Klima & Gebäude

Fließende Übergänge

Die meisten modernen Gebäude sind keine monolithischen Systeme mehr, die unabhängig von der Umwelt existieren. Stattdessen stehen das Innenraumklima und die Physik des Gebäudes immer in Wechselwirkung mit dem äußeren Mikroklima.

Durch Einflüsse wie Wind, Solarstrahlung und Energieaustausch erstreckt sich die Interaktion – vor allem in städtischen Gebieten – bis hin zu benachbarten Gebäuden.

Gebäude werden heute unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen entworfen und haben häufig Zonen mit fließenden Übergängen zwischen dem Gebäudeinneren und dem Freien.

Um die Mikroklimabedingungen in diesen Übergangszonen zu verstehen, muss das Modellierungssystem die Dynamik sowohl des Innen- als auch des Außensystems berücksichtigen.

ENVI-met berechnet die Energie- und Austauschprozesse zwischen Freiflächen und Innenraumklima.

Eine Gebäudegruppe bildet zusammen mit städtischen Umgebungen wie Grünflächen und Verkehrsinfrastruktur eine komplexe und dynamische Landschaft. Dieses System umfasst Baumaterialien mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften und Farben sowie eine Vielzahl von Freiflächen wie Plätze, Parks und Straßen.

Um den Beitrag einzelner Gebäude zum städtischen Mikroklimasystem zu verstehen und den Energieaustausch zwischen dem Gebäudeinneren und dem äußeren Mikroklima zu bewerten, müssen alle Elemente in einem integrierten Simulationsrahmen berücksichtigt werden. Der ganzheitliche und hochauflösende Ansatz von ENVI-met ermöglicht sowohl die Simulation des mikroskaligen urbanen Stoffwechsels als komplexes System, als auch die Simulation der Energieflüsse am einzelnen Fassadenelement eines Gebäudes.

 

Fallstudie herunterladen

Gebäudephysik

Der Urbanisierungstrend macht es immer wichtiger, die Auswirkungen des Städtebaus auf den Energieverbrauch von Gebäuden und die Entwicklung von Wärmeinseln zu untersuchen.

Mit den Erkenntnissen lassen sich klimafreundliche Strukturen planen und realisieren – und so die Weichen für eine nachhaltige Stadtentwicklung stellen.

Nachhaltige Planungslösungen erfordern eine umfangreiche Betrachtung der steuernden Prozesse – von der Reflektivität eines einzelnen Baumaterials bis zur Auswirkung einer Gebäudeanordnung auf die Nachbarschaft.

Hochauflösende Simulation von Fassadentemperaturen und Windgeschwindigkeitsmustern mit ENVI-met.

Gebäude können als die atomaren Einheiten des städtischen Stoffwechsels angesehen werden – die Energieaustauschprozesse an der Außenhülle eines Gebäudes verändern die lokalen Mikroklima-Bedingungen, die das übergeordnete Stadtklima beeinflussen.

Parallel zur Berechnung des Außenklimas simuliert die Software die Energieaustauschprozesse jedes Gebäudes im Modellgebiet. Da Wind und Sonne die Hauptfaktoren für die Thermodynamik einer Oberfläche und die Wärmeverteilung sind, ist das Gebäudemodell direkt mit dem Strömungsmodell für den Außenbereich gekoppelt. Und liefert somit detaillierte Winddaten für jede Sekunde des Tages und für jedes Wand- und Fassadensegment des Gebäudes.

 

Fallstudie herunterladen

Entdecken Sie weitere Handlungsfelder