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Thermische Gebäudesimulation

Typischerweise erfolgt die Gebäudeplanung gewerkorientiert und bedient sich stationären Berechnungsmethoden. Eine dynamische Gebäude- und Anlagensimulation unterzieht die Abstimmung der einzelnen Gewerke bereits in der Planung einem Testlauf. Die integrale Betrachtung der Gewerke führt zu einem Mehrwert durch Gesamtoptimierung und trägt zur Fehler- und Risikominimierung bei, da die Interaktionen von Architektur, Statik und Gebäudetechnik massgeblich Einfluss auf Energieverbrauch und Nutzerkomfort nehmen. Die dynamische thermisch-energetischer Gebäude- und Anlagensimulation bildet auf der Basis von Computersimulationsmodellen das thermische Verhalten eines Gebäudes nach – meist bezogen auf ein Betriebsjahr. Massgebende Faktoren wie der jeweilige Standort, die bauliche Beschaffenheit und die haustechnischen Anlagen, die Nutzung und die klimatischen Verhältnisse am Standort werden dabei berücksichtigt. Unabhängig von der Planungsphase hilft der Einsatz dynamischer thermisch-energetischer Gebäude- und Anlagensimulationen einen Beitrag für eine zielorientierte und nachhaltige Planung mit hoher Sicherheit zu leisten und Risiken vorausschauend zu minimieren.

Nutzenergie

  • Gebäudesimulation zur Bedarfsermittlung für Areale, Gebäude und Einzelräume
  • Gesamtenergetische Gebäudeoptimierung

Endenergie und Primärenergie

  • Anlagensimulation zu Optimierung der Wärme- und Kälteerzeugung
  • Echtzeitkopplung von Gebäude-, Anlagen- und Geothermiesimulationen

Raumklima und Behaglichkeit

  • Raumtemperaturen & Raumluftfeuchte
  • Nachtauskühlung / natürliche Lüftung
  • Massenaktivierung, Spitzenlastdämpfung
  • CO2-Konzentration in Räumen

Wir verbringen den Grossteil unseres Lebens in Gebäuden und sind daher in intensiver Weise einer künstlichen Umwelt ausgesetzt. Ein gesundes Innenraumklima steigert nicht nur das Wohlbefinden, sondern es vermeidet auch Krankheiten. Negative Gebäudeeinflüsse während eines längeren Zeit-raums, können den Nutzer krank machen. Ein optimales Innenraumklima ist ein wichtiger Faktor bei der Planung und dem Werterhalt von Immobilien. Mittels dynamischer (Gebäude-)Simulationen können Wärme- und Stoffströme sowie deren Verteilung im Raum abgebildet und analysiert werden. Dadurch kann schon in der Planung neuer Gebäude ein gutes Raumklima gewährleistet werden. Im Gebäudebestand kann, für bauphysikalische und bauklimatische Fragestellungen, mittels moderner Messtechnik die Raumluft im Aufenthaltsbereich von Personen auf Luftschadstoffe und die lokale thermische, visuelle und akustische Behaglichkeit hin untersucht werden.

Tageslicht, Einstrahlung und Verschattung

  • Verschattung und Einstrahlung im städtebaulichen Kontext
  • Tageslichtverfügbarkeit

Analysen der Tageslichtverhältnisse am jeweiligen Standort sind wichtige planerische Werkzeuge, wenn behagliche und energiesparende Gebäude errichtet werden. Faktoren wie geografische Lage, Geländetopographie, umgebende Bebauung und Gestaltung der Gebäudehülle tragen massgeblich zum solaren Energieeintrag bei und nehmen damit unter anderem Einfluss auf die Heiz- und Kühllast eines Gebäudes. Sie bestimmen zudem die Möglichkeiten der Tageslichtnutzung und beeinflussen damit den Verbrauch an elektrischer Energie und die Qualität an Arbeitsplätzen.

Standortanalyse

  • Auswertung Klimadaten / Analyse vorhandener Energieträger am Standort
  • Temperaturanalyse von Grund-, Fluss- und Seewasser zur thermischen Nutzung

Analysen über Besonnungs- und Tageslichtverhältnisse am jeweiligen Standort sind wichtige planerische Werkzeuge, wenn behagliche und vor allem energiesparende Gebäude errichtet werden. Faktoren wie geografische Lage, Geländetopographie, umgebende Bebauung und Gestaltung der Gebäudehülle tragen massgeblich zum solaren Energieeintrag bei und nehmen damit unter anderem Einfluss auf die Heiz- und Kühllast eines Gebäudes. Sie bestimmen zudem die Möglichkeiten der Tageslichtnutzung und beeinflussen damit den Verbrauch an elektrischer Energie und die Qualität an Arbeitsplätzen. Unabhängig davon, wo ein Gebäude errichtet werden soll, helfen uns Simulationswerkzeuge, verlässliche Prognosen bereits in frühen Entwurfsphasen abzugeben und damit einen Beitrag für eine zielorientierte Planung zu leisten.

Raumluftströmungen (CFD)

  • Lokale Behaglichkeit (PMV / PPD)
  • Temperatur- und Geschwindigkeits-verteilung / Beurteilung von Zugluftrisiko
  • Kaltluftabfall / Quellluftauslässe

Anlagensimulation

Die Anlagentechnik hat einen starken Einfluss auf den Jahresenergiebedarf eines Gebäudes. So bestimmen die Art der Wärme- und Kälteerzeugung, die Einbindung nichtfossiler Energiequellen wie z. B. Solarenergie und Geothermie, die Wärme- und Kälterückgewinnung, die Gestaltung der Heiz-, Kühl- und Lüftungssysteme im Gebäude usw. massgeblich über dessen Energieeffizienz. Dabei ist mit Standardlösungen das Optimum meist nicht zu erreichen. Über eine gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation kann der Jahresenergiebedarf sicher prognostiziert und über anschliessende Variantenvergleiche schrittweise eine Optimierung durchgeführt werden.

GRUNER

Gruner verfügt als führendes Ingenieur- und Planungsunternehmen über ein umfassendes Dienstleistungs-angebot für private und öffentliche Bauherren. In den Geschäftsbereichen Hochbau, Infrastruktur und Energie beraten und unterstützen wir unsere Kunden von der strategischen Planung bis zur Inbetriebnahme von Gebäuden und Infrastruktur. 

Mit rund 1.000 hochqualifizierten Mitarbeitenden an über 30 Standorten in der Schweiz und international setzt Gruner bei Ingenieurmethoden und der Anwendung digitaler Verfahren Maßstäbe. Wir planen für Menschen, nicht nur für Kunden, und tragen seit über 150 Jahren zu einer lebenswerten Zukunft bei.

www.gruner.ch