Raumluft-, Licht- und thermische Simulationen
Neben der Gebäudesimulation können auch eine Reihe von anderen Simulationen in den verschiedenen Planungsprozessen eine entscheidende Rolle spielen. So werden mithilfe von Computerprogrammen Strömungen, Tageslicht oder thermische Simulationen erstellt. Je nach Gebäudegröße, -nutzung oder -technik können einzelne oder auch mehrere dieser Aspekte Planungsentscheidungen beeinflussen.
Strömungsimulationen
Es werden zwei verschiedene Strömungen unterschieden, die Raum- und
die Druchströmungssimulation. Die Raumströmungssimulation
ermöglicht die Berechnung der räumlichen Temperaturverteilung und
der Luftgeschwindigkeiten im Raum. Sie kann bei großen Räumen wie
Atrien,
Sälen und Hallen für Behaglichkeitsuntersuchungen oder zur
Rauchausbreitung im Brandfall notwendig sein.
Bei der Gebäudedurchströmungssimulation wird der Luftaustausch der
einzelnen Räume oder die Durchströmungsvorgänge des Gebäudes
abgebildet. Ergebnis sind die Druckunterschiede und Volumenströme
der miteinander verbundenen Räume. Gerade bei natürlichen
Lüftungskonzepten sind Durchströmungssimulationen ein wichtiges
Instrument, um die Funktionsweise des Konzepts nachweisen zu
können.
Tageslichtsimulation
Durch eine Tageslichtsimulation
kann das Gebäude optimiert und der Stromverbrauch von Kunstlicht
erheblich reduziert werden. Ergebnis dieser Simulation ist die
Verteilung der Beleuchtungsstärke im Raum. Sie kann u.a. die
Tageslichtverteilung untersuchen, die Leuchtdichte, die Effizienz
von Verschattungs- und Lichtlenksystemen und das optimale
Zusammenwirken von Kunst- und Tageslicht. Durch die genaue
Berechnung der Lichtstrahlen können Sonnenschutzsysteme- und
Lichtlenkelemente modelliert werden.
Thermische Simulation
Die thermische Gebäudesimulation liefert Aussagen zu der Kühl-,
bzw. Heizleistung und den sich einstellenden
Raumtemperaturen. Dazu wird der Raum bzw. das Gebäude in der
eingesetzten Software modelliert. Um aussagekräftige Ergebnisse zu
erhalten, muss das Rechenmodell möglichst genau dem späteren
Gebäude entsprechen.
Die Klimadaten für den Standort sind sowohl für die
Außentemperatur, als auch für die diffuse und direkte
Sonneneinstrahlung notwendig. Die Nutzung des Gebäudes spezifiziert
die notwendigen Raumtemperaturen und die internen Wärmelasten. Die
Gebäudegeometrie und die Bauteileigenschaften werden zur
Dimensionierung der Wärmeverluste und -speicherung benötigt. Für
die einzelnen Räume werden Wärmebilanzen für den
Betrachtungszeitraum erstellt, in der alle zu- und abgeführten
Wärmeströme eingehen und für die eine mittlere Lufttemperatur
berechnet wird. Als Ergebnis liefert die thermische
Gebäudesimulation Temperaturverläufe, zeitliche Verläufe des Heiz-
und Kühlleistungsbedarfs und der Wärmespeichervorgänge.
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