Die Software THERAKLES

Was ist Therakles?

Die Software THERAKLES stellt ein leistungsfähiges Simulationstool dar, welches im Rahmen des Forschungsprojektes EnOB MONITOR Begleitforschung Energieoptimierte Gebäude des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie seit 2009 am Institut für Bauklimatik herausgegeben wurde und seither stetig weiterentwickelt wird. THERAKLES ist als Software für die universitäre Ausbildung konzipiert und dient vorrangig der Vermittlung bauphysikalischer bzw. raumklimatischer Zusammenhänge. Die Software ermöglichte ursprünglich ausschließlich die thermische Simulation einer Raumeinheit bzw. thermischen Zone und wurde mit ab 2015 um die hygrische Komponente erweitert. Im Laufe der Programmentwicklung sind auch andere Programmfunktionalitäten hinzugekommen, beispielsweise die Möglichkeit zur Norm-Nachweisführung gemäß DIN 4108-2.

Download

Die Software THERAKLES (bauklimatik-dresden.de/therakles) ist für verschiedene Rechnerplattformen verfügbar. Die aktuellen Installationsdateien für Windows-, Unix-und Macintosh-Plattformen sind unter folgender Webadresse herunterladbar:

bauklimatik-dresden.de/downloads.php

Installation

Wenn die Software unter Windows installiert wird, erstellt das Installationsprogramm automatisch bei Übernahme der Standardeinstellungen im Startmenü einen Eintrag IBK/Therakles. Neben dem Programmstart-Eintrag ist auch die physikalische Modelldokumention als Menüeintrag installiert.

Für Mac-Nutzer (MacOS X 10.11 und höher) ist das Programm einschließlich der physikalischen Modelldokumentation in der dmg-Datei enthalten.

Unter Linux ist das Programm in einem gepackten Archiv verfügbar, welches Programmdateien und Dokumentation enthält. Die Installation der benötigten geteilten Bibliotheken (Qt5 Bibliotheken) wird vorausgesetzt.

Die Software benötigt etwa einen Datenspeicher von 40 MB im Installationsordner.

Funktionsübersicht

THERAKLES gibt es in der kostenfreien Standardversion und in der lizenzpflichtigen Pro-Version. Beide Versionen unterscheiden sich in einzelnen Funktionen:

Funktion	Standard	Pro
Thermisches Modell	+	+
Hygrothermisches Modell	+	+
Optimierter numerischer Rechenkern	+	+
Materialdatenbank	+	+
Fenster- und Verschattungsdatenbank	+	+
Klimadatenbank	+	+
Modelica Export	+	+
FMI Export (ModelExchange und CoSimulation)	+	+
Bugfixes und Funktionsverbesserungen seit Juni 2017		+
DIN 4108-2 Modus		+
Projektreport		+

Das Rechenverfahren

THERAKLES verwendet ein numerisches Lösungsverfahren mit folgenden Besonderheiten:

• implizite Zeitintegration unter Einhaltung der geforderten Genauigkeit von 5 signifikanten Stellen
• variable Integrationszeitschritte, welche basierend auf einem Integrations-Fehlerschätzer angepasst werden
• detaillierte Berechnung der Temperatur- bzw. Feuchteprofile in den Wand-/Boden-/Deckenkonstruktionen unter Verwendung der Finite-Volumen-Methode
• innovatives Lösungsverfahren für das modifizierte Newton-Verfahren unter Berücksichtigung der schwach besetzten Matrizenstrukturen

Durch Verwendung dieses modernen und effizienten Berechnungsalgorithmus ist es möglich, detaillierte physikalische Modelle mit hoher Genauigkeit sehr effizient zu lösen.

DIN 4108-2 Modus

Mit DIN 4108-2 Modus ist die speziell für den normgerechten Nachweis aufbereitete Eingabemaske, das Berechnungsmodell und die entsprechende Auswertung nach DIN 4108-2 gemeint. Dies beinhaltet auch den druckbaren Bericht mit allen Projekteingabedaten und Ergebnisgrößen.

Details zur Eingabe und Auswertung in diesem Modus sind im Kapitel DIN 4108-2 Modus beschrieben.

Modellexport

Neben dem leistungsfähigen Rechenkern ist eine der Stärken von THERAKLES die kompakte und übersichtliche Eingabe alles Modelldaten unter Verwendung der verfügbaren Datenbanken.

Die einmal parametrisierten Modellprojekte können in Eingabedaten für andere Modelle/Simulationsprogramme bzw. in eigenständige Simulationskomponenten exportiert werden:

• Export von Konstruktionen in DELPHIN 6 Simulationsprojekte für die weiterführende Analyse
• Export des Gesamtmodells in NANDRAD Simulationsprojekte (detaillierte Gebäudeenergiesimulation)
• Export des physikalischen Grundmodells in Modelica-Quelltext
• Export des Gesamtmodells als Functional Mockup Unit (Unterstützung der FMI Schnittstelle Version 1.0 und 2.0)

Details dazu sind im Kapitel Modellexport beschrieben.

Bedienkonzept

Das Hauptfenster von THERAKLES besteht aus mehreren Bereichen. Im Eingabebereich können alle projektrelevanten Daten angepasst werden. Die Auswahl erfolgt über Anklicken eines der oben befindlichen Reiter. Mehr dazu finden Sie im Kapitel Eingabefenster. Im Ergebnisbereich unteren Teil sind verschiedene Ansichten mit den Berechnungsergebnissen und Klimadaten. An der rechten Seite befinden sich verschiedene Schaltflächen. Im oberen Abschnitt sind die Schaltflächen des Hauptmenüs mit folgenden bedeutungen angeordnet:

1. Info-Dialog mit Link zur Onlinehilfe
2. neues Projekt erstellen
3. Projekt laden
4. aktuelles Projekt speichern (Name wird immer abgefragt)
5. aktuelles Projekt berechnen
6. Ausgabedateien speichern - wähle Ordner für die Dateien
7. Fenster für Projektreport öffnen

Darunter befinden sich die Schaltflächen für die Datenbanken. Nähere Erläuterungen dazu finden Sie im entsprechenden Kapitel. Bei Klick auf eine dieser Schaltflächen wird der Bearbeitungsdialog der gewählten Datenbank in das Hauptfenster eingeblendet. Die oberste Schaltfläche führt zurück zur Standardansicht:

1. Standardansicht mit Eingabebereichen
2. Materialien
3. Konstruktionen
4. Fenster
5. Verschattungssysteme

Um unteren Teil der rechten Seite befinden sich die Schaltflächen für die Sprachauswahl und zum Schliessen des Programmes. Bei Klick auf die Sprachauswahl erscheint eine Liste der verfügbaren Sprachen. Damit die neue Sprache verwendet werden kann, muss das Programm danach geschlossen und neu gestartet werden. Aktuell sind hier nur Deutsch und Englisch verfügbar. An weiteren Übersetzungen wird gearbeitet.

Weitere Hinweise finden Sie im Kapitel 'Modellierung/Hinweis zu Dateneingabe'.