Für Planer
Gebäudesimulation im Projekt.
Instationäre Jahressimulation mit IDA ICE nach VDI 2078. Minutengenaue Berechnung von Raumtemperaturen, Kühllast und Energiebedarf, für jede Zone einzeln. Kein Pauschalwert. Kein Sicherheitszuschlag.
Ausgangslage
Pauschalannahmen führen zu überdimensionierten Anlagen.
In der Praxis werden Kühlanlagen häufig mit Pauschalwerten ausgelegt, 60, 80 oder 100 W/m² für die Kühlleistung, hochgerechnet auf die gesamte Fläche. Das Ergebnis: Anlagen, die bis zu 200 Prozent größer dimensioniert sind als notwendig. Höhere Investitionskosten, dauerhafter Teillastbetrieb, ineffiziente Wärmepumpen, mehr Kältemittel.
Statische Verfahren (Tabellenwerte, Monatsbilanzverfahren) berücksichtigen keine dynamischen Wechselwirkungen, Sonneneinstrahlung, Nutzerverhalten, Speichermassen, Fensterlüftung. Die notwendigen Sicherheitsbeiwerte führen zu einer systematischen Überdimensionierung über den gesamten Lebenszyklus.
Eine instationäre Gebäudesimulation berechnet das tatsächliche Gebäudeverhalten minutengenau über das gesamte Jahr, und liefert passgenaue Auslegungswerte.
Methodik
Instationäre Jahressimulation mit IDA ICE.
interpanel simuliert mit der Software IDA ICE von EQUA. Die Berechnungsmethodik entspricht VDI 2078 (Konformitätserklärung). Die Simulation bildet das Gebäude als digitalen Zwilling ab, geometrisch, bauphysikalisch und anlagentechnisch.
Was unterscheidet die instationäre Simulation:
- Minutengenaue Zeitschritte über das gesamte Jahr, keine festen Intervalle, sondern dynamische Anpassung an sich ändernde Bedingungen
- Reale Klimadaten am Projektstandort, einschließlich Zukunftsszenarien (2035, 2050)
- Wechselwirkungen zwischen Zonen, Wärmeströme, Luftströmungen, Verschattung durch Nachbargebäude
- Anlagensimulation, Regelungsverhalten der Heizung, Kühlung, Lüftung und des Sonnenschutzes im Zusammenspiel
- Taupunktverhalten, besonders relevant für klassische passive Kühldecken mit Fensterlüftung, nur in dynamischer Simulation korrekt abbildbar
Die Software liegt in der Regel bereits mit den Klimadaten am jeweiligen Projektstandort vor. BIM-Modelle können in vielen Fällen direkt eingelesen werden.
Eingangsdaten
Was für die Simulation benötigt wird.
Die Datengrundlage bestimmt die Ergebnisqualität. interpanel erstellt das Modell auf Basis vorhandener Planungsunterlagen, auch wenn nicht alle Daten vollständig vorliegen. Ingenieurtechnische Annahmen können für fehlende Parameter eingesetzt werden.
Gebäudegeometrie und Baustoffe
- Grundrisse und Schnitte (BIM, .dwg, .pdf)
- Materialaufbauten und Baustoffe (Wände, Decken, Böden, Verglasung)
- Umgebungsfaktoren (Nachbargebäude, Verschattung, Gelände)
- Normnachweise (z.B. Sommerlicher Wärmeschutz DIN 4108-2, SIA 180)
Anlagentechnik und Nutzung
- Heiz-/Kühltechnik und Vorlauftemperaturen
- Betriebszeiten und Regelungsparameter
- Nutzungszeiten, Personenbelegung, Gerätelasten
- Beleuchtungsleistung und Sonnenschutz
- Lüftungskonzept (natürlich, mechanisch, hybrid)
Ein neues Simulationsmodell lässt sich auch aus einer einfachen Grundrisszeichnung (.pdf) erstellen.
Ergebnisse
Was die Simulation liefert.
Raumkomfort
- Luft- und operative (empfundene) Raumtemperatur
- Oberflächentemperaturen (Boden, Decke, Wände, Fenster)
- CO₂-Gehalt und Luftalter
- Luftfeuchtigkeit
- PMV und PPD
- Tageslichtversorgung
- Übertemperaturstunden (Kelvinstunden nach DIN 4108)
Energetische Kenngrößen
- Wärmebilanz je Zone und Gebäude
- Heiz- und Kühlenergiebedarf (kWh/m²·a)
- Vor- und Rücklauftemperaturen
- Wärmeflüsse durch Bauteile
- Solare Wärmeeinträge
- Dimensionierung Wärme-/Kälteerzeuger
- Jahresenergiebedarf
Steuerung und Studien
- Regelungsverhalten Heizung, Kühlung, Lüftung
- Verhalten des Sonnenschutzes
- Einfluss der thermischen Speichermasse
- Parameterstudien (z.B. Verglasung, Sonnenschutz, Regelstrategie)
- Zukunftsklimaberechnungen (2035, 2050)
- Variantenvergleich (mehrere tausend Varianten möglich)
Vergleich
Statische Berechnung vs. instationäre Simulation.
| Kriterium | Statisch | Transient (IDA ICE) |
|---|---|---|
| Zeitauflösung | Einmalig (Spitzenlast) oder Monatsbilanz | Minutengenau, gesamtes Jahr |
| Klimadaten | Pauschale Auslegungstemperatur | Reale Stundenwerte am Standort |
| Dynamische Effekte | Nicht berücksichtigt | Sonneneinstrahlung, Speichermasse, Nutzerverhalten, Fensterlüftung |
| Wechselwirkungen zwischen Zonen | Ja, inkl. Luftströmungen und Wärmeströme | |
| Taupunktverhalten | Vereinfacht oder vernachlässigt | Minutengenau unter realen Raumklimaverhältnissen |
| Anlagendimensionierung | Sicherheitsbeiwerte → Überdimensionierung | Passgenaue Auslegung |
| Normnachweise | Teilweise möglich | DIN 4108-2, VDI 2078, SIA 180, ASHRAE |
| Kosten-Nutzen | Weniger Eingabeaufwand, aber höhere Folgekosten | Höhere Genauigkeit, niedrigere Investitions- und Betriebskosten |
Die instationäre Simulation führt regelmäßig zu 30 bis 50 Prozent kleineren Kälteanlagen, bei höherem Komfortniveau und belastbareren Planungsdaten.
Das Kernproblem
Was passiert, wenn die Kühldecke abschaltet.
Klassische passive Kühldecke
In einem ungünstigen Betriebsszenario (Fensterlüftung, hohe Außenfeuchte) kann ab ca. 60 % rel. Luftfeuchtigkeit die Taupunktregelung die Vorlauftemperatur bis auf Raumniveau anheben; die Kühlleistung der passiven Decke geht dann stark zurück, sodass die Raumtemperatur ohne Gegenmaßnahmen ansteigen kann.
interpanel (taupunktunabhängig)
Die Vorlauftemperatur bleibt bei 10 bis 14 °C, die Kühlleistung bleibt konstant. Die Raumtemperatur bleibt im Komfortband 22 bis 25 °C. MARC-Membran: Kühlung läuft auch bei Fensterlüftung weiter, ohne taupunktbedingte Abschaltung der Kühlfläche.
Bei hoher Luftfeuchtigkeit, insbesondere bei Fensterlüftung, muss eine taupunktgeregelte passive Kühldecke ihre Vorlauftemperatur anheben oder abschalten, um Kondensat zu vermeiden. Die Kühlleistung sinkt dann deutlich, und die Raumtemperatur kann ohne zusätzliche Maßnahmen über das Komfortband ansteigen.
Die MARC-Membrantechnologie von interpanel trennt Konvektion und Wärmestrahlung physikalisch. Die Kühlung arbeitet unabhängig vom Taupunkt weiter, ohne taupunktbedingte Abschaltung der Kühlfläche, auch bei offenen Fenstern und hoher Luftfeuchtigkeit.
Dieser Unterschied lässt sich nur in einer instationären Simulation unter realen Raumklimaverhältnissen korrekt abbilden. Statische Berechnungen ohne Berücksichtigung der Taupunktabschaltung verdecken das Ausfallrisiko klassischer passiver Kühldecken.
Simulation im Projekt
Die Gebäudesimulation ist Teil der Projektbegleitung.
interpanel bietet keine Gebäudesimulation als separaten Service an. Die Simulation ist immer Bestandteil der Projektbegleitung, von der Erstanfrage über die Auslegung bis zur Inbetriebnahme.
Der Ablauf:
- 1 Projektanfrage, Gebäudedaten, Nutzung, Standort, Zeitplan
- 2 Machbarkeitscheck, Technische Prüfung, ob das Projekt für interpanel-Systeme geeignet ist
- 3 Gebäudesimulation, Bei positivem Check: instationäre Jahressimulation mit IDA ICE
- 4 Auslegung und Angebot, Produktauswahl, Belegungsplan und Wirtschaftlichkeitsberechnung auf Basis der Simulationsergebnisse
- 5 Photometrische Lichtberechnung, Auf Anfrage für einzelne Zonen (Relux/DIALUX)
- 6 Ausführung und Inbetriebnahme, Projektbegleitung, bei umfangreichen Bauvorhaben in Zusammenarbeit mit spezialisierten Ingenieurbüros
Häufige Fragen
Fragen zur Gebäudesimulation.
Warum ist eine Gebäudesimulation sinnvoll?
Wann lohnt sich eine Gebäudesimulation?
Was kostet eine Gebäudesimulation?
Welche Software wird verwendet?
Kann interpanel auch photometrische Lichtberechnungen durchführen?
Projektgespräch vereinbaren.
Die Gebäudesimulation ist Teil jeder Projektbegleitung durch interpanel. Sprechen Sie direkt mit der Projektabteilung, die Projektabteilung meldet sich persönlich.