Grundlagen thermischer Simulationen

Zielformulierung (Entscheidungskriterien, KPIs, seitens Auftraggeber für Entscheid welche Variante am “besten passt”):

• Nachhaltigkeit (CO2/m2EBFa, weniger rollende Planung, da früher im Prozess höherwertige Entscheidungsgrundlage zur Verfügung stehen und somit die Entscheidungsfähigkeit nachhaltig verbessert wird)
• Komfort (thermische, visuelle und akustische Behaglichkeit),
• Energie (thermischer Leistungs- & Nutzenergiebedarf Wärme / Kälte, davon abgeleiteter Endenergiebedarf TGA, operativer Primärenergiebedarf)
• Investitions-, Betriebs- & Lebenszykluskosten
• Platzbedarf Gebäudetechnik & Installationen

Viele grundlegende Weichenstellungen können bereits ohne Simulation am Beginn des Projektes getroffen werden. Deswegen empfiehlt sich für die Konzepterstellung eine enge Zusammenarbeit mit dem Simulationsingenieur in früher Phase.

Der Simulationsingenieur unterstützt den BIM Modellierer in der Konzeptphase.

Die Anforderungen an das Grundlagenmodell werden definieren und so früh wie möglich an den BIM Modellierer kommuniziert.
Best Practice ist, diese bereits bei Vertragsverhandlung, spätestens bei einem Kick Off zu übergeben.

Die Software und Workflow spezifischen Modellanforderungen für die grundlegenden Simulationsmodelle werden dem BIM Modellierer kommuniziert.

Best Practice Tipps:

• kommunizieren der Anforderungen bereits bei Vertragsverhandlung
• Spätestens bei Kick Off

Die folgenden Elemente sollten enthalten sein:

• Projekt als IfcProject
• Grundstück als IfcSite
• Gebäude als IfcBuilding (die meisten Simulationswerkzeuge unterstützen nur ein Gebäude in der Datei)
• Geschosse als IfcStorey
• Räume als IfcSpace, optimal Brutoräume d.h. von OK Fussboden bis UK Rohdecke
• Wände optimal als IfcWallStandardCase ansonsten als IfcWall
• Fenster optimal als IfcWindow, nicht IfcCurtainWall
• Türen als IfcDoor
• Decken, Bodenplatte, Dach als IfcSlab mit PredefinedType FLOOR, BASESLAB, ROOF
• Oder Dach als IfcRoof

Umgebungsgebäude, Sonnenschutz und Beschattungselemente welche für die Simulation relevant sind in einem separaten Modell zu exportieren.

Der BIM Modellierer erstellt das Modell entsprechend den spezifischen Anforderungen der eingesetzten Simulationssoftware.

Der BIM Modellierer exportiert das Grundlagenmodell. Oft bewährt sich:

• Ifc2x3
• Coordination View 2.0

SpaceBoundaries 1st und 2nd Level wenn möglich auch mit ausgeben

Die folgenden Elemente sollten enthalten sein:

• Projekt als IfcProject
• Grundstück als IfcSite
• Gebäude als IfcBuilding (die meisten Simulationswerkzeuge unterstützen nur ein Gebäude in der Datei)
• Geschosse als IfcStorey
• Räume als IfcSpace, optimal Brutoräume d.h. von OK Fussboden bis UK Rohdecke
• Wände optimal als IfcWallStandardCase ansonsten als IfcWall
• Fenster optimal als IfcWindow, nicht IfcCurtainWall
• Türen als IfcDoor
• Decken, Bodenplatte, Dach als IfcSlab mit PredefinedType FLOOR, BASESLAB, ROOF
• Oder Dach als IfcRoof

Umgebungsgebäude, Sonnenschutz und Beschattungselemente welche für die Simulation relevant sind in einem separaten Modell zu exportieren.

Weitere für die Simulation wichtige Daten werden kommuniziert.

Best Practice Tipp:

• Kommunikation mittels Raumbuch
• In strukturierter Form mittels Excel liste (-> Raumtypenliste)
• Word Dokumente soweit wie möglich vermeiden
• Bauteile mittels Liste von Bauteiltypen

Der Simulationsingenieur prüft, ob das Modell den geforderten Anforderungen entspricht. Sollte die Modellqualität nicht passen, geht eine Meldung zurück an den Architekten/BIM Modellierer.

Entscheid, ob das Modell den definierten Anforderungen entspricht. Ist die Qualität nicht ausreichend, muss eine Überarbeitung beauftragt werden. Ist die geforderte Qualitätsanforderung erfüllt, wird das Modell weiter für die Simulation verwendet.

Der Simulationsingenieur baut das Simulationsmodell auf und macht die Berechnungen. Das gefundene Optimierungspotential wird an dem BIM Modellierer kommuniziert.

Haben die Simulationen ein Optimierungspotential aufzeigen können, wird dies dem BIM Modellierer  gemeldet. 

Die vorläufigen Ergebnisse der Simulation und die Handlungsempfehlungen werden in einem Bericht zusammengefasst.

• Word Dokumente für die Datenübergabe soweit wie möglich vermeiden und durch strukturierte Tabellen ersetzen. z.B. Bericht mit den Erklärungen, Anhang mit Tabellen für die Daten.

Die finalen Ergebnisse der Simulation, Handlungsempfehlungen und zusätzliche Daten werden vom Simulationsingenieur dokumentiert, so dass damit weiter gearbeitet werden kann z.B. in der Gebäudetechnikplanung..

Best Practice Tipps:

• Kommunikation mittels Raumbuch. Wenn kein Raumbuch Werkzeug eingesetzt wird, kann mit einer Tabelle gearbeitet werden z.B. zur gemeinsamen Bearbeitung über MS-Teams oder vergleichbar freigeben. Für frühe Projektphasen empfehlen wir eine Raumtypenliste, für spätere Projektphasen eine Raumliste.
• In strukturierter Form mittels Excel liste (-> Raumtypenliste)
• Word Dokumente für die Datenübergabe soweit wie möglich vermeiden und durch strukturierte Tabellen ersetzen. z.B. Bericht mit den Erklärungen, Anhang mit Tabellen für die Daten.

Der Auftraggeber nimmt die geleistete Arbeit ab.

Der Auftraggeber prüft die Simulationsergebnisse und nimmt diese ab. Wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist, werden diese an den Simulationsingenieur zur Verbesserung / Ergänzung zurückgewiesen.