Skalen-Adaptive Simulation thermischer Behaglichkeit in Innenräumen

Der Beitrag stellt eine Methodik vor, Simulations- modelle zur Vorhersage thermischer Behaglichkeit in Innenräumen mit unterschiedlichem raum-zeitlichen Detaillierungsgrad miteinander zu verbinden. Ausgehend von den Ergebnissen einer vorab durchgeführten Ganzjahressimulation werden beispiels- weise verschiedene Zeitperioden identifiziert, in denen operative Raumtemperaturen einen kritischen Wert überschreiten. Das Modell wird anschließend verfeinert, indem ein Menschmodell in die Szene eingefügt wird. Mit Hilfe eines Raytracing Verfahrens wird die auf der Hautoberfläche des Manikins absorbierte kurzwellige Solarstrahlung sowie mittels eines Radiosity Modells der kurz- und langwellige diffuse Strahlungsaustausch zwischen Hautoberfläche und Umgebungsflächen berechnet. Der konvektive Wärmeübergang an der Hautoberfläche wird über Wärmeübergangskoeffizienten beschrieben, die zuvor mittels CFD Berechnungen ermittelt wurden. Zur Simulation des menschlichen Körpers hinsichtlich Stoffwechsel und Blutkreislauf dient ein Thermoregulationsmodell, mit dem die dynamische Entwicklung von Oberflächen- und Körperkerntemperaturen als Antwort auf zeitlich veränderliche Randbedingungen nachgebildet werden kann. In diesem Zusammenhang wird das Fiala Modell in THESEUS-FE eingesetzt. Die mittels einer gekoppelten Simulation bestimmten Hautoberflächentemperaturen werden anschließend über eine Umrechnung in Äquivalenttemperaturen lokalen Behaglichkeitswerten zugeordnet. Als Basis dienen Regressionsfunktionen, die in Versuchsreihen mittels Befragungen von Probanden am Fraunhofer Institut für Bauphysik ermittelt worden sind.     «

Der Beitrag stellt eine Methodik vor, Simulations- modelle zur Vorhersage thermischer Behaglichkeit in Innenräumen mit unterschiedlichem raum-zeitlichen Detaillierungsgrad miteinander zu verbinden. Ausgehend von den Ergebnissen einer vorab durchgeführten Ganzjahressimulation werden beispiels- weise verschiedene Zeitperioden identifiziert, in denen operative Raumtemperaturen einen kritischen Wert überschreiten. Das Modell wird anschließend verfeinert, indem ein Menschmodell in die Szene eingefügt...     »