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Simulationen

Standard kann jeder - unser Ziel ist das Optimum

Hohe baurechtliche Anforderungen und das Ziel behaglicher Lebens- und Arbeitswelten erfordern optimale Gebäudekonzepte. Pauschale Berechnungsansätze stoßen hier schnell an Grenzen.

Um besonders wirtschafltliche Konstruktionen zu entwicklen, innovative Konzepte zu verifizieren und mit realitätsnahen Prognosen Planungen begreifbar zu machen, setzen wir in vielen Fachbereichen Simulationsverfahren ein.

Lange vor dem ersten Spatenstich können wir Lichtverteilungen sichtbar und Räume hörbar machen. Planungsvarianten helfen wir durch Bewertung der Raumtemperaturen, Luftfeuchten und Strömungen zu beurteilen. Nicht nur heute in Deutschland, sondern für alle Klimaregionen und zukünftige Klimaszenarien.

Bauklimatik

Bauklimatik

Raumklimasimulationen

Bauklimatik

Thermische Simulationen werden in der frühen Planungsphase angewendet, um die bauklimatischen Verhältnisse in Gebäuden und Räumen zu prognostizieren.

Hierbei werden sowohl die Einflüsse der Baukonstruktion als auch die Einflüsse durch die Nutzung des Gebäudes und der Möglichkeiten zur natürlichen Belüftung des Gebäudes berücksichtigt.

Durch eine Kopplung des Gebäudemodells mit einem Modell der Anlagentechnik können bei der Simulation auch Wechselwirkungen berücksichtigt werden.

Die detaillierten Simulationsberechnungen ermöglichen damit, die Behaglichkeit von Aufenthaltsbereichen vorauszusagen und auch einen energieeffizienten und ressourcenschonenden Betrieb der haustechnischen Anlagen zu gewährleisten.

Mit verschiedenen Berechnungsprogrammen lösen wir auch komplexe Fragestellungen bis ins Detail und berechnen mit detaillierten Modellen alle Parameter, die für eine Beurteilung der Behaglichkeit und zur energetischen Optimierung des Gebäudes erforderlich sind.

Die Auswertung der Ergebnisse der Simulationsrechnungen erfolgt für unsere Kunden in leicht verständlichen Darstellungen.  

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Simulation von Raumklimaparametern unter Anwendung realitätsnaher Klimaperioden zur Bewertung der thermischen Behaglichkeit
  • Berechnung der Temperaturhäufigkeit und Grenzwertüberschreitungen im Jahresverlauf
  • Beurteilung der Wirksamkeit von baulichen Maßnahmen zum Sonnenschutz oder baukonstruktiver Lösungen
  • Überprüfung der Leistungsfähigkeit von haustechnischen Anlagen
  • Anlagentechnische Optimierung und Verbesserung von Mess- und Regelstrategien
  • Bewertung der Energieeffizienz des Gebäudes und der Anlagentechnik

Strömungssimulationen

Strömungssimulationen

Strömungssimulationen

Strömungssimulationen

Strömungssimulationen oder sogenannte CFD-Simulationen (computational fluid dynamics) sind ein wichtiges Planungsinstrument bei der Entwicklung funktionsfähiger Gebäude mit behaglichen Raumklimabedingungen.

Anhand einer dreidimensionalen Beschreibung der Raumgeometrie wird unter Beachtung bauphysikalischer Aspekte eine räumliche Verteilung der Luftgeschwindigkeit sowie der Luft- und Strahlungstemperatur prognostiziert, so dass Gesichtspunkte der lokalen Behaglichkeit bewertet und optimiert werden können.

Bei der Anordnung von Heizflächen oder Luftauslässen können so beispielsweise Warmzonen und unbehagliche Luftströmungen frühzeitig erkannt und Maßnahmen zur Verbesserung der lokalen Behaglichkeit abgeleitet werden.

Insbesondere bei Sonderkonstruktionen wie Doppelfassaden, Räumen mit sehr hohen Verglasungsanteilen oder besonders großen und hohen Hallen kann die Wirksamkeit der Belüftung erst durch den Einsatz von Strömungssimulationen sowohl baupysikalisch als auch wirtschaftlich optimiert und eine Behaglichkeit in den Aufenthaltsbereichen sichergestellt werden.

Die Ergebnisse machen wir durch farbliche Darstellungen leicht verständlich und aussagekräftig und liefern so einen Beitrag zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit Ihrer Gebäude und komfortablen Raumklimabedingungen.

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Simulationen von Luftströmungen 
  • Berechnung und Analyse der örtlichen Verteilung von Luftgeschwindigkeiten sowie Luft- und Raumtemperaturen
  • Komfortberechnung mit lokaler PMV-/PPD-Auswertung
  • Einfache Interpretation durch grafische Visualisierung der Temperatur-, Geschwindigkeits-, Druck- oder Komfortergebnisse als Vektoren, Schnitte, Iso-Linien oder in 3D-Darstellungen
  • Überprüfung und Optimierung von Lüftungskonzepten
  • Bewertung der Raumluftströmungen zur Vermeidung von Zuglufterscheinungen und zur Verbesserung der Lüftungseffektivität

Anlagensimulationen

Anlagensimulationen

Anlagensimulationen

Simulationen gebäudetechnischer Anlagen

Haustechnische Anlagen sind zentraler Bestandteil funktionsfähiger Gebäude und haben wesentlichen Einfluss auf deren Energieverbrauch.

Dieser steht aufgrund steigender Kosten und dem Streben nach Energieeffizienz in Verbindung mit dem Wunsch nach bestmöglichem Komfort sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung von Gebäuden im Vordergrund.

Mit Anlagensimulationen kann das Betriebsverhalten haustechnischer Systemkomponenten detailliert abgebildet werden, so dass verlässliche Prognosen zum Anlagenverhalten und dem Energieverbrauch gegeben werden können.

Darüber hinaus ist für viele gebäudetechnische Anlagen eine Auslegung und Dimensionierung ohne Simulationswerkzeuge kaum noch denkbar.

Insbesondere Systeme, deren Leistungsvermögen stark von dynamischen veränderlichen Faktoren wie beispielsweise Erdreich- oder Außenluftbedingungen, aber auch Raumlufttemperatur und -feuchte bestimmt werden, sind belastbare und zuverlässige Aussagen ohne Anlagensimulationen kaum noch möglich.

Insbesondere durch die Ankopplung eines Gebäudemodells an das Anlagenmodell werden die komplexen Wechselwirkungen zwischen Gebäude – Nutzer und Anlage erfasst und können hinsichtlich der Kriterien Komfort – Investitions- und Betriebskosten optimiert werden.

Mit verschiedenen Berechnungsprogrammen lösen wir auch für komplexe Anlagenkonfigurationen Ihre Fragestellungen bis ins Detail.

Hier sind wir Spezialisten:

  • Simulation gebäudetechnischer Anlagen wie Heizungs-, Lüftungs-, Klima- oder Solaranlagen, auch in Verbindung mit dem Gebäude
  • Planung und Optimierung von Anlagen- und Klimatisierungskonzepten
  • Optimierung der Regelung und Steuerung von Anlagen unter Berücksichtigung des Nutzerverhaltens und des Einflusses von Störungen
  • Ermittlung von Lastgangkurven und des Energiebedarfes
  • Ertragsberechnung von regenerativen Anlagensystemen wie beispielsweise Solaranlagen
  • "Was-wäre-wenn"- Szenarien

Tageslicht

Tageslicht

Tageslichtsimulationen

Tageslichtsimulationen

Tageslicht ist für den Menschen sowohl aus physiologischer als auch psychologischer Sicht eine lebensnotwendige Komponente der Natur.

Tageslicht beeinflusst den menschlichen Organismus in vielerlei Hinsicht. Ein direkter Zusammenhang zwischen Leistungsfähigkeit und Tageslichteintrag ist mittlerweile wissenschaftlich nachgewiesen.

Mit Hilfe von komplexen Tageslicht-Simulationsprogrammen beleuchten wir alle Fragestellungen bezüglich Lichtversorgung und Sonnenschutz, Sichtverbindung nach außen und Vermeidung von Blendung.

Die Verknüpfung von Tageslichtsimulation und energetischer Gebäudebilanzierung erlaubt uns eine Optimierung der Energiekonzepte unter Gewährleistung des sommerlichen Wärmeschutzes und einer ausreichenden Tageslichtversorgung.

Damit betrachten wir den effizienten Arbeitsplatz für unseren Klienten schon vor der Realisierung aus verschiedenen bauphysikalischen Blickwinkeln. So kann beispielsweise die Wirksamkeit von kostenintensiven Tageslichtlenksystemen aus wirtschaftlicher Sicht integral bewertet werden.

Mit dreidimensionalen Modellen werden die für die Bewertung des visuellen Komforts relevanten Kenngrößen abgebildet, analysiert und grafisch anschaulich dargestellt.

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Ermittlung der Beleuchtungsstärke und des Tageslichtquotienten auf Arbeitsflächen
  • Darstellung der stündlichen Verteilung der Beleuchtungsstärke auf Nutzerebene für unterschiedliche Himmelsmodelle
  • Fotorealistische und detailgetreue Darstellung der Belichtungssituation von Räumen und Gebäuden
  • Beurteilung des visuellen Komforts nach Norm, Arbeitsstättenrichtlinie und nach DGNB-Kriterien
  • Analyse des Energieaufwandes zur Sicherstellung der geforderten Beleuchtungsstärke
  • Ermittlung der jährlichen Tageslicht- und Kunstlichtnutzungszeit

Hygrothermische Simulationen

Hygrothermische Simulationen

Hygrothermische Gebäudesimulationen

Mit den steigenden Anforderungen an die thermische Hülle von Gebäuden werden zu deren Design vermehrt dynamische Simulationsverfahren notwendig.

Wir stellen mittels hygrothermischer Gebäudesimulationen den thermischen Komfort bzw. das Raumklima für geplante Gebäude bereits vor Baubeginn dar. Auf dieser Grundlage schaffen wir in Zusammenarbeit mit den Fachplanern eine hohe Behaglichkeit für Ihre Räumlichkeiten.

Bei der Berechnung des Energiebedarfs von Gebäuden und der Auslegung von Passivhäusern sind hygrothermische Gebäudesimulationen ebenfalls wertvolle Planungshilfen.

 

Ihr Vorteil durch hygrothermische Gebäudesimulationen:

  • Bewertung des Raumklimas, des thermischen Komforts und des Energiebedarfs
  • Planung eines energieeffizienten Lüftungsverhaltens zur Vermeidung von Feuchteschäden und Schimmelpilzwachstum
  • Strategien zur Verringerung sommerlicher Überhitzung
  • Kenntnisse über das hygrothermische Gebäude- und Bauteilverhalten bei extremer oder intermittierender Nutzung
  • Informationen über den Einfluss der Austrocknung von Baufeuchte oder Wasserschäden auf Energiebedarf und Lüftungsnotwendigkeit
  • Sicherstellung schadensfreier Bauteile bei Nutzungsänderung oder Sanierung
  • Fundierte Grundlagen für die Passivhausauslegung und -zertifizierung
  • Aussagen zum Einfluss von Fensterflächen und -eigenschaften, Verschattungssteuerung und festem Sonnenschutz
  • Aufschluss über den Einfluss von Raumnutzung und Lüftungsstrategien auf den sommerlichen Wärmeschutz

Instationäre Wärme- und Feuchteberechnungen

Instationäre Wärme- und Feuchteberechnungen

Instationäre Wärme- und Feuchteberechnungen

Instationäre Wärme- und Feuchteberechnungen

Unter Voraussetzung stabiler und gleichmäßiger thermischer und hygrischer Randbedingungen können Bauteilquerschnitte und Details mit statischen und statistischen Berechnungsverfahren wie z. B. dem Glaserverfahren sowie zwei- und dreidimensionalen Wärmebrückenberechnungen sicher geplant werden.

Maßnahmen für die langfristige Schadensfreiheit von innovativen Bauteilkonstruktionen oder von Bauteilen in komplexen dynamischen Umgebungsbedingungen können nur mit dynamischen Wärme- und Feuchteberechnungen entwickelt werden.

Hierzu zählen z. B. Fragestellungen rund um innengedämmte Bauteile, um Konstruktionen mit zusätzlicher Schlagregenbeanspruchung, um die langfristige Austrocknung von durchfeuchteten Bauteilen oder um das langfristige Verhalten von risikobehafteten Bauteilkonstruktionen.

Instationäre Wärme- und Feuchteberechnungen erlauben es, das feuchteschutztechnische Verhalten von Konstruktion über mehrere Jahre hinweg bei unterschiedlichsten Randbedingungen zu prognostizieren.

Dabei werden neben der Wasserdampfdifussion auch die Wärme- und Feuchtespeicherung der Baustoffe sowie deren Kapillarleitung berücksichtigt. Parameterstudien helfen bei der Risikobewertung und bei der Entwicklung optimal abgestimmter Bauteilaufbauten.

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Ein- und zweidimensionale dynamische Wärme- und Feuchteberechungen unter komplexesten Randbedingungen
  • Risikobewertung von Bauteilkonstruktionen im Hinblick auf den langfristigen Feuchtehaushalt, die Gefahr einer Schimmelpilzbildung und die Schädigung von Konstruktionen
  • Entwicklung von Maßnahmen zur Austrocknung von feuchtebelastetem Mauerwerk, insbesondere bei historischen Gebäuden
  • Prüfung und Optimierung von innovativen Bauteilaufbauten im Hinblick auf das langjährige Feuchteverhalten unter realitätsnahen dynamischen Klimarandbedingungen
  • Überprüfung des langfristigen Verhaltens von Bauteilkonstruktionen unter besonderen Klimarandbedingungen wie z. B. Kühlhäusern, Schwimmbädern oder fremden Klimazonen

Messungen

Qualitäten sichern - Planungen verifizieren

Mit unserer umfangreichen und modernen Messtechnik können wir bauphysikalische Zustände erfassen und die Qualität von Baukonstruktionen nachweisen.

Wir überprüfen unseren Planungserfolg und die bauliche Ausführung in Bezug auf sämtliche gestellten Anforderungsprofile. Ausführungsmängel können somit häufig noch während der Bauphase erkannt und behoben werden, bevor diese nach Bezug des Gebäudes mit hohem Aufwand nachgebessert werden müssen.

Bei Bestandsgebäuden stellt die messtechnische Untersuchung die Basis für die Ausarbeitung von technisch und wirtschaftlich optimierten Maßnahmen dar.

Die Erfahrung unsere Mitarbeiter, externe Überprüfungen und Akkreditierungen sowie unsere interne Qualitätssicherung und modernste Messgeräte garantieren dem Kunden dabei die exakte normgerechte Durchführung der Messungen sowie die korrekte Interpretation der Messergebnisse.

Das Ergebnis: Sie erhalten eine optimale Planung durch abgesicherte Grundlagen und Sicherheit durch Güteüberwachung.

Messtechnik

Messtechnik

Mit diesen Messungen analysieren wir bis ins Detail

  • Bauakustikmessungen als VMPA-zertifizierte Güteprüfstelle DIN 4109
  • Raumakustische Messungen aller relevanten statistischen und energetischen Kenngrößen
  • Schallemissions- und Schallimmissionsmessungen nach § 26 Bundesimmissionsschutzgesetz
  • Erschütterungs- und Körperschallmessungen
  • Klima- und Stofffeuchte- sowie Oberflächentemperaturmessungen, auch mit Dauermesseinrichtungen
  • Luftdichtheitsmessungen (Blower-Door) mit Leckageortung
  • Thermografie zur energetischen Optimierung und Schadensanalyse
  • Leuchtdichtemessungen für die Tageslichtplanung und -prüfung
  • Integrale Behaglichkeitsmessungen von Temperatur, Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit, CO2 und Schalldruckpegel
  • Feuchte- und Salzanalyse von Baustoffproben
  • Holzfestigkeitsmessungen

Alle Messungen werden von unseren qualifizierten Mitarbeitern und mit unseren eigenen, modernen Messgeräten durchgeführt. 

Schallmessungen von Windenergieanlagen

Schallmessungen von Windenergieanlagen

Schallmessungen

Schallmessungen von Windenergieanlagen

Im Zuge der Umsetzung des geplanten Atomausstieges ist ein umfangreicher Ausbau der erneuerbaren Energien erforderlich.

Der Windenergie kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu. Die durch Windenergieanlagen (WEA) verursachten Geräuschimmissionen sind ein häufig strittiges Thema zwischen Betreibern, Herstellern und Anwohnern.

Durch Schallmessungen nach den aktuell geltenden Regelwerken können wir als unabhängige Gutachter zu einer Objektivierung der Situation beitragen.

Oftmals werden nach Inbetriebnahme neuer WEA von den zuständigen Behörden Abnahmemessungen gefordert, um die im Genehmigungsverfahren vorgelegten Prognoseberechnungen zu verifizieren. Vielfach wird hierbei nicht der Nachweis der Einhaltung der Anforderungen der TA Lärm am maßgeblichen Immissionsort, sondern der Nachweis des Schallleistungspegels der WEA in Anlehnung an die FGW-Richtlinien gefordert.
Dazu sind unter Anderem Messungen mit einem Grenzflächenmikrofon sowie die Erhebung der Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe erforderlich.

Modernste und amtlich geeichte Messgeräte ermöglichen uns detaillierte Bestandsaufnahmen.

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Schallmessungen an WEA zur Bestimmung von Beurteilungspegeln an maßgeblichen Immissionsorten oder Ersatzmessorten gemäß TA Lärm
  • Bestimmung des Schallleistungspegels von WEA in Anlehnung an die Technischen Richtlinien für Windenergieanlagen, Teil 1: Bestimmung der Schallemissionswerte der Fördergesellschaft Windenergie (FGW-Richtlinie) und DIN EN 61400-11 Teil 11
  • Erstellung von Prognoseberechnungen und der erforderlichen Gutachten im Rahmen des Genehmigungsprozesses.
  • Wir sind amtlich bekanntgegebene Messstelle nach §26 Bundesimmissionsschutzgesetz für die Ermittlung von Geräuschen (Emissionen und Immissionen)

Behaglichkeitsmessung

Behaglichkeitsmessung

Behaglichkeitsmessung

Behaglichkeitsmessung

Der Begriff der Behaglichkeit wird häufig mit Synonymen wie „Bequemlichkeit, Gemütlichkeit, Heimeligkeit, Traulichkeit und Wohnlichkeit“ beschrieben und steht somit für das menschliche Wohlbefinden mit dem Umgebungsklima.

Die Einflussgrößen auf das Behaglichkeitsempfinden des Menschen gliedern sich in physiologische, intermediäre und physikalische Faktoren.

Die Gestaltung eines behaglichen Raumklimas zählt zu den wichtigsten Aufgaben der Gebäudeplanung, da das Wohlbefinden, die Arbeitszufriedenheit und die Produktivität der im Gebäude vorhandenen und arbeitenden Menschen direkt hiervon beeinflusst werden.

Immer häufiger klagen Nutzer nach dem Bezug eines neuen oder sanierten Gebäudes über eine Störung der Behaglichkeit. Die Unterscheidung, ob es sich dabei um eine unbegründete Übersensibilität oder ein ernsthaftes Behaglichkeitsproblem handelt, ist für den Gebäudebetreiber oftmals schwierig.

Alternativ zur rein subjektiven Einschätzung bestimmen wir mit moderner Messtechnik einzelne Behaglichkeitsparameter, die wir anhand von Normen, Richtlinien sowie aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen bewerten und beurteilen. Dies liefert Ihnen eine fundierte Grundlage für Ihre Entscheidung.

Hierzu können unter anderem folgende physikalische Faktoren messtechnisch bestimmt werden:

  • Raumlufttemperaturen
  • Oberflächentemperaturen
  • operative Temperaturen
  • Raumluftfeuchtigkeit
  • Luftgeschwindigkeit, Zugluftrisiko
  • Luftqualität (CO2-Konzentration)
  • Beleuchtung, Verschattung
  • Schalldruckpegel, Nachhallzeit

Je nach Messaufgabe werden rein orientierende Messungen über wenige Stunden oder normgerechte Messungen über mindestens zehn Tage durchgeführt.

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Messung der grundlegenden Faktoren, welche die Behaglichkeit kennzeichnen
  • Bewertung und Beurteilung der Behaglichkeit anhand von gültigen Normen, Richtlinien und aktuellen Klimakomfortmodellen
  • Ursachenermittlung und Beratung bei der Wahl geeigneter Gegenmaßnahmen

Gebäudethermografie

Gebäudethermografie

Gebäudethermografie

Gebäudethermografie

Sie möchten wissen, ob Ihr Gebäude wärmebrückenfrei und die Hülle luftundurchlässig ist?
Sie möchten Durchfeuchtungen feststellen oder der Gefahr der Überhitzung von Geräten oder PV-Elementen vorbeugen?

Messungen von Oberflächentemperaturen mittels Infrarotthermografie helfen Ihnen, Schwachstellen zu analysieren und Lösungen zu entwickeln.

Mit Infrarotthermografie werden historischen Gebäuden Geheimnisse der Konstruktionen zerstörungsfrei entlockt.

Infrarotthermografie lässt sich darüber hinaus für die Qualitätssicherung und Wartung anwenden, z. B. an Flächenheizungen, Kühldecken oder thermoaktivierten Decken.

Dichtheitsprüfungen von Installationen, Funktionskontrollen von Bauteilen und Maschinen oder Füllstandsuntersuchungen von Behältern sind möglich.

Basierend auf der hochaufgelösten Darstellung von thermischen Schwachstellen werden zerstörungsfrei Bestandsuntersuchungen durchgeführt, Sanierungsmaßnahmen entwickelt und optimiert und deren Umfang und Aufwand exakt bestimmt.

Eine lückenlose Qualitätskontrolle sichert dem Bauherrn die langfristige Schadensfreiheit und den Werterhalt des Gebäudes.

Ihre Planung, Ausführung und Überprüfung unterstützen wir mit folgenden Leistungen:

  • Ortung von thermischen Schwachstellen in der Gebäudehülle
  • Überprüfung der thermischen Qualität und Dichtheit von Türen, Fenstern und Bauteilanschlüssen
  • Funktionskontrolle von Flächenheiz- und -kühlsystemen
  • Leckageortungen bei Installationen
  • Lokalisierung von Feuchteschäden in Dachflächen
  • Qualitätssicherung von Wärmedämmverbundsystemen
  • Füllstandskontrollen von Behältern
  • Überwachung von industriellen Prozessen wie z.B. Erwärmungen von Lagern oder elektrischen Schaltungen

 

Hier sind wir Spezialisten:

  • Thermografieaufnahmen nach den VATh-Richtlinien für Bauthermografie (Bundesverband für Angewandte Thermografie), sowie gemäß der DIN EN 13187
  • Qualitativ hochwertige Thermogramme mit ausgezeichneter optischer und thermischer Auflösung
  • Kombination der Thermografie mit Blower-Door-Untersuchungen zur Lokalisierung von Undichtheiten
  • Ausarbeitung technisch und wirtschaftlich optimierter Maßnahmen auf Grundlage der thermografischen Untersuchungen
Simulationen
ifbSorge - Messtechnik