Optimierung des bioklimatisches Designs unter Berücksichtigung der Komfortzuverlässigkeit und wirtschaftlichen Kriterien. Einleitung, Offene FragenZiel der Arbeit, Problemanalyse, Methodisches Vorgehen.

HALIMI CRISTINA SULAIMAN

Colonia, Alemania

Workshop; ITT Workshop 2007; 2007

Institut für Technologie in den Tropen (ITT), Fachhochschule Köln

Hauptziel des Architekturdesigns ist Gebäude komfortabel beizubehalten, unabhängig vom ungünstigen Wetter durch minimal möglich wirtschaftlichen- und ökologischen KostenEin erhebliche Anteil der Weltbevölkerung wohnt in nachteiligen Regionen für die BewohnbarkeitSan Juan Ein beachtliche Anteil der Weltenergie wird verbraucht, um den Komfort in Gebäudensicherzustellen. z.B. in San Juan: man benutz 55% des gesamten Energieverbrauch für diese ZweckWegen steigender Energiekosten und heutiger Umweltprobleme wird das bioklimatisches optimiertes Baudesign immer noch wichtiger in der ganzen Welt. 4 Einleitung Bioklimatisches Design entwirft die Gebäude in dem Weg, die physischen Prinzipien und den natürlichen energetischen Austauschs vorteilhaft zu nutzen. Das Ziel ist Minimieren den konvezionelleenergieverbrauchs, um den erwünschten Raumkomfort sicherzustellen. Eine der Eigenschaften des Design der bioklimatischen Strategien sind seine typisch hohe Investitionskosten in Vergleich zu den Investitionen in konventionelle Heizung und Klimaanlage (HVAC) und sehr niedrige Betriebkosten im Vergleich zu den Energieaufwendungen für fast alle traditionellen Systeme. NachteilHöhere Unsicherheit der thermischen Performanz Höheres Risiko des Diskomfort Insbesondere Solarheizungssystemen haben eine negative Korrelation zwischen der Verfügbarkeit der Sonnenenergie und dem Heizungbedarf 5 Offene Fragen Die thermische Komfortzuverlässigkeit ist das Maß der Fähigkeit eines spezifisch thermischen Designs (entweder konventionelle, bioklimatisch oder hybrid) zu optimalen Innenkomfortbedingungen zu kommen. Dieses Maß ist sehr wichtig, um die verschiedenen Designalternativen auf der selben Basis vergleichen zu können. Komfortsrisiko und anderer thermischen Zuverlässigkeitskriterien sollten in das ökonomische, energieoptimierte Baudesign integriert werden, weil wenn man ein höheres thermisches Zuverlässigkeitsanforderung will, müssen höhere Heiz- und Kühl- Kapazität installiert werden und deshalb ergeben sich höhere Investitions- und Energiekosten. Beim BB: es gibt eines Erhebliches Risiko in Raumkomfort unter dauerhaft extrem Wetterbedingungen Wie zuverlässig sind die BB-Strategien unter diesen Wetterbedingungen? Wie sollte die Komfortzuverlässigkeitim bioclimatisches Design intergriert werden? Welche ist der beste ökonomische Mix von konventioneller und bioklimatischer Heizungs- und Klimaanlagen-Strategien, um die erwünschte Komfortzuverlässigkeit zu erreichen? 6 Ziel der Arbeit Bioklimatischesdesign schliest typischeweise 3 Wissenfächer: Architektur, Bauphysik und Klimawissen. In diese Untersuchung werden zusätzlich die Zuverlässigkeitsteorie und Wirtschaftlichkeit und Optimierung integriert Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines probabilistischen Verfahren für die Kosten-Optimierung bioklimatischen Baudesigns unter Berücksichtigung der Unsicherheit thermisches Verhalten des Gebäudes 7 Problemanalyse Jetzt zur Problemanalyse Komfortzuverlässigkeit ist direkt abhängig von der Definition des Komfortbereiches. Z.B das selbe Gebäude ist viel weniger zuverlässigbei ein Komfortbereich von 20 bis 24 grad als bei ein Komfortbereich von 18 Grad in Winter bis 28 Grad in Sommer. Außerdem K Z hängt von der Wetterbedingungen ab. Nicht nur von der Mittelwerte der Messungen sonder auch von der stochastischen Schwankungen. Und wie die Leute das Gebäude benutzt, hat eine wichtige Einfluss auf die KZ. In Wirtschaftlichkeit werden die Investitionkosten und auch die zukunftigen Kosten in Erwägung ziehen Es ist nötig einen angemäßene Diskontirungsfaktor setzen, um der Barwert der zukunftigen Betriebkosten zu berechnen. Meisten der Betriebkosten sind Energiekosten Biem Bioklimatische Strategien Es wird nicht nur die verschidenen Materialen, Komponenten und Konstruktive Systeme analiziert, sondern auch die Klimatizierungskomponenten wie Heizung und Klimaanlage. Diese Strategien werden aufArchitektur in Aridzonen angewenden. Das heiß in ein Sozial-Ökonomie und Ressourcen Kontext, in deisen Fall in der Cuyo Region, Argentinien 8 Methodische Vorgehen Zuertzt werde ich ein Zusammenfassung des Methodische Vorgehen vorstellen und danach jede Schritte erklären. Es wird N jährliche synthetische Wetter-zeitreihe generiert. Sie werden als Input Data für die Simulation der Verhalten des Bioklimatisches Strategien ins Gebäude benutzt. Die Entscheidungsvariablen sind · Raumproportionen Raumvolumen Konstruktive Systeme Neigung/ Orientierung Fensterfläche Dämmung Thermische Masse HVAC Dimensionierung Sonnenkollektoren Dim. Ich werde mit ein vorhandene Software wie ECOTECToder Energyplus simulieren. Ich werde auch im Rahmen meiner Arbeit eine zusätzliche Programmentwickeln, um die Berechnungen sistematisieren zu können. Dann werden die N jährliche Realisationen Raumtemperatur erreichen. Diesen Daten werden statistische analysiert. Wahrscheinlichkeit- Verteilung, Konfidenzintervall, Komfortzuverlässigkeit & Komfortrisiko werden bestimmen. Dannach die Bewertung der Investitionskosten und Betriebkosten von jede designsparametern. Und es wird die wirtschaftliche Optimierung der verschiedenen Alternativen bestimmen. Bei eine negative Antwort, wird andere möglichkeit untersuchen, ja bedeutet die beste Lösung gefunden.