Arbeitspaket 1: Energetische Bedarfsanalysen zur Ermittlung typischer Lastfälle für Stadtquartiere in Mischbebauung inklusive Gebäudesimulation 

Neuigkeiten

Die erzielten Resultate der Gebäudesimulation ermöglichen es, im Folgenden Quartiermodelle aufzubauen. Um den Wärmebedarf sowohl von einzelnen Gebäuden als auch dem Gesamtquartier adäquat validieren zu können, werden intern sowie extern bereitsgestellte Monitoringdaten verwendet. Die Modellierung des Gesamtmodells soll im Idealfall auf real existierenden Daten beruhen. Dazu werden verschiedene Forschungsprojekte aus der Begleitforschung zu Quartieren hinsichtlich einer Kooperation angefragt.

Des Weiteren wurde ein erstes Konzept für die Schnittstelle zwischen der Gebäudesimulation (SimulationX) und der Untergrundsimulation (OpenGeoSys) erarbeitet. Es sieht vor, dass beide Programme von einem Server aus gestartet und als Clients des Servers in festgelegten Zeitintervallen kommunizieren. Die Kommunikation von SimulationX mit dem Server via TCP/IP wurde bereits erfolgreich getestet. Die Struktur der Kommunikation mittels Header- und Datenpaketen ist in der unten stehenden Abbildung dargestellt. Für den nächsten Schritt ist die Einbindung von OpenGeoSys geplant. Es sollen die Fluidtemperatur und der Volumenstrom für die Erdwärmesonde über die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden.

Prinzip der Kommunikation via eines Servers zwischen SimulationX und OpenGeoSys Prinzip der Kommunikation via eines Servers zwischen SimulationX und OpenGeoSys

Durch Gebäudesimulationen mithilfe von SimulationX konnten erste Ergebnisse in Form von Lastprofilen berechnet werden. Für die Berechnung sind dabei Umwelteinflüsse der verschiedenen Standorte in Form von TRY (Test Reference Year) berücksichtigt worden. Dazu wurde im Preprocessing ein Python-Skript geschrieben, um die Umwelteinflüsse im richtigen Datenformat einbinden zu können. Der momentane Workflow gestaltet sich entsprechend der Abbildung und liefert letztendlich Ergebnisse, welche in anderen Arbeitspaketen verwendet werden können. Um die berechneten Lastprofile in anknüpfenden Arbeitspaketen einbinden zu können, wurde ein weiteres Python-Skript (post-processing) erarbeitet.

Lastprofilsimulation Workflow Workflow des Lastprofilsimulation mittels SimulationX

Lastprofilsimulation Ergebnisse Ergebnisse der Lastprofilsimulation:
a Temperaturverlauf des Testreferenzjahres 2015 in Leipzig und
b Thermisches Lastprofil eines Einfamilienhauses

In einem ersten Schritt wurden Gebäudearten und -standorte für die Simulation der Lastprofile mittels zunächst SimulationX festgelegt. Dabei wurden typischen Quartiersgebäude gewählt. Die Lastprofile von Mehrfamilienhäusern, Büros, Hotels sowie Kindergärten und Schulen sollen ermittelt werden und an die Projektpartner verteilt werden. Als Standorte wurden die typischen in Deutschland verteilten Orte München, Hamburg, Berlin, Düsseldorf und Erfurt gewählt, welche die Umgebungsrandbedingungen für die Simulation vorgeben.

In einem nächsten Schritt soll die Schnittstellendefinition der Hausanlagentechnik-Software und der numerischen Berechnungsprogramme für die Erdwärmesonden und das Erdreich erfolgen. Das Ziel ist es, alle Simulationen zentral von einer Software aus zu starten, welche die Ergebnisse gegenseitig für die Berechnung verwenden.

Haustechnik_Prinzip