Einfluss des Mikroklimas auf das thermische und energetische Verhalten von Gebäuden

Leitung

Prof. Dr.-Ing. Anton Maas
Tel.: +49 561 804-2414
Fax: +49 561 804-3238
E-Mail: maas@uni-kassel.de

Weitere Mitarbeitende

Dipl.-Ing. Andrea Schneider

Zusammenfassung

Im Planungsprozess von Gebäuden werden zur Optimierung des Raumklimas häufig computerbasierte Simulationsprogramme verwendet. Ziel des Anwenders ist hierbei die Schaffung eines Gebäudes mit einem hohen thermischen Komfort für den Nutzer, welcher sich u.a. in Minimal- und Maximalwerten der Raumwärme, Raumluftfeuchte und der Beleuchtungsstärke ausdrückt. Gleichzeitig soll der Bedarf an Raumwärme für den Heizfall und der Bedarf an Kühlkälte für den Sommerfall begrenzt werden. Diese Simulationsrechnungen verwenden als Eingabe stündliche Wetterdateien in Form von Testreferenzjahren des Deutschen Wetterdienstes oder erzeugte Daten, zum Beispiel der Software Meteonorm. Mit diesen Eingangsdaten wird jedoch nicht das vorherrschende Kleinklima des Gebäudestandorts berücksichtigt. Dieses sogenannte Mikroklima, welches sich infolge der unterschiedlichen Oberflächen, Vegetation und Baukörperstrukturen ausbildet, ist eine kleinräumige Klimaerscheinung. Die Klimadaten, welche sich aus Strahlung, Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windrichtung und Geschwindigkeit zusammensetzen, können sich durch die lokalen Einflüsse für den Standort des Gebäudes stark von den Werten für die Testreferenzjahre unterscheiden.

Ziel der Arbeit ist die theoretische und messtechnische Untersuchung verschiedener Mikroklimate bebauter Räume und ihres Einflusses auf das Innenklima. Zur Simulation dieser Mikroklimate wird das dreidimensionale Mikroklimasimulationsprogramm ENVI-met verwendet. Die Strukturelemente in einem klar umrissenen Simulationsgebiet (Materialien, Gebäude, Vegetation) werden verändert. Die durch ENVI-met ermittelten Klimadaten dienen anschließend als Eingangsparameter für das Gebäudesimulationprogramm IDA- ICE, um den Heizwärmebedarf und den Kühlkältebedarf für das jeweilige Szenario zu ermitteln. Für die Stadt Kassel stehen zwei gemessene Klimadatensätze zur Verfügung. Ein Standort der Messungen befindet sich außerhalb des Einflusses der städtischen Wärmeinsel, die zweite Messstelle liegt im Stadtgebiet. Anhand von Auswertungen und als Eingabe für die thermische Gebäudesimulation sollen die Unterschiede des Heizwärme- und Kühlkältebedarf für ein Gebäude ermittelt werden.

Schlagworte

Mikroklima; Städtische Wärmeinsel; Klimadaten

Laufzeit

05 / 2007 - 05 / 2011