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Gebäudesimulation

Erst simulieren und Fehler machen, dann bauen. Fehler bei Neubau oder Bestandssanierung einer Immobilie sind teuer, sehr teuer. Überhitzte Räume, jahrelange Inbetriebnahme, zu großer Energiebedarf für die nächsten 20 Jahre oder zu hohe Investitionskosten durch falsche Anlagenauslegung sind nur drei Beispiele von Fehlern, die sich durch dynamische Gebäudesimulation hätten vermeiden lassen. Wenn Sie ein wenig Schmunzeln wollen, dann lesen Sie einige Praxisberichte.

Gebäudesimulation Gymnasium Bochum

Die Gebäudesimulation deckt alle Mängel gnadenlos auf. Per dynamischer Gebäudesimulation werden unterschiedliche Varianten für die Bauphysik, die Technik und die Regelung durchgespielt, um allmählich im Spannungsfeld von Nutzerzufriedenheit, Energiekosten und Schadensvermeidung ein Optimum zu erarbeiten.

Auch die Inbetriebnahme wird vereinfacht. Dadurch, dass das dynamische Verhalten des Gebäudes im Rechner bereits untersucht ist, sind die Regelungsparameter bekannt. Vorlauftemperaturen, Luftmengen, Regelgrößen, es gibt eine Vielzahl von Parametern, die normalerweise mit der "trail and error" Methode aufwendig und mit viel Unzufriedenheit der Nutzer entwickelt werden.

Gebäudesimulation kann aber noch mehr. Das Zusammenspiel aus Bauphysik und Technik kann durch das Ausprobieren unterschiedlicher Regelungsstrategien den Energiebedarf deutlich senken. Der Laie mag hier vielleicht meinen, das wäre nur ein kleines Detail. In Wirklichkeit entscheidet bei energieeffizienten Gebäuden die Regelung maßgeblich über Effizienz und Funktion. Bei unserem eigenen Bürogebäude BOB haben wir eine eigenen Regelalgorithmus entwickelt und BOB wurde so zu einem der energieeffizientesten Bürogebäude Deutschlands, was offiziell gemessen wurde.

Mit Gebäudesimulation lassen sich folgende Simulationen durchführen:

  • Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes
  • thermische Gebäudesimulation zum Nachweis der ganzjährigen Behaglichkeit
  • Strömungssimulation für effiziente Luftströmungen
  • Tageslichtsimulation oder Kunstlichtsimulation
  • Simulation der Energiekosten

Aber Gebäudesimulation ist zunächst auch nur Theorie. Daher messen wir jedes (!) Gebäude mit Energiemonitoring nach. Nur so wird aus Theorie auch Praxis.

Warum Gebäude simuliert werden sollten, zeigt der folgende Erklärfilm:

Simulationen sind einzig und alleine Finite-Elemente-Verfahren, denn nur diese können die Details realitätsnah auflösen. Excel-Tools oder andere Energieberater-Software sind keine Simulationstools, sondern sind nur statische Verfahren mit Hilfsmodellen, die aber derb falsch rechnen, wie unser Monitoring in der Praxis nachweist.

Der sommerliche Wärmeschutz nimmt an Bedeutung zu. Zum einen werden die Nutzer hinsichtlich Überhitzung anspruchsvoller und zum anderen zeigt der Klimawandel seine ersten Auswirkungen. Ein wärmster Sommer seit Wetteraufzeichnung löst beinahe den nächsten ab.

Die Gebäudesimulation spielt bei dem sommerlichen Wärmeschutz wieder seine Stärken aus. Die Empfindungstemperatur zum Beispiel wird nur anhand der Gebäudesimulation berechnet und es ist hinreichend bekannt, dass die reine Betrachtung der Lufttemperatur zu überdimensionierten technischen Systemen führt. Auch dynamische Effekte wie der Einfluss von thermischer Speichermaße wird bei statischen Rechenverfahren nur unzureichend berücksichtigt. Dieser positive Einfluss auf die Verminderung von notwendigen Kälteleistungen spart also wieder Anlagenkosten. Die Amortisation der Simulation des sommerlichen Wärmeschutzes ist daher sofort und einzig durch die Einsparung von Kälteleistung und damit Anlagengröße gegeben.

Simulationen sind einzig und alleine Finite-Elemente-Verfahren, denn nur diese können die Details realitätsnah auflösen. Excel-Tools oder andere Energieberater-Software sind keine Simulationstools, sondern sind nur statische Verfahren mit Hilfsmodellen, die aber derb falsch rechnen, wie unser Monitoring nachweist.