Thermische Gebäudesimulation und Anlagensimulation

Thermische Gebäudesimulation und Anlagensimulation

thermische Gebäudesimulation Verschattung Atrium
Beispiel thermische Gebäudesimulation
Verschattung Atrium 21. Juni 14:00 Uhr


thermische Gebäudesimulation Sommertag bei Fensterlüftung
Beispiel thermische Gebäudesimulation
Energiebilanz und Temperaturen extremer
Sommertag bei Fensterlüftung


thermische Gebäudesimulation Temperaturen und Komfortgrenzen
Beispiel thermische Gebäudesimulation
Raumtemperaturen und Komfortgrenzen
in untersch. Aufenthaltbereichen Großraumbüro

Durch die thermische Gebäudesimulation wird der Heiz- und Kühlbetrieb des Gebäudes vorweggenommen. Hierbei werden alle dynamische Faktoren des Gebäudebetriebs (u.a. Wetterbedingungen, Raumnutzung, Bauteilspeicherung, Regelung) berücksichtigt. Die thermische Gebäudesimulation wird deshalb auch dynamische Gebäudesimulation genannt.

Die üblichen Standardverfahren zur Auslegung von Heiz- und Kühlanlagen sind nicht in der Lage diese dynamischen Prozesse ausreichend abzubilden. Die thermische Gebäudesimulation sollte deshalb ergänzend zu den Standardverfahren angewendet werden. Ihre Anwendung führt zu deutlichen Kosteneinsparungen bei der Anlagentechnik, welche die Kosten der Gebäudesimulation mehrfach wieder amortisieren. Neben der Abbildung der Dynamik von Klima und Baukörper ergeben sich weitere Vorteile für die Planung.

Die thermische Gebäudesimulation kann sowohl das komplette Gebäude als auch die Umgebungsbebauung dreidimensional abbilden. So ist es möglich die solare Einstrahlung auf die Gebäudefassaden sowie die solare Strahlungsverteilung in die einzelnen Räume des Gebäudes realitätsnah zu erfassen.

Durch Verwendung eines detaillierten Fenstermodells, welches den Winkel der auftreffenden Strahlung beim Energiedurchgang durch die Verglasung berücksichtigt wird die solare Belastung der Räume genau berechnet.

Die dreidimensionale Erfassung der Raumgeometrie führt zu einer realistischen Aussage über den zu erwartenden Komfort abhängig vom Aufenthaltsbereich der Personen. So kann z.B. der Komfort des Arbeitsplatzes hinter einer Glasscheibe mit dem Komfort eines Arbeitsplatzes in Raummitte verglichen werden.

Die genaue Abbildung der Solarstrahlungstransmission und des Raumkomforts spielt vor allem bei großen Glasräumen eine wichtige Rolle und führt dort zu einem geringeren technischen Aufwand für die Kühlung.

Durch Kopplung der Gebäudesimulation mit einer Strömungssimulation können die temperatur- und windbedingten Strömungen durch die Fassadenfugen oder geöffnete Fenster und Türen berücksichtigt werden. So kann z.B. bei Räumen mit öffenbaren Fenstern das Kühlpotential der Fensterlüftung im Tages- und Nachtbetrieb ermittelt werden oder bei Hochhäusern die höhenbedingten Heiz- und Kühllastunterschiede dargestellt werden. Hierbei wird der Winddruck an den Fassade zuvor durch eine Strömungssimulation oder über eine Windkanalmessung ermittelt.

Durch die Kopplung der Gebäudesimulation mit der Anlagensimulation wird das Zusammenspiel des Gebäudekörpers, der Gebäudenutzung und der technischen Anlagen simultan berücksichtigt. Diese Kopplung kommt dem realen Gebäudebetrieb sehr nahe und kann als die Königsdisziplin der Gebäudesimulation bezeichnet werden. Im Stadium der Gebäudeplanung wird es so möglich, die Betriebs- und Investitionskosten der Anlagentechnik zu berechnen und durch geeignete Optimierungen zu reduzieren sowie ein raumklimatisch angenehmes und attraktives Gebäude zu schaffen. Bereits in den frühen Planungsphasen können so Planungsfehler bei der Auslegung der Anlagen vermieden werden, die später, in der Regel nur mit hohem Kostenaufwand rückgängig gemacht werden können.

Ein weiterer Anwendungsfall der Kopplung von Gebäudesimulation mit der Anlagensimulation ist die Bewertung von Bau- und Anlagentechnik, die heute noch nicht zum Standard der Technik gehört. Sei es die Verwendung von Phasenwechselmaterialien und Lichtlenkungselementen in der Bautechnik oder der Heiz- und Kühlbetrieb einer reversiblen Wärmepumpe mit Grundwasserkühlung oder die solare Kühlung mittels Absorptionskältemaschine, um nur einige innovative Techniken zu nennen. Im Unterschied zu konventionellen Auslegungsprogrammen werden die Werkzeuge Gebäudesimulation und Anlagensimulation ständig und zeitnah an den Stand aktueller Entwicklungen angepasst. Die detaillierten und flexible Modellstruktur unserer Modelle macht das möglich.

Ob Wettbewerb, Konzept, Entwurf oder Ausführung, Gebäudesimulation und Anlagensimulation können in allen Planungsphasen eingesetzt werden. Die Gebäudesimulation zum Beispiel in der Wettbewerbsphase zur Optimierung des Baukörpers und später, gekoppelt mit der Anlagensimulation zur Optimierung der Anlagentechnik in der Entwurfs- und Ausführungsplanung oder zur Einjustierung der Regelungstechnik bei der Inbetriebnahme.

Gebäudesimulation und Anlagensimulation sind als Werkzeuge der integralen Planung zu verstehen und erfordern die intensive Kommunikation zwischen allen Planungsbeteiligten. Die Moderation dieser Kommunikation erfordert einen erfahrenen Simulationsingenieur, der nicht nur weiß wie er das Modell erstellt, sondern sich auch gewerkeübergreifend verständlich machen kann. Wir haben 15 Jahre Erfahrung in der Anwendung von Gebäudesimulation und Anlagensimulation. In dieser Zeit haben wir im Rahmen der integralen Planung viele Erfahrungen sammeln dürfen und manchmal auch sammeln müssen. Fragen Sie uns!




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