Thermische Simulationen

Die ganzheitliche Betrachtung von Objekten im Hinblick auf Lüftung, Heizung, Beleuchtung ist für uns im Rahmen der bauphyikalischen Beratung von besonderer Bedeutung. Die Bestimmung der thermischen Qualitäten der betrachteten Gebäude, des zu deren Herstellung benötigten Energieverbrauches, sowie der Anforderungen der Nutzer (Behaglichkeitskriterien) erfolgt mittels multizonaler hygrothermisch-dynamischer Gebäudesimulation, sowohl als Analyse des Bestandes, von Neuplanungen, als auch unter Berücksichtigung des prognostizierten Klimawandels.

Die von uns durchgeführte thermische Gebäudesimulation ist ein dynamisches Berechnungsverfahren zur Ermittlung von Lasten und Jahresenergiemengen für Heizen und Kühlen bei vorgegebenen Raumparametern und Wetterdaten. Bei den Berechnungen wird der Energiehaushalt der zu untersuchenden Räume/Bereiche in seiner Gesamtheit bilanziert. Das heißt, es werden nicht nur thermodynamische Wechselwirkungen zwischen Fassaden, Raumlasten und Raumlufttemperatur berücksichtigt, sondern alle Energieverbraucher und Erzeuger sowie das relevante Nutzerverhalten. Die Anforderungen, Berechnungsverfahren und Randbedingungen sind in der VDI 6020 festgelegt.

Mittels modernster, computergestützter Analysemethoden kann bereits in einem sehr frühen Stadium der Gebäudeplanung eine energetische Optimierung der Gebäudehülle und -technik sowie die spätere Behaglichkeit des Gesamtgebäudes und einzelner Räume dargestellt werden. Durch die Betrachtung von Varianten wird das Gebäudekonzept während der frühen Planungsphasen optimiert und so die Investitions- und Betriebskosten gesenkt.

Als Grundlage der thermischen Gebäudesimulation dienen integrale 3D-Modelle, die u.a. die nötigen Informationen zu Bauteilstärken, Abmessungen und Energiekennwerten enthalten.

Im Gegensatz zu Berechnungen nach EnEV (Energieeinsparverordnung) oder DIN, die auf statischen Algorithmen basieren, erfolgt die computergestützte Simulation dynamisch. So werden anhand orts- und klimaspezifischer Datensätze alle Jahrestage und Tagesstunden einzeln simuliert und auf diese Weise ein wesentlich genaueres Gebäudeprofil im Kontext zu seiner Umgebung erstellt.

Wesentliche Fragestellungen einer thermischen Gebäudesimulation sind:

- Ermittlung von Heiz- und Kühllasten
- Analyse der Behaglichkeit vom Gesamtgebäude sowie einzelner Räume
- Optimierung der Gebäudetechnik
- Optimierung der Gebäudehülle (transparente und geschlossene Fassaden)
- Berechnung des EnEV-Nachweises
- Optimierung von Invest- und Betriebskosten