GOSOL 10.0 mit EnEV 2016 verfügbar - WARNUNG vor MS XP-Sicherheitsupdate KB2724197
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GOSOL -
das solar+energetische Städtebausimulationsprogramm
© 1982-2019 entwickelt von Dr.-Ing. Peter Goretzki. Alle Rechte vorbehalten.

Grundlage ist ein dreidimensionales Computermodell aus Gebäuden, Vegetation mit jahreszeitlich wechselnder Belaubung und Topographie. GOSOL ist derzeit das einzige verfügbare Simulationsprogramm mit dem städtebauliche Planungen in ihrer Gesamtheit, unter Einbeziehung aller relevanten Einflussparameter, auf die CO₂-relevante Zielgröße Heizenergiebedarf bzw. Gesamtenergiebedarf hin untersucht werden können.

Zur Überprüfung der Wohnqualität kann außerdem die tägliche/monatliche Besonnungsdauer von einzelnen Fenstern, Räumen, Wohnungen, Geschossen oder Freibereichen ermittelt und als Verschattungssilhouette dargestellt werden.

Alle solar+energetischen Kennwerte können graphisch als Lageplankartierung gebäudescharf visualisiert werden.

GOSOL stellt unangefochten und konkurrenzlos den Stand der Technik für die solar+energetische Analyse und Optimierung städtebaulicher Planungen dar. Für die Qualität von GOSOL bürgt u.a., dass das Land Nordrhein-Westfalen eine Landeslizenz für alle Kommunen und Hochschulen in NRW erworben hat.

GOSOL wurde von seinem Entwickler Dr. Peter Goretzki erstmals 1989 auf der Second European Conference of Architecture in Paris der Öffentlichkeit vorgestellt und wird seither laufend weiterentwickelt.

• GOSOL-Lizenznehmer in Kommunen und Hochschulen
  
• Zertifizierte GOSOL-Dienstleistungen (weitere Anbieter werden auf Anfage durch das SOLARBÜRO nachgewiesen).
  
• GOSOL Kaufen / Nutzen - Lizenzmodelle

Besonderes Spezifikum von GOSOL, das auch mit der Umschreibung "solar+energetisch" zum Ausdruck gebracht werden soll, ist die Erstellung von vollständigen Heizwärmebilanzen für jedes einzelne Gebäude sowie in Form von Summen- und Mittelwerten für den gesamten Untersuchungsbereich.
Die Heizwärmebilanzen beinhalten sowohl die gebäudespezifischen Wärmeverluste (abhängig von Wärmeschutzstandard und Gebäudegeometrie) als auch die hiermit in Wechselwirkung stehenden nutzbaren aktiven und passiven Solargewinne bei der jeweiligen Gebäudeorientierung und Verschattungssituation. Erst die Bilanzierung der beiden Antagonisten Wärmegewinne und Wärmeverluste in der klimarelevanten Zielgröße "wohnflächenspezifischer Jahres-Heizenergiebedarf" bzw. "wohnflächenspezifischer Jahres-Primärenergiebedarf" ermöglicht es Fehloptimierungen durch einseitige Betrachung zu vermeiden (Jede Veränderung der Gebäudeabmessungen zur Optimierung der Wärmeverluste bewirkt auch eine Veränderung der Verschattungssituation).

Kartierungsmodule erleichtern die Auswertung durch eine graphische, gebäudescharfe Darstellung aller berechneten Kennwerte. Zur Kontrolle des Optimierungserfolges können zudem Varianten gebäudescharf verglichen werden.

Anders als bei gebäudeorientierten Simulationsprogrammen müssen Fenster, Wände, Materialeigenschaften, Wärmedurchgangskoeffizienten U oder Luftwechselraten nicht manuell definiert werden. Diese werden von GOSOL aus den Gebäudeabmessungen, den gewählten Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz (z.B. EnEV, KfW 85 / 70 / 55, Passivhaus, ...) und Auswahl der Heizungsanlage durch intelligente Module vollautomatisch gebäudespezifisch, unter Berücksichtigung aller gesetzlichen Anforderungen, nach einheitlichen Grundsätzen ermittelt und modelliert. Hierdurch wird verhindert, dass städtebaulich relevante Ergebnisse durch gebäudespezifische Eigenschaften verfälscht oder überdeckt werden. Dies alles ermöglicht eine schnelle und fehlerfreie Modellierung und Optimierung der Planung durch Stadtplaner ohne vertiefte bauphysikalische Kenntnisse.

GOSOL ermöglicht es zudem 2D / 3D-Zellbibliotheken mit allen für die solar+energetische Simulation erforderlichen Gebäudetypen für das CAD Programm vollautomatisch zu erstellen. Soweit das CAD-Modell, gleich ob im 2D- oder 3D-Modus, unter Einbindung und Verwendung dieser Zellbibliothek erstellt wurde, kann dieses Modell ohne wesentliche Nachbearbeitung direkt in GOSOL über die DXF-Schittstelle zur solar+energetischen Simulation übernommen werden. Damit kann die Planung / Dateneingabe wie gewohnt mit dem das vorhandenen CAD-Programm erfolgen.

Zur Bewertung der Wohnqualität hinsichtlich ausreichender Besonnung kann außerdem DIN-gerecht die mittlere an einem klaren Tag mögliche Besonnungsdauer oder die monatliche reale Besonnungsdauer unter Einbeziehung der Bewölkungshäufigkeit im Tagesgang von einzelnen Fenstern, Räumen, Geschossen oder Freibereichen ermittelt und als Farbkartierung bzw. Verschattungssilhouette dargestellt werden. Weiter wird der Anteil der Gebäude ermittelt, welche definierte Mindestanforderungen an die Besonnungsdauer nicht erfüllen.

Der Einsatzbereich von GOSOL umfasst:

• die quantitative solar+energetischen Vorprüfung von städtebaulichen Wettbewerben
• die Analyse und Bewertung von Bebauungskonzepten hinsichtlich solar+energetischer Mängel und Konflikte,
• die solar+energetische Optimierung des städtebaulichen Vorentwurfs und Rechtsplans,
• die Analyse der Auswirkung von Planungen auf den Gebäudebestand (u.a. veränderte Besonnungsdauer, Solargewinne und Heizenergiebedarf),
• die solar+energetische Zertifizierung von Baugebieten,
• die Ermittlung der "Qualitätskriterien Solarsiedlung in Planung" des Landes Nordrhein-Westfalen
• Besonnungsuntersuchungen im Rahmen von Baugenehmigungsverfahren sowie der Bauleitplanung.

• der Topographie des Baugebietes sowie dessen weiterer Umgebung (Höhenrücken, Waldränder usw.) als digitales Geländemodell,
• der bestehenden Gebäude als Verschattungsquellen,
• der geplanten Gebäude mit definierten solaren und energetischen Eigenschaften,
• der Vegetation mit frei definierbarem Habitus, unter Berücksichtigung der im Jahresgang wechselnden Belaubung.
• Das räumlich energetische Modell kann zusätzlich durch graphische Eingaben wie Straßen, Grundstücksgrenzen usw. ergänzt werden.

Das Progammpaket GOSOL besitzt einen modularen Aufbau:

Die Module GOS-ATYP und GOS-MTYP dienen zur vollautomatisierten bzw. freien, manuellenErstellung der im Untersuchungsbereich vorkommenden Gebäudetypen für die solar+energetische Simulation sowie zur Erstellung von entsprechenden 3D-Zellbibliotheken zur Verwendung in CAD-Programmen.

In dem Modul GOS-MOD können des digitale Geländeroberflächen-Modell generiert, Gebäude und Bäume platziert sowie graphische Elemente eingegeben werden. Dabei stehen, je nach verfügbaren Datengrundlagen eine breite Palette unterschiedlichster Werkzeuge zur Verfügung. Weiter können 2D-CAD-Modelle direkt zu einem 3D-Modell erweitert werden.

Das Modul GOS-SIM führt die eigentliche solar+energetische Berechnung durch. Hier werden Solargewinne, Wärmebedarf, der Heizenergiebedarf sowie die Besonnungsdauer der einzelnen Gebäude und hieraus des gesamten Untersuchungsbereichs ermittelt.

Im Modul GOS-KART können sämtliche Berechnungsergebnisse nach den verschiedenen Kriterien ausgewertet und graphisch in Form von Farbkarten dargestellt werden.

Im Modul GOS-SIL können die Verschattungssilhouetten jedes einzelnen Fensters dargestellt, Besonnungszeiträume und Verschattungsquellen analysiert werden.

Das Modul GOS-DXF liefert eine Schnittstelle zu CAD-Programmen. Hiermit können vom Grundplan bis hin zum kompletten 3D-Modell Daten aus CAD-Programmen in GOSOL übernommen werden. In Gegenrichtung können aus GOSOL von der 3D-Zellbibliothek bis hin zum kompletten 3D-Modell Daten zur Weiterbearbeitung bzw. zum rendern an CAD-Programme übergeben werden.

Dieses Konzept entspricht der Block/Zellen-Konzeption von CAD-Programmen. Mit Hilfe der GOSOL-Module GOS-ATYP und GOS-MTYP können auf einfachste Weise 3D-CAD-Zellen erstellt und zur Verwendung an das CAD-Programm als Zellbibiothek übergeben werden.

Abbildung rechts oben:
Typenaufteilung eines ca. 28 ha großen Planungsbereich.

Abbildung rechts unten:
Die selben Typen im Modul "GOSOL Gebäude-Grundtypen-Erstellung" GOS-ATYP

Automatische Modellierung - Modul: GOS-ATYP

Die Modellierung der Baukörper-Typen wird vollständig automatisiert von dem Modul GOS-ATYP vorgenommen.

Die notwendigen Eingaben zu jedem Baukörpertyp beschränken sich auf die im Planungsprozess ohnehin bekannten bzw. festzulegenden geometrischen Angaben zu den maximal zulässigen Gebäudeabmessungen, d.h. der Länge und der Tiefe des Baukörpers, der Trauf- und Firsthöhe bzw. Dachneigung DN, der Dachform DF, der Art zulässiger Dachaufbauten und der Verkettungsform K.

Die Gebäudeabmessungen können auch automatisch mit dem Modul GOS-MOD2 durch anklicken von 3 Gebäudeecken anhand von digitalen Plänen oder Papierzeichnungen (Digitalisiertablett erforderlich) erfasst und an GOS-ATYP weitergegeben werden. (Hierbei wird selbstverständlich auch gleichzeitig die Gebäudezuordnung, Ausrichtung und Lage der Gebäude im Plangebiet in GOS-MOD übernommen).

Bei Angabe der Anzahl der Vollgeschosse und der Dachneigung ohne Vorgabe der FH/TH wird die nach der jeweiligen LBO maximal mögliche First- und Traufhöhe vom Programm automatisch errechnet.

Dachaufbauten werden nach Vorgabe der bauordnungsrechtlichen Festsetzungen vollautomatisch modelliert.

Für die automatische Berechnung der Wohnflächen nach der WoFlV als Bezugsgröße für die Energiekennzahlen sind lediglich noch Angaben zur Konstruktions- (KF) und Treppen- bzw. Verkehrsfläche je Geschoß (VF) erforderlich. Die Anzahl der Treppen, bzw. die Anzahl der Geschosse mit zulässigen Aufenthaltsräumen wird vom Programm ebenso wie die Anzahl der Vollgeschosse, die Grundfläche und die Bruttogeschoßfläche automatisch ermittelt.

Die Modellierung der energetischen Eigenschaften der Gebäude sowie der Größe der Fensterflächen und deren Aufteilung auf die einzelnen Fassaden erfolgt automatisch nach (veränderbaren) Voreinstellungen. Bauteilbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) und Luftwechselraten können ebenso wie der Heizungsanlagentyp vorgegeben werden. Voreinstellungen sind u.a. für den Passivhaus-Standard mit allen bauphysikalischen Eigenschaften verfügbar.

Alternativ zur Modellierung von Gebäuden zur Berechnung der passiv-solaren Heizwärmebilanz können auch Gebäude mit thermischen Kollektoren oder Photovoltaikelementen in den Dachflächen generiert werden.

Durch dieses Modul können alle für die Darstellung der städtebaulichen Struktur notwendigen Gebäudetypen vollautomatisch erstellt werden. Hierdurch wird auch die für die vergleichende städtebauliche Untersuchung notwendige Konsistenz der unterschiedlichsten Gebäudetypen gewährleistet.

Zusätzlich zur vollautomatischen Erstellung können Gebäudegrundtypen auch manuell erstellt und bearbeitet werden. Damit ist die Modellierung von beliebig ausgeformten Baukörper-Typen möglich. Dieses Modul erlaubt zudem die individuelle Modifikation automatisch erstellter Baukörper-Typen (Gebäude aus mehreren Typen zusammensetzen, Wände und Fenster ergänzen oder versetzen, Modell dehnen und spiegeln, ...).
 

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Die Baukörper-Typen enthalten, neben allen für die energetische Simulation notwendigen Angaben (wie z.B. spezifischer Wärmebedarf, thermische Speicherkapazität, interne Wärmequellen, mittlere Solltemperatur, Lage, Größe und Eigenschaften von solaren Öffnungsflächen) auch ein räumliches, d.h. aus den Hauswänden, Fenstern und Dachflächen bestehendes Abbild des Baukörpers.

Die Wohnfläche nach WoFlV, das Gebäude- und Luftvolumen, Wand-, Basis- und Dachflächen sowie alle energetischen Eigenschaften können innerhalb des Moduls automatisch berechnet werden.

Die, für jedes Baugebiet individuell modellierbaren Grundtypen ergeben eine jederzeit erweiterbare Baukörper-Bibliothek, aus welcher die im Planungsbereich vorgesehenen Baukörper ausgewählt und in das digitale Geländemodell eingefügt werden können. In der Regel lassen sich städtebauliche Planungen mit 10 bis 40 verschiedenen Grundtypen darstellen.

Diese GOSOL-Gebäudegrundtypen können auch über die GOSOL-DXF-Schittstelle an CAD Programme als Zellbibliothek übergeben werden. Aus diesen Zellen aufgebaute 2D/3D CAD-Modelle können dann später direkt in GOSOL zur Simulation übernommen werden.

• durch Digitalisierung eines Höhenschichtenplans bzw.
• durch Übernahme von 3D-Höhenlinien aus dem CAD,
• durch Eingabe der Höhenpunkte eines orthogonalen Höhenrasters oder
• durch Einlesen des digitalen Höhenmodells DHM der Landesvermessungsämter

Ergänzend hierzu können weiter entfernte Höhenzüge als externe Verschattungselemente z.B. aus einer digitalen Topographischen Karte übernommen werden.

Abb. rechts:
Digitales GOSOL-Geländeoberflächen Modell mit weiter entfernten Höhenzügen als externen Verschattungselemente (Perspektive)

1. über Tastatureingabe der Plazierungskoordinaten und der Südabweichung,
2. direkt mit Hilfe der Maus am Bildschrim auf Basis eines digitalen Grundplans oder
3. auf Basis einer Planvorlage mittels Digitalisiertablett eingefügt werden:

• die einzelnen Gebäude durch Angabe des Baukörper-Typs (1.) und anklicken eines Lage- (2.) und eines Richtungspunktes (3.) alternativ: Angabe der Südabweichung
  (siehe Abb. rechts),

• die in ihrem Habitus frei definierbaren Bäume durch Angabe des Baumtyps (oder der individuellen Baumhöhe und des Kronendurchmessers) und anklicken des Lagepunktes.

Die Höhenlage der Objekte im Gelände wird dabei automatisch ermittelt, kann aber auch individuell definiert bzw. später im 3D-Modus am Bildschirm korrigiert werden.

Alternativ kann, soweit im CAD die von GOSOL erstellten Zellen verwendet wurden, über die DXF-Schittstelle ein komplettes 3D-Modell direkt aus 2D/3D-CAD-Programmen übernomen werden. Im CAD eventuell noch fehlende 3D-Angaben, wie z.B. Geländeoberfläche, Höhenlage von Gebäuden und Bäumen oder auch die Höhe von Bäumen kann in GOSOL einfach und schnell ergänzt werden.

Die Anzahl der Gebäude und Bäume des städtebaulichen Modells wird lediglich durch die RAM-Speicherkapazität des verwendeten Rechners begrenzt.

Zur Überprüfung kann das städtebauliche Modell als Perspektive oder Isometrie aus beliebigen Blickwinkeln dargestellt werden (Drahtmodell). Fenster (hellblau) sowie der Anschnitt des Hausgrunds im Gelände (Sockel/Eingrabung=orange) können dabei optional eingeblendet werden.

Durch Übergabe das Daten mit Hilfe des Moduls GOS-DXF an ein CAD-Programm eröffnen sich weitere Möglichkeiten der graphischen Darstellung z.B. rendern (siehe Abb. unten).

Zum 3D-Modell oben: Mit nur 296 Mausklicks lässt sich auf Basis einer vorliegenden 2D-Planzeichnung (Papier oder Digital) das komplette städtebauliche 3D-Modell aller Gebäude mit Fenstern, Dachgaupen und allen solar+energetischen Eigenschaften erstellen. Wurde der Plan mit GOSOL-Zellen im CAD erstellt steht das 3D-Modell sofort zur Verfügung.

Dabei können, als Plazierungshilfe, die nach der jeweiligen LBO notwendigen Abstandsflächen (Violett) sowie die Basishöhe über NN, die Grund- und Geschossfläche die Wohnfläche, Geschossigkeit und Baumdurchmesser/Baumhöhe eingeblendet werden.

Zudem ist der globale Austausch eines bestimmten Baukörper-Typs im Gesamtmodell gegen einen anderen Typ (z.B. mit anderen First- und Traufhöhen, ...) möglich, wobei sich dessen neue Eigenschaften dann auf alle Gebäude dieses Typs übertragen. Dadurch kann die Wirkung einer veränderten städtebaulichen Festsetzung überprüft werden, ohne dass jedes einzelne Gebäude im städtebaulichen Modell verändert bzw. neu modelliert werden muss.

Über diese Schnittstelle können u.a. Katasterpläne, Gestaltungspäne oder Bebauungsplanentwürfe als 2D- oder 3D-CAD-Modell aus allen handelsüblichen CAD Programmen in GOSOL importiert werden.

GOS-DXF ermöglicht es zudem 2D / 3D-Zellbibliotheken mit allen für die solar+energetische Simulation erforderlichen Gebäudetypen für das CAD Programm vollautomatisch zu erstellen. Soweit das CAD-Modell, gleich ob im 2D- oder 3D-Modus, unter Einbindung und Verwendung dieser Zellbibliothek erstellt wurde, kann dieses Modell ohne wesentliche Nachbearbeitung direkt in GOSOL über die DXF-Schnittstelle zur solar+energetischen Simulation übernommen werden. In GOS-MOD müssen lediglich fehlene 3D-Eigenschaften wie z.B. Topographie / Erdgeschossfußbodenhöhe oder Baumhöhen manuell, halb- oder vollautomatisch ergänzt werden.

Damit kann die Planung / Dateneingabe wie gewohnt mit dem vorhandenen CAD-Programm erfolgen.

Der Export von 3D-Modellen aus GOSOL in das CAD ermöglicht die Weiterbearbeitung von in GOSOL modifizierten Planungen im CAD, sei es zur Fertigstellung der endgültigen Planfassung oder zur graphischen 3D-Darstellung in hierfür geeigneten CAD Programmen.

• der Höhenlage der Gebäude,
• der individuellen Ausrichtung der Gebäude,
• der Verschattung durch Nachbargebäude,
• der jahreszeitlich wechselnden Verschattung durch die Vegetation,
• der Verschattung durch die Topographie des Planungsgebietes und seiner Umgebung sowie
• optional der Verschattung durch Teile des Gebäudes selbst wie Wandvorsprünge, Dachüberstände, Balkone usw.

die Solareinstrahlung in die einzelnen Fenster bzw. solarthermischen Kollektoren oder Photozellen quantitativ ermittelt. Die Berechnung erfolgt im Tages- und Jahresgang mindestens stündlich (frei wählbar) und aufgeteilt in Diffus- und Direktstrahlung.

Bei Laubbäumen wird die jahreszeitlich wechselnde Strahlungsdurchlässigkeit der Belaubung bzw. des Geästes berücksichtigt.

Für die Berechnung der direkten Solareinstrahlung (sichtbarer Schatten) wird unter Berücksichtigung der umgebenden Gebäude, Bäume und Geländeformen der Schattenwurf auf die einzelnen Fensterflächen zumindest in Stundenintervallen im Jahresgang berechnet.

Bei der Berechnung der Diffuseinstrahlung (bedeckter Himmel) wird die Himmelskuppel in über 32000 Segmente aufgeteilt, für welche jeweils separat die Strahlungsdichte berechnet wird. Damit ist es möglich sowohl die Verminderung der Diffusstrahlung durch Gebäude und Bäume als auch den einfallswinkelabhängigen Strahlungsdurchgang der Diffusstrahlung durch Fenster exakt zu erfassen (Gebäudesimulationsprogramme berücksichtigen die"Verschattung" der Diffusstrahlung meist nicht, obwohl während der Heizperiode die Diffusstrahung 2/3 der gesamten Globalstrahlung ausmacht).

Die Berechnung der in das Gebäude eingestrahlten Sonnenenergie berücksichtigt dabei neben der Bewölkungshäufigkeit und der durch Dunst bzw. Luftverschmutzung beeinflußten atmosphärischen Trübung auch den einfallswinkelbezogenen Gesamtenergiedurchlaßgrad g der Verglasung.

Auf Basis lokaler Klimadaten, der Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz und des zugrundegelegten Heizungsanlagentyps wird der Bruttoheizwärmebedarf für jedes Gebäude automatisch ermittelt (bei EnEV in Abhängigkeit von der Heizungsamlage). Dabei können folgende Wärmeschutzanforderungen zugrundegelegt werden:

• die Mindestanforderungen zur Begrenzung des Heizenergiebedarfs nach EnEV 2009 / EnEV 2016 (Energieeinsparverordnung 2009/2016) für verschieden Heizungsanlagen,
• auf den Mindestanforderungen nach EnEV aufbauende verschärfte Anforderungen (KfW 70, KfW 55, KfW 40 auf Basis EnEV 2009),
• gegenüber den Mindestanforderungen der EnEV um einen frei definierbaren Prozentsatz verschärfte Anforderungen, d.h. ein prozentual verminderter Jahres-Heizenergiebedarf Q"P,H,
• frei definierte Wärmedurchgangskoeffizienten und Luftwechselraten (Niedrigenergiehaus, Passivhaus, ...)
• Zielwerte (z.B.  xxx kWh/m²_WFa nach dem Berechnungsverfahren der DIN EN 832).

Wichtigste, die solar+energetische Effizienz einer städtebaulichen Planung kennzeichnende Zielgröße ist der auf die beheizte Nutz- bzw. Wohnfläche bezogene spezifische Heizenergiebedarf [kWh/a m²_(WF)]. Die Berechnung erfolgt normgerecht nach dem Monatsbilanz-Verfahren der DIN EN 832, DIN 4701-10 (Anlagen-Aufwandszahl ep) sowie DIN 4108-6 unter Anrechnung der individuell durch Simulation ermittelten nutzbaren Solargewinne jedes einzelnen Gebäudes und der (frei definierbaren) internen Wärmegewinne aus Abwärme von Personen und Geräten.

Der auf die Nutzfläche An bzw. die Wohnfläche WF bezogene Jahrses-Primärenergiebedarf Q"_P,H und der zugehörige mittlere Wärmedurchgangskoeffizient Um kann neben der Referenz-Heizungsanlage nach EnEV auch für die Heizungs-Anlagen Nr: 10 (Niedertemperatur), 16 (Brennwert), 36.1 (Brennwert+LWR+Solar), 41 (Brennwert+Solar), 52 (el.WP), 63.2 (el.Direkt+Solar), 65 (Fernwärme) und 72 (Pellet) nach Anlage zur DIN 4701-10 ermittelt werden. Weitere Heizungsanlagen können zugeladen werden.

Da neben den Wärmeverlusten und passiven Solargewinnen auch thermische und photovoltaische Solargewinne bilanziert werden, kann eine Gesamtenergiebilanz (Heizen, Brauchwasser, Strom) für die Siedlung erstellt werden. Damit kann, u.a. bei der städtebaulichen Optimierung, ausgeschlossen werden, daß konkurrierende Anforderungen aus aktiver und passiver Sonnenenergienutzung oder der Bauform (Wärmeverlust) zu Konflikten führen, die eine Erhöhung des Gesamtenergiebedarfs bewirken.

Entscheidende Kenngröße für die Qualität einer städtebaulichen Planung hinsichtlich der passiven Nutzung der Sonnenenergie sind die "verfügbaren Solargewinne", welche die individuell nutzbaren Solargewinne jedes einzelnen Gebäudes in Relation zu dem Optimum des jeweiligen Gebäudetyps (optimal orientiert und unverschattet = 100 %) setzen. Diese Kenngröße ermöglicht ein weitgehendes Ausblenden der gebäudespezifischen Faktoren (wie Raumtemperatur, Fenstergröße, Glaseigenschaften, thermische Speicherkapazität, baulicher Wärmeschutz etc.) und damit eine Beurteilung der solarenergetischen Auswirkungen städtebaulicher Festsetzungen.

• ungünstiger Gebäudeorientierung,
• Verschattung durch Nachbargebäude,
• Verschattung durch Vegetation und
• Verschattung durch Geländeformen.

Mit Hilfe dieser Kennwerte können gezielt Ansatzpunkte für eine solar+energetisch erfolgversprechende Modifikation der Planung herausgearbeitet werden. Die Kennwerte für den gesamten Untersuchungsbereich ergeben sich als wohnflächengewichtete Mittelwerte für die Summe der einzelnen Gebäude.

• alle o.g. solar+energetischen Kennwerte
• die Ursachen für solare Verluste
• die Besonnungsdauer sowie
• die Veränderung eines solar+energetischen Kennwertes / der Besonnungsdauer zwischen zwei Varianten (z.B. Ausgangsvariante - Optimierungsvariante)

über einer Lageplandarstellung des Planungsbereichs als Kreisdiagramm (sw-kopierfähig) oder frei definierbare Farbflächendarstellung (grün=gut, rot=schlecht) kartiert mit dem jeweiligen Zahlenwert auf dem Bildschirm oder als HP/GL-Datei in einem frei wählbaren Maßstab ausgegeben werden.

Die HP/GL-Datei kann geplottet, in Graphikprogrammen weiterbearbeitet oder, z.B. mit Hilfe des Sharewareprogramms PRINTGL über jeden handelsüblichen Farb- oder SW-Drucker maßstäblich ausgedruckt werden. Die Erstellung von hochauflösenden PCX-Dateien (Bitmap s.u.) ist damit ebenfalls möglich.

Die Funktion "Variantenvergleich" ermöglicht die Veränderung eines beliebigen Kennwertes darzustellen. Damit lassen sich Bereiche mit possitiven (gelb-grün) und negativen (blau-rot) Einfluss der untersuchten Maßnahme abgrenzen.

Eine Gesamtübersicht der Besonnungssituation eines Planbereichs bietet die Kartierung der, aufgrund der individuellen Verschattungssituation möglichen täglichen Besonnungsdauer an einem klaren Tag bzw. der, die lokale Bewölkungshäufigkeit einbeziehenden, monatlichen Besonnungsdauer bestimmter Fassaden, Geschosse oder auch Freibereiche.

Hierbei kann neben den Maximal-, Summen- oder Durchschittswerten einer Ebene (ein Geschoss oder mehrere Geschosse zusammengefasst) auch die Besonnungsdauer jedes einzelnen Fensters dargestellt werden.

Die hervorgehobene Darstellung der einzelnen, die Verschattungssilhouette erzeugenden Verschattungsquellen im Lageplan zeigt die Ansatzpunkte für eine gezielte Planungsmodifikation zur Verbesserung der Besonnung auf (siehe Beispiel rechts, hier ist die Traufe der Nachbargebäude die maßgebliche Verschattungsquelle für das untersuchte EG-Fenster).

Die Verschattungssilhouette und die Darstellung der Verschattungsquellen können neben der Bildschirmdarstellung auch als PCX-Datei und HP/GL-Plotfile erstellt werden.

Die Schattenwurfdarstellung kann als PCX-Datei ausgegeben werden.

Diese Darstellung dient insbesondere zur Beurteilung der Besonnungszeiträumen von Freiräumen.

Für die Beurteilung der Besonnungsdauer von Wohnungen oder gar der solar+energetischen Eigenschaften von Planungen sind Schattenwurfdarstellungen jedoch nicht hinreichend aussagekräftig

[Animierter Schattenwurf]

• GOSOL ist speziell auf die solar+energetische Bewertung und Optimierung städtebaulicher Planungen zugeschnitten.
• Mit GOSOL können ganze Baugebiete komplett solar+energetisch untersucht werden. Die Modellgröße wird nur durch die RAM-Kapazität des Rechners begrenzt (16 MB = 4000 Gebäude + 8000 Bäume).
• GOSOL ermöglicht eine schnelle Modellbildung (600 Wohneinheiten in 3-5 Stunden) sowie kurze Rechenzeiten (600 WE in 10-20 Minuten).
• Alternativ ist bei Verwendung der von GOSOL erstellten Gebäudezellen und Topographie der direkte Import von 3D-CAD-Modellen ohne Nachbearbeitung, bei 2D-Modellen unter Ergänzung der Höheninformationen in GOSOL möglich.
• Die für die Simulation benötigten Klimadaten sind regional verfügbar (ca. 300 Datensätze für die BRD).
• GOSOL berücksichtigt alle städtebaulich relevanten Parameter (Topographie, Gebäude, Vegetation).
• Durch Verwendung genormter Berechnungsansätze (EnEV, EN 832, DIN 4108, DIN 4701, WoFlV usw.) sind die erzeugten Kennwerte vergleich- und nachvollziehbar.
• Die Auswertungsmodule ermöglichen eine zielgerichtete solar+energetische Optimierung auf den CO₂ relevanten Kennwert wohnflächenspezifischer Heizenergiebedarf.
• Thermische Solaranlagen und Photovoltaikanlagen können mit einbezogen werden. Damit ist eine Optimierung auf die Zielgröße Gesamt-Primärenergiebedarf möglich..
  
   

Implementierte Normen, Anforderungen und Berechnungsverfahren:

• EnEV 2014/2016
• EWärmeG BW 2008
• EEWärmeG 2009
• DIN EN 832 (2003-06)
• DIN 18 599
• DIN 4108 (bis 2007-06)
• DIN 4701 (2003-08 / Beiblatt: 2007-02)
• DIN 5034 (2011-07)
• EN 10037 (2019-03)
  
• KfW 100 / 70 / 55 (10/2009)
• WoFlV
• DIN 277
  

Hardware Anforderungen:

• PC (ab Intel P3, AMD) mit Taktfrequenz > 200 MHz.
• 8 MB RAM (expanded Memory XMS-, EMS-Treiber),
• Festplatte mit 10 MB für GOSOL, für Projekte ca. 1 GB
• VGA-Grafikkarte > 480x640, 16 Farben. Für Winddows mit DOS-Shell kompatiblem Treiber (für Win 9.x verfügbarer Treiber)
• LCD-Farbmonitor > 14"
• 3-Tasten Maus (mit Treiber für Windows)
• optional serielles Digitalisiertablett mit 4-Tasten-Lupe min. 30 x 30 cm, MM-SummaSketch ASCII-BCD-Reportmodus, serieller Anschluß.
  

Schnittstellen:

• HP/GL Plotfiles für Ergebniskartierung, Verschattungssilhouetten, Isometrie, Perspektive
• PCX Ergebniskartierung (Bitmap) für Ergebniskartierung, Verschattungssilhouetten
• Digitales Geländehöhenmodell der Landesvermessungsämter (dhm)
• DXF Import und Export im ASCII-Autocad-Format R12/R13 (=AC1009) (2D/3D Modell, Gebäudetypen, usw....)
  

Betriebssystem:

• FREEDOS, MS-DOS, PC-DOS, NW-DOS (multitasking fähig) - keine Einschränkungen, auch hinsichtlich Hardware, bekannt.
  GOSOL-Version für erweiterten EMS-Speicher lauffähig.
  Wir empfehlen FREEDOS ( direkter Zugriff auf alle Windows FAT32 / FAT 16 Laufwerke) in Verbindung mit einen Bootmanager.
  

Unterstützte Betriebssysteme:

• Windows® 3.x, 95, 98, ME, NT 4.0: - keine Einschränkungen hinsichtlich Betriebssystem bekannt.
  GOSOL-Version für erweiterten EMS-Speicher lauffähig.
  
• Windows® 2000 und XP
  • DOS-Shell kompatible Grafikkarte erforderlich.
    Unter Windows XP kann die Verwendung des seriellen Digitalisiertabletts (ruckeln) eingeschränkt sein.
    Prüfen Sie im Einzelfall vorab die Eignung ihres Systems. Fordern Sie unser Hardware-Testprogramm an
    
  • oder in DOSBOX
    Serielles Digitalisiertablett und 3-Tasten Maus voll funktionsfähig.
    
• Windows Vista® und Windows 7 in DOSBOX
  
• Linux in DOSBOX
  
• BeOS, Mac OS X, OS/2 in DOSBOX

• die Globalstrahlung bezogen auf die Horizontale [kWh/m²M]
• die Diffusstrahlung bezogen auf die Horizontale (alternativ die Direktstrahlung oder der Anteil der Diffusstrahlung an der Globalstrahlung) [kWh/m²M]
• die Monatssumme der Normalstrahlung im Stundenintervall [kWh/M] oder alternativ die Sonnenstunden je Monat im Stundenintervall (DIN 4710) [1/M]
• der atmosphärische Trübungsfaktor
• die mittlere monatliche Außenlufttemperatur [C]
• die Lichtdurchlässigkeit von Vegetation [-]
• der Bodenreflexionsgrad [-]

Für die Bundesrepublik Deutschland können flächendeckend lokale Klimadatensätze entsprechend den individuellen Bedürfnissen zusammengestellt werden.

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