Fakultät Gestaltung
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Schlagworte
- Gebäudesimulation (2) (entfernen)
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Der Fokus in dieser Arbeit liegt auf der Konstruktion zweier Methoden:
1. der Konstruktion von DYNIBLT, einer erweiterten IBLT-Methode, deren Fokus auf der Berücksichtigung von dynamischen Nutzern liegt, d.h. Nutzern, die in einem Gebäude ihre Position verändern,
2. der Konstruktion von AMADAN, einem agentenbasierten Modellierungsansatz zur Darstellung von Nutzerverhalten in der Gebäudesimulation, welcher entsprechend auf der DYNIBLT–Methode aufbaut.
Kern der AMADAN-Methode ist die Interpretation von Gebäude und Nutzer als strikt voneinander getrennte Komponenten, welche mittels Schnittstellen sich gegenseitig beeinflussen können. Der Nutzer selbst wird ebenfalls komponentenweise betrachtet: Physiologie des Nutzers, die Fähigkeit zum Fällen von Entscheidungen sowie das Abspeichern von Ereignissen werden voneinander getrennt modelliert. Die Schnittstellen der einzelnen Komponenten sind so angelegt, dass sie einer (rudimentären) Abbildung realer Abläufe entsprechen.
Agentenbasierte Modelle haben einen erheblichen Nachteil: Damit sie über eine sinnvolle Aussagekraft verfügen, muss das Modell der direkten Umgebung des Agenten über eine hohe örtliche Auflösung verfügen (human centric view). Dies führt zu langen Simulationszeiten und in der Regel sehr komplexen Modellen. Um dem zu begegnen, wird in dieser Arbeit zusätzlich die Verwendung strukturvariabler Modellierung in der Gebäudesimulation betrachtet und bewertet.
Die Methode wird unter Verwendung schon existierender Werkzeuge und einer nicht-trivialen Umgebung evaluiert. Hierbei wird zur Abbildung des physiologischen Körpers des Nutzers ein Zwei-Knoten-Modell verwendet. Die Umgebung wird durch drei miteinander verbundene Räume abgebildet, welche in Form von 3D-Modellen verwendet werden. Der Nutzer wird hier verschiedenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Die Zielsetzung des Nutzers wird in Abhängigkeit des thermischen Wohlbefindens formuliert.
Es wird insbesondere gezeigt, dass AMADAN als übergeordnetes Framework verwendet werden kann, um unterschiedliche Komponenten zur Darstellung von Nutzerverhalten in der thermischen Gebäudesimulation miteinander interagieren zu lassen. Es wird weiterhin gezeigt, dass mit DYNIBLT ein Lernprozess abgebildet wird. Hierfür werden mehrere Simulationen unter gleichen Raumbedingungen mit gleicher Zielsetzung für einen Nutzer gestartet und das Verhalten der Nutzer betrachtet. Sowohl die Beobachtung, dass in der überwiegenden Mehrheit der Simulationen der Nutzer den gesetzten Zielzustand erreicht, als auch dass hierfür unterschiedliche Wege gewählt werden, wird als Indikator für ein auf Lernen basiertes Verhalten gewertet.
Die Arbeit „Integrative Ansätze in der energetischen Gebäudesimulation auf den Modellskalen Einzelraum, Gebäude und Stadtquartier“ befasst sich mit der Entwicklung von Methoden der simulationsgestützten energetischen Abbildung von unterschiedlichen Fragestellungen auf den Modellskalen Einzelraum, Gebäude und Stadtquartier. Die Gebäudemodelldimensionen variieren zwischen der Größe der örtlichen Auflösung (Einzelraum, Gebäude und Stadtquartier) und der Detaillierungstiefe dieser Auflösung (einzonig, mehrzonig, detailliert, grob, usw.). Auch die dazugehörigen Versorgungs- und Anlagentechniken werden in unterschiedlichen Detaillierungsgraden und Komplexitäten (von der Komponente eines einzelnen Rohrsegmentes bis hin zu der Komponente Heizzentrale) in verschiedenen Modellierungstiefen und -situationen (zentral, semi-zentral oder de-zentral) betrachtet. Durch diese große Bandbreite an Abbildungsvariationen ergeben sich verschiedenste Möglichkeiten (Werkzeugketten, Co-Simulationen, Tabellenkalkulation, usw.) und dementsprechend eine Vielzahl an dafür in Frage kommenden Simulationsumgebungen, die es zu integrieren oder kombinieren gilt.
Die entwickelten Methoden zur Betrachtung von verschiedensten Simulationsmodellen auf den jeweiligen Modellskalen werden in einem Anwendungsfall exemplarisch verwendet, dargestellt und bewertet.