EbeneAllgemein-ZieleVonSimulationsrechnungen
Aus IBPSA-Germany
Welches sind die Ziele von Simulationsrechnungen?
Inhaltsverzeichnis |
Sinn und Zweck eines zusätzlichen Planungsaufwandes
Bei der Erprobung neuer Flugzeugtypen bestand lange nur die Möglichkeit, Prototypen zu bauen und von mutigen Testpiloten einfliegen zu lassen. Bis heute eine Neuentwicklung zum ersten Mal in die Luft geht, wird diese im Computer erstellt und in Flugsimulatoren getestet. Ein Gebäude ist immer ein Prototyp. Es wird in genau seiner Gestalt und Umgebung nur ein einziges Mal erstellt. Um "Abstürze" zu vermeiden wird von allen Planungsbeteiligten daher eine erhebliche Sicherheitsreserve eingeplant und meist kann dadurch die Funktion sicher gestellt werden, leider jedoch auch längst nicht immer. Das dynamische Verhalten eines Gebäudes und seiner Nutzer ist häufig zu komplex, um es mit einfachen Rechenverfahren sicher genug abzubilden.
Klimakonzepte
Sowohl Neubauten als auch Umbauten oder Umnutzungen im Bestand haben heute hohe Anforderungen an die Qualität des Raumklimas und an die Energieeinsparung. Durch eine Gebäudesimulation können innovative Konzepte hinsichtlich ihrer Funktion und des Energiebedarfs geprüft und optimiert werden. Dies führt zu erheblicher Planungssicherheit bei Verwaltungsgebäuden, Museen, Industrie- und Sonderbauten mit Baukerntemperierung, Doppelfassaden oder Atrien. Auch die Möglichkeit der Nutzung regenerativer Energien kann damit auf ein Gebäude passgenau zugeschnitten werden.
Simulationsmodelle
In einer thermischen Gebäudesimulation werden Energieströme, Temperaturen im Innen- und Außenraum sowie in den Bauteilen, bei Bedarf Luftfeuchtigkeit für einen typischen Jahresverlauf des Außenklimas und ein typisches Nutzerverhalten in stündlichen oder noch kürzeren Intervallen gerechnet und ausgewertet. Das wesentliche Merkmal der thermischen Gebäudesimulation ist die Zonierung, so dass die Luft- und Strahlungstemperaturen immer als räumlicher Mittelwert der jeweiligen Zone (z.B. ein Büroraum, ein Wohnzimmer, etc.) vorliegen. Demgegenüber kann in einer Strömungssimulation sogar die Luftströmung und die Temperaturverteilung innerhalb eines einzelnen Raumes ermittelt werden. Dies stellt die Grundlage dar z.B. für Minimierung von Zugerscheinungen bei Fensterlüftung die Optimierung eines Lüftungskonzeptes (Luftführung durch geeignete Lage der Zu- und Abluftöffnungen), Vermeidung von Tauwasseranfall in verglasten Raumecken und viele weitere Detailuntersuchungen Der Zusammenhang zwischen der jeweiligen Fragestellung und der adequaten Simulationsart ist zu finden unter Simulationstypen
Wirtschaftlichkeit
Die Erhöhung der Planungssicherheit durch die Optimierung bzw. Minimierung der Anlagen erlaubt meist geringere Investitionskosten. Durch das Spiel mit Varianten und eine Optimierung bis in den Gebäudebetrieb macht sich die Simulation auch durch die Einsparung von Betriebskosten ("zweite Miete") schnell bezahlt.
weitere Aspekte
- Höherwertiges Planungswerkzeug...
- nicht HOAI konform...
- erforderlich für nachhaltige und innovative Konzepte...
Wann sind Simulationen nicht sinnvoll ?
- Zu spät: Wenn der Planungsprozess zu weit fortgeschritten ist, um die Simulationsergebnisse in bauliche und/oder anlagentechnische Änderungen einfliesen zu lassen ....
- Zu teuer: Wenn der Aufwand für Simulationen in keinem Verhältnis zu den Kosten der baulichen Maßnahme steht ....
- Zu speziell: Wenn die Fragestellung auch mit Hilfe von komplexen Simulationen nicht geklärt werden kann (kommt heute eher selten vor, da mittlerweile sehr viele unterschiedliche Typen von Simulationen auch für sehr spezielle Themen verfügbar sind, siehe Liste der Simulationsarten ....
