Thermische Raumsimulation
Therakles – Dynamische Simulation von Wärmeströmen in Einzelzonen
Die Simulationssoftware Therakles berechnet das dynamische Verhalten einzelner thermischer Zonen in Gebäuden. Die Simulation berücksichtigt detailliert die Wirkung des Außenklimas, die Nutzungscharakteristik, die Besonderheiten von Lüftung, Kühlung und Beheizung sowie den Einfluss angrenzender Zonen. Die Software ist intuitiv nutzbar und berechnet aufgrund des optimierten Rechenkerns die Ergebnisse sehr schnell und genau.
Etablierte Simulationsprogramme erfordern oft einen hohen Aufwand zur Modellierung der zu simulierenden Räume und Gebäude. Insbesondere bei detaillierten dynamischen Berechnungen ist der Zeitaufwand von der Eingabe bis zu aussagekräftigen Ergebnissen recht hoch. Mit Therakles wurde eine einfache Software realisiert, die zwar nur eine thermische Zone berechnen kann, dies jedoch sehr genau, variabel und schnell. Der Zeitaufwand für die Modellierung und Simulation beträgt nur einen Bruchteil im Vergleich mit etablierten Simulationstools.
Forschungsfokus
Die Simulationssoftware Therakles berechnet das dynamische Verhalten einzelner thermischer Zonen in Gebäuden. Die Simulation berücksichtigt detailliert die Wirkung des Außenklimas, die Nutzungscharakteristik, die Besonderheiten von Lüftung, Kühlung und Beheizung sowie den Einfluss angrenzender Zonen. Die Software ist intuitiv nutzbar und berechnet aufgrund des optimierten Rechenkerns die Ergebnisse sehr schnell und genau.
Meilensteine und Erfolge
Das in Therakles enthaltene thermische Modell ermöglicht sehr detaillierte Berechnungen. Dazu gehört die Berücksichtigung des Einflusses unterschiedlich speicherwirksamer Materialen sowie von Phasenwechselmaterialien (PCM) auf das Raumklima. Diese Eigenschaften spielen beispielsweise für die Bemessung des sommerlichen Wärmeschutzes sowie für die detaillierte Berechnung stark schwankender Raumklimabedingungen eine große Rolle - unter anderem für Versammlungsräume.
Die Stärken der Software sind darüber hinaus in der Variabilität der Nutzungsprofile und der klimatischen Randbedingungen zu sehen. Strategien zur Steuerung des Sonnenschutzes, des Luftwechsels oder der Heizungsregelung sind problemlos über individuelle Tages-, Wochen-, Jahreszeit- und Jahresprofile definierbar. Zudem können eigene Klimadaten über die Erstellung einfacher Textdateien geladen werden. Zur Auswertung der Jahreszeitreihen bietet Therakles neben einer Textdatei- und Grafikausgabe aller berechneten Stundenwerte auch eine grafische Zusammenfassung energetischer Kennwerte als Monats- und Jahresdiagramm. Zudem erstellt Therakles basierend auf der angegebenen Nutzungszeit eine Jahresauswertung des thermischen Komforts nach EN 15251. Ergebnisdaten lassen sich in Excel importieren und dort Makro-gestützt auswerten.
Anwendung
Die Entwicklung ist im Wesentlichen beendet. Die Software wird kontinuierlich gepflegt und optimiert. Die Excel-basierte Auswertung (Makroprogrammierung) wird aktuell noch erweitert. Es wird weiterhin am Functional Mockup Unit (FMU) Export gearbeitet, der das Therakles-Modell in Simulationsumgebungen (z. B. Modelica) einfach nutzbar macht. Damit wird auch die bereits integrierte Raumluftfeuchteberechnung nutzbar. Therakles wird vom Institut für Bauklimatik der TU Dresden kostenfrei zum Download angeboten.
25.05.2022
