Integrale Planung mittels Simulationen

Integrale Planung

Mit integraler Planung berät Amstein + Walthert die Bauherren und Architekten nicht nur in Bezug auf die thermische und visuelle Behaglichkeit, sondern auch im Sinne der Energieeffizienz.

Schon in den frühen Projektphasen optimiert A+W das Gebäude so, dass die Nutzerbedürfnisse an den Raumkomfort und den Energiestandard gänzlich erfüllt sind. Die Qualität des Dämmstandards, des Fensterflächenanteils und des Sonnenschutzsystems ist dabei ausschlaggebend.

Heute müssen nahezu alle Gebäude technisch gekühlt werden. Darum sind v.a. die Nachweisverfahren für den sommerlichen Wärmeschutz und für die Notwendigkeit einer Kühlung ein Muss. Es empfiehlt sich, diese bereits in einem frühen Projektstadium anzuschauen. Allfällige Kompensationsmassnahmen – beispielsweise die Erhöhung der thermischen Speichermasse im Raum – kann A+W somit rechtzeitig berücksichtigen. Dadurch sind später keine Umplanungen nötig.

Eine ausgeglichene Betrachtung der beiden Anforderungen Wärmeschutz im Sommer resp. im Winter führt zu einer schlankeren Gebäudetechnik und tieferen Kosten (Investitions-, Wartungs- und Energiekosten).

Gebäudesimulation

Für eine integrale Planung eignen sich thermisch dynamische Simulationen hervorragend. Die Hauptvorteile gegenüber traditionellen Berechnungsverfahren mittels stationärer Parameter sowie Randbedingungen (z.B. Leistungsberechnung nach SIA-Norm) sind die folgenden:

• Die Anforderungen an eine verdichtete Verbauung in Ballungsräumen oder Arealen nehmen stetig zu. Je nach Detaillierungsgrad berücksichtigt das Simulationsmodell in den Ergebnissen alle relevanten Verschattungselemente und deren Einfluss auf den Energiebedarf für Wärme und Kälte und den Leistungsbedarf Kälte. Die Ergebnisse sind somit massgeschneidert ohne vereinfachte Eingabe der Umgebung.
• Wir können die Gleichzeitigkeit der thermischen Verbraucher (Wärme und Kälte) berücksichtigen. Leistungsspitzen, welche nur für wenige Stunden im Jahr erreicht werden, können identifiziert und in Absprache mit der Bauherrschaft „gekappt“ werden. Je nach Projektgrösse liegen die Einsparungen der Erzeugerleistungen bei wenigen Kilowatt bis hin zum Megawatt-Bereich. Die Investitionskosten sind folglich geringer.
• Wir können den Einfluss des Nutzerverhaltens analysieren. Mit sogenannten Sensitivitätsanalysen untersuchen und optimieren wir z.B. den Einfluss auf das Raumklima oder auf den Energiebedarf der Sonnenschutzsteuerung oder einer manuellen Fensterlüftung.
• Im Zeitalter der Digitalisierung bietet sich die Kombination der Kernbereiche BIM und thermisch dynamische Simulationen bestens an (BIM2Sim). Es lohnt sich, die beiden Kernbereiche gleich zu Beginn des Projektes miteinander zu kombinieren: So wird während des Planungsprozesses und der Betriebsphase das Gebäude auf die Kundenbedürfnisse geplant und in Bezug auf den Energiebedarf optimiert.

Ihr Mehrwert

Eine integrale Planung mittels thermisch dynamischer Simulation lässt mögliche Schwachstellen frühzeitig identifizieren. Das vereinfacht den weiteren Planungsverlauf. Ausserdem lässt sich das gleiche Simulationsmodell für mehrere gesetzliche Nachweise im Rahmen des Bewilligungsverfahrens nutzen. Die damit verbundenen „Mehrkosten“ für die Simulationen führen somit zu einer effizienteren Planung. Dadurch lassen sich wertvolle Zeit und Kosten über den gesamten Planungs- und Ausführungszeitraum (SIA Phasen 2 bis 5) sparen.

Zusätzlich ist es auch während des Betriebes (SIA Phase 6) möglich, die Simulationsparameter mit „reellen“, gemessenen Nutzungs- und Verbrauchsdaten (Monitoring) abzugleichen. So ist es möglich, z.B. die Regelung der Gebäudetechnik anzupassen oder die Nutzer für ein optimales Bedienen des Sonnenschutzes resp. der Fensterlüftung zu sensibilisieren.

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