Das Gebäude ist teilweise als Kühllager bzw. Tiefkühllager ausgeführt. Die Simulation sollte klären, welche der angedachten Luftführungssysteme eine anforderungsgemäße und optimale Temperaturverteilung in den Lagerbereichen gewährleistet.
Bauherr und Auftraggeber
Max-Planck-Gesellschaft, München
Architekt (LP 2-9)
DGI Bauwerk Gesellschaft von Architekten mbH, Berlin
Baumaßnahme
Fritz-Haber-Institut Berlin, Neubau Laserforschung
Projektzeitraum
2009
Leistung
Strömungssimulation Laserlabor
Seitens des Nutzers wurden hohe Anforderungen an die Temperaturkonstanz im Raum gestellt - dies bei ca. 7 kW Wärmeabgabe durch verschiedene Geräte. Weitere Anforderungen bestanden hinsichtlich einer nicht zu hohen Strömungsgeschwindigkeit und einer Vermeidung von Partikelsedimentation. Es wurden verschiedene Konzepte der Raumluftströmung untersucht und schließlich eine Lösung vorgeschlagen, die alle Anforderungen erfüllt.
Bauherr und Auftraggeber
Philipps-Universität Marburg
Baumaßnahme
Sanierung Hörsaalgebäude Biegenstraße 14
Projektzeitraum
2009
Leistung
Strömungssimulation Audimax (Wettbewerbsbeitrag)
Im Rahmen des Wettbewerbs zur Sanierung des Hörsaalgebäudes Biegenstraße 14 wurde eine Strömungssimulation des Audimax durchgeführt. Für die Klimatisierung des innenliegenden, bis zu 900 Personen fassenden Hörsaals wurden verschiedene Konzepte betrachtet und bezüglich Temperatur, Zugluft und Luftqualität (CO2) bewertet.
Bauherr und Auftraggeber
Stadtsparkasse Augsburg
Baumaßnahme
Generalsanierung Sparkassengebäude Friedberg
Projektzeitraum
2010 - 2012
Leistung
Konzeptentwicklung Heizung/Lüftung/Klima, Thermische Gebäudesimulation charakteristischer Räume inkl. Atrium, Strömungssimulation Atrium, Tageslichtsimulation Atrium, Betriebskostenberechnung
Das Sparkassengebäude in Friedberg sollte generalsaniert und zu einem Finanz- und Gesundheitszentrum ausgebaut werden, das neben der Geschäftsstelle der Sparkasse auch mehrere Arztpraxen beherbergt. Dazu war ein Haustechnikkonzept zu entwickeln, das neben den vorhandenen baulichen Gegebenheiten auch die Ansprüche an Energieeffizienz und Flexibilität hinsichtlich variabler Mieteransprüche berücksichtigt. Zielvorgabe des Bauherrn war, den Primärenergiebedarf nach der GreenBuilding-Vorgabe der EU um 25 % zu unterbieten.
Mittels Thermischer Gebäudesimulation wurden unterschiedliche Klima- und Energiekonzepte untersucht und bewertet. Für das neugeschaffene viergeschossige Atrium im Gebäudekern wurde eine Strömungssimulation durchgeführt, die die erforderlichen thermischen Eigenschaften des großen Glasdaches klären sollte, um sowohl einen Kaltluftabfall als auch eine Kondensatbildung im Winter sicher ausschließen zu können. Eine Tageslichtsimulation sollte klären, ob angesichts der in das Glasdach integrierten Photovoltaik noch eine ausreichende natürliche Beleuchtung gewährleistet ist.
Bauherr und Auftraggeber
Landeshauptstadt München, Baureferat
Baumaßnahme
Neubau Feuerwache 4
Projektzeitraum
2010 - 2012
Leistung
Strömungssimulation zur Absicherung der thermischen Behaglichkeit
Bei bestehenden Feuerwachen hat sich das Raumklima in den Einsatzleitstellen teils als belastend für die Mitarbeiter erwiesen (Zugluft). Daher wurde diesem Thema bei der Planung der Feuerwache 4 in München Schwabing große Beachtung geschenkt. Problematisch ist insbesondere die hohe innere Kühllast > 50 W/m² infolge der umfangreichen Ausstattung der Einsatzleitplätze mit elektronischem Gerät.
Das von uns vorgeschlagene Quellluftkonzept in Verbindung mit einer Kühldecke erwies sich in der Simulation als geeignet, mit einer relativ niedrigen Luftwechselrate ein unter allen klimatischen Randbedingungen verträgliches Raumklima zu schaffen, sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch der Luftbewegung.
Da die Einsatzleitplätze aufgrund ihrer kompakten Bauweise und Anordnung die bodennahe Ausbreitung der Zuluft im Raum stark einschränken, musste eine geeignete Positionierung der Luftauslässe gefunden werden, die eine gleichmäßige Versorgung aller Raumbereiche mit Frischluft gewährleistet.
Zum Schutz der Exponate wird für Kunstmuseen gefordert, dass die Temperaturunterschiede in den Ausstellungsräumen begrenzt sind. Um dies zu erreichen wurden beim Kunstmuseum Ravensburg die Zwischendecken mit einer Betonkerntemperierung ausgestattet und die Luftversorgung als Quelllüftungssystem geplant. Über eine numerische Strömungssimulation (CFD) konnten wir nachweisen, dass auch im kritischen Sommerfall und bei der maximal vorgesehenen Besucherzahl die strengen Temperaturanforderungen eingehalten werden. Dadurch wurde die notwendige Sicherheit für die weitere Planung geschaffen.
Bauherr und Auftraggeber
Clariant Produkte Deutschland GmbH
Baumaßnahme
Neubau eines mehrgeschossigen Büro- und Laborgebäudes mit drei Atrien
Projektzeitraum
2011 - 2012
Leistung
Thermische Gebäudesimulation und Strömungssimulation zweier Atrien zur Beurteilung und Optimierung der thermischen Behaglichkeit
Die großflächig mit Glasdächern überdachten Atrien sind nicht nur Verkehrsflächen, sondern stellten als Aufenthalts- und Kommunikationsbereiche einen höheren Anspruch an die thermische Behaglichkeit. Schwerpunkte der Simulationen waren ein eventueller winterlicher Kaltluftabfall unterhalb der Glasdächer sowie eine eventuelle sommerliche Überhitzung der oberen Geschosse. Im Projektverlauf wurden u. a. die Verglasungsparameter (U-Wert, g-Wert) und die Anordnung von Heiz- und Kühlflächen optimiert; so konnte für den Winterfall wie auch den Sommerfall ein behagliches Raumklima sichergestellt werden.
Für die Maßhaltigkeit der Produkte ist eine weitgehend konstante Raumtemperatur erforderlich. Mittels Strömungssimulation wurden verschiedene Lüftungssysteme betrachtet und verglichen. Die besten Ergebnisse wurden mit einem Quelllüftungssystem mit Luftzufuhr oberhalb der Verkehrsflächen in Verbindung einer Betonkerntemperierung der Bodenplatte erreicht.
Bauherr
Stadtwerke Ulm
Auftraggeber
Arbeitsgemeinschaft Stadtwerke Ulm (ARGE SWU: Georg Reisch GmbH & Co. KG, Matthäus Schmid GmbH & Co. KG)
Baumaßnahme
Neubau Büro- und Verwaltungsgebäude
Projektzeitraum
2011 - 2013
Leistung
Thermische Gebäudesimulation zur Ermittlung der Energieverbräuche sowie zur Beurteilung der thermischen Behaglichkeit nach DGNB-Steckbrief 18 + 19
Zum Nachweis der DGNB-Steckbriefe 18 (thermischer Komfort im Winter) und 19 (thermischer Komfort im Sommer) wurde eine Thermische Gebäudesimulation durchgeführt. Weiterhin wurden aus den Simulationsergebnissen Erkenntnisse über mögliche Problembereiche (sommerliche Überhitzung) und maximale Kühl- bzw. Heizlasten zur planungsbegleitenden Auslegung der Anlagentechnik gewonnen.
Bauherr und Auftraggeber
BMW, Berlin
Baumaßnahme
Neubau BMW-Niederlassung Berlin
Projektzeitraum
2012 - 2014
Leistung
Entrauchungssimulation
Das Sparkassengebäude in Friedberg sollte generalsaniert und zu einem Finanz- und Gesundheitszentrum ausgebaut werden, das neben der Geschäftsstelle der Sparkasse auch mehrere Arztpraxen beherbergt. Dazu war ein Haustechnikkonzept zu entwickeln, das neben den vorhandenen baulichen Gegebenheiten auch die Ansprüche an Energieeffizienz und Flexibilität hinsichtlich variabler Mieteransprüche berücksichtigt. Zielvorgabe des Bauherrn war, den Primärenergiebedarf nach der GreenBuilding-Vorgabe der EU um 25 % zu unterbieten.
Mittels Thermischer Gebäudesimulation wurden unterschiedliche Klima- und Energiekonzepte untersucht und bewertet. Für das neugeschaffene viergeschossige Atrium im Gebäudekern wurde eine Strömungssimulation durchgeführt, die die erforderlichen thermischen Eigenschaften des großen Glasdaches klären sollte, um sowohl einen Kaltluftabfall als auch eine Kondensatbildung im Winter sicher ausschließen zu können. Eine Tageslichtsimulation sollte klären, ob angesichts der in das Glasdach integrierten Photovoltaik noch eine ausreichende natürliche Beleuchtung gewährleistet ist.
Bauherr und Auftraggeber
Stadtsparkasse Augsburg
Baumaßnahme
Thermische Ertüchtigung des Schulgebäudes für den Sommerfall
Projektzeitraum
2012
Leistung
Konzeptentwicklung, Thermische Gebäude- und Anlagensimulation
Der Nutzer des Gebäudes, die International School Augsburg, klagte über hohe sommerliche Temperaturen von über 40 °C im Atrium und in den Unterrichtsbereichen. Das zu entwickelnde Sanierungskonzept musste einen engen Kosten- und Terminrahmen (Schulferien) einhalten, eine deutliche Verbesserung der Temperatursituation garantieren und zugleich möglichst energieeffiziente Lösungen aufzeigen. Wir haben denkbare Lösungen auf ihre unter den gegebenen Rahmenbedingungen technische Machbarkeit untersucht und ihre Wirksamkeit durch Thermische Gebäude- und Anlagensimulation überprüft. Einige der bearbeiteten Themen waren: Ertüchtigung und Erweiterung des Sonnenschutzes, Nutzung der Fußbodenheizung des Atriums für die Kühlung im Sommer, Ertüchtigung der vorhandenen Lüftungsanlage Atrium, Überströmung von Luft aus dem (gekühlten) Atrium in die Unterrichtsräume, Umluftkühler in den Unterrichtsräumen, Grundwassernutzung für die Gebäudekühlung (Brunnen) und Nachrüstung einer maschinellen Kälteerzeugung.
Das Verwaltungsgebäude wurde in Massivholzbauweise ausgeführt und wird über eine Fußbodenheizung / Fußbodenkühlung temperiert. Die Gebäudekühlung erfolgt über das Grundwasser. Die Wärmeerzeugung erfolgt über eine grundwassergekoppelte Wärmepumpe. Auf Basis der durchgeführten Thermischen Gebäudesimulation erfolgte die Bestimmung der Heiz- und Kühllast für das gesamte Gebäude sowie die Auslegung der zentralen Wärme- und Kälteversorung und die Dimensionierung des Fußbodenheiz- und Fußbodenkühlsystems. Die Lufterneuerung erfolgt über Fensterlüftung, eine maschinelle Lüftung ist (abgesehen von Toiletten und evtl. Server- und Nebenräumen) nicht vorgesehen.
Bauherr
Dr. Flohrer Beratende Ingenieure GmbH, Berlin
Auftraggeber
Stiftung Preussischer Kulturbesitz
Baumaßnahme
Pergamonmuseum Berlin
Projektzeitraum
2013
Leistung
Strömungssimulation zur Darstellung der Temperaturentwicklung in der Glasdoppelfassade
Durch die Strömungssimulation wurde die Erwärmung des Scheibenzwischenraums in den Alt- und Neubaubereichen unter Einwirkung der Sonnenstrahlung untersucht.
Bauherr und Auftraggeber
Vermögen und Bau Baden-Württemberg
Baumaßnahme
Neubau eines mehrgeschossigen Hochschulgebäudes der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Fakultät Technik in Stuttgart
Projektzeitraum
2014-2015
Leistung
Thermische Gebäudesimulation und Strömungssimulation des Atriums und diverser Musterräume zur Optimierung des Gebäudekonzepts und Beurteilung der thermischen Behaglichkeit
-
Architekturvisiualisierung (3XN) -
Architekturvisiualisierung Atrium (3XN) -
Gebäudemodell für Strömungssimulation in 3D -
Strömungssimulation: operative Raumtemperatur im Sommer -
Strömungssimulation Kaltluftabfall im Atrium (Winter) -
Strömungssimulation: Temperaturen an der Aussenfassade -
Strömungssimulation: Zugluftrisiko in einem Vorlesungsraum -
Thermische Gebäudesimulation: Temperaturverlauf im Sommer
Das Zentrum des Neubaus, welches nach DGNB-Silber zertifiziert werden soll, bildet ein mit einem Glaskuppeldach überspanntes sechsgeschossiges Atrium. Um das Atrium sind Vorlesungs-, Praktikums-, Labor- und Werkstatträume, sowie Mitarbeiterbüros angeordnet. Mittels Simulationsberechnungen wurden u. a. die Fassade, das Glaskuppeldach sowie Lüftungs- und Heizungskonzept hinsichtlich des thermischen Komforts optimiert. Damit konnten schon in der frühen Planungsphase Problemstellungen wie winterlicher Kaltluftabfall im Atrium und an Fassaden und sommerliche Überhitzung gelöst werden. Weiterhin dienten diverse Teilergebnisse als Bewertungsgrundlage für Teilkriterien der DGNB-Bewertung.
Bauherr und Auftraggeber
Müller Lager Ulm-Nord GmbH & Co. KG
Baumaßnahme
Neubau Lager MUN 2
Projektzeitraum
2014-2015
Leistung
Thermische Gebäudesimulation und Strömungssimulation des Kommissionier-Hochregallagers
Die unteren Etagen des Lagers sollten bis in eine Höhe von ca. 4 m als Kühlbereich ausgebildet werden, mit einer zulässigen Temperaturspanne zwischen 11 – 15 °C. Dieser Bereich wird durch dezentrale Umluftgeräte, die die Luft am oberen Ende des Kühlbereiches ansaugen und als gekühlte Luft bodennah wieder ausblasen (Quellluft), konditioniert. Aufgabe der Simulation war es, den erforderlichen Umluftvolumenstrom und die Zulufttemperatur zu bestimmen, um den so definierten Kühlbereich zu erzeugen. Zwischen dem normal temperierten Bereich und dem Kühlbereich gibt es keine durchgehende horizontale Abtrennung; dies ist aus logistischen Gründen unerwünscht. Die zwei unterschiedlich temperierten Luftmassen sollten allein aufgrund der Schwerkraft separiert bleiben. Eine besondere Problematik stellte die Bewegung des Regalbediengerätes dar, die tendenziell zu einer Vermischung der übereinanderliegenden Luftschichten führt.
Bauherr und Auftraggeber
FGP XII S.à.r.l.
Baumaßnahme
Tageslichtsimulation Central Tower München
Projektzeitraum
2015
Leistung
Tageslichtsimulation zur Beurteilung der veränderten Tageslichtsituation durch die angebauten Hotels
Im Rahmen der Anbaumaßnahmen zweier Hotels an den Central Tower in München soll das Gelände angehoben werden. Dadurch erhalten die Büroräume auf der Nord- und Nordostseite in UG1 weniger Tageslicht als im Ist-Zustand. Dies soll durch einen aufgeweiteten Lichtschacht kompensiert werden. Für die betroffenen Büroräume ist gemäß Arbeitsstättenrichtlinie ASR 3.4 ein mittlerer Tageslichtquotient TQ ≥ 2 % auf der Arbeitsfläche nachzuweisen.
Mittels Tageslichtsimulation wurden diverse Varianten untersucht und jeweils die Tageslichtquotienten für die betroffenen Räume berechnet.
Bauherr
Voith GmbH
Auftraggeber
A+H Klimatechnik GmbH
Baumaßnahme
Bau eines Motoren-/Getriebeprüfstandes mit Luftkanalnetz
Projektzeitraum
2017
Leistung
Strömungssimulation (CFD) des Luftkanalnetzes und Optimierung von Blendenquerschnitten und -geometrien zur Minimierung des Druckverlustes
Die Strömungssimulation sollte klären, ob der benötigte Volumenstrom und die notwendige Anströmgeschwindigkeit für den Motoren-/Getriebeprüfstand durch die geplante Lufttechnik tatsächlich erreicht werden. Es wurden diverse Variantensimulationen durchgeführt, in denen u. a. verschiedene Blendenquerschnitte und strömungsoptimierte Blenden zur Minimierung des Druckverlusts untersucht wurden.
Bauherr und Auftraggeber
Eigenbetrieb Immobilienmanagement der Wissenschaftsstadt Darmstadt (IDA)
Baumaßnahme
Berufsschulzentrum Nord Darmstadt, Neubau Mensa und Mediathek
Projektzeitraum
2017
Leistung
Thermische Gebäudesimulation der Mensa und Mediathek zur Bewertung des sommerlichen Wärmeschutzes und des thermischen Komforts
Der Neubau, dessen Hauptnutzungsbereiche eine Mensa und eine Mediathek beinhalten, wurde mit einer raumhohen Ganzglasfassade und ohne aktive Kühlmaßnahmen geplant. Um einer möglichen sommerlichen Überhitzung vorzubeugen beinhaltet das Konzept eine äußere Verschattung durch Dachüberhänge und Balkone, einen innenliegenden Sonnenschutz sowie eine Nachtauskühlung des Gebäudes durch die geplante mechanische Lüftungsanlage. Im Projektverlauf wurden diverse Varianten hinsichtlich des Einflusses von u. a. Verglasung, Klimadaten und Betriebsweise der Nachtauskühlung untersucht und bewertet. So konnte die Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes vorab nachgewiesen und ein für das Gebäude maßgeschneidertes Konzept entwickelt werden.
Bauherr
CSL Behring GmbH
Auftraggeber
Otto Luft- und Klimatechnik GmbH & Co. KG
Baumaßnahme
Umbau Reinraum Klasse B mit Filter-Fan-Units
Projektzeitraum
2017
Leistung
Strömungssimulation (CFD) des Luftkanalnetzes und Optimierung von Blendenquerschnitten und -geometrien zur Minimierung des Druckverlustes
Im Rahmen der Umbaumaßnahmen für den Gefriertrockner-Vorraum der Reinraumklasse B (innerhalb von Beladebereichen Klasse A) sollte das Lüftungskonzept optimiert werden. Im Ist-Zustand wurden in Laminar-Flow-Bereichen zum Teil unerwünschte Horizontal-/Aufwärtsströmungen und Totzonen gemessen. Durch eine gleichmäßigere Verteilung von Rückluftansaugungen konnte eine deutlich verbesserte Funktionalität bereits in der Planungsphase durch die Strömungssimulation nachgewiesen werden.
Auftraggeber
Infraserv GmbH & Co. Höchst GK
Baumaßnahme
Umplanung Lüftungssystem in einer Klärschlammhalle
Projektzeitraum
2018
Leistung
Strömungssimulation (CFD) Klärschlammhalle
Im Rahmen einer Umplanung der bestehenden Klärschlammlagerhalle wurde das Lüftungssystem angepasst. Zur Sicherstellung des Explosionsschutzes wurde durch eine Strömungssimulation die räumliche Geschwindigkeits- und Methangasverteilung berechnet und bewertet. Innerhalb einer zweiten Fragestellung wurde beantwortet, wieviel Methangas bei einem geöffneten Tor aus der Halle ins Freie strömt.
Das bestehende Konzept zur Notentrauchung der Atemschutzstrecke funktionierte nicht wie gewünscht. Zur Verbesserung
der Entrauchung wurden verschiedene Maßnahmen, wie z. B. ein zusätzlicher Entrauchungsventilator, eine veränderte Zuluftposition und eine alternative Zulufteinbringung untersucht. Die Lüftungseffektivität konnte so um 50 % verbessert werden.
Der Bestandsraum (GMP-Klassen A und B) zeigte bei Messungen regelmäßig Auffälligkeiten in Form von erhöhten KBE-Konzentrationen in einem bestimmten Raumbereich. Da die Ursache bislang nicht gefunden wurde, wurde für den Raum eine Strömungssimulation zur Berechnung der Raumluftströmung durchgeführt, um möglichst Hinweise auf Problemursachen und mögliche Verbesserungsmaßnahmen zu erhalten. Auf Basis der Ergebnisse konnten zusammen mit dem Kunden Verbesserungsmaßnahmen diskutiert und mittels Variantenuntersuchungen deren Wirksamkeit (Verbesserung der lokalen Raumdurchspülung in den Problembereichen um bis zu 44 %) nachgewiesen werden.
in Bearbeitung
Die WeserWind GmbH fertigt in Bremerhaven Gründungselemente für Offshore-Windenergieanlagen. Diese dreibeinigen Strukturen („Tripode“) mit einem Gewicht von jeweils ca. 1000 t und einer Höhe von 35 m werden auf dem Boden der Nordsee verankert und tragen die Masten der eigentlichen Windenergieanlage. Für die Fertigung der Tripode hat Weserwind im Jahr 2011 eine neue Halle errichtet, von der die Tripode direkt auf Schwimmpontons verladen und vor Ort verschifft werden. Für die Lüftung der 190 m langen, 70 m breiten und 45 m hohen Halle soll ein Luftvolumenstrom von ca. 500.000 m³/h umgewälzt werden, insbesondere zur Absaugung von Schweißrauch. Die Strömungssimulation untersuchte die Wirksamkeit verschiedener Luftführungen in der Halle, mit dem Ziel, einerseits die Anforderungen hinsichtlich der maximalen Arbeitsplatzkonzentration sicher einzuhalten, andererseits dies mit möglichst geringen Luftvolumenströmen zu erreichen.