Historisch betrachtet ging die Entwicklung zur dynamischen Simulation von Erfahrung und schätzen, zu den ersten statischen Berechnungen und somit zu den ersten konkreten mathematischen und statischen Modellen (in unserer Zeit durch die Normen repräsentiert), dann zu Berechnungen in Stundenschritten (eine Vereinfachung und Vorläufer von Simulationen) und dann zur modernen Simulation.
Wussten Sie das es bereits im Mittelalter, also vor ca. 500 Jahren eine Art von Computern gab?
Damals saßen einige Dutzend, mathematisch begabte, Menschen in großen Räumen und rechneten tagelang an verschiedenen Aufgaben.
Allerdings wären diese an modernen Simulationen gescheitert, bzw. würden sie mehrere Jahrhunderte an der Bewältigung einer durchschnittlichen Simulation rechnen.
Erst mit den modernen Computern, Netzwerken und Informationsverarbeitungssystemen ist es möglich den enormen Rechenaufwand von Simulationen (Auflösung der Rechenschritte in Sekunden und Sekundenbruchteilen) zu bewältigen.
Ein Rechenschritt, beinhaltet mehrere komplexe Rechenoperationen je Sekunde, Sekundenbruchteilen, Minuten, Tagen, ...
Es wird eine Berechnung beispielsweise von Außen angestoßen (Licht fällt auf ein Fenster), die Lichtstrahlung breitet sich aus, der Boden, die Möbel und die Wände werden erwärmt, Licht wird absorbiert und/oder reflektiert, es wird der Einfluss auf die Heiz- und Kühllast berechnet und die sich ergebenden Einflüsse auf andere Faktoren.
Alles ist dynamisch und verändert sich mit jedem Rechenschritt.
Diese Berechnungen werden in Zeitschritten (Sekundenbruchteil, Sekunde, ...) durchgeführt und die Ergebnisse werden mitprotokolliert.
Diese Ergebnisse werden anschließend grafisch, anschaulich und repräsentativ, aufbereitet.
Wer kann schon Entscheidungen treffen auf Basis von etlichen tausend Büchern angefüllt mit Zahlen (Ausgabe in roher Form), je Simulation?
Simulationen benötigen, je nach Auflösung und Feinheit der Rechenschritte, enorme Rechenkapazitäten.
Glücklicherweise können diese in unserer Zeit ausgelagert werden, da große Unternehmen wie Amazon, Rechenkapazitäten günstig verkaufen.
Wichtig ist es die Startparameter zu definieren und die Umgebungsvariablen genau zu beschreiben.
Was normalerweise mit vielen mathematischen Ausdrücken erfolgt, wird vom BIM HVACTool aufbereitet und an die unterschiedlichen Open Source Simulationskerne zur Auswertung übergeben.
Simulationen liefern viele hübsche Bilder, es Bedarf somit einer gewissen Fachkenntnis, um zu erkennen ob diese Bilder plausibel sind oder ob die Simulation fehl geschlagen ist.
Gründe eines Fehlschlags können ungenau oder fehlerbehaftete Start- und Umgebungsparameter sein.
Es kann ein defektes oder ungenau definiertes Netz vorliegen (CFD-Simulation), es kann sein das ein anderer Löser genutzt werden muss, ...
Vieles kann schief gehen, aber wenn man sich an die beschriebene Vorgehensweise hält ist der Erfolg sicher.
Im Bedarfsfall hilft unser Support gerne weiter.
Eine Simulation kann zwar die Vorgänge in der Natur nachbilden, sofern man die korrekten Parameter und Umgebungsvariablen nutzt, aber auch nur in diesem vorgegeben Rahmen.
Man muss also schon im Vorfeld eine Ahnung haben, ein Gespür dafür entwickelt haben, wie das Ergebnis aussehen kann.
Simulationssoftware kann also nur erfolgreich eingesetzt werden wenn man über das dazugehörige Fachwissen verfügt.
Beispielsweise, wenn man feuchte Luft unter den Taupunkt kühlt, fällt Tauwasser an, das Tauwasser muss irgendwo hin.
Wenn also in der Simulation das Tauwasser fehlt, ist klar das die Simulation fehl geschlagen ist.
Eine oft unterschätzte Gefahr ist, das man versucht die Simulation so hinzu trimmen, das man das erwartete oder gewünschte Ergebnis erhält, obwohl in Wahrheit das Ergebnis ein anderes wäre.