Dokument_1.pdf (2548 KB) - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

Lüftungswärmeverluste
jLi → La = cL ⋅ ρL ⋅ VL t
c L
ρ L
=
=
VL() t Frischluftrate m 3 =
[ ⁄ h]
5.1.5.3 Solare Einstrahlung
() ⋅ ( TLi – TLa) spez. Wärmekap. von Luft [ J ⁄ kg]
Dichte von Luft kg m 3
[ ⁄ ]
Lüftungswärmeverluste
Zeitschema-Cut VL(t) (Input)
Abbildung 64: Fenstermodell mit k-Wert, Strahlungsaustausch und
Lüftungswärmeverlusten
Erstellung der Modellbibliothek
Zur Bestimmung der solaren Einstrahlung werden gleich orientierte Außenflächen zu Gebäudefassaden,
spezifiziert durch ihren Normalenvektor, zusammengefasst. Die in Form diffuser
und gerichteter (Beam-) Strahlung auf eine horizontale Fläche angegebenen Strahlungsdaten
kommerzieller Wetterdatenfiles sind zunächst geeignet aufzubereiten. Diese Aufgabe übernehmen
die Solarmodelle (siehe auch Abschnitt 5.3.2). Von ihnen wird aus der Simulationszeit
die solare Zeit und in der Folge der aktuelle Sonnenstand in Form des Azimut- und
Zenitwinkels berechnet. Diese Information genügt, um aus der momentanen solaren Beam-
Strahlung auf eine horizontale Fläche die Bestrahlungsstärke für jede Gebäudefassade längs
ihrer Normalen pro Flächeneinheit durch Projektion auszurechnen. Der Anteil der diffusen
Strahlung wird hinzuaddiert, wobei im einfachsten Fall von einer isotropen Verteilung ausgegangen
wird. Es stehen jedoch auch alle beispielsweise von TRNSYS genutzten Strahlungsmodelle
(siehe Abb. 41) zur Verfügung. Die Summe der geeignet auf die Außenfläche
fallenden Strahlungsdichten in W/m wird über den gerichteten Input-Strahlungscut dem
Fenster zugeführt.
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Um zu vermeiden, dass pro Fassadenfläche ein eigenes Projektionselement eingesetzt werden
muss, wird in einem übergeordneten Projektionselement außerhalb des Gebäudes die solare
Einstrahlung für eine gewisse Anzahl vordefinierter Flächenorientierungen ausgerechnet. Die
Ergebnisse können so als Vektor gepackt und in gleicher Weise mit einer gemeinsamen Leitung
an alle Außenflächen des Gebäudes weitergereicht werden.
Die Komponenten des Vektors charakterisieren die solare Einstrahlung auf die vorab als möglich
deklarierten Vorzugsorientierungen. Zur intuitiveren Parametrierung ist es möglich signifikante
Benennungen wie SüdVertikal, NordVertikal oder SüdGeneigt zur Charakterisierung
der Vorzugsrichtungen einzusetzen. Da diese Definition sowohl dem Projektionselement als
auch allen Außenflächen des Gebäudemodells zur Verfügung stehen sollte, ist sie in einer
übergeordneten Hierarchieebene zu definieren. Die Anbindung der solaren Einstrahlung an
das Gebäudemodell kann so durch eine einzelne vektorwertige Verbindung zwischen dem
Projektionselement und allen betroffenen Außenflächen realisiert werden.
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