Digitale Simulation im Entwurf

Dieses Lehrbuch zeigt Möglichkeiten auf, wie Architekt/innen mithilfe vereinfachter dynamischer Simulationen bereits in den ersten Entwurfsphasen klimatische und energetische Konzepte auf verschiedenen Maßstäben auf ihre Wirksamkeit hin überprüfen und in den Entwurf integrieren können. Der thermische Komfort im Innenraum gibt Auskunft über die Behaglichkeit des Nutzers und kann mit dem Einsatz passiver Strategien in Form von Konstruktion, Materialwahl, Lüftungsstrategien, Pufferzonen, Solare Gewinne etc. bewusst erhöht werden, bevor ergänzend gebäudeintegrierte Technologien oder urbane Infrastrukturen zur Energieproduktion oder Versorgung zum Einsatz kommen. Neben den physikalischen Grundlagen und Wirkungsweisen passiver Strategien in verschiedenen Klimazonen werden die Möglichkeiten in Kombination mit aktiven Technologien erläutert, um komfortable, treibhausgasneutrale Gebäude zu entwerfen. Auf städtischer Ebene werden die Wechselwirkungen zwischen Gebäuden, städtischen Rahmenbedingungen und Infrastruktur erläutert und anhand von Beispielen aufgezeigt. Mit dem City Energy Analyst wird ein Werkzeug vorgestellt, mit dem Energieströme in Quartieren unter Berücksichtigung passiver und aktiver Ansätze simuliert und Strategien zur Dekarbonisierung entwickelt werden können. Die Autoren Prof. Anja Willmann, Professorin für Energiesimulation und -design an der Frankfurt University of Applied Sciences. Ihre Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen in der Anwendung von passiven Strategien zur Senkung des Energiebedarfs und zur Integration von aktiven Maßnahmen zur Produktion von erneuerbaren Energien im Gebäude und in Stadtteilen. Prof. Dr. Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme am Institut für Technologie der ETH Zürich und Direktor des Future Cities Lab Global des Singapore-ETH Centre. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Integration von Energie- und Gebäudesystemen für emissionsarme Gebäude und Städte unter Verwendung von computergestützten und experimentellen Ansätzen.

Prof. Anja Willmann, Professorin für Energiesimulation und -design an der Frankfurt University of Applied Sciences. Ihre Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen in der Anwendung von passiven Strategien zur Senkung des Energiebedarfs und zur Integration von aktiven Maßnahmen zur Produktion von erneuerbaren Energien im Gebäude und in Stadtteilen. Prof. Dr. Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme am Institut für Technologie der ETH Zürich und Direktor des Zurich hubs des Future Cities Lab Global des Singapore-ETH Centre. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Integration von Energie- und Gebäudesystemen für emissionsarme Gebäude und Städte unter Verwendung von computergestützten und experimentellen Ansätzen.

Einleitung.- Architektur im Klimawandel.- Thermische Behaglichkeit als Indikator für zukunftsfähige Architektur.- Dekarbonisierung & Erneuerbare Energien.- Der Standort und seine Potenziale.- Passive Strategien, Bedarfsermittlung, Betriebsenergie.- Aktive Technologien, Versorgungszentren, Betriebsenergie.- Graue Emissionen.- Glossar.