Städte- und Quartierplanung erhält in Zeiten des Klimawandels eine neue Dimension. Um ein übermässiges Aufheizen im Sommer zu verhindern, aber gleichzeitig einen ganzjährigen Aussenraumkomfort zu schaffen, muss das Quartierklima bereits in der frühen Planungsphase mitberücksichtigt werden.

Quelle: HSLU / Institut für Gebäudetechnik & Energie (IGE)

QKM ist ein Add-In für Revit® und liefert Resultate in wenigen Sekunden, was ein interaktives Arbeiten für Architekt:innen, Landschaftsplaner:innen und Fachplaner:innen ermöglicht. Für die Erstellung der Geländetopologie und dem Entwurf von Gebäuden und Bepflanzungen, wird die Funktionalität von Revit® genutzt. Die Flächen werden in einfacher Weise durch Materialdaten mit QKM verbunden.

Physikalische Modelle, Randbedingungen

Die Algorithmen von QKM sind speziell auf die Quartierklimamodellierung ausgerichtet. Berücksichtigt werden folgende physikalische Vorgänge:

• Verschattung durch die Gebäude und Bepflanzungen. Berechnung: Sichtfaktoren zwischen den Flächen und dem Himmel
• Kurz- und langwelliger Strahlungsaustausch zwischen den Gebäuden, der Umgebung und der Bepflanzung. Berechnung: Kurz- und langwellige Absorption, Transmission und Reflektion
• Luftströmung im Quartier
  Berechnung: Erhaltungsgleichungen mit turbulenter Viskosität, konvektiver Wärmeübergang zwischen Luft- und Oberflächen, Randbedingung durch logarithmisches Windprofil
• Wärme- und Feuchtetransport durch Wand- und Bodenelemente
  Berechnung: Instationärer Temperatur- und Feuchteverlauf in Wand- und Bodenelementen
• Feuchtehaushalt der Bepflanzung (Bäume, Sträucher, Stauden), von Strassen, Wegen, Plätzen und Grün- und Wasserflächen
  Berechnung: Evapotranspiration unter Berücksichtigung des Blattflächenindex (LAI) sowie des Blattwiderstandes
• Zeitabhängige Berechnung der physikalischen Grössen für einen Tage oder eine längere Periode
  Berechnung: Lösung der mathematischen Gleichungen im 3-dimensionalen Raum und über die Zeit
• Vordefinierte und individuelle Klimadaten.
  Berechnung: Meteodaten im EPW-Format
   

QKM wurde an der Hochschule Luzern, Departement Technik & Architektur, am Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) entwickelt. Das Projekt wurde durch die Stiftung Infinite Elements und die HSLU finanziert.

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