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Die Validierung der Modellbibliothek
6.3 Die Simulation eines Einfamilienhaus des Bestandes (EFHB)
6.3.1 Die Implementierung in Modelica
Im folgenden soll an einem konkreten, praxisorientierten Beispiel realistischen Umfangs der
objektorientierte Ansatz demonstriert und auch validiert werden.
Die Fa. Bosch-Thermotechnik entwickelte einen Prüfstand für Wärmeerzeuger, der es ermöglicht
ein reales Gerät innerhalb einer virtuellen, simulierten Umgebung zu betreiben. Man
nennt diese Technik Emulation. Die thermischen Eigenschaften eines fiktiven Gebäudes, die
herrschenden Klimaeinflüsse, der Aufbau und die Auslegung seines Heiznetzes, die genutzten
Regelungsalgorithmen sowie das Nutzerverhalten werden in einem Simulationsmodell nachgebildet.
Die reale Gastherme interagiert rückgekoppelt innerhalb ihres Prüfstandes mit diesem
Modell [KiSi-01].
Im Rahmen des vom damaligen BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)
geförderten Projektes Ikarus (Instrumente für Klimagasreduktionsstrategien) entstanden mehrere
statistische Studien des Gebäudebestandes der Bundesrepublik Deutschland [z.B. HKS-
97, Eic-94, EiSi-97]. Auf dieser Basis wurden in einem Forschungsprojekt der TU Hamburg-
Harburg in Zusammenarbeit mit Bosch-Thermotechnik Modelle von Mustergebäuden erstellt,
die nach dem Stand von 1997 55% der Wohnfläche des Bestandes und 61% des Neubaues der
Bundesrepublik abdecken [Büh-96]. Zu diesen Gebäudemodellen wurden von Mitarbeitern
der Fa. Bosch-Thermotechnik Heizungsnetze entworfen [Kri-98]. Als Simulationsumgebung
wurde TRNSYS gewählt. Eine logische Validierung der TRNSYS-Gebäudemodelle erfolgte
anhand der statistischen Datensätze des Ikarus-Projektes. Die Mustergebäudemodelle werden
von Bosch-Thermotechnik zur Emulation genutzt [KiSi-01].
Wir griffen aus diesem Repertoire das ausgewählte Beispiel eines typischen Einfamilienhauses
des Bestandes der Baujahre 1949 bis 1978 mit einer Wohnfläche von 178m 2 heraus. Hierbei
handelt es sich um ein freistehendes Einfamilienhaus mit einem 45 o -Schrägdach und
einem nach Westen zeigenden Giebel (siehe Abb. 110). Die Räume im Obergeschoss besitzen
im oberen Teil Dachschrägen. Der Dachboden im Spitzgiebel ist nach außen ungedämmt. Das
Obergeschoss ist sowohl zum Dachboden als auch nach außen gedämmt. Das Gebäude besitzt
keinen Keller.
Abbildung 110:Prinzipskizze des ausgewählten Einfamilienhauses als typischen
Repräsentanten des Bestandes aus den Baujahren 1949 bis 1978
mit einer Wohnfläche von 178m 2 [KiSi-01].
Es existiert ein vollständiges TRNSYS-Modell des Gebäudes [Kri-98], das im folgenden als
Standard genutzt wird. Ziel der Diskussion ist es, zu überprüfen, ob der Modelica-Ansatz bei
gleichen Randwerten die TRNSYS-Resultate reproduziert.
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