Kühllast berechnen · Überschlag für Kühl- und Heizlast
Eine Überschlagsrechnung für die frühe Planung, Angebote sowie Ausbildung und Studium. Aus Nutzung und Fläche erhalten Sie sensible und latente Last, SHR des Raums und Zuluftvolumenstrom; mit „Im psychrometrischen Diagramm öffnen“ zeichnet der Rechner Raumpunkt, SHR-Linie und Außenluftpunkt direkt ein.
Berechnungsgrundlagen
Die Raumlasten sind Summen aus Kennwerten je Posten; die Außenluftlast ist dieselbe psychrometrische Rechnung wie in der Karte der Zustandsänderung des Rechners. Beim Kühlen ist abzuführende Wärme positiv angegeben, beim Heizen zuzuführende Wärme.
| Posten | Gleichung | Erläuterung · Grundlage |
|---|---|---|
| Personen | qs = N·s, ql = N·l | s und l stammen aus der Tabelle der Wärmeabgabe von Personen unten (W je Person). Personenzahl N = Dichte × A / 100 oder direkt eingegeben |
| Beleuchtung, Geräte | q = L·A, q = E·A | Alles sensibel und sofort wirksam (ohne Gleichzeitigkeit und Speicherwirkung). Die Kennwerte sind Richtwerte |
| Gebäudehülle (vereinfacht) | q = U·Ae·(t_o − t_r) + S·A | Transmission nur aus der Differenz der Lufttemperaturen; Solar und Sonstiges als ein Wert je Grundfläche. Beim Heizen gilt U·Ae·(t_r − t_o) |
| Außenluftvolumenstrom | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3,6 | ASHRAE-62.1-Verfahren mit Lüftungsraten. Ez stammt aus der Tabelle der Zuluftverteilungswirksamkeit Ez in 62.1: Vorgabe beim Kühlen 1,0 (Kaltluftzufuhr an der Decke), beim Heizen 0,8 (Warmluftzufuhr an der Decke, Abluft an der Decke). Alternativ Q = n·A·H oder direkte Eingabe |
| Außenluft sensibel | qs = ṁ·(1,006 + 1,86 x_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o) mit dem spezifischen Volumen der Außenluft; dieselbe Definition wie in der Karte der Zustandsänderung (Außenluft → Raum) |
| Außenluft latent | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | Gesamtleistung minus sensible Leistung (wie in der Karte der Zustandsänderung); Feuchte ṁ·(x_o − x_r) |
| SHR des Raums | SHR = Σqs / (Σqs + Σql) | Nur die Raumlasten ohne Außenluft; mit diesem Wert wird die SHR-Linie ins Diagramm gezeichnet |
| Zuluftvolumenstrom (Kühlen) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − ΔT; der Zuluftzustand wird so gewählt, dass die SHR von Zuluft nach Raum der SHR des Raums entspricht (wie bei der Kühlberechnung des Rechners) |
| Zuluftvolumenstrom (Heizen) | ṁ_s = q_r / ((1,006 + 1,86 x_s)·ΔT) | t_s = t_r + ΔT, x_s = x_r (wie bei der Heizberechnung des Rechners) |
| Einheiten | 1 RT = 3,517 kW, 1 kcal = 4,1868 kJ | US-Kältetonne, IT-Kalorie |
Wärmeabgabe von Personen (ASHRAE Fundamentals, Kapitel 18, Tabelle 1)
Bereinigte Werte für die übliche Mischung aus Männern, Frauen und Kindern bei 24 °C Raumtemperatur (W je Person, geringe Luftgeschwindigkeit). Bei wärmerem Raum verschiebt sich dieselbe Gesamtwärme zum latenten Anteil. Der Wert für Restaurants enthält die Wärme der Speisen. Die Ausgaben unterscheiden sich geringfügig; gleichen Sie mit der von Ihnen verwendeten Ausgabe ab.
| Tätigkeit | Typische Anwendung | Sensibel W | Latent W |
|---|---|---|---|
| Sitzend im Theater | Theater | 65 | 30 |
| Sitzend, sehr leichte Arbeit | Büros, Hotels, Wohnungen | 70 | 45 |
| Mäßig aktive Büroarbeit | Büros, Hotels, Wohnungen | 75 | 55 |
| Stehend, leichte Arbeit; Gehen | Kaufhaus, Geschäft | 75 | 55 |
| Gehen, Stehen | Apotheke, Bank | 75 | 70 |
| Sitzende Tätigkeit (Restaurant) | Restaurant | 80 | 80 |
| Leichte Arbeit am Arbeitstisch | Fabrik | 80 | 140 |
Erforderliche Außenluft (ASHRAE 62.1, Tabelle 6-1)
Außenluftmengen je Person und je Fläche sowie die Standard-Personendichte aus dem Verfahren mit Lüftungsraten. Die Außenluft der Atemzone Vbz = Rp·Pz + Ra·Az wird durch Ez aus der Tabelle der Zuluftverteilungswirksamkeit in 62.1 geteilt (1,0 bei Kaltluftzufuhr an der Decke, 0,8 bei Warmluftzufuhr an der Decke mit Abluft an der Decke; der Rechner beginnt beim Kühlen mit 1,0 und beim Heizen mit 0,8, beides ist wählbar). Die Werte ändern sich zwischen den Ausgaben, gleichen Sie daher mit der gültigen ab. Mindestlüftungsraten aus örtlichen Bauvorschriften sind nicht hinterlegt, weil sich der Originaltext hier nicht prüfen ließ.
| Nutzung | Rp l/s je Person | Ra l/s·m² | Dichte Personen/100 m² | m³/h je Person |
|---|---|---|---|---|
| Büroflächen | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| Besprechungs-/Konferenzraum | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| Verkauf (Einzelhandel) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| Gasträume (Restaurant) | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| Klassenräume (ab 9 Jahren) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| Hörsaal | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
Anfangswerte der Nutzungsarten
Nur Werte mit Quelle in der Spalte „Grundlage“ sind belegt; mit „Richtwert“ markierte Werte sind großzügig angesetzte Anfangswerte, die sich nicht mit einer Quelle abgleichen ließen. Geben Sie eigene Werte ein.
| Nutzung | Personen, Wärmeabgabe | Außenluft | Beleuchtung, Geräte W/m² |
|---|---|---|---|
| Büro | Dichte 5 Personen/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (Richtwert) |
| Besprechungsraum | Dichte 50 Personen/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (Richtwert) |
| Verkaufsraum | Dichte 15 Personen/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8, Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (Richtwert) |
| Gastraum (Restaurant) | Dichte 70 Personen/100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8, Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (Richtwert) |
| Klassenraum | Dichte 35 Personen/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5, Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (Richtwert) |
| Wohnen (Mehrfamilienhaus) | Personenzahl 4 (Richtwert), 70/45 W | 0.5 1/h (Beispielwert aus Korea, örtliche Vorschriften prüfen) | 6 · 5 (Richtwert) |
| Serverraum | Personenzahl 2 (Richtwert), 70/45 W | 100 m³/h (Richtwert) | 10 · 500 (Richtwert) |
Grenzen des Überschlagsverfahrens
Dieses Verfahren addiert Kennwerte je Posten und berechnet daher Sonneneinstrahlung (Ausrichtung, Tageszeit, Verschattung der Verglasung), die zeitliche Verzögerung durch die Speicherung in Wänden und Raum, die Spitzenstunde, Infiltration, Wärmegewinne der Kanäle und Ventilatoren, Nacherwärmung und Sicherheitszuschläge nicht. Nutzen Sie es für eine erste Größenordnung, Angebote sowie Ausbildung und Studium; vor der Auswahl der Anlage führen Sie eine detaillierte Kühllastberechnung durch (Programme wie HAP und TRACE mit dem ASHRAE-RTS-Verfahren).
Beim Heizen bleiben innere und solare Wärmegewinne unberücksichtigt, es zählen nur Transmission über die Hülle und Außenluft, was auf der sicheren Seite liegt. Die Befeuchtung umfasst nur die Außenluft; im Raum freigesetzte Feuchte (Personen und anderes) wird nicht angesetzt.
Rechenbeispiel
Büro mit 100 m², Raum 26 °C und 50 %, Außenluft 32 °C und 60 %, Dichte 5 Personen/100 m² → 5 Personen, mäßig aktive Büroarbeit 75/55 W, Beleuchtung 10, Geräte 15 und Solar 20 W/m², U 1,0 W/m²K × 50 m², Außenluft nach 62.1 (2,5 × 5 + 0,3 × 100) × 3,6 = 153 m³/h, Zulufttemperaturdifferenz 10 K.
Raum: Personen 0,375/0,275 kW, Beleuchtung 1,000, Geräte 1,500, Hülle 1,0 × 50 × 6 = 0,300, Solar 2,000 kW → sensibel 5,175, latent 0,275, SHR = 5,175 / 5,450 = 0,950.
Außenluft: x_o 18,033, x_r 10,496 g/kg, h_o 78,37, h_r 52,91 kJ/kg, v_o 0,8895 m³/kg → ṁ = 153 / (3600 × 0,8895) = 0,04778 kg/s, sensibel 0,04778 × 1,0395 × 6 = 0,298 kW, gesamt 0,04778 × 25,45 = 1,216 kW, latent 0,918 kW, Feuchte 1,30 kg/h.
Summe: sensibel 5,473, latent 1,193, gesamt 6,666 kW = 1,90 RT = 5732 kcal/h. Zuluft 16 °C und 10,282 g/kg, ṁ = 5,450 / (52,91 − 42,12) × 3600 = 1817 kg/h → 1513 m³/h (die Näherung mit ρ = 1,2 und cp = 1,006, 5,175 kW / (1,2 × 1,006 × 10) = 1543 m³/h, weicht um 2 % ab).
Die Abweichung von 2 % entsteht, weil die Näherung ρ·cp fest auf 1,2 kg/m³ und 1,006 kJ/kgK setzt. Diese Berechnung verwendet die spezifische Wärmekapazität feuchter Luft 1,006 + 1,86·x (1,025) und das spezifische Volumen im Zuluftzustand (0,833 m³/kg, bezogen auf trockene Luft).
Quellen
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Kapitel 18 „Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations“, Tabelle 1: Wärmeabgabe von Personen nach Tätigkeit
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: Tabelle 6-1 Mindestlüftungsraten, Tabelle der Zuluftverteilungswirksamkeit (Ez)
- Beispielwert aus einer koreanischen Bauvorschrift (mindestens 0,5 Luftwechsel pro Stunde in neuen Mehrfamilienhäusern ab 30 Wohnungen); nicht auf deutsche Vorschriften übertragbar, örtliche Regeln prüfen
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Kapitel 1 „Psychrometrics“: Gleichungen für feuchte Luft (Berechnungskern des Rechners)
Häufige Fragen
Wie wird die Kühllast berechnet?
Addiert werden die sensible Raumlast (Personen, Beleuchtung, Geräte, Transmission über die Hülle, Sonneneinstrahlung) und die latente Raumlast (Personen), dazu die Außenluftlast, mit der die Außenluft auf den Raumzustand gebracht wird. Dieser Rechner füllt die einzelnen Posten aus einer Voreinstellung für die Nutzung und der Fläche und zeigt sie getrennt nach sensibel und latent in kW, RT und kcal/h. Es ist eine Überschlagsrechnung, die den zeitlichen Verlauf von Sonneneinstrahlung und Speicherung nicht abbildet.
Wie ermittelt man den Zuluftvolumenstrom?
Als Näherungsformel gilt: Volumenstrom (m³/h) = sensible Raumlast (kW) × 3600 ÷ (1,2 × 1,006 × Zulufttemperaturdifferenz). Bei 10 kW sensibler Raumlast und 10 K Differenz sind das etwa 2980 m³/h. Der Rechner ermittelt dieselbe Größe genauer aus der Enthalpiedifferenz und dem spezifischen Volumen des Zuluftpunkts auf der SHR-Linie des Raums.
Wie rechne ich die Kühllast in kW in Kältetonnen oder kcal/h um?
1 USRT = 3,517 kW und 1 kW = 860 kcal/h. 35 kW sind etwa 9,95 RT oder 30.100 kcal/h. Ausführliche Tabellen und den Unterschied zur japanischen Kältetonne finden Sie unter https://psychart.kr/de/tools/units/rt-kw/
Zuletzt aktualisiert: 2026-10-12.