DIN 18910-1-2004 Thermal insulation for closed livestock buildings - Thermal insulation and ventilation forced - Part 1 Principles for planning and design for closed ventilated liv.pdf

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1、November 2004DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 15DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 65.040.10 . 9580340www.din.deXDIN 18910-1W

2、 rmeschutz geschlossener St lle W rmed mmung und L ftung Teil 1: Planungs und Berechnungsgrundlagen f r geschlossene zwangsbel ftete St lleThermal insulation for closed livestock buildings Thermal insulation and ventilation forced Part 1: Principles for planning and design for closed ventilated live

3、stock buildingsProtection thermique pour tables fermes Isolation thermique et ventilation dynamique Partie 1: Principes de planification et de calcul pour tables fermes aeresAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f rDIN 18910:199205www.beuth.deGesamtumfang 43 SeitenDIN

4、18910-1:2004-112InhaltSeiteVorwort.4Einleitung .51 Anwendungsbereich 52 Normative Verweisungen.53 Begriffe 64 Symbole, Abkrzungen und Formelzeichen75 Anforderungen85.1 Temperatur und relative Luftfeuchte der Stallluft .85.2 Kohlenstoffdioxidgehalt der Stallluft95.3 Stalllftung95.4 Schutz der Bauteil

5、e gegen Feuchte96 Berechnungsgrundlagen .96.1 Stallbesatz.96.2 Wasserdampf- und Kohlenstoffdioxidmassenstrom sowie Wrmestrom 106.3 Temperatur und relative Luftfeuchte der Auenluft im Winter 106.4 Temperatur und relative Luftfeuchte der Auenluft im Sommer .106.5 Temperatur der Luft der an den Stall g

6、renzenden Rume .116.6 Kohlenstoffdioxidgehalt der Auenluft 116.7 Luftdruck .116.8 Oberflchenkondensat.116.9 Wrmetechnische Kennwerte .117 Bemessung des Luftmassenstroms und der Wrmedmmung, Berechnungsverfahrenzur Wrmebilanz .117.1 Allgemeines 117.2 Bemessung des Luftmassenstroms und der Wrmedmmung 1

7、17.3 Berechnungsverfahren zur Wrmebilanz.127.4 Luftmassenstrom im Sommer.177.5 Umrechnung von Luftmassenstrom auf Luftvolumenstrom18Anhang A (normativ) Berechnung der tierphysiologischen Daten.32Literaturhinweis.43TabellenTabelle 1 bersicht verwendeter Zeichen, Bedeutung der Einheiten im Sinne diese

8、r Norm,Einheiten 7Tabelle 2 Rinderstlle; Temperatur G51iund relative Luftfeuchte G6aider Stallluft 19Tabelle 3 Schweinestlle; Temperatur G51iund relative Luftfeuchte G6aider Stallluft.19Tabelle 4 Geflgelstlle; Temperatur G51iund relative Luftfeuchte G6aider Stallluft.20Tabelle 5 Pferdestlle: Tempera

9、tur G51iund relative Luftfeuchte G6aider Stallluft 20Tabelle 6 Schafstlle: Temperatur G51i und relative Luftfeuchte G6aider Stallluft20Tabelle 7 Rechenwerte des Wasserdampf- und Kohlenstoffdioxidmassenstroms, je kWWrmeleistung fr verschiedene Brennstoffe, bezogen auf den unteren Heizwert .21DIN 1891

10、0-1:2004-113SeiteTabelle 8 Wasserdampfmassen-, Kohlenstoffdioxidmassen- und Wrmestrmein Rinderstllen . 21Tabelle 9 Wasserdampfmassen-, Kohlenstoffdioxidmassen- und Wrmestrmein Schweinestllen 22Tabelle 10 Wasserdampfmassen-, Kohlenstoffdioxidmassen- und Wrmestrmein Geflgelstllen . 23Tabelle 11 Wasser

11、dampfmassen-, Kohlenstoffdioxidmassen- und Wrmestrmein Pferdestllen. 24Tabelle 12 Wasserdampfmassen-, Kohlenstoffdioxidmassen- und Wrmestrmein Schafstllen 25Tabelle 13 Rechenwerte fr die Temperaturen G51Rder an den Stall grenzenden Rume 25Tabelle 14 Korrekturfaktoren r fr die Bercksichtigung der eva

12、porativen Verlusteder vom Tier produzierten sensiblen Wrme auf Stallebene. 26Tabelle 15 Kategorien und Rechenwerte der Wrmeleitfhigkeit des Erdreichesnach DIN EN ISO 13370 26Tabelle 16 Wasserdampfgehalt und Dichte der Luft im Sttigungszustand bei 1 000 hPa. 27Tabelle 17 Taupunkttemperatur G51Sin Abh

13、ngigkeit von der relativen Luftfeuchte. 28Tabelle 18 Rechenwerte fr die Temperatur der Auenluft zur Begrenzung vonOberflchenkondensat an Bauteilen (Berechnung der Mindestwrmedmmung) 28Tabelle 19 Rechenwerte der Temperaturdifferenz G44G51zulzwischen Stall- und Auenluftim Sommer 29Tabelle A.1 Kalkulat

14、ionsvorgaben fr die Ableitung der tierphysiologischen Daten 35Tabelle A.2 Planungswerte fr Luftvolumenstrme unter Bercksichtigungblicher Stallverhltnisse und Haltungsbedingungen . 37BilderBild 1 Wintertemperaturkarte 30Bild 2 Sommertemperaturkarte . 31Bild A.1 Wrme- und Kohlenstoffdioxidproduktion i

15、n Abhngigkeitvon der Lebendmasse fr Mastschweine 36Bild A.2 Wrme- und Kohlenstoffdioxidproduktion in Abhngigkeitvon der Lebendmasse fr Mastgeflgel 36DIN 18910-1:2004-114VorwortDiese Norm wurde vom Normenausschuss Bauwesen (NABau), Arbeitsausschuss 01.32.00 Stallklima“ aus-gearbeitet.nderungenGegenbe

16、r DIN 18910:1992-05 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Modifizierung der Wrmebedarfsberechnung;b) Modifizierung der Luftratenberechnung;c) Modifizierung der tierphysiologischen Daten (Geflgel).Frhere AusgabenDIN 18910-1: 1963-05DIN 18910: 1974-10, 1992-05DIN 18910-1:2004-115EinleitungDer Arbei

17、tsausschuss Stallklima“ verfolgt bei seinen Ausarbeitungen zwei Ziele, die in den Teilen 1 und 2zum Ausdruck kommen sollen. Whrend sich Teil 1 in seinem Anwendungsbereich auf zwangsbelftete Stllebezieht, sollen im Teil 2 Stallsysteme bercksichtigt werden, in denen der Luftaustausch ohne mechanischer

18、zwungene Ventilation erfolgt.1 AnwendungsbereichDiese Norm gilt fr die Planung geschlossener, wrmegedmmter Rinder-, Schweine-, Geflgel-, Pferde- undSchafstlle, bei denen der Luftaustausch vorzugsweise durch Ventilatoren (Zwangslftung) erfolgt. Die Normenthlt auf der Basis der Wasserdampf-, Kohlensto

19、ffdioxid- und Wrmestrombilanz Festlegungen zur Berech-nung des Luftmassenstroms im Winter und Sommer und der Wrmedmmung der Bauteile des Stalles. Siegibt Anweisungen fr die Bemessung des Feuchtigkeitsschutzes der raumumschlieenden Bauteile.Bei diesen wrmegedmmten Stllen werden der Transmissions- und

20、 Lftungswrmestrom im Winter ganzoder berwiegend durch die Tiere gedeckt. Dabei sollen gnstige Umweltbedingungen fr die Tiere undgnstige Arbeitsplatzbedingungen fr den im Stall ttigen Menschen geschaffen sowie Bauschdenvermieden werden.Diese Norm gilt nicht fr Stlle, deren konstruktiver Wrmeschutz so

21、 gering ist, dass damit keine wesentlicheBeeinflussung der Stalllufttemperatur erreicht werden kann, z. B. nicht wrmegedmmter Stall (Kaltstall).Ausfhrungsplanungen und Betrieb von raumlufttechnischen oder heiztechnischen Anlagen sind nichtGegenstand dieser Norm.2 Normative VerweisungenDiese Norm ent

22、hlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sindnachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungendieser Publikati

23、onen nur zu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind. Beiundatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielichnderungen).DIN 4701-1:1995-08, Regeln fr die Berechnung der Heizlast von Gebuden Teil 1: Grundlagen derBerechnu

24、ng.DIN 4701-2:1995-08, Regeln fr die Berechnung der Heizlast von Gebuden Teil 2: Tabellen, Bilder,Algorithmen.DIN 4701-3:1989-08, Regeln fr die Berechnung des Wrmebedarfs von Gebuden Teil 3: Auslegung derRaumheizeinrichtungen.DIN 4108-2:2001-03, Wrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebuden Teil 2: M

25、indestanforderungen anden Wrmeschutz.DIN 4108-3:2001-07, Wrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebuden Teil 3: Klimabedingter Feuchte-schutz Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise fr Planung und Ausfhrung.DIN V 4108-4:2002-02, Wrmeschutz und Energie-Einsparung in Gebuden Teil 4: Wrme- und f

26、euchte-schutztechnische Bemessungswerte.DIN EN ISO 13370:1998-12, Wrmetechnisches Verhalten von Gebuden Wrmebertragung ber dasErdreich Berechnungsverfahren (ISO 13370:1998); Deutsche Fassung EN ISO 13370:1998.DIN 18910-1:2004-1163 BegriffeFr die Anwendung dieser Norm gelten folgende Begriffe.3.1Ablu

27、ftLuft, die aus dem Raum gefhrt wird; sie ist meistens identisch mit Fortluft3.2FortluftAbluft, die ins Freie abstrmt3.3KernkondensatFeuchte, die im Innern der Bauteile anfllt, wenn diffundierender Wasserdampf kondensiert, entweder infolgeAbkhlung bis zum Taupunkt oder wenn der Dampfteildruck im Bau

28、teil den Sttigungsdruck erreicht hat3.4KohlenstoffdioxidbilanzBilanz aus den dem Stall zugefhrten, im Stall anfallenden und aus dem Stall fortgefhrten Massenstrmendes Kohlenstoffdioxids3.5Luftmassenstrom im Stall, LmG26Luftmasse, die in einer Stunde zwischen dem Stall und seiner Umgebung ausgetausch

29、t wird (siehe Zuluft,Abluft, Fortluft)3.6Lftungswrmestrom, G46._LWrmestrom, der durch Luftaustausch entsteht3.7LuftwechselzahlQuotient aus Zuluftvolumenstrom und Raumvolumen3.8Taupunkttemperatur der LuftTemperatur, bei der der vorhandene Wasserdampfgehalt der Luft durch Abkhlen den Sttigungszustande

30、rreicht (relative Luftfeuchte = 100 %). Wird Luft unter ihre Taupunkttemperatur abgekhlt, so kondensiert derberschssige Wasserdampf3.9Transmissionswrmestrom, G46._TWrmestrom durch die raumumschlieenden Bauteile3.10WrmestrombilanzBilanz aus den dem Stall zugefhrten, im Stall anfallenden und aus dem S

31、tall fortgefhrten Strmen sensiblerWrme3.11WasserdampfbilanzBilanz aus den dem Stall zugefhrten, im Stall anfallenden und aus dem Stall fortgefhrten Massenstrmendes WasserdampfesDIN 18910-1:2004-1173.12Zuluftgesamte dem Raum zustrmende Luft (vom Raum aus betrachtet)4 Symbole, Abkrzungen und Formelzei

32、chenTabelle 1 bersicht verwendeter Zeichen, Bedeutung der Einheiten im Sinne dieser Norm, EinheitenSpalte 1 2 3Zeile Zeichen Bedeutung Einheit1 A Flche m22 B charakteristisches Bodenplattenma m3 c spezifische Wrmekapazitt von Luft aWh kg1K14 d wirksame Dicke der Umfassungswand bzw. Bodenplatte m5 K

33、Kohlenstoffdioxidgehalt ag kg16KG26 Kohlenstoffdioxidmassenstromg h17 mG26Massenstrom kg h18 n Anzahl der Tiere 9 P uerer Umfang der Bodenplatte m10 r Korrekturfaktor zwischen Tier- und Stallebene 11 R Wrmedurchlasswiderstand m2K W112 RsWrmebergangswiderstand m2K W113 U Wrmedurchgangskoeffizient W m

34、2K114VG26 Volumenstrom m3h115 w Dicke der Umfassungswand m16 x Wasserdampfgehalt (Feuchtegrad) ag kg117XG26 Wasserdampfmassenstromg h118 G51 Temperatur Gb0C19 G44G51 Differenz aus 2 Temperaturwerten K20 G72 Dichte der Luft kg m321 G6c Wrmeleitfhigkeit W m1K122 G53 summiert fr den gesamten Stall Gbe2

35、3 G46._ Strom sensibler Wrme W24 G6a relative Luftfeuchte %25 0 der Bodenplatte Gbe26 e extern bzw. der Auenluft (auen) Gbe27 E Erdreich GbeDIN 18910-1:2004-118Tabelle 1 (fortgesetzt)Spalte 1 2 3Zeile Zeichen Bedeutung Einheit28 ges. gesamt/Summe aller Gbe29 H der Heizung Gbe30 i intern bzw. der Sta

36、llluft (innen) Gbe31 K nach der Kohlenstoffdioxidbilanz bzw. des Kohlenstoffdioxids Gbe32 L der Luft Gbe33 max. maximal Gbe34 p bei konstantem Druck Gbe35 Q nach der Wrmestrombilanz Gbe36 R der an den Stall grenzenden Rume Gbe37 s im Sttigungszustand Gbe38 S im Sommer Gbe39 t temporr wirksames Ma Gb

37、e40 ST im Stall je Tier Gbe41 T der Transmission durch die Bauteile Gbe42 W im Winter Gbe43 X bezogen auf Wasserdampf Gbe44 zul zulssig nach Richtwert Gbe45 ges, kor gesamt, korrigiert aBezogen auf trockene Luft.5 Anforderungen5.1 Temperatur und relative Luftfeuchte der StallluftFr die Temperatur de

38、r Stallluft G51iim Bereich der Tiere werden je nach Tierart und -alter differenzierte,leistungsorientierte Optimalbereiche angegeben (siehe Tabellen 2 bis 6). Fr die relative Luftfeuchte G6aiwirdim Winter in Stllen ohne Heizung ein Wert zwischen 60 % und 80 %, in Stllen mit Heizung ein Wertzwischen

39、40 % und 70 % angestrebt.Im Winter sind den Berechnungen im Regelfall die Rechenwerte der Tabellen 2 bis 6 zugrunde zu legen.Abweichungen hiervon sind ausdrcklich zu vereinbaren.Im Sommer soll die Temperatur der Stallluft nur so wenig wie mglich ber die Auenlufttemperaturansteigen.DIN 18910-1:2004-1

40、195.2 Kohlenstoffdioxidgehalt der StallluftDer Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2-Gehalt) der Stallluft wird als Indikator fr die Qualitt der Stallluftangesehen; je hher der Kohlenstoffdioxidgehalt der Stallluft, desto hher ist im Allgemeinen dieAnreicherung mit unerwnschten Gasen und hoher Luftfeuchtigke

41、it, die sowohl von Tieren stammen als auchbei Umsetzungsvorgngen aus den tierischen Exkrementen und gelegentlich aus dem Futter entstehen. Beider Berechnung des Luftmassenstromes im Winter nach der Kohlenstoffdioxidbilanz ist ein Richtwert G4bivon5,0 g kg1G3d 3 000 cm3m3zu unterstellen. Beim Betrieb

42、 einer Heizung ohne Rauchgasabfhrung (z. B.Gasstrahler) ist ihr Kohlenstoffdioxidmassenstrom HKG26nach Tabelle 7 zu bercksichtigen.5.3 StalllftungDie Lftungsanlage ist so auszulegen, dass der fr den Sommer berechnete Luftmassenstrom mit Sicherheitgefrdert werden kann, wobei Strmungswiderstnde zu ber

43、cksichtigen sind. Die Steuerung der Lftungs-anlage muss so ausgelegt werden, dass der fr den Winter berechnete Luftmassenstrom bei nahezukontinuierlichem Betrieb der Lftungsanlage erreicht werden kann.Im Bereich der in den Tabellen 2 bis 6 angegebenen Rechenwerte fr die Stallluft soll im Tierbereich

44、 diemittlere Luftgeschwindigkeit 0,2 m/s nicht berschreiten. bersteigen im Sommer die Temperaturen der Stall-luft die in den Tabellen 2 bis 6 angegebenen Hchstwerte des optimalen Bereichs, so ist fr ausgewachseneTiere eine Erhhung der Luftgeschwindigkeit im Tierbereich bis 0,6 m/s zweckmig.In der St

45、allluft drfen durch Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S) und andere Gase keine gesund-heitsschdlichen Konzentrationen auftreten. Der Anfall von Schwefelwasserstoff und Ammoniak in Stllenlsst sich nicht allgemein gltig angeben. Lebensgefhrliche Gaskonzentrationen knnen entstehen, wennFlssigmist

46、in Gruben im Stall oder solchen Gruben, die mit dem Luftraum des Stalles in Verbindung stehen,aufgerhrt oder umgepumpt wird.Fr den Fall, dass bei Ausfall der Zwangslftung keine lebenserhaltende Luftversorgung gegeben ist, sindEinrichtungen erforderlich, die selbstttig eine Notlftung oder eine netzun

47、abhngige Meldung der Strungbewirken.5.4 Schutz der Bauteile gegen FeuchteWrmedmmung und Bauteile drfen nicht durch Oberflchen- oder Kernkondensat in ihrer Funktions-fhigkeit beeintrchtigt werden. Zeitweilig anfallendes Kondensat muss whrend der jahreszeitlichenVerdunstungsperiode wieder vollstndig a

48、usdiffundieren knnen. Eine ausreichende Wrmedmmung, einesachgeme Schichtenfolge bei mehrschichtigen Konstruktionen sowie raumlufttechnische Manahmenknnen die Bildung von Tauwasser an und in den Bauteilen einschrnken oder verhindern. Deshalb solltendie Schichten von innen nach auen so angeordnet werden, dass in Richtung des Dampfdruck- undTemperaturgeflles ihr Wrmedurchlasswiderstand zunimmt und ihr Wasserdampfdurchlasswiderstandabnimmt (siehe DIN 4108-3).6 Berechnungsgrundlagen6.1 StallbesatzFr die Berechnung sind nach Tierart