Energieoptimiert – DALEC

23. April 2018 Mehr

Das Online-Konzeptanalysetool DALEC (Day- and Artificial Light with Energy Calculation) hilft in frühen Konzept- und Entwurfsphasen, komplexe thermische und energetische Vorgänge zu bewerten. Auch das Nutzerverhalten wird berücksichtigt.

 

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Das Online-Konzeptanalysetool DALEC (Day- and Artificial Light with Energy Calculation) hilft in frühen Konzept- und Entwurfsphasen, komplexe thermische und energetische Vorgänge zu bewerten. Auch das Nutzerverhalten wird berücksichtigt.

 

Jeder Architekt kennt den Prozess, wenn Ideen und Entwürfe gewälzt, getestet, verworfen werden, wenn in der Diskussion dann neue Konzepte entstehen. Meistens geht es im Entwurfsprozess darum, wie Raum und Objekt wirken, wie sie sich in den Kontext fügen. Und um die wichtigen Fragen der Ästhetik, um Fassaden und Materialien. Fragen zum Energiebedarf des Gebäudes werden oftmals erst viel später gestellt. Aber mit der Forderung nach klimagerechtem und energieeffizientem Bauen kommt ein Faktor hinzu, der bei komplexen Projekten möglichst früh Beachtung finden sollte. Und auch aus ökonomischen Gründen sollte der Energiebedarf lange vor Baustart bewertet werden.

Diese Lücke möchte das Forschungsprojekt DALEC (Day- and Artificial Light with Energy Calculation) schließen. Damit auch in den ersten Entwurfsphasen Aussagen zum späteren Energiebedarf gemacht werden können, hat Bartenbach research & development gemeinsam mit der Universität Innsbruck und Zumtobel Lighting das Online-Konzeptanalysetool DALEC entwickelt. Dieses Online-Konzeptanalysetool (www.dalec.at) soll schon in frühen Konzeptphasen unkompliziert Aussagen zu Themen wie Heizen, Kühlen oder Kunstlicht zulassen. So können Architekten, Bauingenieure, Lichtplaner oder auch Bauherren und Investoren ihren potenziellen Energiebedarf bereits in diesen frühen Konzeptphasen prüfen. Transparente Fassaden und der entsprechende solare Eintrag in das Gebäude beeinflussen zum Beispiel Heiz- und Kühlbedarf genauso wie den visuellen und thermischen Komfort für die Nutzer, deren Verhalten wiederum Einfluss auf den Energieverbrauch des Gebäudes hat. Das Online-Tool bewertet diese komplexen lichttechnischen und thermischen Vorgänge im Gebäude und ist trotzdem einfach zu bedienen. Noch dazu bei kurzen Berechnungszeiten – das heißt, Architekten und Planer können in der Entwurfsphase ihre Gebäudevarianten unkompliziert durchspielen und so auch energetische Fragen als wesentlichen Entwurfsparameter miteinbeziehen.

 

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Im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojekts entwickelten Bartenbach, Zumtobel Lighting und die Universität Innsbruck DALEC. Unter www.dalec.at steht es frei zur Verfügung.

 

Bei dem Tool greifen fünf Module ineinander: Stadt und Klima, Tageslicht, Kunstlicht und Thermik werden durch das Modul „Nutzer und Steuerung“ verknüpft. Das Modul „Standort & Klima“ stellt die notwendigen Inputdaten für die Simulation bereit. Geometrie und thermische Eigenschaften des Raums werden festgelegt und die Fassaden- und Kunstlichtspezifikation definiert. Eine Datenbank verfügt über Testreferenzjahre für über 3000 Standorte weltweit. Das lokale Klima am Standort des Gebäudes kann so berücksichtigt werden.
Das „Tageslichtmodul“ berechnet den stündlichen Tageslichteintrag über das gesamte Jahr. Es basiert auf den, im Klimadatensatz hinterlegten, typischen Außenbedingungen. Dies ist in relativ kurzer Zeit möglich, da Faktoren für typische Raumgeometrien vorab simuliert wurden. Das „Kunstlichtmodul“ baut darauf auf und berechnet den notwendigen stündlichen Kunstlichtbedarf, um den lichttechnischen Vorgaben zu genügen. Auch dort stehen vorberechnete und hinterlegte Faktoren zur Verfügung, um die Simulationszeiten abzukürzen.
Das „Thermische Modul“ ermittelt Bedarf für Heizung und Kühlung. Es berücksichtigt unter anderem den solaren Eintrag durch die Fassade, den thermischen Eintrag durch Kunstlicht und verschiedene bauphysikalische Parameter. Als Schaltzentrale verknüpft das Modul „Nutzer & Steuerung“ die einzelnen Berechnungsmodule, unter Berücksichtigung von Steuerungsszenarien und Grenzwerten.

 

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Neben den jährlichen und monatlichen Energiebedarfen liefert DALEC zahlreiche summarische und stündliche Ergebnisse der Ganzjahressimulation zu Tageslicht, Kunstlicht und Energie.

 

Als Ergebnis stellen sich summarische Jahreswerte für Tageslichtautonomie, Leuchtdichteüberschreitung, Überhitzungshäufigkeit sowie Monats- und Jahreswerte für die Energiebedarfe für Heizung, Kühlung und Beleuchtung dar. Die Simulation der lichttechnischen und thermischen Vorgänge sind einzeln betrachtet schon eine Herausforderung, die kombinierte Berechnung mit einem einfachen Online-Werkzeug für Fassaden- und Kunstlichtlösungen aber war bis dato in dieser Form überhaupt nicht möglich. Das Tool wird laufend evaluiert und erweitert.

 

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Ein Nutzer- und Steuerungsmodul verknüpft die einzelnen Komponenten. Ganzjahresberechnungen berücksichtigen Klimadaten genauso wie das Nutzerverhalten.

 

Text: ©Peter Zöch, Bartenbach GmbH

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Kategorie: Licht

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