Thermische Gebäudesimulation und Anlagensimulation
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Energiebilanz und Temperaturen extremer
Sommertag bei Fensterlüftung
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Verschattung Atrium 21. Juni 14:00 Uhr
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Mit der thermischen Gebäudesimulation und der thermischen Anlagensimulation wird der Heiz- und Kühlbetrieb des Gebäudes vorweggenommen. Die thermische Gebäudesimulation und die thermische Anlagensimulation sind beides Werkzeuge der integralen Planung und erfordern die intensive Kommunikation zwischen allen Planungsbeteiligten.
Ziel der thermischen Gebäudesimulation und der thermischen Anlagensimulation ist es bereits im Stadium der Gebäudeplanung die Betriebs- und Investitionskosten zu kennen und durch geeignete Optimierungsmaßnahmen zu reduzieren sowie ein raumklimatisch angenehmes und attraktives Gebäude zu schaffen. Bereits in den frühen Planungsphasen können so mit der thermischen Gebäudesimulation und der thermischen Anlagensimulation Planungsfehler vermieden werden, die in der Regel nur mit hohem Kostenaufwand rückgängig gemacht werden können. Ob Wettbewerb, Konzept Entwurf oder Ausführung, die thermische Gebäudesimulation und die thermische Anlagensimulation können in allen Planungsphasen eingesetzt werden.
In der Wettbewerbsphase z.B. die thermische Gebäudesimulation zur Optimierung des Baukörpers, in der Ausführungsplanung z.B. die thermische Anlagensimulation zur Optimierung der Anlagen- regelung.
Gegenüber den üblichen Planungsverfahren der Haus- technik wird bei der thermischen Gebäudesimulation und der thermischen Anlagensimulation das Zusammenspiel der technischen Anlagen, des Gebäudekörpers und der Gebäudenutzung simultan berücksichtigt. So können z.B. Änderungen an der Gebäudefassade oder Änderungen in der Anlagenregelung direkt in Energie- und Anlagen- kostenveränderungen umgesetzt werden.
Auf Grund der detaillierten und flexiblen Modellstruktur der Modelle für die Gebäudesimulation und die Anlagensimulation sind die Vor- und Nachteile innovativer Gebäude- und Anlagenkonzepte ohne wesentliche Einschränkungen aufzeigbar. So kann z.B. im Rahmen der thermischen Anlagensimulation der Betrieb einer Grundwasser gespeisten Bauteilkühlung und -heizung einem konventionellen Betrieb mit Heizkörper und Kühldecke gegenüber gestellt werden oder mit der thermischen Anlagensimulation das Potential einer solaren Kühlung ermittelt werden.
Da bei der thermischen Gebäudesimulation sowohl das komplette Gebäude als auch die Umgebungsbebauung dreidimensional abgebildet werden, kann im Unterschied zu einfachen Einraum-Gebäudesimulations-Programmen die solare Einstrahlung auf die Gebäudefassaden sowie die solare Strahlungsverteilung in die Räume realitätsnah erfasst werden. Die Berücksichtigung der Gebäudeverschattung bei der thermischen Gebäudesimulation kann zu deutlichen Kosteneinsparungen für die Kühltechnik führen. Die genaue Abbildung der Solarstrahlungsverteilung im Rahmen der thermischen Gebäudesimulation spielt vor allem bei der Berechnung von großen Glasräumen eine wichtige Rolle.
Ebenso können im Rahmen der thermischen Gebäudesimulation die temperatur- und windbedingten Strömungen durch die Fassadenfugen oder geöffnete Fenster berücksichtigt werden. So können z.B. bei Hochhäusern in Verbindung mit der thermischen Anlagensimulation die höhenbedingten Heiz- und Kühllastunterschiede dargestellt werden oder bei Räumen mit öffenbaren Fenstern das Kühlpotential der Fensterlüftung ermittelt werden.
Im Unterschied zu konventionellen Auslegungsprogrammen werden die Werkzeuge thermische Gebäudesimulation und thermische Anlagensimulation ständig an den Stand aktueller Entwicklungen angepasst. So können z.B bereits heute PCM-Materialien im Rahmen der Gebäudesimulation ökonomisch bewertet werden oder die Regelung solarer Kühlungssysteme im Rahmen der thermischen Anlagensimulation optimiert werden.
für Bauklima und Energiekonzeption Dr. Heinrich Post