Dienstleistungen

Gebäudesimulation

Die Simulation als Tool zur optimalen Lösungsfindung.
Bildquelle: Groß & Partner
Neubau Musée des Beaux-Arts
Stadtklima
Windströmung und Windkomfort
Sonnenstunden im August
Solare Einstrahlung und Verschattung
Atrium mit Glasdach

Im Detail

Wir bieten Ihnen die Möglichkeit, unterschiedliche Varianten zu vergleichen, um so die optimalen Lösungen aus wirtschaftlicher, nachhaltiger, funktionaler und behaglicher Sicht zu finden. Architektur und Technik werden dadurch bereits in den frühen Planungsphasen optimal aufeinander abgestimmt.

Windströmung und Windkomfort

Mittels CFD- oder Strömungssimulationen kann die Luftströmung rund um ein Gebäude berechnet werden. Die lokalen Luftgeschwindigkeiten werden ermittelt und der Windkomfort und die Windsicherheit bewertet.
Dienstleistungen
  • Windkomfort auf Dachterrassen und Platzsituationen
  • Gebäudegeometrien und Volumenstudien in der Testplanung
  • Fallwindsituationen und Massnahmen für Zugänge
  • Positionierung für die Aussenluft und die Fortluft
  • Beurteilung der Emissions- / Immissionsbelastungen
  • Lokale Windgeschwindigkeiten bei aussenliegenden Sonnenschutzlamellen
  • Optimale Positionierung von Windwächtern

Solare Einstrahlung und Verschattung

Mittels Solarertragssimulationen lässt sich die stündliche bzw. jährliche solare Einstrahlung auf Gebäudeflächen errechnen.

Mit einer Verschattungssimulation lässt sich der stündliche Schattenwurf von Gebäudeensembles ermitteln. Bereits im Architekturwettbewerb lassen sich die Gebäudeanordnung und die Gebäudekubatur überprüfen.
Dienstleistungen
  • Darstellung der solaren Einstrahlung auf Gebäudeoberflächen
  • Ertrag und Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen (Photovoltaik und thermische Solaranlagen)
  • Entscheidungshilfe zur Notwendigkeit von Sonnenschutzsystemen
  • Verschattung von und auf Nachbarobjekte
  • Behördliche Nachweisführung für den Zwei-Stunden-Schatten

Tageslichtnutzung

Mit Hilfe einer Tageslichtsimulation wird die Tageslichtsituation im Innenbereich eines Raumes unter Berücksichtigung der Umgebung, Raumgeometrie, Reflektionen der Oberflächen, der Verglasung und der Klimadaten (Raytracing) ermittelt. Die Simulation ergibt die lokalen Tageslichtquotienten bei bedecktem Himmel, die Beleuchtungsstärke im Jahresverlauf im Raum bzw. auf der Nutzungsebene, das Risiko auf Blendung (DGP).
Dienstleistungen
  • Tageslichtverfügbarkeit in Aufenthaltsbereichen
  • Optimierung von schwierigen Situationen mit Lichtschächten, Innenhöfen, Atrien, Denkmalschutz und tiefen Räumen
  • Optimierung von kritischen Räumen, z.B. Kunstschutz in Ausstellungsräumen
  • Nachweis der Tageslichtverfügbarkeit gemäss SN/DIN EN 17037, DIN 5034
  • Nachweis des visuellen Komforts gemäss DGNB (SOC 1.4)
  • Nachweis des visuellen Komforts gemäss LEED and WELL Standards (Spatial Daylight Autonomy), BREEAM

Fassaden

Die Gestaltung und Art einer Fassade haben einen wesentlichen Einfluss auf den solaren Energieeintrag. Doppelfassaden / Kastenfenster bieten beispielsweise Vorteile hinsichtlich Akustik, Windschutz und Ästhetik. Das thermische Verhalten kann jedoch kritisch sein. Es lohnt sich daher bei solchen – relativ teuren – Fassaden eine CFD-Simulation zur Kontrolle und Optimierung durchzuführen.
Dienstleistungen
  • Wirkung der Solarstrahlung auf die Doppelfassade
  • Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Doppelfassade: Überhitzung am Motor, Durchströmung, Reinfiltration und Kumulierung der Temperatur
  • Thermischer Komfort bei Fensterlüftung über die Doppelfassade
  • Optimierung des Tageslichts und sommerlichen Wärmeschutzes

Leistungsbedarf und Komfort optimal abgestimmt

Dynamische Gebäudesimulationen bilden die physikalischen Prozesse realitätsnah ab und sind die Grundlage für eine gesamtheitliche Leistungs-, Energiebedarfs- und Kostenoptimierung von Gebäude, Haus- und Regelungstechnik. Der thermische Komfort ist der Leitfaden für die Leistungsbedarfsermittlung.
Dienstleistungen
  • Wärme- und Kälteerzeugung ohne Überdimensionierung
  • Investitionskostenreduktion der Wärme- und Kälteerzeugung
  • Entscheidungshilfe zu den Wärme- und Kälteabgabesystemen
  • Optimierung des Leistungsbedarfs mittels Variantenvergleich: Nutzung, Fassade, thermische Masse usw.
  • Ermittlung und Optimierung des thermischen Komforts

Energiekosten

Die Anlagensimulation erlaubt eine Optimierung der Wärme- und Kälteerzeugungsanlagen sowie die Ermittlung des Endenergiebedarfs und der Energiekosten. Verschiedene Varianten können untersucht und hinsichtlich deren Wirtschaftlichkeit verglichen werden.
Dienstleistungen
  • Optimierung der Wirtschaftlichkeit von Wärme und Kälteanlagen
  • Variantenvergleich: WRG, Freecooling, Geothermie, Solarthermie, WP / KM usw.
  • Optimale Einbindung von erneuerbaren Energien
  • Prüfung von Steuer- und Regelkonzepten
  • Ermittlung des Endenergiebedarfs und CO2-Bilanz
  • Optimale Abstimmung zwischen Geothermie und Leistungsbedarf in der frühen Planungsphase

Zugluft

Der Komfort ist abhängig von den lokalen Lufttemperaturen, den Luftgeschwindigkeiten und dem Turbulenzgrad. Mit Strömungssimulationen werden das Zugluftrisiko und die notwendigen Massnahmen zur Optimierung bestimmt. Komfortproblemen können so vermieden werden.
Dienstleistungen
  • Ermittlung und Lösung des Kaltluftabfalls
  • Optimale Positionierung der Luftdurchlässe
  • Optimierung des Komforts bei Eingängen mit hoher Personenfrequenz
  • Kontrolle der Wirksamkeit von Türschleusen und Luftschleiersysteme

Luftqualität

Mittels Strömungssimulationen können die Luftströmung im Raum sowie die lokale Luftqualität und Verteilung von Schadstoffen ermittelt werden.
Dienstleistungen
  • Verifizierung von Lüftungssystemen wie Quelllüftung oder Mischlüftung
  • Lüftungseffizienz: Luftverteilung und CO2-Belastung im Raum
  • Ermittlung einer effizienten CO-Schadstoffabsaugung in Einstellhallen

Stadtklima

Durch die Simulation der Auswirkungen von Wind, Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur und relativer Luftfeuchtigkeit stellt Lemon Consult Entscheidungsgrundlagen bereit um den Städtebau, die Architektur und die Materialisierung hinsichtlich Komfort, Sicherheit und Widerstandsfähigkeit zu optimieren. Die Simulationen basieren auf Wetterdaten, die auch das zukünftige Klima mit einbeziehen.
Dienstleistungen
  • Quantifizierung der Behaglichkeit im Aussenraum
  • Entscheidungsgrundlage für Massnahmen zur Verbesserung des Aussenkomforts
  • Entscheidungsgrundlage für die Materialisierung von Fassadenbegrünung und Planung der Vegetation
  • Berechnung der Universal Thermal Climate Index (UTCI) und der Oberflächentemperatur
  • Areale gegen zukünftige Hitzesommer geprüft
  • Verknüpfung mit Solarertragsanalyse, Verschattungsstudie, Tageslicht

Nachhaltigkeit

Der behördliche Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes, die Auswertung des thermischen Komforts und die Tageslichtverfügbarkeit erfolgen vorzugsweise mittels Gebäudesimulationen.
Dienstleistungen
  • DIN 4108-2: Sommerlicher Wärmeschutz
  • SIA 180, SIA 382-1: Sommerlicher Wärmeschutz, Notwendigkeit einer Kühlung
  • Minergie: Nachweis der baulichen Anforderungen und des Komforts
  • DGNB: Tageslicht (SOC 1.4 gemäss DIN 5034, ASR), Behaglichkeit (SOC 1.1 gemäss DIN 15251, ISO 7730)
  • LEED: EA credits (Energy and Atmosphere) mit Whole Building Simulation nach ASHRAE 90.1, EQ credits (Indoor Environmental Quality) mit Daylight, Thermal Comfort usw.
  • BREEAM: Tageslicht (Hea 01), Behaglichkeit (Hea 04), Energie (Ene 01)
  • WELL v2: Enhanced Daylight Simulation (L01, L05)

Atrium mit Glasdach

Ein Atrium kann eine wertvolle Ergänzung eines Gebäudekonzeptes sein und bietet der Architektur viele Möglichkeiten hinsichtlich Funktionalität und Ästhetik. Eine optimale Verknüpfung mit dem Energiekonzept und der Bauphysik ist jedoch notwendig. Am besten werden diese Zusammenhänge schon in den frühen Planungsphasen berücksichtigt.
Dienstleistungen
  • Tageslicht
  • Temperaturverlauf über das Jahr
  • Kaltluftabfall im Winter (Zugluftrisiko)
  • Kondensatproblematik Glasdach
  • Sommerlicher Wärmschutz
  • Lüftungskonzept und Nachauskühlung
  • Entrauchung

Lüftungsanlagen für Parkhäuser

Die Richtlinie ‚Lüftungsanlagen für Parkhäuser SWKI VA 103-01‘ ist die Grundlage zur Planung der Belüftung von Mittel- und Grossgaragen.

Ein Simulationsnachweis erlaubt, das Kanalnetz zu vereinfachen und erschliesst so ein hohes Sparpotential. Durchfahrtshöhen können einfacher sichergestellt werden. Zusätzlich darf die Luftmenge auf 70 % des Basiswertes reduziert werden. Die Einhaltung der CO-Schadstoffgrenzwerte wird für das individuelle Konzept nachgewiesen.

Für Bauherren und Investoren ist ein Simulationsnachweis hinsichtlich Kosteneinsparungen besonders wirtschaftlich.
Dienstleistungen
  • Einsparung Investitions- und Betriebskosten
  • Individuelles Konzept
  • Optimierung Durchfahrtshöhen und Geschosshöhen
  • Reduzierung der Luftmengen
  • Vereinfachung der Anlagen und Kanalnetze