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Fraunhofer-Gesellschaft
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  4. Effiziente Strahlungssimulation für ein thermisches Behaglichkeitsmodell
 
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2012
Conference Paper
Title

Effiziente Strahlungssimulation für ein thermisches Behaglichkeitsmodell

Abstract
Der Beitrag untersucht globale und lokale Effekte asymmetrischer kurzwelliger und langwelliger Strahlung in Gebäudemodellen mit komplexen 3D Geometrien. Das neu entwickelte Simulationsverfahren berechnet die thermische Last auf Personen durch nicht-uniforme Umgebungstemperaturen und solare Strahlung in Innenräumen. Das Berechnungsverfahren nutzt dabei eine effiziente Strahlverfolgung und Sichtfaktorberechnung mittels programmierbarer Grafik-Hardware. Dadurch werden aufwendige geometriebasierte Strahlverfolgungsalgorithmen auf Arbeitsplatzrechnern für die Praxis ermöglicht. Hierzu wird der temperaturabhängige langwellige Strahlungsaustausch berechnet, sowie die Einträge kurzwelliger diffuser und direkter Solarstrahlung. Zur Gesamtbewertung wird die in der Norm definierte langwellige Strahlungstemperatur T umrt mit den Einträgen kurzwelliger Strahlung zu T mrt erweitert. Zur lokalen Auswertung aller Strahlungseinträge werden virtuelle "Proben" modelliert, wie z.B. Globe-Thermometer, und an ausgewählten Raumpositionen in ein Gebäudemodell integriert. Für eine genauere Analyse der lokalen thermischen Randbedingungen werden detaillierte virtuelle Menschmodelle verwendet. Die Strahlungstemperaturen werden pro Flächenelement durch richtungsabhängige Größen ermittelt, da insbesondere asymmetrische Bestrahlung als Einflussfaktor auf die Behaglichkeit in Innenräumen gilt.

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The presented work analyses the local effects of asymmetric shortwave and longwave radiation in complex 3D building models. The new simulation tool provides thermal loads caused by non-uniform radiant temperatures and solar irradiation in indoor environments. The method implements efficient raytracing and viewfactor calculation on programmable graphic processing units. Therefor temperature based longwave radiation exchange and heat gains from direct and diffuse solar radiation are computed. Models of globe-thermometers are placed in selected room positions, in order to investigate local radiation impacts. Accurate analysis of local thermal conditions is enabled by detailed virtual manikin models. Radiant temperatures are evaluated by means of directional quantities, since asymmetric radiation is known to effect thermal comfort.
Author(s)
Stratbücker, Sebastian  
Park, Sumee  
Bolineni, Sandeep Rao
Mainwork
BauSIM 2012. Gebäudesimulation auf den Größenskalen Bauteil, Raum, Gebäude, Stadtquartier  
Conference
BauSIM Konferenz 2012  
File(s)
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Rights
Use according to copyright law
DOI
10.24406/publica-fhg-377134
Language
German
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP  
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