24.09.2019, 15:00 Uhr
Modellvalidierung: Zwischen Simulation und Realität
Die Validierung bzw. Kalibrierung von Modellen kann auf der Ebene von Komponenten bzw. Bauteilen, Räumen, Gebäuden oder Siedlungen erfolgen. Die hierfür notwendigen Validie-rungsmessungen können entweder in einem Labor, unter kontrollierten in-situ-Bedingungen oder an real genutzten Objekten ausgeführt werden.
Bei jeder dieser Validierungsmessungen stellen sowohl Sensoren und Messtechnik als auch das Design der Validierungsmessungen die Schnittstelle zwischen der Realität und dem Si-mulationsmodell dar. Die Auswahl von geeigneter Sensorik und passenden Testszenarien wird am Beispiel des „BES-Model-Validation“-Datensatzes des IEA EBC ANNEX 58 aufge-zeigt und durch weitere Beispiele aus dem Bürobau und der Komponentenvermessung er-gänzt. Hierbei werden Techniken, Hardware und Probleme bei der Ermittlung zuverlässiger Validierungsdaten dargestellt.
Um einen Validierungsprozess als erfolgreich bezeichnen zu können, müssen Validierungsziele definiert und deren Erreichen messbar gemacht werden. Zu diesem Zweck werden Kenngrö-ßen vorgestellt, mit denen die Qualität eines Simulationsmodells geprüft werden kann.
Für den Fall, dass eine Validierung (zunächst) erfolglos ist, muss der kritische Modellteil iso-liert und angepasst werden. Die Erfahrung der ausführenden Modellanten ist hierbei eine wichtige und vor allem zeiteffiziente Möglichkeit. Da jedoch jeder Bearbeiter an die Grenzen seiner Erfahrung kommen wird, müssen weitere methodische, mathematische Werkzeuge zur Verfügung stehen, die eine Identifikation des ungenauen Mechanismus ermöglichen. Hierfür können beispielsweise Sensitivitätsanalysen, Residuen-Regressions-Analysen und generi-sche Parameteroptimierungen eingesetzt werden.
Matthias Kersken
Dr.-Ing. Matthias Kersken ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Bau-physik in der Abteilung Energieeffizienz und Raumklima. In der Arbeitsgruppe für Gebäudee-valuation und Monitoring ist er verantwortlich für die Planung, Ausführung und Analyse von in situ-Messungen. Die eingesetzten Verfahren ermöglichen eine Extrapolation der experimentell gewonnenen Erkenntnisse durch dynamische Gebäudesimulation.
Matthias Kersken
Fraunhofer IBP
Modellvalidierung: Zwischen Simulation und Realität