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Benutzung
PhysikEinschränkungen
Beschreibung
Das Werkzeug Psi-Wert benutzerdefiniert ermöglicht das Berechnen von Ψ-Werten bei Konstruktionen, bei denen mehr als 3 Konstruktionsbauteile mit verschiedenen U-Werten zusammenstossen oder verbunden sind. Der Einfluss aller Wärmebrücken ist in einem einzigen Ψ-Wert zusammengefasst.
Der Ψ-Wert ist eine Korrekturgrösse bei der Berechnung des Transmissionsverlustes von Gebäudehüllen. Der Ψ-Wert quantifiziert den zusätzlichen Energieverlust pro Grad Celsius und Laufmeter, der bei einer vereinfachten Betrachtungsweise des Energieverlustes mit U-Werten und Flächen nicht berücksichtigt wurde, um die durch linienförmige Wärmebrücken verursachte und nicht bereits bei der ein-dimensionalen Energie-Berechnung mit den U-Werten berücksichtigte zusätzliche Energie zu quantifizieren.
Die Grösse des Ψ-Werts hängt von verschiedenen Einflussgrössen ab: der Qualität der Konstruktion und der verwendeten Abmessungen sowie der U-Werte zur Berechnung des Wärmeverlustes der ungestörten Bauteile. Es ist daher möglich, dass eine wärmetechnisch schlechte Flachdachauskragung einen besseren Ψ-Wert aufweisen kann als ein wärmetechnisch guter Fensteranschlag, da bei der Berechnung des Ψ-Werts beim Flachdach mit Aussenabmessungen ein Teil des durch die Wärmebrücke verursachten Energieverlustes durch die vergrösserten Flachdach- und Wandabmessungen bereits abgedeckt sind. Auch können Ψ-Werte negativ sein.
Das Berechnen von Ψ-Werten wird im Einführungsbeispiel 5 detailliert erklärt.
Wie wird es aktiviert?
Das Psi-Wert Werkzeug wird durch den Befehl Psi-Wert im Menü Resultate oder durch Klicken auf das Symbol 
im Werkzeuge Flyout aktiviert. Wählen Sie anschliessend die Art Benutzerdefiniert in den Werkzeugeigenschaften aus (vgl. Abbildung 2). Wenn das Werkzeug aktiv ist, wird der Mauszeiger im Bereich der Konstruktion mit dem Symbol 
angezeigt.
Wie wird es benutzt?
Zur Berechnung des Psi-Wertes Benutzerdefiniert sind zwei Klicks nötig: Mit den zwei Punkten wird der Oberflächenzug festgelegt, durch den der effektive Wärmestrom berechnet werden soll.
Anschliessend müssen Sie im Eigenschaften Flyout (vgl. Abbildung 1) die Anzahl Basisbauteile und die Kennwerte der Basisbauteile entweder direkt mit der Tastatur eingeben oder mit dem Pipetten Werkzeug 
bzw. mit dem Link Werkzeug 
(vgl. Abbildung 1) durch Klicken auf ein kompatibles Resultats-Objekt (U-Wert, Abmessung bzw. Wärmefluss) übernehmen. Falls Sie das Link Werkzeug verwenden, werden die Kennwerte verlinkt, d.h. wenn sich der Wert des entsprechenden Resultat-Objekts ändert, wird die Ψ-Wertberechnung automatisch angepasst. Bei der Verwendung des Pipetten Werkzeugs wird der Wert kopiert und allfällige Änderungen des Kennwertes werden nicht berücksichtigt.
Der Oberflächenlinienzug wird durch die Eingabe des Start- und Endpunktes definiert:
Klicken Sie auf die Stelle, bei welcher der Oberflächenlinienzug beginnen soll. Die Ränder der Konstruktion, welche für den zu definierenden Oberflächenlinienzug in Frage kommen, werden nun mit einer gestrichelten Linie angezeigt. Fahren Sie mit der Maus im Gegenuhrzeigersinn zum gewünschten Endpunkt. Die gestrichelte Linie zeigt nun die Strecke an, durch welche der Wärmestrom berechnet wird. Die Linie ist definiert, sobald Sie auf den gewünschten Endpunkt klicken.
Wird die Shift-Taste bei der Definition des Oberflächenlinienzug gedrückt gehalten, so werden mit dem ersten Klick Start- und Endpunkt automatisch bei den angrenzenden adiabatischen Rändern (z.B. Bauteilschnitten) gesetzt.
Der Psi-Wert wird angezeigt, und ausserdem werden der Start- und der Endpunkt des Oberflächenlinienzuges beschriftet.
Möchten Sie die Eingabe vor der Definition des Endpunktes abbrechen, wählen Sie den Befehl Abbrechen aus dem Kontextmenü (Klicken mit der rechten Maustaste) oder drücken Sie die ESC-Taste.
Die Basisgrössen der Ψ-Wertberechnung, die das Resultat massgeblich beeinflussen (U-Werte der Bauteile, Länge der Bauteile, ob die Wärmeströme durch die Schnittflächen beim Start- und Endpunkt berücksichtigt werden sollen und die Temperaturdifferenz), müssen Sie im Eigenschaften-Flyout (vgl. Abbildung 1) erfassen. Sie können entweder die Werte manuell eingeben, die Werte von anderen Resultatsobjekt kopieren (
) oder die Berechnung mit anderen Resultatsobjekten verknüpfen(
).
Abbildung 1: Eigenschaften-Flyout für ein Ψ-Wert Objekt mit 4 Basisbauteilen
Bestimmen des Stils
Die Darstellungsart des Psi-Wert Objekts können Sie in der Stil-Liste in den Werkzeug Eigenschaften (vgl. Abbildung 2) auswählen. Die Liste zeigt alle Stile für Psi-Wert Objekte, die zuvor im Stil-Flyout definiert wurden.
Ein neues Psi-Wert Objekt wird immer mit dem im Stil-Dropdown-Liste markierten Stil erzeugt. Sie können entweder die Markierung im Stil-Flyout ändern oder in der Stil-Dropdown-Liste der Werkzeug Eigenschaften den entsprechenden Stil auswählen.
Sie können den Stil nachträglich noch anpassen, indem Sie das Eigenschaften zuweisen Werkzeug benutzen oder den Stil mittels Drag& & Drop zuweisen (siehe auch Einführungsbeispiel 1).
Die Art der Beschriftung (z.B. Anzahl Nachkommastellen, Anzeige der Formeln) sowie die grafischen Eigenschaften der Schnittlinie können durch Anpassen des entsprechenden Stils im Stil-Flyout geändert werden.
Abbildung 2: Werkzeug Eigenschaften
Aussagekräftige Resultate
Um aussagekräftige Resultate zu erhalten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
•die Start- und Endpunkte an Schnitten definiert werden, durch die keine Wärmeströme fliessen (Bsp: Symmetrieachsen oder bei Rändern mit der Randbedingung: Wärmestromdichte q=0.0 W/m2K).
•Falls Sie das Bezugssystem aussen wählen, sollen Start- und Endpunkt auf dem äusseren Rand der Konstruktion liegen; falls Sie das Bezugssystem innen wählen, sollen Start- und Endpunkt auf dem inneren Rand der Konstruktion liegen. Beachten Sie die Reihenfolge der Eingabe: Auch hier gilt der Gegenuhrzeigersinn der Eingabe der Endpunkte.
•Beachten Sie bitte auch die Bemerkungen im Kapitel physikalische Erläuterungen.
Physikalische Erläuterungen
Der Ψ-Wert mit mehreren Bauteilen wird wie folgt berechnet:
Der Gesamtwärmestrom pro Laufmeter setzt sich aus folgenden Teilströmen zusammen:
respektive falls die Wärmeströme durch die Schnittflächen berücksichtigt werden (vgl. Eigenschaften-Flyout)
Der Wärmestrom, welcher durch die 1-dimensionale Betrachtung bereits berücksichtigt ist, berechnet sich wie folgt:
FALSCH, fehlt *DT
mit:
ΦA-C: Wärmestrom von A nach C (im Gegenuhrzeigersinn) [W/m]
ΦB-A: Wärmestrom von B nach A (im Gegenuhrzeigersinn) [W/m]
ΦC-D: Wärmestrom von C nach D (im Gegenuhrzeigersinn) [W/m]
ΔT: falls nur 2 Randbedingungstemperaturen vorkommen: Temperaturdifferenz TA-TB der Randbedingungstemperaturen TA und TB bei den Punkten A und B [K]
ΔT: falls mehr als 2 Randbedingungstemperaturen vorkommen, wird die Temperaturdifferenz gemäss der im Eigenschaften-Flyout definierten Regel berechnet.
UA-E: U-Wert für den gesamten Bauteil von A bis E [W/m2K]
UF-C: U-Wert für den gesamten Bauteil von F bis C [W/m2K]
UF-E: U-Wert für den gesamten Bauteil von F bis E [W/m2K]
lA-E: Länge der Projektion des Streckenzuges AE auf die Senkrechte zur Schnittlinie AB [m]
lF-C: Länge der Projektion des Streckenzuges FC auf die Senkrechte zur Schnittlinie CD [m]
lF-E: Länge der Projektion des Streckenzuges FE [m]
Bemerkungen
•Im Allgemeinen sind die Ψ-Werte abhängig auf welcher Seite eine Konstruktion - aussen oder innen - abgefragt wird. Insbesondere können die Bezugslängen (lA-E und lC-E) verschieden sein.
•Falls die Wärmeströme durch die Schnittflächen kritische, relative Grössen übersteigen, wird eine entsprechende Warnung hinzugefügt. Sie können diese Grenze im Eigenschaften-Flyout anpassen.
•Alle Wärmeströme werden vom Startpunkt zum Endpunkt im Gegenuhrzeiger berechnet.
•Zur Berechnung der Wärmeströme werden alle Referenzpunkte automatisch auf die nächst liegenden Gitterpunkte an der Oberfläche abgebildet.
•Die Vorzeichen der Wärmeströme werden berücksichtigt: Die Wärmeströme ins System sind positiv, die Wärmeströme aus dem System negativ.
•Falls mehr als 2 Randbedingungstemperaturen im Modell vorkommen, ist der Ψ-Werte von den Temperaturverhältnissen abhängig und gilt im Allgemeinen nicht für andere Randbedingungstemperaturen. Die Regel für die Berechnung der benötigten Temperaturdifferenz muss im Eigenschaften-Flyout festgelegt werden.
Einschränkungen
•Dieses Werkzeug kann nur auf den Berichtseiten und nur bei vorhandenen Resultatobjekten mit berechneten Modellen verwendet werden.
•Es dürfen keine inneren Ränder und keine Wärmequellen vorkommen.