Anforderungen für ideal geregelte Heizung und Kühlung werden für verschiedene Raumnutzungsgruppen (SpaceTypes) definiert. SpaceTypes erlauben neben der Definition konstanter Parameter (IBK:Parameter) auch String-Parameter (IBK:String). Durch die String-Parameter CoolingControlMode und HeatingControlMode wird im speziellen Fall eine ideale Heizung oder Kühlung aktiviert. Für beide Parameter sind die Werte None (keine Heizung/Kühlung), AirTemperature (Heizung/Kühlung mit Regelung der mittleren Raumlufttemperatur) und OperativeTemperature (ideale Heizung und Kühlung mit Regelung der Empfindungstemperatur) möglich.

	
<SpaceTypes>
  <SpaceType name="Besprechung">
    ...
    <IBK:String name="CoolingControlMode">AirTemperature</IBK:String>
    <IBK:String name="HeatingControlMode">AirTemperature</IBK:String>
    ...
  </SpaceType>
</SpaceTypes>
...
<Zones>
  ...
  <Zone displayName="Buero102" id="8" type="Active">
    <SpaceTypeName>Besprechung</SpaceTypeName>
    ...
  </Zone>
</Zones>
    
	

Jeder Raum wird einem Raumnutzungtyp zugeordnet. Dabei wird der SpaceType direkt über seinen Namen im Tag SpaceTypeName innerhalb der Zone referenziert. Der Raum Buero102, definiert im Zones-Tag, referenziert den Raumnutzungstyp Besprechung. Dieser Raumnutzungstyp fordert eine Heizlast- und Kühllastregelung nach der Raumlufttemperatur an. Ideale Heizung und Kühlung sind somit für den Raum Buero102 aktiviert.

Die Temperaturanforderungen für Heizung und Kühlung variieren für den Besprechungsraum im Tagesverlauf und werden über Zeitpläne (Schedules) definiert. Möglich sind mehrere Gruppierungen von Zeitplänen (ScheduleGroup), die beispielsweise eine grundsätzliche Unterteilung in Sommer und Winter erlauben, um Heizung und Kühlung beispielsweise auszuschalten. Im vorliegenden Beispiel wird nur eine ganzjährige Definition verwendet.

Jede Gruppe enthält Parameter für den entsprecehnden Raumnutzungtyp, hier als SpaceTypeGroup mit dem passenden Referenznamen (spaceTypeName) gekennzeichnet. Sobald ideale Heizung und Kühlung aktiviert sind, ist eine Aufnahme der entsprechenden Raumnutzungsgruppe in die Zeitplanliste und eine Definition von Setpoint-Temperaturen zwingend! Im hier angeführten Beispiel müssen für den Raumnutzungstyp Besprechung Hiezsolltemperatur (HetaingSetPointTemperature) und Kühlsolltemperatur (CoolingSetPointTemperature) über die gesamte Heiz- und Kühlperiode definiert sein.

	
<Schedules>
  <ScheduleGroup>
    <SpaceTypeGroup spaceTypeName="Besprechung">
      <Schedule type="AllDays">
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            ...
            <IBK:Parameter name="HeatingSetPointTemperature" unit="C">17</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="CoolingSetPointTemperature" unit="C">100</IBK:Parameter>
            ...
          </Interval>
        </DailyCycle>
      </Schedule>
      <Schedule type="WeekDay">
        ...
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">5</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="CoolingSetPointTemperature" unit="C">28</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="HeatingSetPointTemperature" unit="C">17</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">18</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="CoolingSetPointTemperature" unit="C">24</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="HeatingSetPointTemperature" unit="C">21</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="CoolingSetPointTemperature" unit="C">28</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="HeatingSetPointTemperature" unit="C">17</IBK:Parameter>
          </Interval>
        </DailyCycle>
        ...
    </SpaceTypeGroup>
  </ScheduleGroup>
</Schedules>
    
	

Die klimatischen Anforderungen können je nach Zeitplannutzung für verschiedene Wochentage variieren. Daher werden verschiedene Zeitpläne (Schedule) für einen Raumnutzungstyp erlaubt. Möglich sind dabei die Typen (type) AllDays (jeder Tag der Woche), WeekDay (alle Wochentage), WeekEnd (Wochenende), Holidays (Feiertage) und alle Wochentage einzeln (Monday /Tuesday/Wednesday/Thursday/Friday/Saturday/ Sunday). Detailliertere Zeitdefinitionen überschreiben hierbei allgemeinere. Der Zeitplan _WeekDay setzt also den Zeitplan AllDays zu allen Wochentagen außer Kraft.

Der eigentliche Tagesverlauf (DailyCycle) wird durch mehrere aufeinanderfolgende Tagesintervalle, beginnend um 0:00 Uhr beschrieben. Der Endzeitpunkt eines jeden Tagesintervalls ist mit dem IBK:Parameter End markiert. Somit verläuft der Beispielplan für den Besprechungsraum wochentags innerhalb dreier Intervalle: 0:00 - 5:00 Uhr, 5:00 Uhr - 18:00 Uhr, 18:00 - 24:00 Uhr. Am Wochenende gilt nur ein ganztägiges Intervall.

Die Zeitplangrößen für ideale Heizung und Kühlung (HeatingSetPointTemperature und CoolingSetPointTempertaure) müssen innerhalb der Nutzungsperioden vollständig definiert werden. Im Beispiel wird wochentags der Besprechungsraum von 5:00 - 18:00 Uhr temperiert und eine Temperatur zwischen 21 °C und 24 °C angefordert. Die restlichen Perioden dienen der Temperaturerhaltung, die Solltemperaturen für die Heizung ist auf 17 °C abgesenkt und für die Kühlung auf 28 °C erhöht. Ideale Heizung und kühlung liefern hierbei nur jeweils positive bzw. negative Lasten, eine Überschreitung der Heizsolltemperatur wird also bis zur CoolingSetPointTemperature zugelassen und umgekehrt eine Raumluftabkühlung bis zur HeatingSetPointTemperature. Daher wird sich bei idealem Verhalten eine Temperatur zwischen beiden Grenzwerten einstellen.

Raumnutzung

Die Raumnutzung erzeugt Wärmelasten durch Personenaktivität, die Nutzung elektrischer Geräte und elektrisches Licht. Ähnlich wie bei der Heiz- und Kühllastbedarfsrechnung werden diese Eigenschaften über die Raumnutzungsgruppen aktiviert. Für die Bekanntgabve einer Personenbelegung ist die Angabe einer Maximalzahl von Personen/Raumflächeneinheit (MaximumPersonPerArea) größer als 0 zwingend. Wärmelasten durch elektrische Geräte finden Berücksichtigung, sobald eine maximal verfügbare elektrische Leistung pro Raumflächeneinheit (EquipmentELectricInputPower) angegeben wird. Dasselbe gilt für Lichtlasten (IBK:Parameter LightingElectricInputPower). Zusätzlich müssen langwellig und kurzwellig abgegebene Strahlungsanteile der Gesamtleistung angegeben werden (langwellig: LightingTHermalRadiationFraction, kurzwellig: LightingVisibleRadiationFraction). Alle verbleibenden ANteile werden als konvektive Wärmeanteile dem Raum zugeschlagen.

Im vorliegenden Beispiel werden für die Lasteberechnung im Besprechungsraum Personenbelegung, elektrische Geräte und elektrisches Licht aktiviert.

	
<SpaceTypes>
  <SpaceType name="Besprechung">
    ...
    <IBK:Parameter name="MaximumPersonPerArea" unit="Person/m2">0.333</IBK:Parameter>
    <IBK:Parameter name="EquipmentElectricInputPower" unit="W/m2">2</IBK:Parameter>
    <IBK:Parameter name="LightingElectricInputPower" unit="W/m2">10.75</IBK:Parameter>
    <IBK:Parameter name="LightingThermalRadiationFraction" unit="---">0.42</IBK:Parameter>
    <IBK:Parameter name="LightingVisibleRadiationFraction" unit="---">0.18</IBK:Parameter>
    ...
  </SpaceType>
</SpaceTypes>
...
<Schedules>
  <ScheduleGroup>
    <SpaceTypeGroup spaceTypeName="Besprechung">
      <Schedule type="AllDays">
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            ...
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="LightingUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="ThermalEnergyLossPerPerson" unit="W/Person">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="TotalEnergyProductionPerPerson" unit="W/Person">0</IBK:Parameter>
            ...
          </Interval>
        </DailyCycle>
      </Schedule>
      <Schedule type="WeekDay">
        ...
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">8</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">11</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0.63</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0.63</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">13</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0.13</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0.13</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">16</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0.63</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0.63</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="OccupancyRate" unit="---">0</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="EquipmentUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
          </Interval>
        </DailyCycle>
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">7</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="LightingUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">18</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="LightingUtilizationRatio" unit="---">1</IBK:Parameter>
          </Interval>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            <IBK:Parameter name="LightingUtilizationRatio" unit="---">0</IBK:Parameter>
          </Interval>
        </DailyCycle>
        ...
    </SpaceTypeGroup>
  </ScheduleGroup>
</Schedules>
    
	

Zeitplangesteuert sind hingegen die prozentuale Personenbelegung (OccupancyRate), die Nutzungsrate elektrischer Leistung (EquipmentUtilizationRatio) und elektrischen Lichtes (LightingUtilizationRatio), die sich stets auf die im SpaceType angegebenen Maximalwerte beziehen. Der Besprecheungsraum wochentags von 8:00 - 16:00 Uhr als belegt eingestuft (OccupancyRate > 0), gleichzeitig werden nur innerhalb der Belegungszeit elektrische Nutzlasten erwartet (EquipmentUtilizationRatio>0). Die Beleuchtung wird ähnlich wie die ideale Heizung vorzeitig aktiviert (ab 7:00 Uhr). Zu diesem Zweck wird ein neuer Tageszyklus (DailyCycle) innerhalb desselben Schedule eingeführt, der andersartige Zeitintervalle (0:00 - 7:00 Uhr deaktiviert, 7:00 - 18:00 Uhr aktiviert, 18:00 - 24:00 Uhr weider deaktivert) enthält.

Modelle für natürliche Lüftung

Während Heiz- und Kühlbedarf sowie Personenbelegung unter klassische Raumnutzungseigenschaften fallen, sind Lüftungsmodelle vielfältiger. Daher erfolgt die Aktivierung natürlicher Lüftungsprozesse direkt über die zugehörigen Modelle. In NANDRAD ageboten werden zeitplangesteuerte natürliche Lüftung (UserVentilationModel) und Infiltrationslüftung (Infiltrationmodel). Beide Modelle können unabhängig voneinander, aber auch gleichzeitig aktiviert werden, in einem Raum dürfen also verschiedene Lüftungsprozesse stattfinden.

Das UserVentilationModel liefert Verluste durch natürliche Lüftung an alle Zonen, die im Block ImplicitModelFeedback gekapselt werden. Durch das InfiltrationModel werden Verluste durch Luftbewegung durch Wandundichtheiten abgebildet, und zwar ebenfalls für alle im ImplicitModelFeedback kodierten Zonen. Von Bedeutung für die Zonenwahl ist der Objektlistenname (ObjectListName), der jeweils die Objektlisten Ventilated Zones und Infiltrated Zones referenziert. Diese sind im Objektlistenblock ObjectLists zu finden, wobei die Zone mit der id-Nummer 8 beispielsweise in der Liste Infiltrated Zones geführt wird (definiert im Tag FilterID). Dies ist der in den vorangegangenen Abschnitten bereits vorgestellte Raum Buero102, der mit Infiltrationslüftung versehen wird.

	
<Models>
  <Model model="UserVentilationModel" id="1">
    <ImplicitModelFeedback>
      <ObjectListName>Ventilated Zones</ObjectListName>
      <Quantity>UserVentilationBalanceFlux</Quantity>
      <Operation>Add</Operation>
    </ImplicitModelFeedback>
  </Model>
  <Model model="InfiltrationModel" id="2">
    <ImplicitModelFeedback>
      <ObjectListName>Infiltrated Zones</ObjectListName>
      <Quantity>InfiltrationBalanceFlux</Quantity>
      <Operation>Add</Operation>
    </ImplicitModelFeedback>
  </Model>
</Models>
...
<ObjectLists>
  ...
  <ObjectList name="Ventilated Zones">
    ...
  </ObjectList>
  <ObjectList name="Infiltrated Zones">
    <FilterType>Zone</FilterType>
    <FilterID>...,8,...</FilterID>
  </ObjectList>
  ...
.</ObjectLists>
    
	

UserVentilationModel und InfiltrationModel sind zeitplanbasierte Lüftungsmodelle. Sie verlangen konkret einen Zeitplan (Schedule) für die Luftwechselraten (UserVentilationAirChangeRate und InfiltrationAirChangeRate). Dieser muss für alle in den Objektlisten referenzierten Zonen vorhanden sein.

Die Zone Buero102 ist dem Raumnutzungstyp Besprechung zugeordnet. Dieser wird innerhalb der Schedules durch die SpaceTypeGroup parametrisiert und enthält einen konstanten Tageszyklus (DailyCycle) für den Parameter InfiltrationAirChangeRate. Dieser modelliert eine konstante Luftaustauschrate in Folge von Infiltration.

	
<Schedules>
  <ScheduleGroup>
    <SpaceTypeGroup spaceTypeName="Besprechung">
      <Schedule type="AllDays">
        <DailyCycle>
          <Interval>
            <IBK:Parameter name="End" unit="h">24</IBK:Parameter>
            ...
            <IBK:Parameter name="InfiltrationAirChangeRate" unit="1/h">0.3</IBK:Parameter>
            ...
          </Interval>
        </DailyCycle>
      </Schedule>
        ...
    </SpaceTypeGroup>
  </ScheduleGroup>
</Schedules>