Gebäudesimulation
Simulation der TGA- und Gebäudeeigenschaften
Jedes moderne Gebäude ist eine äußerst komplex Struktur und gleicht beinahe einem lebenden Organismus. Im Gebäude laufen gleichzeitig viele Prozesse ab. In der konventionellen Planung wurden diese nur einzeln berechnet. Deswegen ergaben sich in der Praxis oft Gebäudeeigenschaften, die von den in der Theorie kalkulierten abwichen. Aus diesem Grund wurde die Gebäudesimulation entwickelt.
Was ist eine Gebäudesimulation?
Damit bezeichnet man im Bauwesen ein Computermodell eines Gebäudes, in dem die Gebäudeeigenschaften exakt nachgebildet sind. In einer Gebäudesimulation werden alle Gebäudeeigenschaften in einem 3D Modell nachgebildet. Im Gegensatz zu einem physischen Modell oder diversen Bauzeichnungen ist eine Gebäudesimulation dynamisch und zeigt auch die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten und Prozessen und wie sie die Gebäudeeigenschaften beeinflussen.
Beispiele für die Beeinflussung von Gebäudeeigenschaften
Viele Bauherren wünschen sich helle, lichtdurchflutete Räume und tragen diesen Wunsch dem Architekten vor, der entsprechende Entwürfe anfertigt. Tageslicht spart Energie für die Beleuchtung und steigert die Produktivität. Welchen Einfluss zahlreiche und große Fenster jedoch auf die Gebäudeeigenschaften haben, lässt sich erst ganz genau durch eine Gebäudesimulation feststellen. Die Fenster können Gebäudeeigenschaften entscheidend beeinflussen.
In Anbetracht der zunehmenden sommerlichen Temperaturen und längerer Sonnenscheindauer kann es zum Beispiel passieren, dass sich die Räume überhitzen oder dass mehr Strom verbraucht anstatt eingespart wird, weil die Klimaanlage auf Volllast läuft. Auch im Winter können die Gebäudeeigenschaften negativ beeinflusst werden, weil es passieren kann, dass durch das Fensterglas viel Wärme abgestrahlt wird und deswegen der Energieverbrauch durch die Heizung steigt.
In einer Gebäudesimulation wird die Wechselwirkung der einzelnen Faktoren auf die Gebäudeeigenschaften, in diesem Fall Belichtung, Heizung und Klimatisierung untersucht und ihr Einfluss auf den Energiebedarf und das Raumklima des Gebäudes festgestellt.
Wie funktioniert die Gebäudesimulation?
Damit die Gebäudeeigenschaften der Realität entsprechend dargestellt werden können, erfolgt eine interdisziplinäre Zusammenarbeit an einem Computermodell, wobei eine spezielle Software benutzt wird. Der Architekt erstellt einen Entwurf, der sozusagen den Rohbau darstellt. Ingenieure und Designer anderer Fachrichtungen, darunter zum Beispiel Ingenieure für Technische Gebäudeausrüstung, Elektroingenieure, Spezialisten für Brandschutz und Innenarchitekten arbeiten ebenfalls an dem Modell.
Die eingegebenen Daten werden automatisch gespeichert. Am Ende entsteht daraus im Computer ein virtuelles Modell des Gebäudes. In einer Gebäudesimulation kann dann nachgestellt werden, ob und wie sich die verschiedenen Komponenten gegenseitig beeinflussen und wie sich das auf die Gebäudeeigenschaften auswirkt.
Welche Vorteile hat die Gebäudesimulation?
Sie spart enorm viel Geld und Zeit, weil Probleme oder negative Auswirkungen auf die Gebäudeeigenschaften bereits in der Phase der Planung festgestellt und beseitigt werden können. Manche negativen Einflüsse auf die Gebäudeeigenschaften zeigen sich erst während der Gebäudesimulation, weil diese auch Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Faktoren berücksichtigt.
Viele Spezialisten sind sich oft gar nicht bewusst, welchen Einfluss die Systeme und Anlagen ihres Fachbereichs auf das Gesamtbauwerk und das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten haben. Gebäudesimulationen decken negative Einflüsse auf die Gebäudeeigenschaften auf und ersparen dadurch zeit- und kostenaufwendige Korrekturen am Bau.
Gebäudesimulationen erhöhen zudem die Sicherheit, weil in der Kategorie Gebäudeeigenschaften simuliert werden kann, wie schnell sich bei einem Feuer Rauch im Gebäude verbreitet, wie die Fluchtwege am besten rauchfrei gehalten werden können und wie lange es dauert, bis in einer Gefahrensituation alle Menschen das Gebäude verlassen haben.
Zusammenfassung
Bei einer Gebäudesimulation wird ein virtuelles Modell eines Gebäudes am Computer erstellt. Darin wird nicht nur die Struktur des Bauwerks, sondern auch die darin ablaufenden Prozesse nachgestellt und ihre Wechselwirkungen sowie Einflüsse auf die Gebäudeeigenschaften untersucht. Die Gebäudesimulation wird interdisziplinär erstellt und hilft, Zeit und Kosten zu sparen sowie die Sicherheit zu verbessern, weil negative Einflüsse bereits bei der Planung erkannt werden. An Hand einer Gebäudesimulation kann das Ergebnis bzw. der Erfolg der Planung nachgewiesen werden bevor das Gebäude errichtet wurde.