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Strömungssimulation

Grundlage für Strömungssimulation (CFD) sind die Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie — die sogenannten "Navier-Stokes-Gleichungen". Diese stellen mathematisch gesehen ein System von nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen zweiter Ordnung dar. Eine geschlossene Lösung dieser Gleichungen existiert bis heute noch nicht, jedoch kann mit Hilfe von CFD-Programmen eine numerische Lösung der Grundgleichungen erzielt werden.

Wir leisten für Sie:

  • Bewertung von Raumluftströmungen zur Vermeidung von Zuglufterscheinungen z.B. in Abhängigkeit der Position der Luftein- und Luftaustrittsöffnungen
  • Analyse und Bewertung der Behaglichkeit und des thermischen Komforts durch eine 2D- oder 3D-Strömungssimulation wie bspw. in Atrien, vor einer Glasfassade etc.
  • Dimensionierung von Lüftungsöffnungen bei natürlicher Belüftung
  • Berechnung der Gebäudeumströmung zur Bestimmung der Winddruckverhältnisse um das Gebäude und ggf. Zuglufterscheinungen in Innenhöfen,  auf Terrassen und Flachdächern
  • Strömungstechnische Optimierung von raumlufttechnischen Anlagen und Komponenten
  • Berechnung und Analyse der räumlichen Verteilung von Raumluft-, Strahlungs- und operativen Temperaturen

Für die Simulation werden die zu untersuchenden Gebäude oder Gebäudeteile in eine Vielzahl von sehr kleinen Volumina unterteilt und für jede Rechenzelle die Bilanz für Masse, Impuls und Energie gelöst (Finite-Volumen-Modell). Damit können für jede Rechenzelle die Größen „Temperatur“ und „Druck“ sowie die Luftgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Berechnung kann zwei- oder dreidimensional, stationär oder instationär (zeitabhängig) erfolgen. Ein wichtiger Bestandteil der Berechnung ist die Definition der Randbedingungen (z.B. Oberflächentemperaturen auf dem Rand des Rechengebietes, die Eintritts- und Austrittsöffnungen und Volumenströme und deren Temperatur). Die Strömungssimulationen dienen in erster Linie zur Entwicklung von Konzepten der Raumluftströmung. Sie erhöhen daher die Planungssicherheit und unterstützen die Nachweisführung bzw. können als Entscheidungsgrundlage herangezogen werden.

Des Weiteren können CFD-Luftströmungen im und um das Gebäude betrachtet und detaillierte Untersuchungen der Behaglichkeit (z.B. Zugluftfreiheit, Kaltluftabfall an der Fassade etc.) erfolgen. Eine direkte Schnittstelle zur CAD-Software Autodesk Revit ermöglicht hierbei ggf. den direkten Datenaustausch mit vorhandenen BIM-Modellen.