Professionelle Simulationen für anspruchsvolle Bauvorhaben

In der modernen Bauplanung reichen überschlägige Berechnungen und Faustformeln längst nicht mehr aus, um komplexe energetische und klimatische Zusammenhänge zu erfassen. Anspruchsvolle Vorhaben erfordern präzise Analysen, die nur mit Hilfe von dynamischen und wissenschaftlich fundierten Simulationen zum Erfolg geführt werden können. Genau hier liegt unsere Expertise. Mit professionellen Simulationsprogrammen testen wir Ihr Projekt bereits in der Planungsphase auf Herz und Nieren. Wir schaffen damit eine Sicherheit, die im Bauwesen von unschätzbarem Wert ist – denn einmal gebaute Fehler lassen sich nur mit erheblichem Aufwand korrigieren. Unsere Simulationen sind mehr als nur Zahlenspielereien am Computer, sie sind virtuelle Prüfstände, die zeigen, wie sich Ihr Gebäude im realen Betrieb verhalten wird.

Die Palette der verfügbaren Simulationsmethoden ist in den letzten Jahren enorm gewachsen. Von thermischen Gebäudesimulationen über Strömungsberechnungen bis zu Tageslichtanalysen – für nahezu jeden Aspekt der Gebäudeperformance existieren heute leistungsfähige Werkzeuge. Wir beherrschen diese Tools nicht nur oberflächlich, sondern verstehen die dahinterstehende Physik und die Grenzen der jeweiligen Methoden. Diese Kompetenz macht den Unterschied zwischen einer aussagekräftigen Simulation und reinen Zahlenwerten ohne Praxisbezug. Jede Simulation ist nur so gut wie die Eingangsdaten und die Interpretation der Ergebnisse. Hier kommt unsere langjährige Erfahrung ins Spiel – wir wissen, worauf es ankommt und welche Parameter kritisch sind.

Thermische Gebäudesimulation: Das Herzstück energetischer Planung

Die thermische Gebäudesimulation bildet das thermische Verhalten eines Gebäudes über längere Zeiträume ab – typischerweise über ein ganzes Jahr mit stündlicher Auflösung. Anders als statische Berechnungsmethoden berücksichtigt sie dynamische Effekte wie Speichermassen, solare Einstrahlung, interne Wärmelasten und das tatsächliche Nutzungsverhalten. Das Ergebnis sind präzise Aussagen über Heiz- und Kühllasten, Raumtemperaturen und Behaglichkeit zu jeder Stunde des Jahres. Diese Detailtiefe ermöglicht es uns, kritische Situationen frühzeitig zu erkennen – etwa sommerliche Überhitzung in Dachgeschossen oder unzureichende Aufheizgeschwindigkeiten an kalten Wintermorgen. Wir können verschiedene Varianten der Gebäudehülle oder der Anlagentechnik durchspielen und deren Auswirkungen quantitativ bewerten.

Besonders wertvoll ist die thermische Simulation bei innovativen Gebäudekonzepten, für die es noch keine gesicherten Erfahrungswerte gibt. Wenn Sie beispielsweise Bauteilaktivierung, Phasenwechselmaterialien oder neuartige Lüftungskonzepte einsetzen wollen, liefert die Simulation die nötige Sicherheit. Wir modellieren Ihr Gebäude mit allen relevanten Details und speisen reale Wetterdaten ein. So sehen wir, wie sich das Gebäude an einem heißen Sommertag oder während einer Kälteperiode verhält. Auch der Einfluss unterschiedlicher Nutzungsszenarien lässt sich untersuchen. Was passiert, wenn die Nutzer intensiver lüften als geplant? Wie wirkt sich eine veränderte Belegungsdichte aus? Solche Sensitivitätsanalysen schaffen Robustheit in der Planung und verhindern böse Überraschungen nach der Fertigstellung.

Strömungssimulation: Luftbewegungen verstehen und optimieren

Die Bewegung von Luft in und um Gebäude ist komplex und mit einfachen Berechnungen kaum zu erfassen. Strömungssimulationen – auch CFD genannt – visualisieren und quantifizieren diese Luftbewegungen mit beeindruckender Genauigkeit. Wir setzen diese Methode ein, um Lüftungskonzepte zu optimieren, Zugerscheinungen zu vermeiden und die Verteilung von Schadstoffen oder Wärme zu analysieren. In Bürogebäuden können wir so sicherstellen, dass die Zuluft die Arbeitsplätze erreicht, ohne störende Zugluft zu erzeugen. In Atrien und Hallen zeigen Strömungssimulationen, ob natürliche Lüftungskonzepte funktionieren oder ob mechanische Unterstützung nötig ist. Auch die Rauchableitung im Brandfall lässt sich mit CFD untersuchen – ein wichtiger Aspekt für die Sicherheitsplanung.

Die Anwendungsbereiche sind vielfältig. In Produktionshallen mit hohen internen Lasten optimieren wir die Anordnung und Dimensionierung von Zuluftdurchlässen. In Serverräumen stellen wir sicher, dass die Kühlung gleichmäßig verteilt wird. Bei Fassadenplanung untersuchen wir Windlasten und Windsogeffekte. Für Außenanlagen simulieren wir Windkomfort auf Terrassen und Plätzen. Die Ergebnisse werden als farbige Geschwindigkeits- oder Temperaturfelder dargestellt, die auch für Laien verständlich sind. So können Architekten und Bauherren nachvollziehen, warum bestimmte Planungsänderungen empfohlen werden. CFD-Simulationen sind allerdings aufwendig und erfordern spezialisiertes Know-how – genau das bringen wir mit und setzen diese Methode gezielt dort ein, wo sie den größten Mehrwert bietet.

Tageslichtanalysen für optimale Beleuchtungsqualität

Natürliches Tageslicht hat enormen Einfluss auf Wohlbefinden, Produktivität und Energieverbrauch. Tageslichtanalysen helfen dabei, die Beleuchtungsqualität bereits in der Planungsphase zu bewerten und zu optimieren. Mit speziellen Simulationsprogrammen berechnen wir Tageslichtquotienten, Beleuchtungsstärken und die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung. Auch dynamische Aspekte wie Blendung durch direkte Sonneneinstrahlung oder die Wirkung von Sonnenschutzsystemen lassen sich untersuchen. Für Arbeitsräume prüfen wir, ob die Anforderungen der Arbeitsstättenrichtlinie erfüllt werden. Bei Wohngebäuden geht es um behagliche Lichtverhältnisse und die Vermeidung dunkler Ecken. Museen und Ausstellungsräume stellen besondere Anforderungen – hier muss Kunstlicht und Tageslicht sorgfältig ausbalanciert werden.

Die Ergebnisse einer Tageslichtanalyse fließen direkt in die Planung ein. Wenn die Simulation zeigt, dass Räume zu dunkel werden, können wir rechtzeitig größere Fenster, Oberlichter oder Lichtlenksysteme vorsehen. Umgekehrt hilft die Analyse auch dabei, Überverglasung zu vermeiden, die zu Überhitzung und hohen Kühllasten führt. Die Positionierung und Dimensionierung von Sonnenschutzsystemen lässt sich optimieren. Wir können verschiedene Glasqualitäten hinsichtlich ihrer Lichtdurchlässigkeit vergleichen. Auch städtebauliche Fragestellungen wie die Verschattung durch Nachbargebäude werden sichtbar. Moderne Simulationsprogramme erstellen fotorealistische Visualisierungen, die zeigen, wie Räume zu verschiedenen Tageszeiten und Jahreszeiten beleuchtet sind. So erhalten Sie ein plastisches Bild Ihres zukünftigen Gebäudes.

Akustikanalysen: Schallschutz wissenschaftlich planen

Gute Raumakustik ist entscheidend für die Nutzungsqualität – sei es in Konzerthallen, Hörsälen, Büros oder Wohnungen. Akustiksimulationen ermöglichen es, das Schallverhalten von Räumen vorherzusagen und zu optimieren. Wir berechnen Nachhallzeiten, untersuchen die Sprachverständlichkeit und identifizieren akustische Problemzonen. Dabei berücksichtigen wir Raumgeometrie, Oberflächenmaterialien und die Position von Schallquellen. In Konferenzräumen und Auditorien ist gute Sprachverständlichkeit essentiell – hier helfen uns Simulationen, die optimale Platzierung von Absorbern und Diffusoren zu finden. In Großraumbüros geht es darum, störende Schallausbreitung zu minimieren und akustische Privatsphäre zu schaffen. Für Wohngebäude planen wir den Schallschutz zwischen Wohnungen und gegen Außenlärm.

Auch bauakustische Fragestellungen lassen sich simulativ untersuchen. Wie gut schützt eine bestimmte Wandkonstruktion gegen Luftschall? Welche Trittschallpegel sind bei verschiedenen Bodenaufbauten zu erwarten? Solche Analysen helfen dabei, die Konstruktion zu optimieren und Kosten zu sparen, indem überdimensionierte Lösungen vermieden werden. Bei Industriebauten simulieren wir die Schallabstrahlung nach außen und planen Lärmschutzmaßnahmen. In der Gebäudetechnik untersuchen wir die Schallausbreitung über Lüftungskanäle. Die Ergebnisse werden grafisch aufbereitet und mit den Anforderungen der DIN-Normen abgeglichen. So entsteht eine transparente Entscheidungsgrundlage für alle am Bau Beteiligten, die auch in späteren Planungsphasen oder bei Diskussionen mit Behörden wertvolle Dienste leistet.

Hygrothermische Simulationen: Feuchteschutz sicherstellen

Feuchteschäden gehören zu den häufigsten und kostspieligsten Problemen im Bauwesen. Hygrothermische Simulationen helfen dabei, solche Schäden von vornherein zu vermeiden. Diese speziellen Berechnungen analysieren den gekoppelten Wärme- und Feuchtetransport in Bauteilen. Wir können damit prüfen, ob in Wänden, Dächern oder Decken Tauwasser ausfällt oder ob die Austrocknung ausreichend ist. Besonders bei innovativen Konstruktionen – etwa Innendämmung im Altbau oder mehrschichtige Fassaden – ist diese Analyse unverzichtbar. Die Simulation berücksichtigt nicht nur die Diffusion von Wasserdampf, sondern auch kapillare Feuchtetransporte und die Speicherfähigkeit der Materialien. Über mehrere Jahre wird der Feuchteverlauf berechnet und auf kritische Situationen geprüft.

Die Erkenntnisse aus hygrothermischen Simulationen fließen direkt in die Detailplanung ein. Wenn die Analyse zeigt, dass Feuchtigkeit in kritischen Bereichen akkumuliert, können wir rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen. Das kann eine Dampfbremse sein, eine kapillarbrechende Schicht oder eine verbesserte Hinterlüftung. Auch die Auswirkungen von Leckagen – etwa durch undichte Luftdichtheitsebenen – lassen sich simulieren. So sehen wir, wie tolerant oder empfindlich eine Konstruktion gegenüber Ausführungsfehlern ist. Bei der Sanierung von Fachwerk oder anderen historischen Konstruktionen sind solche Analysen besonders wertvoll. Denn hier treffen moderne Dämmmaterialien auf alte Bausubstanz, was zu unerwarteten Feuchtebilanzen führen kann. Unsere Simulationen schaffen Sicherheit und helfen dabei, traditionelle Bausubstanz fachgerecht und dauerhaft zu erhalten.

Energiebedarfsberechnungen nach Gebäudeenergiegesetz

Die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes prägen jede Bauplanung in Deutschland. Wir erstellen normkonforme Energiebedarfsberechnungen, die belegen, dass Ihr Gebäude die gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Diese Berechnungen sind die Grundlage für die Baugenehmigung und später für den Energieausweis. Wir arbeiten dabei mit zertifizierter Software, die alle Vorgaben der DIN-Normen umsetzt. Dabei gehen wir aber über die reine Pflichterfüllung hinaus. Wir zeigen Ihnen auf, welche energetischen Standards Ihr Gebäude erreicht und wo noch Optimierungspotenziale liegen. Die Ergebnisse werden verständlich aufbereitet, sodass auch Nicht-Fachleute nachvollziehen können, wie die einzelnen Komponenten zum Gesamtergebnis beitragen.

Ein wichtiger Aspekt ist die Variantenuntersuchung. Wir berechnen nicht nur eine Planungsvariante, sondern vergleichen verschiedene Optionen miteinander. Wie verändert sich der Primärenergiebedarf, wenn statt einer Gas-Brennwerttherme eine Wärmepumpe eingesetzt wird? Welchen Einfluss hat eine verbesserte Dämmung der Außenwände? Durch solche Vergleiche schaffen wir Transparenz und ermöglichen fundierte Entscheidungen. Auch die Wirtschaftlichkeit behalten wir dabei im Blick. Denn es nützt wenig, theoretisch optimale energetische Werte zu erreichen, wenn die Investitionskosten explodieren. Unsere Berechnungen zeigen das Verhältnis von Aufwand und Nutzen auf und helfen so dabei, den sweet spot zwischen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit zu finden.

Sonderanalysen für spezifische Fragestellungen

Jedes Bauprojekt bringt individuelle Herausforderungen mit sich, für die manchmal spezialisierte Analysen erforderlich sind. Das können Verschattungsstudien für Photovoltaikanlagen sein, bei denen wir die solare Einstrahlung unter Berücksichtigung umgebender Gebäude und Vegetation berechnen. Oder Wirtschaftlichkeitsanalysen für verschiedene Anlagentechniken, bei denen wir Investitionskosten, Betriebskosten und Fördermöglichkeiten gegenüberstellen. Für Bestandsgebäude führen wir thermografische Untersuchungen durch und werten die Ergebnisse aus. Bei Sanierungen im bewohnten Zustand analysieren wir die bauphysikalischen Auswirkungen von Provisorien. In Krankenhäusern oder Laboren untersuchen wir spezielle Lüftungsanforderungen und Kontaminationsrisiken.

Auch regulatorische Nachweise gehören zu unserem Leistungsspektrum. Für Baugenehmigungsverfahren erstellen wir Nachweise zum sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2. Bei Arbeitsstätten prüfen wir die Einhaltung der Technischen Regeln für Arbeitsstätten. Für Fördermittelanträge bereiten wir die erforderlichen Berechnungen und Dokumentationen auf. Wenn in späteren Projektphasen Nachfragen von Behörden oder Prüfingenieuren kommen, stehen wir mit ergänzenden Analysen zur Verfügung. Diese Flexibilität zeichnet uns aus – wir sind nicht auf eine Methode oder einen Gebäudetyp festgelegt, sondern bieten das gesamte Spektrum bauphysikalischer Untersuchungen aus einer Hand. So haben Sie einen Ansprechpartner für alle simulationstechnischen Fragen rund um Ihr Projekt.

Vom Simulationsergebnis zur Planungsempfehlung

Die technisch ausgereifteste Simulation nützt wenig, wenn die Ergebnisse nicht verständlich aufbereitet und in konkrete Planungsempfehlungen überführt werden. Hier liegt eine unserer Kernkompetenzen. Wir erstellen übersichtliche Berichte, die sowohl die Methodik als auch die Ergebnisse transparent darstellen. Grafiken, Diagramme und Visualisierungen machen komplexe Zusammenhänge anschaulich. Wir erklären nicht nur, was die Zahlen bedeuten, sondern auch, welche Konsequenzen daraus für die weitere Planung folgen. Wenn Optimierungsbedarf besteht, zeigen wir konkrete Lösungswege auf. Dabei berücksichtigen wir immer auch praktische Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit und architektonische Rahmenbedingungen.

In Planungsbesprechungen erläutern wir die Simulationsergebnisse allen Beteiligten und stehen für Rückfragen zur Verfügung. Oft entstehen dabei wertvolle Diskussionen, in denen verschiedene Fachplaner ihre Perspektiven einbringen. Als Bauphysiker moderieren wir diesen Prozess und helfen dabei, technisch sinnvolle Kompromisse zu finden. Nach größeren Planungsänderungen führen wir aktualisierte Simulationen durch, um die Auswirkungen zu prüfen. So entsteht ein iterativer Optimierungsprozess, an dessen Ende ein rundes Gesamtkonzept steht. Unsere Dokumentationen sind dabei so aufgebaut, dass sie auch Jahre später noch nachvollziehbar sind – sei es für Wartungsfragen, Umbauten oder Verkaufsverhandlungen. Investieren Sie in professionelle Simulationen und profitieren Sie von der Sicherheit, die fundierte Analysen bieten.