Forschungsprojekte


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Raummodell

Weiterentwicklung eines wärmephysiologischen Raummodells, dessen Aufbereitung und Umsetzung in ein nutzerfreundliches Berechnungswerkzeug und Einbindung in eine Gebäude-Simulationsplattform

Further development of a thermal-physiological room model, extension towards a user-friendly calculation tool and integration into a building simulation framework

Basisdaten

  • Status: Abgeschlossen
  • Institut: Institut für Bauklimatik
  • Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. J. Grunewald
  • Bearbeiter: Dr. Andreas Nicolai
  • Finanzierungstyp: nichtwirt.
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Programm: Forschung für energieoptimiertes Bauen (EnOB)
  • Förderkennzeichen: 0327241E
  • Zeitraum: 01.10.2009 - 31.01.2014

Forschungsfelder/-themen

  • Gebäude
    • Gebäudeenergieeffizienz
    • Thermische Behaglichkeit
  • Gebäudehülle
    • Mikroklima auf Bauteiloberflächen
    • Randbedingungen und Grenzschichten
    • Stoff- und Wärmeübergang
  • Planungswerkzeuge
    • Modellierung
    • Numerische Verfahren
    • Schnittstellenintegration
    • Simulation

Zusammenfassung

Zentrale Zielsetzung des Vorhabens war die Entwicklung und Umsetzung eines modernen Simulationswerkzeuges für die Beschreibung der thermischen und hygrischen Behaglichkeit. Ein existierendes Modell wurde inhaltlich zu einem dynamischen Raummodell erweitert, numerisch umgesetzt und durch eine benutzerfreundliche Oberfläche einer breiten Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht. Weiterer Schwerpunkt des Projektes war die Entwicklung einer Gebäudesimulationsplattform. Durch Ankopplung des dynamischen Raummodells an die Simulationsplattform können Fragestellungen zur energetischen Optimierung bei gleichzeitiger Betrachtung der Auswirkungen auf die Behaglichkeit beantwortet werden.

Kooperationspartner

  • ebök Planung und Entwicklung GmbH, Tübingen
  • Institut für angewandte Infomatik im Bauwesen (IAIB), Wismar

Projektverlauf

Arbeitspaket (AP) 1 - Inhaltliche Ergänzungen am Raummodell (Erweiterung auf ein hygrothermisches Raummodell, Abbildung verschiedener Regelungsstrategien, weitere Differenzierungen und Ergänzungen), AP 2 - Neuentwicklung der Programm- und Datenstruktur/Kern (Umsetzung bisherige Raummodell-Funktionalität, Entwicklung Datenstruktur, Datenimport-Funktionalität, Implementierung und Erweiterung Berechnungskern), AP 3 - Neuentwicklung der Programmoberfläche (Entwurf, allgemeine Oberflächenentwicklung, Dateneingabe/Pre-Processing, Datenausgabe und Analyse / Post-Processing), AP 4 - Entwicklung Berechnungskern für Gebäudesimulation (Entwicklung mathematischer Grundlagen/Algorithmen, Umsetzung Datenstruktur und Solverkern), AP 5 - Entwicklung Datenschnittstelle/Integration von Modulen (Implementierung allgemeiner Schnittstellen, Ankopplung des Dynamischen Raummodells), AP 6 - Weiterentwicklung und Ankopplung EnEV-Berechnung (Definition u. Implementation Datenmodell-Schnittstelle, Erweiterung Algorithmus, Pflege Teil 100 DIN V 18599, Anwendung und wissenschaftliche Auswertung), AP 7 - Dokumentation und Veröffentlichung.

Ergebnisse

Die Umsetzung eines wärmephysiologischen Raummodelles, basierend auf den Arbeiten von Prof. Bernd Glück, mit nutzerfreundlicher graphischer Oberfläche und modernem Solverkern, sowie dessen hygrothermische Erweiterung und Anreicherung um Anlagen- und Regelstrategien wurden im Vorhaben realisiert. Entwickelt wurde das Simulationsprogramm HAJAWEE mit einer neuen graphischen benutzerfreundlichen Oberfläche. Diese bietet eine geometrische Zeichenumgebung, erlaubt die Modellierung von Konstruktionsaufbauten, Nutzungszeitplänen, Anlagenmodellierung und integriert eine Ergebnisdarstellung. Als Vorstufe dieser komplexeren Raumsimulation wurde das Programm THERAKLES als praxistaugliches Einzonenmodell mit vereinfachter Benutzeroberfläche entwickelt. Parallel dazu wurde eine leistungsfähige Plattform für Gebäudesimulationsanwendungen geschaffen, welche die Berechnung besonders großer/komplexer Gebäude bei transienter Behandlung der Gebäudehülle beherrscht, welches ein Alleinstellungsmerkmal der Software darstellt. Das entwickelte Gebäudesimulationprogramm NANDRAD bietet generelle Schnittstellen für alle Modelle im Gebäude- und Bauteilbereich und übernimmt den numerischen Lösungsprozess für den Modellentwickler.

Berichte

Publikationen

Abschlussarbeiten

Bilder