FAQ: Interpretation und Plausibilisierung

Die Voreinstellung ist bewusst der Worst Case für den Überhitzungsnachweis: 10-jährlicher Hitzesommer im Klima 2060, kritischster Raum (Süd-Eckraum, dichte Belegung), adiabate Nachbarzonen, freistehend. Messwerte stammen dagegen aus heutigen, meist typischen Jahren und aus durchschnittlichen Räumen.

Für den Abgleich mit Messungen die Voreinstellung «Welt heute» wählen (typisches Jahr 2023, temperierte Nachbarzonen, Quartier-Verschattung, Ferienprofil); damit liegen die belegten Sommerstunden bei Mittel ~25 °C, Maximum ~31 °C, im Bereich realer Schulzimmer-Messkampagnen. Die Klimadaten selbst wurden gegen einen Aussenfühler in Zürich (Urania, 2025) validiert: Juni–August gemessen Ø 21.4 °C / 281 h über 26.5 °C; SIA-Datensatz 2023-Hitzesommer Ø 21.0 °C / 304 h.

Die Kühlung läuft nur während der Nutzungszeit (ausser der 24-h-Betrieb ist aktiviert). Der Jahresverlauf zeigt Tagesmaxima, und die treten oft am frühen Abend nach Betriebsschluss oder am Wochenende auf, wenn das Gerät aus ist.

Massgebend für den Komfort ist die KPI-Kachel «Max. Raumtemperatur (Nutzungszeit)»: Sie zeigt bei ausreichender Kühlleistung exakt den Sollwert. Der Jahreshöchstwert inkl. Nacht/Wochenende steht als Zusatzinfo darunter.

Das entspricht dem Bewertungsansatz der SIA 180: Massgebend ist, was anwesende Personen erleben. Der 100-h-Grenzwert vergleicht sich mit den Stunden über 26.5 °C in der Nutzungszeit (Mo–Fr, Betriebsfenster, abzüglich Ferien, falls das Ferienprofil aktiv ist). Die Stunden übers ganze Jahr werden zusätzlich in der KPI-Kachel ausgewiesen; im CSV-Export sind beide Informationen als Spalten enthalten.

Die adaptive Grenzkurve folgt dem gleitenden 48-h-Aussenmittel: ohne Kühlung Figur 3 (25 °C, bei Hitze ansteigend, toleranter als fixe 26.5 °C), mit Kühlung Figur 4 (ab 24.5 °C, in der Übergangszeit strenger). Dadurch kann die Bewertung kippen: Ein Fall mit 148 h fixer Überschreitung (gelb) kann adaptiv bei 57 h (grün) liegen. Umgekehrt erhält ein auf 26 °C gekühlter Raum adaptiv einige Stunden, weil Figur 4 bei kühler Witterung unter 24.5 °C verlangt. Das Komfortdiagramm zeigt beide Sichtweisen: Punktwolke, adaptive Grenzlinien und die fixe 26.5-°C-Bezugslinie.

Drei Gründe wirken zusammen: (1) Ein Eckraum kombiniert zwei Fassaden: Nord = N+E, Süd = S+W. (2) Die Store-Automatik (ab 200 W/m²) trifft die starke Süd- und Westsonne viel häufiger; die Nordfassade erhält fast nur Diffusstrahlung unter der Schwelle, die ungebremst eintritt. Netto sind die transmittierten Solareinträge fast identisch. (3) Bei dichter Belegung ist der Raum lastdominiert: die internen Lasten übersteigen den Solareintrag um ein Mehrfaches.

Gegenprobe: Ohne Sonnenschutz kippt die Reihenfolge sofort ins Erwartete (Süd deutlich kritischer). Mit gut geführtem aussenliegendem Sonnenschutz wird sommerliche Überhitzung weitgehend orientierungsunabhängig, eine bekannte Aussage aus SIA-180-Nachweisen.

Der Balkon drückt die Fassadeneinstrahlung oft knapp unter die 200-W/m²-Schwelle der Automatik; der wirksamere Store (Fc 0.25, lässt 25 % durch) bleibt dann offen (100 %). Beispielstunde: ohne Balkon 460 W/m² → Store zu → wirksam 115 W/m²; mit Balkon 182 W/m² → Store offen → wirksam 182 W/m². Der Balkon ersetzt also einen besseren Schutz durch einen schlechteren.

Das Modell nimmt an, dass der Fassadensensor unter der Auskragung sitzt und die verschattete Strahlung sieht. Ohne beweglichen Sonnenschutz wirkt der Balkon dagegen klar positiv (−72 h im Referenzfall); hochstehende Sommersonne wird geometrisch über den Profilwinkel abgeschnitten, flache Wintersonne kommt durch.

Zwei grosse Effekte heben sich fast auf: Der Altbau lässt mit g = 0.75 mehr Sonne herein (+391 kWh im Sommer gegenüber dem Neubau), aber seine undichte Hülle entsorgt auch mehr Wärme (−439 kWh), denn selbst im 2060-Hitzesommer ist die Aussenluft in 77 % der Sommerstunden kühler als der 26-°C-Sollwert. Die Hülle wirkt für einen gekühlten Raum die meiste Zeit als Wärmesenke.

Umgekehrt steigt der Kühlbedarf bei Minergie-P leicht («gut gedämmt hält die Wärme»); der Effekt bleibt klein, weil die Nachtauskühlung über die Fenster die Wärmeabfuhr dominiert. Konsequenz im Zielkonflikt-Diagramm: Der Heizbalken schrumpft mit besserer Dämmung massiv, der Kühlbalken bleibt fast konstant.

Ja, dauernd mit 0.15-fachem Luftwechsel (INFILTRATION_ACH). Sie ist aber ein kleiner Term: Im Referenz-Schulzimmer ~11 W/K gegenüber 204 W/K hygienischer Lüftung und bis 286 W/K Fensterlüftung. Wichtiger ist der Grundsatz: Lüftung, egal wie viel, kann den Raum nur an die Aussentemperatur heranziehen. Im 2060-Hitzesommer liegt schon das Juli-Aussenmittel bei 24.5 °C; selbst der leere Raum kommt deshalb auf über 100 Überschreitungsstunden.

Ihre Leistung ist luftseitig begrenzt: Volumenstrom × 0.34 Wh/(m³·K) × (Zulufttemperatur vor Register − 16 °C Minimum). Beim Schulzimmer mit 600 m³/h sind das je nach Witterung ~1–3 kW; die Spitzenlast liegt höher. Die KPI-Kachel weist die «Stunden an der Leistungsgrenze» aus. Im heutigen Klima genügt die Zuluftkühlung oft, im 2060-Hitzesommer nicht, eine dokumentierte Schwäche dieses Systems. Das W/m²-Feld wird aus dem tatsächlichen Luftvolumenstrom abgeleitet (Schulzimmer ~29, Büro ~10 W/m²).

Die fünf Sommerferienwochen schneiden genau die heissesten Wochen aus der Bewertung (Überschreitung sinkt überproportional: Referenzfall 416 → 235 h bei −25 % Nutzungszeit). Das SIA-Tagesprofil reduziert die Personen-/Gerätelasten um Pausen und Teilbelegung (−40 bis −50 h). Beides sind Bewertungs- bzw. Lastannahmen; physikalisch wird der Raum in den Ferien genauso warm, es ist nur niemand da.

Ohne Wochenend-Lüftung kann die Speichermasse Samstag/Sonntag nicht entladen werden; der Raum geht mit «geladener» Masse in die neue Woche (+13 h Überschreitung im Referenzfall). Im Wochen-Chart mit den Wochentags-Labels ist der Effekt direkt sichtbar. Die Fensteröffnung ist darum in drei Zeitfenstern separat schaltbar: tagsüber, nachts (Nachtauskühlung), Wochenende.

Eine schrittweise Optimierung: In jedem Schritt wird die aktuell wirksamste Massnahme fixiert und alle verbleibenden werden auf der neuen Basis nachgerechnet. Dadurch sind Wechselwirkungen berücksichtigt; die Summe der Einzelwirkungen ist grösser als das Paket (Referenzfall: Einzeln 75 h, Paket real 65 h), weil sich Massnahmen überlappen (die Folie bringt weniger, wenn schon Lamellen montiert sind). Greedy garantiert nicht das mathematische Optimum, liegt aber bei weitgehend unabhängigen Massnahmen praktisch immer nahe daran. Jede Massnahme kommt höchstens einmal vor; aktive Kühlung ist ausgeklammert, da sie jedes Paket trivial dominieren würde. Mit der Checkbox «bauliche Massnahmen einbeziehen» lässt sich das Paket auf Bestandsbauten einschränken (keine Eingriffe in Fensterflächen, Speichermasse, Hülle).

Ja: Alle Einstellungen der Seitenleiste werden übernommen (im Vergleichsmodus Konfiguration A); nur die Baualtersklasse wird pro Balken variiert. Der blaue Kühlbedarf ist normiert (ideale Kühlung auf 26 °C, Split 80 W/m²), unabhängig von der konfigurierten Kühlung, damit die vier Standards vergleichbar bleiben. Kernaussage: Dämmung senkt das Heizen massiv (Altbau 91 → Minergie-P 35 kWh/m²a), der Kühlbedarf bleibt; den Sommer löst man über Sonnenschutz, Lüftung oder Kühlung, nicht über die Hülle.

Zwei Sichtweisen auf denselben Raum: Welt 2060 ist die Worst-Case-Nachweissicht (Hitzesommer 2060, adiabate Nachbarzonen, unverbaut, keine Ferien); sie muss den kritischsten Fall absichern. Welt heute ist die Best-Estimate-Sicht zum Abgleich mit Messwerten (typisches Jahr 2023, temperierte Nachbarzonen, Quartier-Verschattung, Ferienprofil). Raum, Lasten und Kühlung bleiben beim Umschalten erhalten.

Einzonen-5R1C-Modell nach SN EN ISO 13790 (vereinfachtes Stundenverfahren): drei Knoten (Raumluft, Oberfläche, Speichermasse), fünf Leitwerte, Crank-Nicolson-Zeitschritt, 8760 Stunden. Heizung ideal auf 21 °C (immer aktiv, sonst wären Wintertemperaturen unrealistisch), Kühlung ideal bis zur Leistungsgrenze des gewählten Systems. Solargeometrie mit eigenem, kommentiertem Modul (Sonnenstand nach Cooper/Spencer, isotropes Himmelsmodell); die SIA-4028-Daten liefern Direktnormal- und Diffusstrahlung direkt. Das komplette Verfahren ist Schritt für Schritt in backend/simulation/rc_model.py kommentiert.

Mit einer Prüf-Suite (Details im CHANGELOG): 22 Monotonie-Checks (z. B. weniger Personen → weniger Überschreitung, besserer Sonnenschutz → weniger, Hitzesommer ≥ typisches Jahr), Kühl-Invarianten (Strom = thermisch/COP, Peak ≤ Leistungsgrenze, keine Kühlung ausserhalb der Nutzungszeit), 32 Zufallskonfigurationen mit Kennzahlen-Invarianten sowie Randfälle (8–500 m², Betrieb 1–24 h, Null-Lasten). Die Jahres-Energiebilanz schliesst auf < 0.5 % (Rest = Speicheränderung); die Sonnengeometrie trifft den Sollwert (21. Juni 12:30 Zürich: 66.1° Sonnenhöhe).

Eine thermische Zone mit quadratischem Grundriss; Innenbauteile adiabat (Worst Case) oder pauschal temperierte Nachbarzone; ideale Regelung; Fensterlüftung als Verhaltensregel statt Strömungsrechnung; isotropes Diffusmodell; pauschale Verschattungsautomatik; keine Feuchte-/Latentlasten; Ferien- und Nutzungsprofile als fixe Näherungsdaten. Die Resultate sind ingenieurmässige Schätzungen und kein Ersatz für einen normkonformen Nachweis nach SIA 180.

Klimadaten: SIA 4028 (Klimajahre 2023 und 2060/RCP 8.5), Stationen Zürich Fluntern (SMA) und Zürich Stampfenbach (ZUESTA), je als typisches Jahr (DRY) und 10-jährlicher Hitzesommer; Original-CSV unverändert in data/climate/. Nutzungswerte nach SIA 2024, Bewertung und Fc-Werte nach SIA 180, Wärmekapazitätsklassen nach ISO 13790, U-Werte nach üblicher Gebäudetypologie. Alle Kennwerte liegen zentral, kommentiert und anpassbar in backend/simulation/parameters.py.