Untersuchungen zum sommerlichen Wärmeschutz - Teil 3: Modellierung komplexer Geometrien und unterschiedlicher Materialeigenschaften von Verschattungssystemen

In einer dreiteiligen Artikelreihe wird der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit verschiedenen Methoden und unterschiedlichen Randbedingungen untersucht. Während Teil 1 die herkömmlichen Verfahren nach DIN 4108-2 miteinander vergleicht und unter dem Aspekt der sich verändernden Klimabedingungen betrachtet, beschäftigt sich Teil 2 mit mehrdimensionalen Simulationsansätzen für Sonnenschutz. In Teil 3 werden zusätzlich Modellierungsverfahren vorgestellt, die für die korrekte Wiedergabe spezieller Geometrien und hoch reflektierender Materialien bei Verschattungssystemen von Bedeutung sind.
In Teil 3 werden außenliegende Verschattungssysteme hinsichtlich ihrer Geometrie und Oberflächeneigenschaften betrachtet, wobei die in Teil 2 vorgestellte Methode der BSDF-Matrizen verwendet wird. Untersuchungsgegenstand ist dabei unter anderem, wie sich die Wahl des Rechenverfahrens zur Generierung der BSDF auswirkt. Dabei wird die Radiosity-Methode mit der Raytracing-Methode zur Erzeugung der notwendigen Kennwerte im kurzwelligen und langwelligen Bereich verglichen. Anhand der durchgeführten Gebäudesimulationen werden nicht nur die Einflüsse des gewählten Ansatzes, sondern auch die Auswirkungen unterschiedlicher Geometrien, hochreflektierender Oberflächen sowie einer low-e-Beschichtung auf der Rückseite der Lamellen untersucht. Die sich ergebenden Unterschiede werden schließlich in den Kontext des Nachweises des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 gestellt.

Investigations on thermal protection in summer - Part 3: Modeling of complex geometries and different material properties of shading systems
A series of three articles investigates the thermal protection of buildings in summer using different methods and boundary conditions. Part 1 compares the code compliance methods prescribed by DIN 4108-2 and considers future climate data. Part 2 deals with multi-dimensional approaches to model shading systems. Part 3 presents a new approach to model shading systems that consist of non-standard geometries and highly reflective materials.
In part 3 external shading systems are investigated with respect to their geometry and material properties using the method of BSDF matrices which has been presented in part 2. One focus of the investigation is set on the choice of the calculation approach to generate the BSDF. The radiosity approach is compared with numerical raytracing as means to generate the necessary metrics in the shortwave and longwave range of radiation. Based on the building simulation results the impact of the chosen method as well as the influence of different geometries, highly reflective surfaces, and a low-e coating on the back side of the blinds is assessed. Finally, the resulting differences are put into the context of code compliance calculations regarding thermal protection of buildings in summer time.