Thesim 3D

Was? Warum? Wie?

Viele Planungsentscheidungen, die Sie als ArchitektIn oder PlanerIn im Entwurfsstadium treffen, haben einen wesentlichen Einfluss auf das sommerliche, thermische Verhalten des Gebäudes und können nachträglich kaum oder nur mit erhöhtem Aufwand und Zusatzkosten geändert werden. Bisher hatten Sie diesbezüglich im Entwurfsprozess keine geeignete Hilfestellung. Es fehlten zweckmäßige Instrumente, mit denen man - auf für Sie adäquate Art - die Auswirkung planerischer Maßnahmen auf das sommerliche Raumverhalten aufzeigen und eine gelungene Optimierung des sommerlichen Wärmeschutzes nachweisen kann.

Das in Österreich überwiegend eingesetzte, vereinfachte Normverfahren der ÖNorm B 8110-3 führt zu keiner ausreichenden Planungssicherheit. Es ist von den realistischeren Ergebnissen und Möglichkeiten thermisch dynamischer Gebäudesimulationsprogramme weit entfernt. Gebäudesimulationsprogramme sind aber in der Regel in ihrer Handhabung zu komplex und (zeit-)aufwändig, um Sie beim Entwurfsprozess zu unterstützen.

Thesim 3D hilft Ihnen genau dabei. Es ist ein 3D-Online-Simulations-Tool, dessen Oberfläche selbsterklärend und spielerisch zu handhaben ist und dessen Ergebnisse aufgrund physikalisch tragfähiger Ansätze realitätsnah sind. Im Vergleich zu den derzeit verwendeten vereinfachten Verfahren erhöht Thesim 3D die Planungssicherheit erheblich, wobei gleichzeitig der Eingabeaufwand sehr klein gehalten und die Fehleranfälligkeit reduziert wird. Es wird Ihnen so auf einfache Weise (bereits in der Entwurfsphase) möglich, rasch eine zielgerichtete Planung bezüglich des sommerlichen Gebäudeverhaltens zu entwickeln. Normgemäß können Sie einen kritischen Raum des Gebäudes untersuchen. Für Sie unbemerkt werden im Hintergrund bauphysikalisch korrekte Ergebnisse anhand einer thermisch dynamischen Gebäudesimulation erzeugt.

Voraussetzungen?

Sie können gleich loslegen, wenn Sie auf Ihrem Laptop oder PC arbeiten und einen WebGL-fähigen Browser verwenden - am besten Chrome. Eine Maus für die Geometrieanpassung und Navigation wird Ihnen die Arbeit um einiges erleichtern. Bei einer Bildschirmauflösung von ≥ 1280x1024 haben Sie auch alles voll im Bild. Thesim 3D ist derzeit nicht für Tablets oder Mobiles bestimmt.

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Funktionsumfang

Einige besondere Merkmale von Thesim 3D herausgefasst und kurz vorgestellt:

3D-Modellierung

Direkt in Thesim 3D modellieren Sie online den zu untersuchenenden Raum. Die vorgegebene Geometrie ändern Sie mit Verschiebe- oder Extrusions-Werkzeugen einfach auf Ihre Bedürfnisse. Sie müssen sich nicht um Flächenermittlung, Bauteilorientierungen und -neigungen sowie Volumen kümmern - das passiert vollautomatisch!

Ortsdatenbank

Sie benötigen keine geografischen Daten - alle österreichischen Katastralgemeinden sind inkl. entsprechenden Höhendaten einfach auszuwählen. Es wird auch das umgebende Gelände dargestellt. Für beliebige (internationale) Orte können Sie auch die Geo-Position angeben.

Klimaberechnung und Verschattung

Sie benötigen auch keine Klimadaten! Bei österreichischen Standorten werden automatisch Strahlungsdaten (15. Juli) und die sommerliche Normaußentemperatur (NAT-T13) ermittelt. Auch die Verschattung erfolgt automatisch. Es können verschattende Elemente hinzugefügt werden, es wird die Beschattung durch das 3D Modell selbst und auch die Verschattung durch das umgebende Gelände (Horizontüberhöhung) berücksichtigt.

Material- und Glasdatenbank

Für die Bauteilaufbauten können Sie aus einer Liste normgemäßer Baustoffe auswählen, auch ein Glasdatenkatalog ist verfügbar. Bald werden Sie auch Konstruktionen speichern können.

Periodisch eingeschwungene Simulation

Der normgemäße, periodische Berechnungsansatz (ÖNorm B 8110-3, EN ISO 13791) ist für die Berechnung der sommerlichen Überwärmung von Räumen besonders geeignet, da das periodische Ansetzen eines heißen Sommertages dem Ende einer Hitzeperiode nahekommt (kritischer Fall).

Auswertung und Berichterstellung

Die Auswirkung jeder Veränderung am Modell wird für Sie unmittelbar ersichtlich. Nicht nur der Tagesverlauf der sommerlichen operativen Raumtemperatur als Diagramm. Sie können auch Varianten ablegen. Bei Interesse können Sie sehr viele Detailinformationen wie Bauteiltemperaturen, Wärmestromdichten usw. auslesen und einen modularen Bericht erstellen.

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Anleitung

Im Grunde können Sie die Reihenfolge der einzelnen Schritte beliebig ausführen. Folgend trotzdem ein Vorschlag. In Thesim 3D gibt es links unten übrigens unter dem Hilfe-Symbol ein 3 Minuten-Video-Tutorial. Auch die Werkzeuge sind dort kurz und bündig erklärt. Schauen Sie es sich an - danach sollte alles klar sein!

Schritt 1: Standort festlegen

Klicken Sie im mittleren, oberen Bereich auf die "Ortstafel". Danach können Sie im Submenü links aus einer Liste eine Katastralgemeinde auswählen, mit der auch gleich ein Klima verknüpft ist. Passen Sie ggf. auch die Höhenlage an! Danach können Sie im 3D-Bereich den Kompass so verdrehen, dass die Ausrichtung passt.

Schritt 2: Raumgeometrie anpassen

Mit dem Verschiebe-Tool z.B. können Sie Flächen, Kanten und Eckpunkte verschieben. Klicken Sie einfach mittig auf eine gewünschte Seitenfläche und verschieben diese entlang der passenden Koordinatenachse. Verschieben lässt sich entweder durch Klick mit linker Maustaste und gleichzeitiger Mausbewegung und dann Taste loslassen, oder durch Klick, loslassen, Mausbewegung und wieder Klick. Bei der 2. Option können Sie während des Verschiebens eine Länge in cm mit der Tastatur eingeben (relative Distanz vom Verschiebestartpunkt ausgehend). Sie können auch Flächen teilen oder extrudieren!

Schritt 3: Elemente hinzufügen

Fügen Sie Elemente wie weitere Fenster oder Türen hinzu. Auch interne Wärmelasten wie Personen oder Geräte können hinzugefügt werden. Zudem auch Lüftung mit Außenluft. Einfach auswählen und Eigenschaften festlegen.

Schritt 4: Bauteileigenschaften

Durch einen Klick auf einen Bauteil wie eine Wand, einen Boden oder eine Decke wird das Submenü links angezeigt. Dort klicken Sie auf den Aufbau um den Vorgegebenen anzupassen. Selbiges machen Sie mit den Fenstern um die Eigenschaften des Glases, der Fensterrahmen oder der Fensterlüftung festzulegen.

Schritt 5: Auswertung

Durch einen Klick auf "Raumtemperatur simulieren" im Hauptmenü wird die Berechnung gestartet. Umgehend wird Ihnen der Verlauf der operativen Raumtemperaturen als Diagramm angezeigt. Darunter finden Sie auch noch wesentlich mehr Informationen als Protokoll der Simulation.

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Schritt 6: Bericht erstellen

Nach Simulationsdurchlauf einfach durch einen Klick auf "Bericht erstellen" einen modularen Bericht als PDF-Datei erstellen, der neben dem eigentlichen Ergebnis auch eine Dokumentation aller vom Benutzer eingegebenen Größen beinhaltet.

Theorie

Thesim 3D simuliert das thermischen Verhalten eines Raumes im periodisch eingeschwungenen Zustand (Periodenlänge: 1 Tag). Es ist daher insbesondere für normgemäße Sommertauglichkeitsuntersuchungen (z. B. gemäß EN ISO 13791 oder ÖNorm B8110-3) geeignet.

Thesim 3D greift auf einen Simulationskern namens GEBA V10.0 zu - ein thermisch dynamisches Gebäudesimulationspaket, mit dem weitaus mehr simuliert werden kann, als zur Zeit mit Thesim 3D abgebildet wird. Eine Funktionserweiterung von Thesim 3D ist daher bereits in Planung.

Thesim 3D wurde im Zuge von Joachim Nacklers Dissertation zum sommerlichen Verhalten von Gebäuden mit Hilfe von Klaus Kreč entwickelt. Die Dissertation mit detaillierten Informationen können Sie hier downloaden.

Dissertation Herunterladen

Thesim 3D Forum

Um Ihnen den ersten Umgang mit Thesim 3D durch die Beantwortung von typischen Fragen (FAQs) zu erleichtern, sowie detailliertere Fragen stellen zu können - oder aber auch um Anregungen für Erweiterungen und andere Kritik abzugeben, können Sie das Forum nützen.

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Wenn Ihre Frage oder Anregung nicht für das Forum bestimmt ist, dann senden Sie uns doch bitte eine Nachricht! Wir freuen uns über jede Meldung.

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  • Website: www.thesim.at

Das Team

Für die Idee, Umsetzung und Wartung von Thesim 3D sind folgende zwei Personen verantwortlich:

 

Joachim N. Nackler

Univ.Lekt. Dipl.Ing.Dipl.Ing.(FH) Dr.techn.

Architekt

Klaus Kreč

Ao.Univ.Prof.i.R. Dipl.Ing. Dr.techn.

Physiker

 

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