Diplomarbeit Jessica Donau (Architektur)
Tageslichtsimulation - Untersuchungen zur Einbindung in eine thermische Gebäude-simulationsplattform & Entwicklung einer Auswertungsmethodik
Daylight simulation - Investigations into the integration into a thermal building simulation platform & development of an evaluation methodology
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik zur Integration & Nutzung von Radiance, einer Tageslichtsimulationssoftware, in der Gebäudesimulationsumgebung VICUS. Diese Methodik soll es ermöglichen, die zur Bewertung der Tageslichtversorgung notwendigen Kennwerte effizient zu berechnen und die Ergebnisse in einem für die Gebäudesimulation geeigneten Format darzustellen. Dabei ist auf die Praktikabilität und Barrierefreiheit der Lösung zu achten, wodurch die Verwendbarkeit ingenieurtechnischer Insellösungen gewährleistet wird.
Um die Tageslichtbewertung durchzuführen, erfolgen zunächst grundlegende Recherchen zum Workflow. Darauf aufbauend werden die geometrischen Parameter der betrachteten Räume sowie die Oberflächenkennwerte, wie Rauigkeit und Spiegelglanz, präzise erfasst. Zu diesem Zweck wird die Verwendbarkeit bereits vorhandener 3D-Modelle geprüft. Ergänzend sind Punktlisten zur Raumerfassung zu erstellen. Neben der Geometrie sind auch Randbedingungen wie Himmelszustände und Umgebungsfaktoren zu berücksichtigen.
Anschließend erfolgt die Durchführung der Tageslichtsimulationen. Die Ausgaben werden in geeigneten Datenstrukturen sowie temporären Dateien gespeichert. Um eine detaillierte Analyse auf Basis der DIN 17037 zu ermöglichen, werden die Simulationsergebnisse so aufgeteilt, dass die Auswertung für einzelne Räume möglich ist.
Zur Veranschaulichung der Ergebnisse wird ein Konzept entwickelt, welches die Darstellung in Form fiktiver horizontaler Ebenen (sogenannter Slices) innerhalb der Software ermöglicht. Die Visualisierung der Simulationsergebnisse erfolgt so, dass eine intuitive Interpretation der Berechnungen unterstützt wird.
Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Arbeit ist die Erstellung eines automatisch generierbaren Berichts, welcher die Eingangsdaten, Rahmenbedingungen und Ergebnisse der Simulation übersichtlich dokumentiert. Er soll außerdem den Kontext zum betrachteten Gebäude herstellen.
Ein zentrales Ziel der Methodik ist es, die Tageslichtbewertung skalierbar zu gestalten, sodass alle Räume eines Gebäudes in einem einzigen Simulationsdurchlauf analysiert werden können. Auf diese Weise reduziert sich der zeitliche Aufwand im Vergleich zur händischen Bear-beitung einzelner Räume erheblich. Um dieses Vorgehen zu ermöglichen, werden die zur Simulation notwendigen Prozesse so weit wie möglich über Algorithmen automatisiert.
Abschließend wird die Methodik anhand eines Beispielgebäudes mit mehreren Räumen angewendet. Dabei soll analog der zuvor beschriebenen Vorgehensweise ein kurzer Beispielbericht entstehen. Dieses Verfahren ermöglicht die Überprüfung der Praktikabilität und die Bewertung des entwickelten Algorithmus auf Funktionalität und einfache Anwendbarkeit.
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Betreuung
Die Betreuung der Arbeit erfolgte durch Dipl.-Ing. Dirk Weiß.
© Dirk Weiß
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Dirk Weiss
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