Validierung energetischer Gebäudesimulationsmodelle mit der VDI 6020

Energetische Gebäudesimulationsmodelle müssen vor ihrem produktiven Einsatz getestet werden, um Modellfehler auszuschließen und Aussagen bezüglich der Rechengenauigkeit treffen zu können. Die Richtlinie 6020, Blatt 1 des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI 6020) gibt dazu Benchmarks vor. Diese ermöglichen die Validierung von Software hinsichtlich der Berechnung der Reaktion eines Beispielraums auf innere Belastungen und Sollwertänderungen, für die Berücksichtigung der solaren Einstrahlung, sowie für eine Ganzjahressimulation. In vorliegendem Beitrag wird die Richtlinie zur Validierung von zwei verschiedenen Berechnungsmodellen zur energetischen Gebäudesimulation verwendet. An einigen Fällen kann gezeigt werden, dass beide Modelle plausible und im Rahmen der Rechengenauigkeit korrekte Ergebnisse liefern. Jedoch weisen andere Fälle Unstimmigkeiten in den Vorgabedaten auf. Diese können nur durch zahlreiche Variantenrechnungen geklärt werden. Die Anwendung der oben genannten Richtlinie ist deshalb nach Meinung der Autoren nur teilweise zur Überprüfung von energetischen Gebäudesimulationsmodellen sinnvoll. Fehlende oder unklare Eingabedaten verhindern eine durchgängig konsistente Anwendung der Norm. Der Beitrag diskutiert die durchgeführten Validierungsrechnungen und setzt sich kritisch mit der Richtlinie auseinander.

Building Energy Simulation models must be tested before their productive use to eliminate model errors and to make statements regarding the computation accuracy. Guideline 6020, part 1 of the German Association of Engineers describes a set of such benchmark cases. These benchmaks enable the validation of software by the calculation of reaction of a sample area to internal loads and setpoint changes, for the consideration of solar radiation and for a whole year building performance simulation. In this article, the guideline is used for the validation of two different calculation models for building energy simulation. In some cases it can be shown that both models provide reasonable results in terms of computational accuracy. However, other cases show discrepancies compared to the benchmark data. This behavior was clarified by conducting a series of different calculations and variations ("try and error"). In the opinion of the authors, the guideline is therefore only partially useful for the validation of building performance simulation models. Missing or unclear input data prevent a continuous consistent application of the standard. The article discusses the performance of validation calculations and critically reviews parts of the guideline.