Simulativer Vergleich der thermischen Bedarfsabschätzung eines Einfamilienhauses

Abstract

Im IBPSA Project 1 wurde neben der Kernbibliothek Modelica-IBPSA auch die Bibliothek AixLib zur quelloffenen Modellierung von Gebäudeenergiesystemen mit Modelica entwickelt. Verglichen mit dem speziell für die energetische Gebäudesimulation entwickelten quelloffenen Programm EnergyPlus ermöglichen die Modelica-Bibliotheken eine physikalisch realistischere Modellierung der Regelung moderner Anlagentechnik. In EnergyPlus hingegen ist die Wärmeübertragung durch die Gebäudehülle mit einem höheren Detailgrad modelliert. Fraglich ist, in welchem Ausmaß die in der AixLib getätigten Vereinfachungen die Ergebnisse einer energetischen Gebäudesimulation beeinflussen. In dieser Studie werden die erforderliche Heizleistung und der Heizbedarf eines Einfamilienhauses mittels Jahressimulationen des in der AixLib enthaltenen High-Order-Gebäudemodells des Einfamilienhauses und eines EnergyPlus-Gebäudemodells des Einfamilienhauses ermittelt und verglichen. Die Ergebnisse des AixLib-Gebäudemodells zeigen einen nach oben verschobenen Verlauf der erforderlichen Heizleistung gegenüber den Ergebnissen des EnergyPlus-Gebäudemodells. In der kalten Jahreshälfte wird mit dem AixLib-Gebäudemodell ein etwa 1 %, in der warmen Jahreshälfte ein etwa 31 % und im gesamten Jahr ein etwa 2 % höherer Heizbedarf berechnet. Die in EnergyPlus umgesetzte zusätzliche Diskretisierung der einzelnen Wandschichten führt insbesondere im Sommer zu höheren Oberflächentemperaturen der Außenwände, wodurch ein geringerer Heizbedarf berechnet wird.