Dokument_1.pdf (2548 KB) - KLUEDO - Universität Kaiserslautern
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4.1.2.2 Komponentenmodelle<br />
Charakterisierung und Auswahl einer Entwicklungsumgebung<br />
Im Bereich Gebäudearchitektur existieren einfache vorgefertigte Zweiraumhausmodelle<br />
(Abb. 25). Komplexere Modelle lassen sich durch Verknüpfung, aber auch aus einzelnen<br />
Raumknoten erstellen ([Car-99], [Car-02]). Die Modelldarstellung ist aufgrund des Blockschaltbildcharakters<br />
wenig intuitiv und bei größeren Gebäudestrukturen sehr aufwändig.<br />
1<br />
weather<br />
horizontal<br />
AIV_neighbour<br />
3<br />
THVr1<br />
2<br />
air_exchange_rate<br />
0<br />
0<br />
weather horizontal [S]wall<br />
[AIV]<br />
[S]window<br />
wall with window1<br />
weather horizontal [S]wall<br />
[AIV]<br />
[S]window<br />
wall with window2<br />
weather horizontal<br />
power per node<br />
[AIV]<br />
wall_out<br />
[S]<br />
3<br />
THV_r1<br />
2<br />
[AIV]node1<br />
1<br />
[S]1<br />
weather horizontal [S]wall<br />
[AIV]<br />
[S]window<br />
wall with window3<br />
weather horizontal [S]wall<br />
[AIV]<br />
[S]window<br />
wall with window4<br />
weather horizontal<br />
power per node<br />
[AIV]<br />
Die Wände werden als eindimensionale, speichernde Wärmeleiter ähnlich dem Beuken-<br />
Modell (siehe Abschnitt 9.1) beschrieben. Interner Strahlungsaustauch im Raum wird über<br />
das Zweisternmodell berücksichtigt. In Abb. 26 wird der sogenannte Raumknoten gezeigt.<br />
Hier werden neben der Bilanzierung der ein- und ausfließenden Wärmeströme auch der<br />
Luftaustausch und damit Feuchte- sowie CO 2 -Gehalt der Raumluft berechnet. Man erkennt:<br />
als Eingangsgrößen dienen die Wärmeströme durch die Raumbeheizung, durch solare Einstrahlung,<br />
durch technische Geräte oder Personen sowie die Wärmeströme von den Wänden.<br />
Hinzu kommen Massenflüsse von Luft, Feuchte oder CO 2. Ausgangsgrößen des Raumknotens<br />
sind neben der Raumlufttemperatur und der Empfindungstemperatur die Temperatur des<br />
Strahlungsknotens sowie die Feuchte, der CO 2 -Gehalt und abgeleitete Größen.<br />
Die Ausgangsgrößen werden in einem Gebäudevektor zusammengefasst, um sie anderen<br />
Komponenten verfügbar zu machen. So benötigen beispielsweise die Wände Informationen<br />
über die Raumtemperaturen um die Wärmeströme berechnen zu können. Die Darstellung entspricht<br />
der Energieflussverknüpfung (siehe Abschnitt 3.2.3). Die Wände entsprechen den<br />
Koppelbausteinen, welche die Raumknoten verbinden.<br />
Einem Zweisternmodell [Fei-94] entsprechend finden sich innerhalb des Raumknotens die in<br />
Abb. 27 detaillierter dargestellten Blöcke zur Beschreibung des konvektiven Knotens und des<br />
Strahlungsknotens. Letztendlich wird im konvektiven Knoten die Änderung der Knotentemperatur<br />
TKnoten als Ergebnis der Summe aller ein- und abfließenden Wärmeströme Qin nach<br />
der zeitlichen Differentialgleichung<br />
T berechnet.<br />
· Knoten =<br />
Qin ⁄ ( mKnotencKnoten) wall_out1<br />
[AIV]<br />
[S]<br />
power per node<br />
[AIV]n<br />
[S]n<br />
wall_in<br />
[AIV]floor<br />
[AIV]floor<br />
[S]f loor<br />
[S]f loor<br />
power per node<br />
0 power per node<br />
T(P)<br />
T(P)<br />
[AIV]ceiling<br />
T<br />
[AIV]ceiling<br />
T<br />
[S]ceiling<br />
[S]ceiling<br />
Qdot_sol<br />
Qdot_sol<br />
floor_in<br />
floor_in2<br />
[AIV]floor<br />
[AIV]floor<br />
[S]f loor<br />
[S]f loor<br />
power per node<br />
0 power per node<br />
T(P)<br />
T(P)<br />
[AIV]ceiling<br />
T [AIV]ceiling<br />
T<br />
[S]ceiling<br />
[S]ceiling<br />
Qdot_sol<br />
Qdot_sol<br />
floor_in1<br />
floor_in3<br />
[AIV]<br />
THVin<br />
radiator1<br />
air_exchange_rate<br />
[AIV]<br />
[S]<br />
weather<br />
Vair<br />
ventilation<br />
[S]<br />
THV<br />
[S]1<br />
[AIV]<br />
[S]2<br />
[S]3<br />
[S]4<br />
[S]<br />
[S]5<br />
[S]6<br />
[S]7 Qdot_s ol<br />
[S]8<br />
[S]9<br />
Vair<br />
[S]10<br />
room_node<br />
4<br />
THVr2<br />
[AIV]<br />
THVin<br />
flowrate<br />
[AIV]<br />
weather<br />
Vair<br />
radiator2<br />
ventilation1<br />
[S]<br />
[S]<br />
THV<br />
[S]<br />
[S]1<br />
[AIV]<br />
[S]2<br />
[S]3<br />
[S]4<br />
[S]<br />
[S]5<br />
[S]6<br />
[S]7 Qdot_s ol<br />
[S]8<br />
[S]9<br />
Vair<br />
[S]10<br />
Abbildung 25: Carnot-Blockset Modell eines Zweiraumhauses [Car-02]<br />
room_node1<br />
6<br />
THV_r2<br />
5<br />
[AIV]node2<br />
4<br />
[S]2<br />
41
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