1. Stadtklimamodelle

(mikroskalige CFD-Strömungsmodelle) – detaillierte Repräsentation des zu untersuchenden Gebiets auf Basis eines hochaufgelösten dreidimensionalen semantischen Geometriemodells

Basisdaten: Geodaten, z.B. Gelände, Vegetation (3D), Gebäude (3D, bis LOD2), Landnutzung, Gewässer

Für die Bewertung der Schadensfälle Sturm und Schlagregen sind dabei pro Fallbeispiel mehrere Simulationen notwendig, um die kritischen Windanströmungsrichtungen abzudecken. Die Bewertungen des Schlagregens und der Sturmgefahren für Parkanlagen stellen komplett neue Anwendungsfälle für die Modellierung dar, welche bei der Bearbeitung der Fallbeispiele erst entwickelt und kalibriert werden müssen.

 

2. Hygrothermische Gebäudesimulation

detaillierte Bauaufnahme der zu untersuchenden Fallbeispiele

Basisdaten: Geometrie des Gebäudes und seiner Umgebung, alle Baukonstruktionen und Fenster inklusive ihrer Materialeigenschaften, Anlagentechnik inklusive ihrer Regelung, Luftwechsel sowie interne Wärme- und Feuchtelasten infolge der Gebäudenutzung.

Simulationsmodelle für die typisierten Gebäude werden auf Basis des Katalogs regionaltypischer Gebäudetypen erstellt. Die Gebäudesimulationsmodelle der Fallbeispiele werden zusätzlich anhand von Messwerten kalibriert, um sicher zu stellen, dass die simulierten Daten der Realität entsprechen und das Modell belastbar ist, um damit Varianten und Schadensfälle zu simulieren. Mittels der Gebäudesimulationsmodelle können dann die Schadensfälle Hochwasser sowie Hitze und Trockenheit bewertet werden.

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3. Hygrothermische Bauteilsimulation

detaillierte Erfassung der zu untersuchenden Baukonstruktionen inklusive der physikalischen Eigenschaften der verbauten Materialien

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Die hygrothermische Bauteilsimulation erlaubt die Beurteilung des Wärme- und Feuchtehaushalts in mehrschichtigen Bauteilen, sowohl ein- als auch zweidimensional, und wird im Projekt zur Bewertung von Schadensfällen infolge Schlagregen und Hochwasser eingesetzt. Die Bewertung erfolgt spezifisch für jeden Querschnitt und Schadensfall und umfasst Auswertungen für weiterführende Schadensfälle (z.B. Frost, Schimmelpilz- oder Insektenwachstum etc.).

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PRÄVENTION

Aufbauend auf den Simulationsmodellen werden Anpassungsstrategien für besonders vulnerable Kulturgüter entwickelt und bewertet. Im Gebäudekontext konzentriert sich KERES auf folgende Punkte:

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• Entwicklung eines Katalogs von Maßnahmen zur Vermeidung der Wirkungen langanhaltender Hitzeereignissen – Maßnahmen zur passiven (z.B. intelligente Verschattungssteuerung, nächtliches Lüften, etc.) als auch aktiven (z.B. Kühlung) Vermeidung.

• Entwicklung eines Katalogs präventiver Schutzmaßnahmen gegen Schlagregen – Simulation der Wirkungsweise von konstruktivem Regenschutz und Hydrophobierung, einsetzbar zur Vermeidung einer erhöhten Durchfeuchtung von Gebäudebauteilen und in der Folge von Frost, Ausblühungen, Wachstum bauschädigender Pilze und Insekten etc.

 

Die Anwendbarkeit im Bereich von Kulturgütern im Allgemeinen und für die Fallbeispiele im Speziellen wird zusammen mit den assoziierten Partnern geprüft. Mit Hilfe der Gebäudesimulationsmodelle wird anschließend die Wirksamkeit der ermittelten Anpassungsmaßnahmen in den konkreten Fallbeispielen beurteilt.