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Energiekonzepte simulieren

Vela Solaris liefert spannende Einblicke in die Simulation von Energiesystemen in der Deutschen BauZeitschrift (DBZ)

Bei der Planung von Energiesystemen für Gebäude und Quartiere reichten bisher Normwerte und ein Tabellenkalkulationsprogramm aus. Das verändert sich derzeit grundlegend. Nachgefragt werden zunehmend Energiesysteme, die bezüglich Nachhaltigkeit und Effizienz einem höheren Standard entsprechen. Die Planung anspruchsvollerer Energiesysteme bedingt aber auch verbesserte Prozesse und Werkzeuge. Dynamisch simulierte Energiesysteme sind wirtschaftlicher und zuverlässiger als konventionell geplante Systeme. Bauherren tun gut daran, nur zu bauen, was simuliert wurde.

Ein Leuchtturmprojekt für eine moderne Quartiersplanung mit dem Einsatz von Simulation ist das neu entstehende Stadtquartier „die Überseeinsel“ in Bremen. Einen spannenden Praxiseinblick geben die Überseeinsel GmbH und das beauftragte Planungsbüro PBS Energiesysteme GmbH.

Der Artikel ist im Print in der Deutschen BauZeitschrift (DBZ 07/08/2021) und Online erhältlich: Hier geht’s zum Artikel

Die Simulationssoftware Polysun im Einsatz

Gebäude(system)techniker setzen auf Simulation statt Excel

Spannender Fachartikel von Angela Krainer in der diesjährigen Edition „Integrale Planung“ des Heizungs Journals

Simulations-Ergebnisse lassen Rückschlüsse zum energetischen Gesamtsystem, aber auch zu einzelnen Energiesystemkomponenten, zu. Auf Knopfdruck wird ersichtlich, wie sich ein Energiesystem zum Beispiel bezüglich Eigenverbrauch oder der Wärmeschichtung im Speicher verhält. Unsere Geschäfsführerin Angela Krainer zeigt in einem spannenden Artikel in der aktuellen Edition „Integrale Planung“ der Heizungs-Journal Verlags GmbH (www.integrale-planung.net) auf, wie Simulation heute effektiv bei der Konzeption und Planung von Gebäudeenergiesystemen eingesetzt wird. Dies auch anhand erfolgreicher Praxisbeispiele unserer Kunden reich+hölscher sowie I pro K Ingenieurgesellschaft.

Die Simulationssoftware Polysun im Einsatz

Der Artikel ist im Print erhältlich („Gebäude(system)techniker setzen auf Simulation statt Excel“ aus Edition Integrale Planung, Heizungs-Journal Verlags-GmbH, Ausgabe Mai 2021, Seiten 16 ff): Link

Eine Online-Publikation folgt in Kürze – stay tuned.

levelup mit Polysun

Vizeweltmeister TH Rosenheim tritt erneut beim Solar Decathlon Europe 21 an und setzt dabei auf Polysun.

Ideen für nachhaltige Stadtentwicklung gibt es viele. Entscheidend ist, den Ideen auch Taten folgen zu lassen. Der Solar Decathlon Europe 21 (SDE21) steht daher unter dem Motto „Design – Build – Operate“. Hochschulteams aus der ganzen Welt kommen zusammen, um Solarhäuser mit neutraler oder sogar positiver Energiebilanz zu planen, zu bauen und zu betreiben. 

levelup mit Polysun

Mit dem Solar Decathlon Europe 21 (SDE21) kommt der Hochschulwettbewerb zum ersten Mal nach Deutschland. 18 Teams aus elf Ländern haben sich für den urbanen Zehnkampf für nachhaltiges Bauen und Leben in Wuppertal qualifiziert. Sie bringen ihre innovativen Wohnideen nicht nur aufs Papier, sondern bauen sie in Form von voll funktionierenden Prototypen in Wuppertal auf.

Die Technische Hochschule Rosenheim will es nach dem großartigen Erfolg beim Solar Decathlon Europe 2010 als „Vizeweltmeister im Solaren Bauen“ nochmals wissen. Das Projekt levelup der TH Rosenheim wird derzeit von einem interdisziplinärem Projektteam verschiedener Studiengänge und Fakultäten vorangetrieben. An ihrer Seite stehen rund 20 beratende Professor*innen aus unterschiedlichen Studiengängen. „levelup“ steht für eine modulare, flexible Aufstockung in Holz-Leichtbauweise, adaptierbar auf nahezu alle 1950er bis 1970er Jahre Bauwerke. Dadurch entsteht eine innovative Lösung zur Nachverdichtung in Städten, die auf den größten Anteil des deutschen Gebäudebestandes an Mehrfamilienhäusern angewandt werden kann.

levelup setzt auf eine erneuerbare Energieversorgung: Die Aufstockung soll auf ein Energieplus-Level gebracht werden, das über den Lebenszyklus auch die Versorgung des Bestandes inkludiert. Dazu tragen Photovoltaikmodule zur solaren Stromgewinnung auf der gesamten Fassade und auf dem Dach bei.

Bei der Planung des solaren Energiesystems setzt das interdisziplinäre levelup Team auf die Simulationssoftware Polysun von Vela Solaris. Die Energieproduktion kann über den gesamten Lebenszyklus punktgenau simuliert werden. Den Student*innen gelingt es mit Polysun Planungssicherheit zu gewinnen und zu überprüfen, ob die Anforderungen bezüglich des Energieplus-Levels erreicht werden.

Der Wettbewerb läuft bis im Sommer 2022 – dann werden die gebauten Häuser bewertet und prämiert. Das levelup Team ist also mitten bei der Arbeit! Das ganze Vela Solaris Team drückt die Daumen!

Mehr zum levelup Projekt erfahren: Link

Lastspitzenkappung mit Gewerbespeichern – Nachfrage steigt

pv magazine aktualisiert Marktübersicht zu Gross- und Gewerbespeichern. Polysun ist als Simulationstool für die Speichereinbindung genannt.

Die Nachfrage nach Gewerbespeichern zur Lastspitzenkappung (Peak Shaving) steigt. Das pv magazine hat seine Marktübersicht aktualisiert und stellt interessante Ergebnisse fest: Die Herstellerpreise sind im Schnitt um fünf Prozent gesunken. Der Markt ist in absoluten Zahlen zwar immer noch klein – mit jedoch stark wachsendem Trend. Ein Trend, den wir bei Vela Solaris auch wahrnehmen: Die Nachfrage nach Simulation von Energiesystemen mit Speichern steigt! Mit unserer Simulationssoftware Polysun kann aufgezeigt werden, welchen Einfluss die Speichereinbindung auf die Erhöhung des solaren Eigenver­brauchs, die Lastspitzenkappung zur Netzentgeltreduktion oder auf die Integ­ration von Elektrofahrzeugen hat. Wir freuen uns, dass wir als einzige Simulationssoftware in der spannenden Marktübersicht von pv magazine gelistet sind.

Hier zur Marktübersicht von pv magazine:

Polysun ist von Minergie als Tool akkreditiert

Unsere Simulationssoftware Polysun ist für den Ausweis von PV-Erträgen als Berechnungstool neu offiziell von Minergie akkreditiert.

Minergie setzt sich für eine Qualitätssicherung in der Planungs-, Bau- und Betriebsphase von Gebäuden in der Schweiz ein. Die drei Gebäudestandards Minergie, Minergie-P und Minergie-A stellen bereits in der Planungsphase klare Anforderungen in Bezug auf Qualität, Effizienz und Komfort. Heute werden je nach Region 10% bis 25% der Neubauten nach Minergie geplant.

Zum Nachweis des PV-Ertrags möchte Minergie eine nachvollziehbare und einheitliche Prüfung der Minergie-Anträge gewährleisten. Es freut uns sehr, dass unsere Simulationssoftware Polysun für den Ausweis von PV-Erträgen als Berechnungstool neu offiziell von Minergie akkreditiert ist.

Polysun berücksichtigt bei der PV-Ertragsprognose den Wirkungsgrad der Module, die Ausrichtung und Grösse der Anlage, den exakten Standort und stützt sich dabei auf aktuelle Wetterdaten. Mit Polysun können so auch höhere Erträge als der Standardwert von 800 kWh/kWp geltend gemacht werden. In der Schweiz sind an den meisten Standorten Erträge mit 1‘000 kWh/kWp und mehr möglich. Es lohnt sich also, PV-Erträge mit Polysun zu rechnen und für Minergie-Anträge zu verwenden.

Quelle Minergie

Möchten Sie mehr dazu erfahren? Nehmen Sie mit uns Kontakt auf:

Digitale Simulation reduziert den Performance-Gap (HK-Gebäudetechnik)

Der Betrieb von Gebäuden verläuft oft nicht so wie geplant. Gerade bei der Auslegung von Energiesystemen entstehen deutliche Planabweichungen.

Der Performance-Gap von Energiesystemen lässt sich vermeiden: Setzt man auf Simulation statt auf Standard-Werte wird die Planung zuverlässiger und genauer. Damit sinken auch die Kosten für Bau und Betrieb des Energiesystems substantiell. Verschiedene Praxisbeispiele zeigen dies eindrücklich. Ob Einfamilienhaus, Grossprojekt oder Areal: Eine exakte Dimensionierung der Komponenten mit Simulation sorgt für höhere Systemeffizienz und niedrigere Investitions- und Betriebskosten.

Hier geht’s zu den Praxisbeispielen und zum vollständigen Artikel erschienen in HK-Gebäudetechnik (11-12-2020).

Möchten Sie erfahren, wie Sie Simulation für eine zuverlässige und zeitsparende Auslegung Ihrer Projekte im Bereich Gebäudetechnik nutzen können? Nehmen Sie mit uns Kontakt auf:

Polysun für BIM: Der neue Polysun-Release erhöht die Planungsqualität

Mit dem aktuellen Release von Polysun wird die Nutzung von Simulation in der digitalen Planung der Gebäudetechnik noch einfacher. Dies ermöglicht erstmalig die Einbindung von Simulation in BIM-Projekte.

Die digitale Simulation von Energiesystemen generiert einen klaren Mehrwert: Verschiedene Fragestellungen werden früh getestet und die Qualität der Planung nimmt zu. Investitions- und Betriebskosten sinken dadurch massgeblich.  Mit dem aktuellen Release von Polysun wird die Nutzung von Simulation in der digitalen Planung noch einfacher: Relevante Informationen zum aktuellen Planungsstand sind per Knopfdruck verfügbar. Die Erfüllung gesetzter Anforderungen an das Energiesystem ist sofort ersichtlich. Der Datenimport und -export geschieht automatisiert und unterstützt die interdisziplinäre Arbeit im Team. Dies ermöglicht auch erstmalig die nahtlose Einbindung der Simulation von Energiesystemen im BIM-Kontext.  Simulationsergebnisse können noch schneller generiert und validiert werden. Als digitaler Zwilling stehen die Planungsdaten reproduzierbar zur Verfügung und generieren einen Mehrwert bis in die Betriebsphase. Die Qualitätssicherung gelingt damit leicht! Unser Entwicklungspartner, das Ingenieur-Dienstleistungsunternehmen Amstein & Walthert bestätigt uns: „So macht die Planung von Energiesystemen Freude! Wir konnten Polysun-BIM an einem konkreten Bauprojekt testen und sehen grosses Potential.“

Highlights des Polysun-Software-Releases Version 12, mit Polysun BIM Add-On:

  • Polysun-BIM unterstützt den automatisierten Datenaustausch. Meteodaten, Heizlastdaten und Simulationsergebnisse sind damit für das Projektteam jederzeit an der gewünschten Stelle verfügbar.
  • Der Daten-Import wird einer automatisierten Qualitätsprüfung unterzogen. Unplausible und lückenhafte Daten werden sofort erkannt.
  • Zielvorgaben aus dem Bauprojekt (z.B. COP, JAZ, Autarkiegrad, Solardeckungsgrad, fossiler Anteil, oder maximales Energiedefizit) werden für das Energiesystem in Polysun projektspezifisch definiert. Die Zielerreichung und Abweichungen liegen jederzeit per Knopfdruck vor.
Neuer Release mit Polysun BIM Add-On verfügbar: Jetzt kostenlos testen

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Solarthermie für Prozesswärme wie ein Billyregal kaufen

Wann ist der Einsatz von Solarthermie in der Industrie sinnvoll? Ein Forscherteam der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) untersucht skalierbare Kollektoranlagen und liefert Antworten.

In den letzten Jahren hat sich die Zahl von Solarthermie-Anlagen zur Erzeugung von Prozesswärme mehr als verfünffacht.  Auch in der Schweiz wird Solarwärme in der Industrie genutzt. Das HSR-Forscherteam hat in einem mehrjährigen Monitoringprogramm Erkenntnisse zu einem sinnvollen Einsatz gewonnen. Günstige Voraussetzungen haben insbesondere die Lebensmittel-, Textil-, Papier- und Pharmaindustrie. Mit der Simulationssoftware Polysun wurde durch das HSR-Forscherteam die optimale Kollektorfläche und Speichergrösse simuliert. Mit Polysun können sämtliche marktüblichen Technologien in der Strom-, Wärme- und Kälteerzeugung geschickt im Zusammenspiel simuliert und optimiert werden – gerade auch in BIM-Projekten.

Quelle SPF

Hier geht’s zu den Erkenntnissen und zum vollständigen Bericht erschienen im Fachmagazin Phase5, Ausgabe 4, 2020

Gerne kooperieren wir auch mit anderen Forschungsinstituten in der Simulation aller marktüblichen Technologien in der Strom-, Wärme- und Kälteerzeugung. Nehmen Sie mit uns Kontakt auf:

Simulation in BIM-Projekten clever nutzen: So macht Planung Freude!

BIM (Building Information Modelling) schürt hohe Erwartungen an Zeit- und Kostenersparnisse und an die Verbesserung der Planungsqualität. In einem gemeinsamen Projekt von Amstein + Walthert mit Vela Solaris und mit finanzieller Unterstützung von EnergieSchweiz wurde geprüft, wie ein konkreter Mehrwert für die Praxis geschaffen werden kann. Ein entscheidender Erfolgsfaktor liegt in der Verknüpfung von Simulation und BIM. Die entsprechenden Tools und Prozesse liegen vor und wurden anhand aktueller Bauvorhaben erfolgreich angewendet. Der entsprechende Use Case wird über Bauen Digital Schweiz öffentlich zugänglich.

Die Anforderungen an Gebäude steigen: mit Konsequenzen für die Planung

Gebäude von heute müssen steigenden Anforderungen genügen: Sie sollen hohen Komfort bieten, mit moderner Architektur überzeugen und gleichzeitig energieeffizient und profitabel gebaut und betrieben werden können. Für die Planung bedeutet dies, dass unterschiedlichen Disziplinen in enger Zusammenarbeit für eine hohe Planungsqualität sorgen müssen. Damit dies gelingt, braucht es zwei Dinge zwingend:

  • Zielvorgaben frühzeitig definieren:  Für das Gesamtprojekt müssen die Zielvorgaben aus Bauherrensicht möglichst frühzeitig vorliegen und für die einzelnen Fachbereiche von Architektur bis Gebäudetechnik übersetzt werden.
  • Änderungen von Zielvorgaben flexibel ermöglichen: Kommt es zu veränderten Anforderungen oder Rahmenbedingungen eines Projektes, müssen die relevanten Informationen dem Projektteam unmittelbar und zuverlässig zur Verfügung stehen.

Nur so kann in der Planung sichergestellt werden, dass Abweichungen von Zielvorgaben vom Projektteam erkannt und mit möglichst tiefen Kosten behoben werden können.

Simulation als Erfolgsfaktor für eine verlässliche Planung

Die dynamische Simulation bezüglich Energieverbrauch und der Bedarfsdeckung durch Energiesysteme setzt genau hier an. In Zeitschritten bis auf Sekundenbasis wird simuliert, wie sich das geplante Energiesystem im Betrieb verhält: von der Wärmeschichtung im Speicher bis zum Eigenverbrauch der Stromproduktion der Solaranlage.

Mittels Simulation wird per Knopfdruck klar, ob eine veränderte Ausgangslage zu einer Abweichung von den Zielvorgaben führt – von der frühen Ideenphase bis zur fortgeschrittenen Planung. Werden beispielsweise die Dachfläche reduziert oder die Gebäudenutzung verändert, können die Auswirkungen auf den Energieverbrauch und die Energiesystemtechnik sofort simuliert und gegebenenfalls technische Anpassungen vorgenommen werden. Dies erhöht die Planungssicherheit und somit das Vertrauen der Bauherrschaft in die Planung.

Was bedeutet dies nun aber im Zusammenhang mit BIM? Welche Vorteile entstehen durch die Verknüpfung mit der Simulation? Und welche Auswirkungen entstehen dadurch für Prozesse und Tools?

Amstein + Walthert und Vela Solaris gehen hier den nächsten Schritt. In einem gemeinsamen Projekt unterstützt von EnergieSchweiz wurde der Planungsprozess im Bereich der Modellbasierten Performance Optimierung und das Simulationstool Polysun gezielt genutzt und optimiert.

Modellbasierte Performance Optimierung (MPO): BIM und Simulation geschickt verknüpft

Der neues Use Case «Modellbasierte Performance Optimierung – MPO» von Amstein+Walthert vereint die Fachbereiche Gebäudesimulation, die Energiesystemsimulation und die Gebäudetechnikplanung. Hauptaugenmerk liegt dabei darauf, Planungsanpassungen jederzeit und in häufigen Iterationen zu ermöglichen – und zwar durchgängig über alle Fachbereiche hinweg.

Der MPO-Use Case verknüpft geschickt Planung mit Simulation und nutzt dabei die Vorteile der BIM-Methodik: Planer, Simulations- und BIM-Expertinnen und Projektleiter bei Amstein + Walthert sowie Experten für Energiesystemsimulation von Vela Solaris haben ihr Wissen in die MPO eingebracht. Die effizientesten Arbeitsabläufe und entsprechenden Schnittstellen zwischen verschiedenen Fachbereichen wurden gemeinsam definiert, um den nahtlosen Austausch von Simulationsergebnissen zu ermöglichen und damit die Planungssicherheit zu steigern. Als Ergebnis werden in der MPO die benötigten Informationen und Simulationsergebnisse automatisiert miteinander verknüpft, Änderungen dokumentiert und Planungsarbeiten im BIM-Projekt transparenter gemacht. Häufige Iterationen der Planungs- und Simulationsergebnisse sind damit noch einfacher möglich und erleichtern die effiziente Arbeit für alle Projektbeteiligten. 

Die MPO wurde anhand sich aktuell in Planung befindenden Projekten erfolgreich getestet. Das Projektteam ist von der gewonnenen Prozesseffizienz und -qualität überzeugt. Der auf Open-BIM basierende Use Case ist auf der Use Case Management Plattform von Bauen Digital Schweiz und buildingSMART Switzerland veröffentlicht. Die MPO-Methode steht somit allen Interessierten zur Verfügung, kann stetig verbessert und einfach angewendet werden.

Smarte Prozesse brauchen smarte Tools

Die Simulationssoftware Polysun von Vela Solaris wird von Amstein + Walthert schon seit Jahren gezielt für die Simulation von Energiesystemen für Gebäude und Quartiere genutzt. Im gemeinsamen Projekt wurde Polysun BIM-fähig gemacht und unterstützt somit ideal den MPO-Prozess.

Open-BIM Schnittstellen ermöglichen einen weitgehend automatisierten Datenaustausch. Simulationsergebnisse sind damit für das Projektteam jederzeit an der gewünschten Stelle verfügbar und werden ins BIM-Modell der Gebäudetechnik übergeben. Dadurch muss nur Zeit für die Planung aufgewendet werden, wenn Abweichungen von den Zielwerten eintreten – die Planungszeit reduziert sich deutlich. Die Auswertung der Erreichung von Zielvorgaben an die Gebäudetechnik wird von Polysun-BIM ebenfalls digital unterstützt.

Alle Simulationsergebnisse bleiben mit Polysun-BIM transparent dokumentiert und liefern einen Mehrwert bis in die Betriebsphase – für eine einfache Qualitätssicherung.

Simulation macht Freude in der Anwendung

Mit der neuen MPO und Polysun-BIM von Vela Solaris wird es für SimulationsexpertInnen und PlanerInnen viel einfacher, Anlagen für Gebäude von heute exakt zu planen. Relevante Informationen werden digital ausgetauscht und mühselige Prüfschritte der Datenqualität entfallen.

Systemunterstützt werden Zielabweichungen sofort transparent und die Expertise kann auf die wesentlichen Punkte gelenkt werden – für eine hohe Planungsqualität, die überzeugt. So macht die Anwendung von Simulation in der Planung Freude!

Wir danken Amstein + Walthert für die tolle Zusammenarbeit und EnergieSchweiz für die Projektunterstützung!

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