VDI 4710 Blatt 3-2011 Meteorological data for the building services - t x correlations from 1991 to 2005 for 15 climatic zones in Germany.pdf

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1、ICS 07.060, 91.140.30 VDI-RICHTLINIEN Mrz 2011March 2011VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Meteorologische Grundlagen fr die technische Gebudeausrstung t,x-Korrelationen der Jahre 1991 bis 2005 fr 15 Klimazonen in Deutschland Meteorological data for the building services t,x correlations from 1991 to 2005

2、for 15 climatic zones in Germany VDI 4710 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI

3、-Gesellschaft Bauen und Gebudetechnik (GBG) Fachbereich Technische Gebudeausrstung VDI-Handbuch Raumlufttechnik VDI-Handbuch Ressourcenmanagement in der Umwelttechnik VDI-Handbuch Wrme-/Heiztechnik Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use

4、not permittedFrhere Ausgabe: 08.09Entwurf, deutschFormer edition: 08/09 Draft, inGerman only Zu beziehen durch / Available atBeuthVerlagGmbH, 10772 BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2011Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2

5、 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweise 4 3 Begriffe 4 4 Formelzeichen . 4 5 Auswahl und Anwendung der meteorologischen Daten 4 5.1 Stationsauswahl 4 5.2 Rumliche Reprsentanz der Stationen 5 5.3 Datenbasis 5 5.4 Datendarstellung 7 6 Auslegungspunkte fr Sommer- und Winterfall bei angemessenem b

6、erschreitungsrisiko 0,1 % (9 h/a) 8 Anhang t,x-Korrelation, ganztgig 11 Schrifttum 28 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Normative references . 4 3 Terms and definitions 4 4 Symbols . 4 5 Selection and application of the meteorological data 4 5.1 Selection of station 4 5.2 Spatial rep

7、resentativeness of the stations . 5 5.3 Basis of data . 5 5.4 Representation of the data 7 6 Design points for the summer and winter seasons, assuming an adequate exceedance risk of 0,1 % (9 h/a) 8 Annex t,x correlation, 24 hours a day 11 Bibliography 28 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD

8、9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 4710 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unterBeachtung der Vorgaben und Empfehlungen derRichtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der

9、Fotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung derLizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), diein den VDI-Merkblttern geregelt sind, mgli

10、ch. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/4710. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance wi

11、th the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying) storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infrin

12、gement of copyright is permitted subject to the licensing specified in the VDI Notices (www.vdi-richt-linien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors of this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guideline can be accessed on the internet at www.vdi

13、-richtlinien.de/4710. Einleitung Seit 1979 werden in der deutschen Normung dieBasisdaten Auenlufttemperatur (t) und Wasser-dampfgehalt (x) (meteorologisch: Mischungsver-hltnis) in Form von t,x-Korrelationen zusammen-gestellt, vor allem in DIN 4710. Dabei waren zu-nchst die Daten von 1951 bis 1970 di

14、e Grundlagefr Westdeutschland. Als die berarbeitung fr Gesamtdeutschland an-stand, publizierte man 2003 mit dem DeutschenWetterdienst (DWD) die Daten fr 15 Stationenvon 1961 bis 1990, da der 30-Jahres-Zyklus alle wesentlichen Schwankungen der im Begriff Kli-ma“ zusammengefassten Faktoren (z. B. Temp

15、era-tur, Feuchte, Niederschlag, Wind) erfasst. In Anbetracht der Problematik der Wahl der Refe-renzzeitrume hat die World Meteorological Orga-nization (WMO) sogenannte Klimanormalperiodenfestgelegt, die jeweils 30 Jahre umfassen. Auf Ba-sis umfangreicher Datenanalysen wurde festge-stellt, dass diese

16、r Zeitraum ausreicht, um berallauf der Erde die typische Variabilitt der Wetter-elemente, mithin also das Klima, zu erfassen. Ei-nen wesentlichen weiteren Aspekt der Definitioneiner Klimanormalperiode stellt die Vergleichbar-keit der klimatischen Gren untereinander dar.Indem man einen einheitlichen

17、Vergleichsmastabbenutzt, werden darber hinaus Angaben zu Ent-wicklungstrends im Klimageschehen erst eindeu-tig. Das Konzept fr die Erstellung der Korrelationsta-bellen von Lufttemperatur (t) und dem Wasser-dampfgehalt der Luft (x), die sogenanntent,x-Korrelationen, bestand bisher darin, die ent-spre

18、chenden stndlichen Messwerte des 30-jhri-Introduction Since 1979, it has been common practice in Ger-man standards, particularly in DIN 4710, to com-pile the basic data of outdoor-air temperature (t) and water vapour content (x) (meteorologically: mixing ratio) in the form of t,x correlations. Ini-t

19、ially, the data from 1951 to 1970 served as the basis for West Germany. When the standard was to be revised so as to makeit applicable to the whole of Germany, the data gathered at 15 stations from 1961 to 1990 were published in 2003 in cooperation with the German Meteorological Service (DWD), given

20、 that the 30-year cycle covers all essential variations of the factors subsumed under the term “climate” (such as temperature, humidity, precipitation, wind). Considering the difficulty of choosing the refer-ence periods, the World Meteorological Organiza-tion (WMO) has specified so-called climate n

21、ormal periods extending over 30 years in each case. Based on extensive data analyses, this period was found to be long enough for recording the typical variability of the weather elements, i. e. the climate, all over the world. A further essential aspect of the definition of a climate normal period

22、is the compa-rability of the climatic quantities among one an-other. Moreover, it is only by using a harmonised standard of comparison that information regarding development trends in climate patterns becomes unambiguous. The concept for the compilation of the correlation tables of air temperature (

23、t) and water vapour con-tent in air (x), the so-called t,x correlations, so far consisted in using the respective hourly values measured over the 30 years of the currently com-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ds

24、seldorf 2011 VDI 4710 Blatt 3 / Part 3 3 gen Zeitraums der aktuell abgeschlossenen Klima-normalperiode, also derzeit des Zeitraums 1961 bis1990, zu verwenden. Nun ist jedoch seit Ende der1980er-Jahre die Lufttemperatur angestiegen. Umden offensichtlichen Wandel im Regime der Luft-temperatur in den P

25、lanungen der TechnischenGebudeausrstung besser bercksichtigen zuknnen, wurden die t,x-Korrelationen fr den 15-Jahres-Zeitraum 1991 bis 2005, was der Hlfteder laufenden Klimanormalperiode entspricht, neuberechnet. Um den sich abzeichnenden Klimawandel bewer-ten zu knnen, erarbeitete der DWD fr die nu

26、nbenannten 15 Stationen die zur DIN 4710 identi-schen Darstellungen fr die t,x-Korrelation ausdiesem 15-Jahres-Zyklus. Diese Informationen sollen der ffentlichkeitschnell zugnglich gemacht werden. Der VDI ent-schied daher, diese Tabellen in die RichtlinienreiheVDI 4710 als Blatt 3 einzubinden. Analo

27、g zuDIN 4710 werden hier keine Anwendungskriterienbeschrieben. Man stellt der ffentlichkeit das me-teorologische Material wertfrei zur Verfgung. Hier sei darauf verwiesen, dass VDI 4710 Blatt 1 in den meteorologischen Daten auereuropischerStationen ebenfalls t,x-Korrelationen als ber-sichtstabellen

28、zur Klimaeinschtzung enthlt. Der VDI beabsichtigt, in den Richtlinien wieVDI 2078 und VDI 6018 Quervereise zu den Da-ten der VDI 4710 Blatt 3 herzustellen. Ferner kannmit einer derartigen Darstellung fr bestimmteAnlagentypen (Konstantvolumenstromsysteme) dieLuftbehandlung genauer berechnet werden al

29、s mitden heute zumeist verwendeten Testreferenzjahr-Verfahren (TRY-Verfahren), da diese nur ein Teil-kollektiv der t,x-Korrelation fr ihre Berechnungenverwenden. pleted climate normal period, i. e. presently from 1961 to 1990. However, since the end of the nine-teen-eighties, the air temperature has

30、 kept rising. To give better consideration to the obvious changes in the air-temperature regime when plan-ning building services, the t,x correlations have been re-calculated for the 15-year period from 1991 to 2005, i. e. half of the current climate nor-mal period. To allow assessing the climate ch

31、ange that is be-coming apparent, the DWD has compiled t,x corre-lation tables, identical to those in DIN 4710, fromthis 15-year cycle for the 15 stations named here. It is intended to make this information accessible to the public without delay. The VDI has, there-fore, decided to incorporate these

32、tables in the VDI 4710 Series of Guidelines as VDI 4710 Part 3. Like in DIN 4710, no criteria for application are described. The meteorological data are made avail-able to the public without any judgements. It should be noted that VDI 4710 Part 1, pertaining to the meteorological data of non-Europea

33、n sta-tions, also contains synoptic tables of t,x correla-tions for climate assessment. The VDI intends to make cross-references from guidelines such as VDI 2078 and VDI 6018 to the data of VDI 4710 Part 3. Furthermore, for certain system types (constant-volume-flow systems), this representation all

34、ows the air-conditioning to be calculated more accurately than by means of the nowadays mostly used test-reference-year (TRY) methods, the latter using but a partial collective of the t,x correlation for their calculations. 1 Anwendungsbereich Diese VDI-Richtlinie dient der Festlegung vonAuslegungsp

35、unkten (Sommer und Winter) derLufttemperatur t, dem Wasserdampfgehalt x und der Enthalpie h fr die Berechnung von heizungs-und raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen)in Deutschland und als Basis fr die Jahresanalysedes Energieverbrauchs nach der Einzelhufig-keitsmethode. 1 Scope This VDI Guideline

36、 serves to specify design points (summer and winter) for air temperature, t, water vapour content, x, and enthalpy, h, to be used in the calculation of heating, ventilating and air-conditioning (HVAC) systems in Germany, and as a basis for the analysis of annual energy consump-tion according to the

37、individual-frequency method.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 4710 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung di

38、eser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this guideline: DIN 4710:2003-01 Statistiken meteorologischer Daten zur Berechnung des Energiebedarfs von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen in Deutschland (Statistics on German meteoro-lo

39、gical data for calculating the energy require-ments for heating and air conditioning equip-ment) VDI 4710 Blatt 1:2008-12 Meteorologische Grund-lagen fr die TGA; Auereuropische Klimada-ten (Meteorological data for building-services purposes; Non-European climatic data) VDI 4710 Blatt 2:2007-05 Meteo

40、rologische Grund-lagen fr die TGA; Gradtage (Meteorological data for technical building services purposes; Degree days) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten dieBegriffe nach VDI 4700 und DIN 4710. 3 Terms and definitions For the purpose of this guideline, the terms and definitions as

41、 per VDI 4700 and DIN 4710 shall apply. 4 Formelzeichen Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten dieFormelzeichen nach VDI 4700 und DIN 4710, hiereine Auswahl: Formel-zeichen Bedeutung Einheit h Enthalpie kJ/kg p mittlerer Luft-druck in Stations-hhe hPa t Lufttemperatur, hier: Auenluft-temperatur C

42、 x Wasserdampf-gehalt g Wasserdampf je kg trockener Luft (g WD/kg tr. L.) relative Luftfeuchte % 4 Symbols For the purpose of this guideline, the symbols as per VDI 4700 and DIN 4710 shall apply, for in-stance: SymbolDenotes Unit h enthalpy kJ/kg p mean barometric pressure at station height hPa t ai

43、r temperature, here: outdoor-air temperature C x water vapour content g of water va-pour per kg of dry air (g w.v./kg d.a.) relative air humidity % 5 Auswahl und Anwendung der meteorologischen Daten 5.1 Stationsauswahl Die Daten des Deutschen Wetterdiensts (DWD)enthalten fr die 15 Stationen der DIN

44、4710 (zumTeil modifiziert, siehe Tabelle 1 und Bild 1) die mittleren Jahresstunden aller Kombinationen vonAuenlufttemperatur und Wasserdampfgehalt, auf-summiert einmal fr 24 Stunden je Tag, zum ande-ren nur fr die zwlf Tagesstunden von 6:00 Uhr bis 18:00 Uhr (angepasst an einen normalen Ta-gesbetrie

45、b einer RLT-Anlage). 5 Selection and application of the meteorological data 5.1 Selection of station The data supplied by the German Meteorological Service (DWD) contain, for the 15 stations as per DIN 4710 (partly modified, see Table 1 and Fig-ure 1), the average yearly hours of all combina-tions o

46、f outdoor-air temperature and water vapour content, accumulated over 24 hours a day, and over only twelve hours of the day from 6:00 a.m. to 6:00 p.m. (to suit the normal daily operation of an air-handling system). B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserv

47、ed Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 4710 Blatt 3 / Part 3 5 Tabelle 1. Reprsentanzstationen nach DIN 4710 1) Bremerhaven 2) Rostock-Warnemnde 3) Hamburg-Fuhlsbttel 4) Potsdam 5) Essen 6) Bad Marienberg 7) Kassel 8) Braunlage 9) Chemnitz 10) Hof 11) Fichtelberg 12) Mannheim 13) Mh

48、ldorf (Passau)a)14) Sttten 15) Garmisch-Partenkirchen a) Die Station Passau stand nicht fr den gesamten Untersuchungszeit-raum zur Verfgung. Table 1. Representative stations as per DIN 4710 1) Bremerhaven 2) Rostock-Warnemnde 3) Hamburg-Fuhlsbttel 4) Potsdam 5) Essen 6) Bad Marienberg 7) Kassel 8) B

49、raunlage 9) Chemnitz 10) Hof 11) Fichtelberg 12) Mannheim 13) Mhldorf (Passau)a)14) Sttten 15) Garmisch-Partenkirchen a) The Passau station was not available for the entire investigation period. 5.2 Rumliche Reprsentanz der Stationen Bei den an Stationen gewonnenen Messdaten han-delt es sich im strengen Sinn um Punktmessungen,die zunchst einmal nur fr den unmittelbarenStandort des jeweiligen Sensors gelten. Inwieweitdie Messdaten auf eine grere Fl