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Im Auftrag der School of Architecture and Planning, The University of Auckland.
Finanziert durch NICAI Faculty Research Development Fund.
Januar 2010; Author: Jessica Grove-Smith, Jürgen Schnieders
Korrigierte Version November 2011
Zum Anfang der Studie: Planungsgrundlagen für Passivhäuser in Neuseeland
Modellbeschreibung & Berechnungsverfahren
Die Geometrie des Gebäudemodells basiert auf einem in Deutschland realisierten kleinen zweigeschossigen Reihenendhaus mit einer Wohnfläche von 120 m², welches für die Standorte auf der Südhalbkugel an der Ost-West Achse gespiegelt und etwas modifiziert wurde. Das Gebäude besitzt einen kalten Keller (außerhalb der thermischen Hülle) und ist in Massivbauweise errichtet. Lediglich das Dach ist als Leichtbaukonstruktion mit Sparren ausgeführt. Weitere Details zum verwendeten Simulationsmodell sind im Anhang zu finden.
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| Abbildung 6: Nordansicht und EG-Grundriss des Reihenendhauses, das als Beispielobjekt für die vorliegende Untersuchung verwendet wurde (vgl. auch Anhang). |
Für die dynamischen Berechnungen wurde das PHI-eigene thermische Simulationsprogramm DYNBIL verwendet, welches sich in der Praxis seit Jahren sehr gut bewährt hat. Es ermöglicht eine detaillierte Vorhersage des thermischen und hygrischen Verhaltens von Gebäuden auf Grundlage der physikalischen Zusammenhänge. Im Gegensatz zu vielen stationären Rechenverfahren gehen auch die Wärmespeichervorgänge explizit in die Berechnung ein. Durch die Unterteilung des Gebäudes in mehrere Zonen, können Räume mit verschiedenen Randbedingungen (Temperaturanforderung, Fensterflächen, Verschattung, Orientierung, interne Wärme- und Feuchtequellen, Geometrie etc.) getrennt voneinander untersucht werden. Als Ergebnis liefert das Programm u.a. für jede Zone des Modells den Verlauf der Temperaturen und der relativen Feuchten bzw. der erforderlichen Heiz-, sowie sensiblen und latenten Kühlleistungen. Weitere Eigenschaften DYNBIL’s sind im Anhang beschrieben.
Die Definition der Randbedingungen (insb. Solltemperatur und Sollfeuchte in den Wohnräumen) wurde in Absprache mit dem Auftraggeben so ausgelegt, dass im Gebäude zu allen Jahreszeiten ein hoher thermischer Komfort gewährleistet ist. Nach [Schnieders 2009] befindet sich der Bereich eines hohen thermischen Komforts bei operativen Temperaturen zwischen etwa 20 °C und 25 °C, sowie relativen Feuchten zwischen 30 % und 70 %.
Im Vergleich zu den dynamischen Simulationsergebnissen wurde das Gebäude in verschiedenen Varianten auch mit dem Passivhaus Projektierunspaket 2007 berechnet. Das PHPP ist die Grundlage zur Planung und Zertifizierung von Passivhäusern, das mit einem detaillierten Energiebilanzverfahren zuverlässige Ergebnisse liefert. Im Gegensatz zur dynamischen Berechnung wird hierbei nicht zwischen einzelnen Zonen unterschieden, es handelt sich um eine stationäre Berechnung des Gebäudes als Einzonen-Modell.