Thermische Gebäudesimulation
Die Anlagen wurden bisher meist für zwei typische Außenluftzustände (Sommer- und Winterfall) statisch ausgelegt und dimensioniert. Dabei waren durch den Objektplaner (Architekten) die bauphysikalischen Eigenschaften des Gebäudes (Fassade, Glasflächen, Sonnenschutz, Speichermassen), also der energetische Einfluß des Gebäudes auf die Heiz- und Kühllast und die Anlagengestaltung, bereits festgelegt. Diese Planungsweise läßt wenig Variationsspielraum und führt in der Regel zu unwirtschaftlichen Anlagen.

Wird bei der Planung die Gebäudesimulation angewendet, können die gesamten Abhängigkeiten zwischen Gebäude, Umwelt, Lasten im Gebäude und die gebäudetechnischen Anlagen und deren Einfluß aufeinander gesamtheitlich dynamisch betrachtet und durch Varianten-untersuchungen optimale Lösungen für die energetischen Lasten (Heizung, Kühlung) für die haustechnischen Anlagen (minimaler Luftvolumenstrom) und das Gebäudes erarbeitet werden (bauphysikalische Angaben).

Folgende Einflüsse können beispielsweise in die Planung
einbezogen werden:

•  vom Gebäude (in Zusammenarbeit mit Architekten
und Konzeptentwickler)

– Ausbildung der Fassade (Anteil und Art
der Glasflächen, Mauerwerk, Dämmung,
Einfach- oder Doppelfassade)
– Art der Verglasung (Licht-, Wärmedurchgang)
– Sonnenschutz (außen, innen, deren Art und
Eigenschaften)
– Speichermassen (Wände, Decken, Böden)

•  aus der Umwelt, wie
– Außentemperatur und -feuchte
– Sonneneinstrahlung (direkt, diffus, Verschattung)
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Einordnung des Gebäudes in der Umgebung bzw.
der Bebauung

•  aus den Lasten des Gebäudes einschließlich
der Wirkung der haustechnischen und
technologischen Anlagen, wie
– Wärme- und Feuchteabgabe durch Personen
– Wärmeabgabe durch Geräte, Technologien,
Produktionsanlagen
– Wärmeabgabe durch Beleuchtung
– Lasten der haustechnischen Anlagen und
Steuerung der Sonneneinstrahlung mit Einfluss
auf die Beleuchtung und Heiz- bzw. Kühlleistung

 Am Beispiel des Casinos der Hypo-Vereinsbank AG München wird nachstehend gezeigt, wie groß die Senkung, z.B. der erforderlichen Kühlleistung und des Luftvolumenstromes, sein kann, wenn die Planung mit der Gebäudesimulation, d.h. Bewertung der wichtigsten Einflüsse von Gebäude, Umwelt und Gebäudelasten erfolgt.

Gebäudesimulation
Temperatur, Kühllast und Luftmenge nach konventioneller Planung ohne Gebäudesimulation

Gebäudesimulation2
Temperatur, Kühllast und Luftmenge nach Planung mit Gebäudesimulation

In diesem Fall wurden folgende Veränderungen am Gebäude vorgenommen:
– Glasparameter für Fassade und Dach
– zusätzlicher Sonnenschutz inkl. Fahrregime
– Erhöhung der Speichermasse des Fußbodens
Dadurch wurde die Spitze der solaren Strahlungslast verringert und in den Nachmittag verschoben, an dem die übrigen Lasten kleiner sind. Dadurch ergab sich eine Verringerung der Kühllast von 116 auf 56 kW und des Luftvolumenstromes von 38.000 m3/h auf 15.000 m3/h.