Scientific Simulation Environment SMILE für gutes Klima

Wenn die Temperaturen draußen die 30-Grad-Marke übersteigen, wird die Arbeit in schlecht belüfteten Büros zur Qual. Um ein Wohlfühlklima zu gewährleisten, setzen Architekten bereits bei der Planung auf Simulationsprogramme.

Viele miteinander wechselwirkende Faktoren müssen dabei berücksichtigt werden: Die Größe und Ausrichtung des Gebäudes spielen ebenso eine Rolle wie Luftströmungen, Stärke und Richtung der Sonneneinstrahlung. Ebenso bedeutend sind die Eigenschaften der am Bau verwendeten Materialien. Mit diesen Vorgaben können die Programme Belüftung und Wärmeverteilung in einem Gebäude berechnen und optimieren. Damit tragen sie auch dazu bei, dass Bau- und spätere Betriebskosten erheblich reduziert werden.

Obwohl solche Simulationen inzwischen Standard sind, gibt es bisher nur wenige geeignete Programme. »Vor allem fehlen funktionierende Schnittstellen, um die CAD-Daten der Architekten mit den Simulationsprogrammen zu verbinden«, weiß Dr. Christoph Nytsch-Geusen vom Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwartechnik FIRST. »Bisher erfolgt der Datenaustausch durch manuelle Eingabe. Da dies eine Weile dauert, ist es nahezu ausgeschlossen, ›mal so eben‹ eine bauliche Variante zu testen.« Ein weiteres Problem: Simulationen, die das energetische Verhalten eines gesamten Gebäudes vereinfacht erfassen, passen schlecht zu detaillierteren Strömungssimulationen der Raumluft, in die die 3-D-Geometrien aller Zimmer und Flure eingehen. Diese Probleme gibt es mit SMILE nicht. Dieses abgekürzt nach Scientific Simulation Environment benannte Simulationswerkzeug ermöglicht einerseits den automatischen Import der CAD-Daten über die im Bauwesen international standardisierte IFC-Schnittstelle. Andererseits können die beiden Simulationstypen miteinander gekoppelt werden.

Die Verbindung von CAD und Strömungssimulation entstand in einem Projekt mit der Technischen Universität Berlin, dem Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik und dem ebenfalls in Berlin ansässigen Software-Entwickler CADKON systems. »SMILE ist auch außerhalb der Fachwelt auf positive Resonanz gestoßen«, sagt der »Vater« der Software Nytsch-Geusen lächelnd. »Bereits vor vier Jahren haben Kollegen von mir das Unternehmen dezentral gegründet. Neben der weiteren Entwicklung von SMILE bietet es mit FIRST Dienstleistungen und Schulungen zu den verschiedensten Aspekten von Energie und Bau.« Die Wissenschaftler haben inzwischen ganz neue Bereiche erschlossen. So simulieren und optimieren sie in Energie- und Verfahrenstechnik das Betriebsverhalten ganzer technischer Anlagen.