Thermische Simulation

Energetische Gebäudesimulation

Sprechen Sie uns gerne an, wenn Sie Unterstützung bei der Erstellung einer thermischen Gebäudesimulation benötigen. Mit unserer Erfahrung können wir unser Know-how gezielt einbringen.

Die energetische Gebäudesimulation basiert auf einem dreidimensionalen Gebäudemodell, das die genaue Geometrie, die bauphysikalischen Eigenschaften aller relevanten Bauteile sowie weitere Randbedingungen wie interne und externe Wärme- und Kühllasten, zeitliche Nutzungsprofile und aktive Maßnahmen durch haustechnische Anlagen beschreibt. Dadurch können auch kritische Räume unter Berücksichtigung ihrer inneren und äußeren Einflüsse bewertet werden, wobei die Wetterdaten des Standorts (z. B. Test-Referenz-Jahr TRY, EPW oder Meteonorm) verwendet werden.

Die energetische oder auch thermische Gebäudesimulation liefert Informationen über die Kühl- oder Heizleistung sowie die sich einstellenden Raumtemperaturen. Hierfür wird das Gebäude in der verwendeten Software modelliert, wobei eine möglichst genaue Übereinstimmung mit dem späteren Gebäude angestrebt wird. Klimadaten für den Standort, einschließlich Außentemperatur, diffuser und direkter Sonneneinstrahlung, sind erforderlich. Die Gebäudenutzung definiert die erforderlichen Raumtemperaturen und internen Wärmelasten. Die Gebäudegeometrie und die Eigenschaften der Bauteile werden zur Berechnung der Wärmeverluste und -speicherung verwendet. Für jeden Raum werden Wärmebilanzen für den analysierten Zeitraum erstellt, wobei alle zugeführten und abgeführten Wärmeströme berücksichtigt werden und eine mittlere Lufttemperatur berechnet wird. Als Ergebnis liefert die thermische Gebäudesimulation Temperaturverläufe, zeitliche Verläufe des Heiz- und Kühlbedarfs sowie der Wärmespeicherung.

Der Vorteil einer energetischen Gebäudesimulation liegt in der Möglichkeit, verschiedene Aspekte der Energieeffizienz eines Gebäudes zu bewerten und zu optimieren. Hier sind einige der Hauptvorteile einer energetischen Gebäudesimulation:

  1. Vorhersage des Energieverbrauchs: Die Simulation ermöglicht es, den zu erwartenden Energieverbrauch eines Gebäudes zu berechnen. Dadurch können potenzielle Energieeinsparungen identifiziert und Optimierungen vorgenommen werden, bevor das Gebäude tatsächlich gebaut oder saniert wird.

  2. Bewertung von Energieeffizienzmaßnahmen: Durch die Simulation können verschiedene energieeffiziente Maßnahmen analysiert und verglichen werden. Dies umfasst die Bewertung von Isolationsmaßnahmen, effizienter Gebäudetechnik, erneuerbarer Energienutzung und anderen technologischen Lösungen. Dadurch können fundierte Entscheidungen getroffen werden, um die Effizienz des Gebäudes zu verbessern.

  3. Optimierung des thermischen Komforts: Die Simulation ermöglicht es, den thermischen Komfort in verschiedenen Räumen des Gebäudes zu bewerten. Dadurch können Problembereiche identifiziert und Lösungen gefunden werden, um den Komfort für die Bewohner zu verbessern.

  4. Identifizierung von Energiehotspots: Die Simulation hilft bei der Identifizierung von Bereichen im Gebäude, die einen erhöhten Energieverbrauch aufweisen. Dadurch können gezielte Maßnahmen ergriffen werden, um den Energieverbrauch in diesen Bereichen zu reduzieren und die Gesamteffizienz des Gebäudes zu verbessern.

  5. Erfüllung von Energieeffizienzstandards: Eine energetische Gebäudesimulation ermöglicht die Überprüfung und Einhaltung von Energieeffizienzstandards und -vorschriften, die von Regierungen, Behörden oder Zertifizierungssystemen festgelegt werden. Dies ist wichtig, um die rechtlichen Anforderungen zu erfüllen und potenzielle Zertifizierungen wie LEED, BREEAM oder DGNB zu erlangen.

Durch die Anwendung einer energetischen Gebäudesimulation können Gebäude effizienter gestaltet, Energieeinsparungen realisiert und der Komfort für die Bewohner verbessert werden. Die Simulation ermöglicht es, verschiedene Szenarien zu analysieren, um die besten Lösungen für eine nachhaltige und energieeffiziente Gebäudeplanung zu finden.

BIM HVACTool mit EnergyPlus

Bei einer energetischen Gebäudesimulation mit EnergyPlus beginnt der Prozess mit der Erstellung des Gebäudemodells. Dabei werden die Gebäudegeometrie, die Baumaterialien sowie die thermischen Eigenschaften der Bauteile wie Wände, Fenster und Dächer definiert. Anschließend werden die Randbedingungen festgelegt, indem interne Lasten wie Beleuchtung und Geräte sowie externe Einflüsse wie Wetterdaten, beispielsweise in Form von EPW-Dateien, erfasst werden. Ein weiterer Schritt ist die Modellierung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC), um das Zusammenspiel dieser Systeme zu simulieren. Zusätzlich werden zeitliche Nutzungsprofile erstellt, die die Belegungszeiten und die Nutzung des Gebäudes realistisch abbilden. Schließlich wird die Simulation durchgeführt, um detaillierte Analysen über den Energieverbrauch, die Wärmeverluste und die Systemeffizienz zu erhalten.