2006/2007 WELS KONKRET - FH Oberösterreich

Thermische Gebäudesimulation
Autor: Daniel Neyer
FH-Betreuer: FH-Prof. Arch. DI Dr. Herbert C. Leindecker
Daniel Neyer
Studiengang:
Öko-Energietechnik
Vorbildung:
HTL für Hochbau in Rankweil
FH ÖÖ Studienbetriebs GmbH
Campus Wels, Ökoenergietechnik
Stelzhamerstr. 23
4600 Wels
FH-Studiengang:
Öko-Energietechnik
Studiengangsleiter:
FH-Prof. DI Dr. Peter Zeller
Tel.: 07242/72811-3070
E-Mail: sekr.oet@fh-wels.at
www.fh-ooe.at/oet
Einführung - Unternehmensprofil
Die FH Oberösterreich lehrt und forscht auf Hochschulniveau
mit ausgeprägter Praxisorientierung und
Bekenntnis zu höchster Qualität. Innovative Lehr- und
Lernformen und dynamische Weiterentwicklung der
Lehrinhalte zeichnen die FH aus. Die Forschung und
Entwicklung zielt auf die Herausforderungen der Zukunft.
Als kompetenter Partner entwickelt die FH Lösungen
und fördert den Wissenstransfer.
Projektbeschreibung
Im Rahmen der Umsetzung der European Directive
of Building Performance (EDBP) besteht größter
Forschungsbedarf. Insbesondere die Betrachtung
der Veränderungen zu den bisherigen statischen
Berechnungs¬methoden und der Gegenüberstellung
zu diesen bzw. der exakte Vergleich mit thermischer
Gebäudesimulation stehen hierbei im Vordergrund.
Neben diesen Vergleichen sind auch die Grenzen dieser
Verfahren in Bezug auf ihre Aussagekraft und praktische
Bedeutung bzw. Alltagstauglichkeit eine sehr
spannende Fragestellung.
Letztlich soll dieses Wissen und die erzielten Ergebnisse
auch in die Lehre der bauspezifi schen Fächer des
Studiengangs Ökoenergietechnik einfl ießen und die
große Chance des Standorts Wels, ein zukunftsträchtige
und nachhaltige Kompetenz in der thermischen Gebäudesimulation
aufzubauen, genutzt werden.
Aufgabenstellung
Zu Beginn stand die Einarbeitung und Aktualisierung
der Rechenalgorithmen des sehr dynamischen Prozesses
der Einführung der EDBP, dazu waren Seminare
bei den mitwirkenden Instituten zu besuchen.
Ebenfalls waren die Einblicke aus der vorangegangenen
Vorlesung im Bereich der thermischen Gebäudesimulation
mittels TRNSYS & TRNFLOW zu vertiefen
und mit diesen Kenntnissen Vergleiche mit den statischen
Berechnungsprogrammen durchzuführen. Die
zur Verfügung stehenden statischen Programme sind
die aktuelle Version des Berechnungstools der EDBP,
PHPP04, ECOTECH und der „alte“ Berechnungsleitfaden
nach OIB.
Wichtige Erkenntnisse bezüglich der Grenzen der Einsetzbarkeit
der statischen Programme sowie der thermischen
Gebäudesimulation sind herauszuarbeiten
und aufzuzeigen.
Durchgeführte Arbeiten:
Eine ausführliche Einarbeitung und Durchführung von
etlichen Variantenberechnungen mittels der zur Verfügung
stehenden Berechungstools der EDBP waren Arbeiten
während der gesamten Laufzeit des Praktikums.
Dies waren zu Beginn drei unterschiedliche Ansätze
verschiedener Institute in Österreich, letztlich setzte
sich gegen Ende des Praktikums das Berechnungstool
der MA 39 – VFA, Bauphysiklabor, Wien, durch.
Die vergleichende Ausarbeitung von den vorhandenen
statischen Berechnungsprogrammen und der thermischen
Gebäudesimulation wurden in vielerlei Varianten
berechnet und dargestellt. Jahressimulationen
verschiedener Gebäudetypen mit unterschiedlichen
Fragestelllungen, wie die der Feuchtigkeitsentwicklung
in einem Reitstall bis hin zu Behaglichkeitsanalysen
von Wohngebäuden, wurden durchgeführt. Auch die
Variation von verschiedenen Simulationsfaktoren und
der Auswirkungen dieser Parameter auf die Simulationsergebnisse
waren Teil der durchgeführten Aufgaben.
Erzielte Ergebnisse
Statische Berechnungsprogramme, insbesondere die
vorhandene Version der EDBP und des PHPP04, sind
durchaus in der Lage respektable Ergebnisse, verglichen
zu den Resultaten der Gebäudesimulation bezüglich
des Jahres¬energieverbrauchs, zu liefern. Diese
Resultate stimmen aber nur unter Normbedingungen
und sind deshalb größtenteils nur für die Vergleiche
verschiedener Gebäude derselben Type geeignet.
Überhitzungsneigungen oder gar Behaglichkeitskriterien
können gar nicht oder nur bedingt gelöst werden.
Mittels Gebäudesimulation können hingegen noch realere
und aussagekräftigere Ergebnisse erzielt werden.
Durch Erarbeitung verschiedener Szenarien sind Parameterstudien
durchführbar und beinahe jegliche Fragestellung
kann zufrieden stellend widerlegt werden.
Der Grenzbereich der thermischen Gebäudesimulation
liegt in den verwendeten mathematischen Modellen
und den daraus resultierenden Ergebnissen. So
ist beispielsweise die exakte Beantwortung der Frage
der thermischen Behaglichkeit nur mehr mittels Finiten
Elementen Methoden zu lösen, was folglich eine
Kombination der langzeitigen Gebäudesimulation und
Strömungssimulation mit sich bringt.
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WELS KONKRET