Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

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Schnell_MBBM
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Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Schnell_MBBM » Thu Mar 05, 2020 5:07 am -1100

Hallo zusammen,

bei Simulationen, insbesondere zu nicht belüfteten Flachdächern in Holzbauweise, ist mir aufgefallen, dass die in Wufi Standardmäßig hinterlegten Wetterdatensätze meist deutlich (!) ungünstiger sind als die über den Lokalklimagenerator erstellten HRYs (auch ohne Lokalklimaanpassung).

Als Grund hierfür vermute ich stark die deutlich unterschiedliche Solarstrahlung.
Werden über meteonorm Wetterdatensätze erstellt ähneln diese tendenziell eher dem HRY.

Was ist denn nun realisitischer, bzw. weshalb sind die Wufi Standard-Daten derart kritisch (geringe Solarstrahlung)?

Tobi
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Re: Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Tobi » Fri Mar 06, 2020 4:00 am -1100

Sehr geehrter Herr Schnell,

Zu Ihren Fragen, die HRY (Feuchtreferenzjahre) die in WUFI enthalten sind, sind die selben die der Lokalklimagenerator als Grundlage für eine Anpassung verwendet. Wird im Lokalklimagenerator keine weitere Anpassung verwendet sind die Klimadaten also identisch. Nachdem auch bei sorgfältigstem Arbeiten Fehler möglich sind habe ich dies gerade auch noch für den Standort Fürstenzell (Zone 9) überprüft für eine horizonale Oberfläche ergibt sich hier sowohl im HRY aus dem Lokalklimagenerator als auch aus WUFI Klimadatenbank heraus ein Wert von 1184 kWh/m²a also die gleiche Ausgangslage und kein Unterschied in den Randbedingungen.

Verglichen mit dem langjährigen Mittelwert des DWD ebenfalls für den Standort Fürstenzell (1161-1180 kWh/m²a; Mittelwert für die Jahr 1981 -2010 ; Quelle: https://www.dwd.de/DE/leistungen/solare ... l?nn=16102) ist die Globalstrahlung für den Standort Fürstenzell im HRY also repräsentativ. Ich würde daher vermuten,dass unbeabsichtigt der lokale Datensatz vor dem Export angepasst wurde.

Während ein HRY für eine ganze Zone gedacht ist und erst im zweiten Schritt über den Lokalklimagernator auf die lokalen klimatischen Besonderheiten angepasst wird, gibt Meteonorm gleich bei der Erstellung einen gemittelten Wert aus den jeweils nächstliegenden Messstationen aus, diese kann durchaus zu Abweichungen zwischen diesen unterschiedlichen Datenquellen führen. Spielt Niederschlag eine Rolle sind die HRY Daten den Meteonormdatensätzen vorzuziehen da diese den Niederschlag tendenziell zu gering gewichten. Bei der Globalstrahlung ist die Qualtität der Metonormdatensätze dagegen in der Regel sehr hoch.

mit freundlichen Grüßen
Tobias Schöner

Schnell_MBBM
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Re: Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Schnell_MBBM » Fri Mar 06, 2020 4:16 am -1100

Hallo Herr Schöner,
Danke für die rasche Rückmeldung und Erläuterung.
ggf. habe ich mich hier aber etwas Missversständlich ausgedrückt, hier nochmal etwas konkreter:

Die in Wufi hinterlegten Datensätze für Städte außerhalb der HRY Referenzstation, aber innerhalb der selben HRY Zone (also z.B. die hinterlegten Daten für Augsburg oder München) sind deutlich Kritischer als das über den Lokalklimagenerator erzeugte Klima (hier: Zone 9, auf der sicheren Seite zunächst ohne Stadtfaktor).

Schöne Grüße
Wolfgang Schnell

Thomas
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Re: Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Thomas » Tue Apr 14, 2020 4:16 am -1100

Hallo Herr Schnell,

Sie sprechen speziell die Wetterdatensätze für Augsburg und München als "kritisch" an. Bei beiden Datensätzen handelt es sich um die 1986er Testreferenzjahre des DWD. Die Daten wurden vom DWD so ausgewählt und zusammengestellt, dass die resultierenden Jahres-Datensätze "typisch" für den jeweiligen Standort sein sollten und nicht "kritisch".

In der Dokumentation des DWD zu diesen Testreferenzjahren wird beschrieben, dass die atmosphärische Gegenstrahlung mit einem Strahlungsmodell aus der Lufttemperatur, der Luftfeuchte und dem Bedeckungsgrad berechnet wurde. Anschließend wurde eine Korrektur von minus 10 % angebracht: "Um realistische Jahresgänge der Strahlungsbilanz zu erhalten, mußte die atmosphärische Gegenstrahlung im Mittel um 10 % abgesenkt werden."

Wenn wir jedoch das verwendete Strahlungsmodell mit den an unserer eigenen Wetterstation erhaltenen Messwerten der atmosphärischen Gegenstrahlung vergleichen, dann gibt es diese Messwerte sehr gut wieder, ohne dass eine Reduktion um 10 % nötig wäre.

Der Vergleich der jährlichen Globalstrahlungssummen und der Gegenstrahlungssummen für die beiden TRY Augsburg und München sowie für das Feuchtereferenzjahr Holzkirchen (basierend auf unseren eigenen Messungen) und das HRY für Zone 9 (Gegenstrahlungsmodell ebenfalls abgeglichen an den Holzkirchner Messungen) zeigt folgendes:

Code: Select all

                                     Globalstrahlung    Atm. Gegenstrahlung

Augsburg (1986er TRY)                   1067 kWh/(m2 a)    2386 kWh/m2 a                          
München  (1986er TRY)                   1070               2367

Holzkirchen, Feuchtereferenzjahr        1224               2668
Fürstenzell (HRY-Zone 9)                1184               2795
Die Dateien für Augsburg und München weisen im Vergleich zu den Dateien für Holzkirchen und Fürstenzell nur 89 % der Globalstrahlung auf, aber auch nur 87 % der atmosphärischen Gegenstrahlung. Letzteres entspricht ziemlich genau der bei der Erstellung der TRY vorgenommenen Reduktion der vom verwendeten Strahlungsmodell gelieferten Werte auf 90 %.

Dies könnte eventuell als Hinweis darauf gesehen werden, dass die bei der Erstellung der TRY vorgenommene Reduktion der Gegenstrahlungsdaten nicht nötig gewesen wäre und die resultierenden TRY im Hinblick auf die Gegenstrahlung daher "kritisch" ausfallen und nicht wie eigentlich vom DWD angestrebt "typisch". Zur definitiven Klärung dieser Frage müssten langjährige Gegenstrahlungsmessungen an verschiedenen Standorten zum Vergleich herangezogen werden, aber die Gegenstrahlung wird gegenwärtig nur an wenigen Standorten systematisch erfasst. Eventuell könnten künftig Satellitendaten für eine solche Auswertung herangezogen werden.

Einen Hinweis könnte aber eventuell der Standort Stötten liefern, für den in WUFI ein 1986er TRY (DWD), ein 2004er TRY (DWD) und ein HRY (Globalstrahlung: MeteoMedia, Gegenstrahlung: IBP) vorliegen. Zusätzlich wurde ein herunterladbares 2011er TRY in den Vergleich mit einbezogen:

Code: Select all

Stötten:                             Globalstrahlung    Atm. Gegenstrahlung

1986er TRY                              1214 kWh(m2 a)      2296 kWh/m2 a
2004er TRY                              1046                2643
2011er TRY                              1062                2677
HRY                                     1161                2766
Auch hier fällt die Gegenstrahlung des 1986er TRY merklich aus dem Rahmen und beträgt nur 85 % des Durchschnitts der anderen Dateien.

Falls die Gegenstrahlung in den 1986er TRY tatsächlich zu gering angesetzt sein sollte, wäre leicht erklärlich, warum Ihre Rechnungen an Flachdächern merklich kritischer ausfallen, da gerade Flachdächer ja besonders starke Abstrahlverluste im langwelligen Strahlungsaustausch mit der Atmosphäre aufweisen. Immerhin liegen die Ergebnisse aus hygrothermischer Sicht "auf der sicheren Seite", aber eine gezielt eingeführte Kritikalität wäre zweifellos schöner. Zwar fallen sowohl die Globalstrahlung als auch die Gegenstrahlung in den TRY um etwa denselben Prozentsatz geringer aus als in den Vergleichsdateien, aber die absoluten Unterschiede sind im Fall der Gegenstrahlung größer und man kann vielleicht vermuten, dass die in Ihren Flachdach-Rechnungen beobachtete Kritikalität eher auf die Unterschiede in der Gegenstrahlungssumme zurückzuführen sind als auf die Unterschiede in der Globalstrahlungssumme (dies gilt unabhängig davon, ob nun Globalstrahlung oder/und Gegenstrahlung tatsächlich "zu niedrig" sind oder nicht).

Mit freundlichen Grüßen,
Th. Schmidt

Schnell_MBBM
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Re: Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Schnell_MBBM » Tue Apr 14, 2020 6:43 pm -1100

Vielen Dank für die sehr ausführliche und hilfreiche Antwort!

Dies hilft mir auf jeden Fall weiter, um eine Konstruktion besser und zielgerichtet einschätzen zu können.

Beste Grüße
Wolfgang

Thomas
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Re: Wufi Wetterdaten deutlich kritischer als HRY

Post by Thomas » Wed Apr 15, 2020 3:42 am -1100

Sehr geehrter Herr Schnell,

bitte beachten Sie bei der Auswahl geeigneter Klimadaten auch, dass die meisten Klimastandorte für eine ganze Klimaregion repräsentativ sind, und dass es teilweise auch Auswahlmöglichkeiten warm / mittel / kalt, oder typisch / kalt / achtjähriger Bemessungszeitraum gibt.

Einen Überblick über die Standorte, für die mitgelieferte Klimadateien zur Verfügung stehen, finden Sie im Hilfetext zur Klimaauswahl-Karte.

Mit freundlichen Grüßen,
Th. Schmidt

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