Eine dynamische Gebäudesimulation setzt die Wechselwirkungen zwischen Gebäude, Anlagentechnik, Regelungstechnik, Außenklima (Klimadatensatz für den jeweiligen Standort) und dem Nutzer miteinander in Beziehung. Deshalb ist eine solche Simulation für die Praxis genauer und kann zum Beispiel von einer statischen Kühllast-Ermittlung beträchtlich abweichen. Eine relativ einfach zu bedienende Programmstruktur besitzt „IDA ICE“. Die Software zeichnet sich durch vielseitige Anwendungsmöglichkeiten aus, so dass sie sich für zahlreiche Fachleute (wie Anlagentechnikplaner, Bauphysiker, Energieberater) eignen kann. Mit „TAS“ (Thermal Analysis Software) sind unter anderem Auswertungen zum Heiz- und Kühlenergiebedarf, dem Über- und Unterschreiten von Grenztemperaturen sowie zur Umgebungsfeuchte und relativen Feuchte möglich. Die seit 1973 entwickelte Software „TRNSYS“ zerlegt dafür die komplexen physikalischen Aspekte in viele kleine Teilbereiche, die numerisch oder 3D-modellbasiert eingegeben werden können. Dazu gehören zum Beispiel Wetterdaten, Gebäude, Verschattung, PV-Anlage, Energiespeicher und das Interagieren zwischen den Nutzern und dem Gebäude. In einem digitalen Simulationsstudio werden sie dann zu einem Gesamtmodell verknüpft. Vor allem bei Aufgaben wie Doppelfassaden, Bauteilaktivierung oder anspruchsvollen Regelungsstrategien hilft eine Software, ein möglichst realitätsnahes Modell des zu untersuchenden Objekts abzubilden.
Ein weiterer Fall, bei dem die Gebäude- mit der Anlagensimulation gekoppelt werden sollte, ist die Bewertung ihrer jeweiligen Wechselwirkungen. Das spielt in erster Linie bei innovativen Lösungen eine Rolle, wie beim Verwenden von Phasenwechselmaterialien und Lichtlenkelementen in der Bautechnik oder beim Heiz- und Kühlbetrieb einer reversiblen Wärmepumpe mit Grundwasserkühlung. Darüber hinaus dürfte die numerische Simulation zukünftig Potentiale für die Netzdienlichkeit von Gebäuden offenlegen. Denn beim „Smart-Grid-Ready“ geht es um die Fähigkeit der thermischen Gebäudesubstanz und der Anlagentechnik, erneuerbare elektrische Energie nach der jeweils im Netz vorhandenen Strommenge zu verbrauchen. Eine Wärmepumpe würde dann beispielsweise während der wind- und solarintensiven Nachmittagsstunden die thermischen Speicher laden und während der Nacht Energie aus ihnen herausziehen.
Funktionen und Zusammenhänge berücksichtigen
Das Einsatzgebiet der Gebäude- und Anlagensimulation liegt an der Schnittstelle zwischen Objekt- und haustechnischer Planung. Als Werkzeuge integraler Konzepte erfordern sie eine gute Kommunikation zwischen allen Beteiligten sowie einen versierten Moderator. Er sollte wissen, wie ein Gebäudemodell zu erstellen ist und sich auch gewerkeübergreifend verständlich machen können.
Hinzu kommt, dass die Automation von Nichtwohngebäuden bislang häufig ohne Einbezug des Nutzers erfolgt. Das verkennt, dass die Bauphase nur rund 20 Prozent der Kosten im Lebenszyklus einer Immobilie ausmacht, der Betrieb hingegen etwa 80 Prozent. Währenddessen sind wiederum die vorab festgelegten Parameter kontinuierlich zu hinterfragen: Stimmen die Anforderungen des ursprünglichen Nutzers noch mit denen des aktuellen überein? Auf welche Ursachen sind Beschwerden zur Luftqualität zurückzuführen: Handelt es sich um das subjektive Empfinden einzelner Personen oder funktioniert die Anlage nicht richtig? Wann ist – wie in der Praxis reflexartig üblich – tatsächlich die Leistung der Anlage zu erhöhen?
Unternehmen haben nach dem Energiedienstleistungsgesetz systematische Untersuchungen zu ihren Energieflüssen und der Effizienz durchzuführen. Ein Energiemanagement kann den Bedarf um durchschnittlich rund 20 Prozent verringern. Hierfür ist Transparenz über den Zustand von Gebäuden und Anlagen unverzichtbar. Die TGA ist ein komplexes System, das Wärme, Luft, Sanitär, Klima, Strom aber auch andere Gewerke betrifft. Welche Komponenten einen Mehrwert bringen und Einsparpotentiale heben, lässt sich nur individuell beantworten. Für das Facility Management eines Bürogebäudes gilt prinzipiell, Heizung, Lüftung, Klima, Licht- und Jalousiesteuerung bedarfsgerecht miteinander zu vernetzen.
Frage zum Artikel
