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Bauphysikalische SimulationenModerne Berechnungs- und Simulationswerkzeuge in der Bauphysik.
Die heute verfügbaren Simulationswerkzeuge sind so vielfältig wie die zu beantwortenden Fragestellungen: Akustische Raumsimulationen, thermische Gebäude- und Anlagensimulationen, hygrothermische Bauteilsimulationen, Strömungssimulationen, Beleuchtungs- und Tageslichtsimulationen. Die einzelnen Simulationen lassen sich dann z. B. anhand ihrer Komplexität weiter voneinander unterscheiden: 2D- oder 3D-Simulationen, Ein-Zonen-Modelle oder komplexere Modelle, stationärer oder instationärer Fall.
Zweck
Mit bauphysikalischen Berechnungen und Simulationen lassen sich physikalische Vorgänge wie zum Beispiel die Aufnahme von Feuchtigkeit in Bauteilen über einen längeren Zeitraum theoretisch simulieren und anschaulich visualisieren. Zu den weiteren Anwendungsgebieten gehören u. a. Berechnungen zum Heizenergieverbrauch und zur Ortung bzw. Verhinderung von Wärmebrücken oder zum sommerlichen/winterlichen Wärmeschutz und zur Optimierung der thermischen Behaglichkeit.
Einsatzbereiche
Mittels bauphysikalischen Simulationen und Berechnungen können insbesondere eindeutige Aussagen zu folgenden Aspekten gemacht werden:
- Energieverbrauch und Wärmeschutzmassnahmen,
- Besonnungs- und Beschattungsverhältnisse,
- Feuchtetransport und Kondenswasserbildung (inkl. Schimmelpilzrisiko),
- sowie Schallschutzmassnahmen.
Für bauphysikalische Berechnungen und Simulationen sind unter anderem die nachfolgend beschriebenen Softwareprogramme Wufi®, Flixino® oder Lesosai® geeignet.
Beispiel Wufi®
Die Bauphysik-Software Wufi® dient der Simulation von Kondenswasserbildung und -austrockung. Dazu wird der Wärme- und Feuchtetransport geprüft und die Kondenswasserbildung in der Konstruktion sowie an der Bauteiloberfläche simuliert. Meist erfolgt die Simulation über einen längeren Zeitraum von mehreren Monaten oder Jahren und berücksichtigt folglich die Unterschiede der Winter- und Sommerperiode. Als Ergebnis liegt der Gesamtwassergehalt und der Wassergehalt in den einzelnen Bauteilschichten vor. Aber auch eine Filmdarstellung über mehrere Monate oder Jahre und die grafische Darstellung von Schimmelpilzwachstum kann auf Wunsch abgerufen werden. Mittels der Filmdarstellung ist zum Beispiel zu erkennen, wohin die Feuchtigkeit zu verschiedenen Jahreszeiten wandert und an welchen Stellen im Bauteil, im Bauteilanschluss oder der Konstruktion die Feuchtigkeit kritisch sein kann.
Zudem sind Aussagen zu einzelnen Faktoren wie Niederschlagseinfluss (z. B. Schlagregenpenetration), Austrocknungs- und Aufstiegsverhalten von Niederschlags- und Baustofffeuchtigkeit in Bauteilen, Bauteilanschlüssen, Konstruktionen sowie Bau- bzw. Werkstoffen möglich.
Beispiel Flixino®
Mit der Bauphysik-Software Flixino® werden die Temperaturen, die Linien gleicher Temperaturen (Isothermen), die Bereiche auskondensierender Luftfeuchtigkeit im Bauteil (Taupunktebenen) und die Wärmeströme im Bauteil und an ausgewählten Punkten visualisiert. Verläuft die Taupunktebene entlang den inneren Oberflächen von Wänden und Decken, in den Ecken von Wand-Deckenanschlüssen, in der Innenwärmedämmung oder zwischen der Wärmedämmung und dem Bauteil, müssen dampf- und luftdichte Materialien und Anschlüsse verwendet werden. Für die Energiebilanz von Bauteilen sind diejenigen Bereiche, durch die die Wärme am schnellsten nach aussen transportiert wird, massgebend. Sie werden als Wärmebrücken bezeichnet. Die Übertragung von Wärmemengen aus einem Gebäude heraus bzw. hinein wird als Transmission bezeichnet. Mit Flixino® kann der Transmissionswärmeverlust, d. h. der Energieverlust pro Grad Celsius und Laufmeter, berechnet werden.
Beispiel Lesosai®
Die Bauphysik-Software Lesosai® wird für Energienachweise, die Berechnung der U-Werte von Konstruktionen sowie des Energieverbrauchs und der Heizenergie-Einsparmöglichkeiten herangezogen.
Definition
Bauphysikalische Berechnungen und Simulationen beschreiben die bauphysikalischen Vorgänge in Gebäuden, Räumen und Bauteilen unter wechselnden Rahmenbedingungen über einen längeren Zeitraum.
Taupunkt und U-WertSiehe auch Online-Rechner für Taupunkt und U-Wert:
Taupunkt-Rechner
U-Wert-Rechner