Gebäudesimulation

Gebäudesimulation im Projekt Für das Optimum an Wirtschaftlichkeit und Performance Zur Unterstützung der Bauherren, Fachplaner und Architekten bilden wir bei Bedarf das Projekt in einem digitalen Zwilling in einer Gebäudesimulation ab. Die notwendigen Informationen hierzu können sowohl aus BIM-Daten, als auch aus 2D und 3D-CAD-Daten für die Simulation aufbereitet werden. Ein neues Modell aus einer vorhandenen Zeichnung zu erstellen, ist ebenfalls für eine Gebäudesimulation möglich. Grundlage der Gebäudesimulation bilden BIM-Daten, .dwg oder auch .pdf Daten. Perfektes Raumklima im Büro – realitätsnahe und dynamische Gebäudesimulation Durch die Gebäudesimulation wird die Fläche, oder das gesamte Gebäude den am Ort vorhandenen Klimakonditionen in einem digitalen Zwilling ausgesetzt. Zusätzlich wird das reale Nutzerverhalten und die bauphysikalischen Eigenschaften der Baustoffe in der Gebäudesimulation und der Berechnung über den gesamten Jahresverlauf berücksichtigt. Dynamische Temperaturen, die Anlagentechnik, Regelungen und Zusammenhänge, Personennutzung, solare Einstrahlung und andere Faktoren wirken auf das Klima und die maximale und notwendige Heizlast & Kühllast, Raumtemperaturen, Komfort und Anlagensimulation ein. Zu Einflussgrößen zählen unter anderem das Verhalten und die Effizienz einer mechanischen oder natürlichen Fensterlüftung, aber auch das Regelverhalten der Heizung und Kühlung mit den spezifischen Temperaturen in der Anlagensimulation. Im Ergebnis lässt sich ein passgenaues Heiz-, Kühlsystem für das Projekt berechnen und validieren. Überdies fallen entsprechende Nachweise und Daten als Nebenprodukt mit an und können maßgeblich zur Kostenoptimierung in der gesamten Planungsphase beitragen. Erfassung der Daten des Gebäudes Typischerweise werden mindestens folgende Daten für die Erstellung eines digitalen Abbildes in der Gebäudesimulation benötigt: Grundrisse und Schnitte des Gebäudes, oder der Fläche verwendete Baustoffe und Materialaufbauten zu berücksichtigende Faktoren der Umgebung und den Gebäuden Randbedingungen der Anlage, wie Betriebszeiten und Vorlauftemperaturen vorgesehene Heiz-, Kühltechnik, bzw. Wärme- und Kälteübertrager technische Eigenschaften der Beleuchtung, Heizung, Kühlung, Lüftung Regelungs- und Steuerungsmöglichkeiten Nutzungszeiten mit den Personen und der technischen Geräte und Anlagen Planung welcher Komfort und Effizienz erreicht werden soll („DIN-Kühlung“, gleitende Regelung etc.) sind Normnachweise erforderlich (z.B. Sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108-2, SIA 180)? Die Klimadaten am jeweiligen Ort liegen in der Regel bereits in der Software, z.B. in der physikbasierten Simulationssoftware IDA ICE vor. Unterschiede zwischen Gebäudesimulation und statischen Berechnungsmethoden Statische Berechnungsmodelle mit vereinfachten Verfahren, z.B. wie für die Kühllastberechnung im Tabellenformat, können eine erste Einschätzung der Situation bieten. Diese Schätzungen im Tabellenformat ersetzen jedoch keine detaillierte Planung bzw. minutengenaue Simulation. Beispielsweise sind die Temperaturniveaus im Gebäude unterschiedlichsten dynamischen Einflüssen unterworfen. Von der Sonneneinstrahlung, über die Lufttemperaturen und Verhalten der jeweiligen Nutzer, sowie Speichermassen. Auch die Einflüsse zwischen Räumen und Zonen wirken sich auf die Ergebnisse maßgeblich aus. Diese unterschiedlichen äußeren und inneren Wechselwirkungen werden durch statische und Bilanzverfahren, im Gegensatz zur Simulation, nicht berücksichtigt. Daher ist mit statischen Berechnungsmethoden keine realistische Einschätzung und Berechnung der Heiz- und Kühllast möglich. Die notwendigen Sicherheitsbeiwerte der statischen Berechnung führen in diesem Zuge zu überdimensionierten Anlagen und ineffizienten Betriebsweisen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage. Die Berechnung der energetischen Bilanz und des thermischen Komforts Eine Abdeckung des Energiebedarfs der Heiz- und Kühllast sichert nicht ein angenehmes Raumklima oder Raumtemperaturen. Für eine Bewertung des Komforts sind zahlreiche weitere dynamische Faktoren zu berücksichtigen. Beispielsweise kann durch eine kalte Glasfläche an der Fassade eine Strahlungsasymmetrie entstehen. Diese würde in einer Energiebilanz nicht betrachtet, wirkt sich später auf den Komfort auf. Das Entfeuchten der Luft, bzw. ein dynamischer Frischlufteintrag durch Fensterlüftung ist im Gesamtsystem unter den lokalen Wetterbedingungen und in einer Gebäudesimulation möglich. Gebäudesimulation spart Technik, CO₂ und Kosten schon vor der Realisation Durch ungenaue Methoden werden viele Anlagen mit einer enormen „Sicherheit“ ausgelegt. Daraus folgt eine größere Kälte-, Wärmeanlage, höhere Wartungs- und Investitionskosten und höhere Betriebskosten durch ständigen Teillastbetrieb.