Von der Dissertation in die Praxis: Thermisches Raumsimulationstool Thesim3D

10/09/2017

Online Simulations-Tool zur Prognose der Temperaturentwicklung in einem Raum während hochsommerlicher Hitzeperioden steht nun kostenlos zur Verfügung

Im Zuge seiner im Juni 2017 abgeschlossenen Dissertation an der TU Wien, Fakultät für Architektur und Raumplanung, hat Joachim N. Nackler unter Betreuung und mit Unterstützung von Prof. Dr. Klaus Kreč ein für ArchitektInnen/PlanerInnen überaus hilfreiches 3D-Online-Tool namens Thesim 3D entwickelt. Mit diesem Tool wird ein im Kontext des Klimawandels besonders aktuelles Thema seriös abgehandelt:

Die rechnerische Prognose der Temperaturentwicklung in einem Raum während hochsommerlicher Hitzeperioden“. Eine solche Prognose wird von vielen, sehr komplex zusammenhängenden Einflüssen, wie z. B. Gebäudestandort, Orientierung des Raums, Größe und Art der Fenster, Art und Benutzung von Verschattungseinrichtungen, Wärmeentwicklung aufgrund der Raumnutzung, Wärmespeicherfähigkeit von Baukonstruktion und Einrichtung, etc. wesentlich mitbestimmt. Bisher war eine solche Prognose des sommerlichen Raumverhaltens zum einen Spezialfachleuten vorbehalten, die diese Aufgabe unter Zugriff auf hoch spezialisierte Simulationsprogramme behandelten. Zum anderen wurden und werden die erforderlichen Sommertauglichkeitsnachweise mittels grob simplifizierenden Norm-Verfahren abgewickelt, deren Verlässlichkeit aufgrund der fehlenden physikalischen Fundierung mehr als fragwürdig erscheint.

Thesim 3D ist speziell für ArchitektInnen/PlanerInnen entwickelt und vereint den Anspruch auf physikalisch fundierte Ergebnisse mit dem Wunsch nach einer selbsterklärenden und tunlichst wenig aufwändigen Eingabe. Sehr wichtig ist hierbei, dass Thesim 3D bereits im Entwurfsstadium eingesetzt werden kann, in dem in Hinblick auf das zu erwartende sommerliche Raumverhalten bereits entscheidende Weichen gestellt werden. Im Hintergrund generiert eine physikalisch fundierte thermische Gebäudesimulation die Tagesverläufe der Raumlufttemperatur, der Temperaturen an allen raumzugewandten Oberflächen und – von der Norm gefordert – der empfundenen („operativen“) Temperatur. Der große Vorteil des verwendeten periodisch eingeschwungenen Berechnungsmodells ist darin zu sehen, dass der Zusammenhang zwischen Ursache (bauliche Maßnahme, wie Fenstergröße, Art der Verglasung und Verschattung, Lüftungsstrategie, Bauteilaufbauten, etc.) und Wirkung (Tagesverlauf der empfundenen Temperatur im Raum während hochsommerlicher Hitzeperioden) auf einen Blick erfasst werden kann. Von zumeist großem Interesse ist es zudem, dass der verwendete Berechnungsalgorithmus die Auswirkung der Bauweise und der damit verknüpften Wärmespeicherfähigkeit der Baukonstruktionen auf das sommerliche Raumverhalten besonders genau abbildet.

Mit Thesim 3D sind ArchitektInnen nunmehr in der Lage sich ohne die Hilfe von Spezialfachleuten bereits im Entwurfsstadium mittels planerischer Parameterstudien ein Bild über das zu erwartende sommerliche Raumverhalten in Abhängigkeit von den angedachten Ausführungsvarianten zu machen. Dies hilft nicht nur, Gebäudeentwürfe zu entwickeln, die den erwünschten innenklimatischen Bedingungen selbst unter heutigen sommerlichen außenklimatischen Verhältnissen ohne aufwändigem Kühlenergieeinsatz gerecht werden, sondern wird – auf fast spielerische Weise – den PlanerInnen auch wichtige Erfahrungen in Hinblick auf die Potentiale thermischer Optimierung vermitteln.

Thesim 3D wurde bereits mittels eines Testlaufs im Zuge der Dissertation von 50 ArchitektInnen, BauingenieurInnen und BauphysikerInnen in Österreich, Deutschland und der Schweiz auf seine Benutzerfreundlichkeit getestet und als „ausgezeichnet“ bewertet. Es ist damit zu erwarten und zu hoffen, dass die Freischaltung von Thesim 3D als allgemein und kostenlos zugängliches Tool im Internet positive Auswirkungen auf die Planungspraxis hat und damit Teil der dringend notwendigen Entwicklung einer zukunftsfähigen Baukultur ist.

Ab sofort steht Thesim 3D unter www.thesim.at kostenlos zur Verfügung.