nachhaltige technologien_04_17_web

Auftraggeber: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft im Rahmen des Programms „industrienahe Dissertation“ Ansprechperson: Dipl.-Ing. Daniel Rüdisser, d.rüdisser@aee.at Betreuer: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. tech. Michael Monsberger, Integrated Building System, Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft, TU Graz; Dipl.-Ing. Dr. Karl Höfler, AEE INTEC Vor dem Hintergrund der Klimaerwärmung und in An- betracht der Tatsache, dass in der EU der Gebäude- sektor mit 40% Endenergieverbrauch der Sektor mit dem größten Energieverbrauch ist, wird eine mög- lichst genaue, physikalisch korrekte energetische Be- schreibung von Gebäuden immer wichtiger, da diese ein essentielles Werkzeug zur Steigerung der Ener- gieeffizienz darstellt. Die derzeit zur Berechnung des solaren Eintrags angewendeten Modelle sind relativ ungenau, wohingegen im Zuge der heute üblichen hohen Dämmstandards und der stark gestiegenen Glasflächenanteile in Gebäuden die Bedeutung des solaren Eintrags signifikant zugenommen hat. In der Heizperiode kann der solare Eintrag maßgeblich zur Reduktion des Energieverbrauchs beitragen, in der warmen Jahreszeit zeigen sich häufig Überhitzungs- situationen und wachsender Kühlenergiebedarf. Einschlägige Normen verwenden zur Berechnung von beschatteten Glasflächen Verfahren, die auf stark vereinfachenden Annahmen basieren und deshalb zu ungenauen bzw. zum Teil sehr fehlerhaften Er- gebnissen führen. Die alternative Bestimmung des Energiedurchlasses auf empirischem Weg ist nicht praktikabel, da diese sehr aufwändig ist und nur für spezifische Einzelsysteme angewendet werden kann. Grundlegende Ziele des Projekts „Radi-Cal“ im Rah- men einer industrienahen Dissertation sind daher einerseits die Verbesserung der energetischen Be- schreibbarkeit von Gebäuden und andererseits die Entwicklung eines Tools, das es z. B. Herstellern von Sonnenschutzsystemen oder Glasfassaden ermög- licht, die energetische Wirkung ihrer Systeme auf einfache Weise zu planen, zu evaluieren und zu opti- mieren. Dazu wird eine physikalisch fundierte, univer- sell anwendbare und genaue Berechnungsmethodik zur Beschreibung des solaren Eintrags entwickelt, die auf transparente und kohärente Weise bestehende Ansätze erweitert und kombiniert, exakte Geometrien und optische Eigenschaften aller Oberflächen berück- sichtigt und auf moderne numerische Verfahren wie Monte-Carlo-Raytracing zurückgreift. Dadurch sollen praxisrelevante, virtuelle Messungen ermöglicht wer- den. Mit Hilfe eines im Rahmen des Projekts entwi- ckelten Software-Tools werden die Funktionstüchtig- keit, Validität und Zweckmäßigkeit des Verfahrens nachgewiesen und potentielle Anwendungsbereiche aufgezeigt. Außerdem wird eine innovative Schnitt- stelle konzipiert, um die Berechnungsergebnisse in dynamische Gebäudesimulationen oder Energieeffi- zienz-Berechnungsprogramme integrieren zu können. Die neue Berechnungsmethodik soll möglichst unmit- telbar im Rahmen der geforderten normativen Nach- weise und Gebäudesimulationen zur Anwendung gelangen. Der Fokus liegt auf der Berechnung von beweglichen und statischen Beschattungseinrichtun- gen, bzw. der Berechnung des solaren Energieeintrags aller aktiv, passiv oder eigenverschattenden Fenster oder Glasfassaden. Das Verfahren kann jedoch auch für eine Vielzahl an Aufgabestellungen in verwandten Bereichen z. B. Solarthermie, Photovoltaik, opaken Fassaden, etc. eingesetzt werden. Numerisches Verfahren zur präzisen Berechnung des solaren Eintrags durch transparente Gebäudeflächen