Die Toolbox – Professionelle Planungswerkzeuge für Gebäudetechnik und Bauphysik

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Wer in der Gebäudetechnik plant, saniert oder optimiert, kennt das Problem: Zwischen Normen, Datenblättern und Faustformeln bleibt die eigentliche Ingenieurarbeit oft auf der Strecke. Genau hier setzt unsere Toolbox an – eine wachsende Sammlung kostenloser, browserbasierter Rechner und Simulationen, die komplexe Berechnungsverfahren zugänglich machen, ohne dabei an fachlicher Tiefe zu verlieren.

Warmwasser und Trinkwarmwasser

Brauchwasser-Auslegung nach DIN 4708 (TWW-Simulation)

Die Auslegung von Trinkwarmwasseranlagen ist eine der am häufigsten unterschätzten Disziplinen in der TGA-Planung. Zu kleiner Speicher bedeutet Komforteinbußen und Legionellengefahr, zu großer Speicher treibt Energieverluste und Kosten in die Höhe.

Unser TWW-Simulator greift deshalb konsequent auf die Bedarfskennzahl N nach DIN 4708 zurück – ein normiertes Verfahren, das Zapfstellen nach ihrer Bedeutung gewichtet und so eine reproduzierbare Dimensionierung von Speichergröße und Nachheizleistung ermöglicht. Gleichzeitigkeiten werden dabei nicht geschätzt, sondern nach DVGW W553 berechnet, was die Ergebnisse auch für das Rohrnetz und das Verteilsystem belastbar macht.

Darüber hinaus enthält das Tool eine integrierte saisonale PV-Simulation, die berechnet, welcher Anteil des Warmwasserbedarfs über eine Photovoltaikanlage gedeckt werden kann – ein Aspekt, der in modernen Energiekonzepten zunehmend an Bedeutung gewinnt. Abgerundet wird das Ganze durch eine automatische Legionellen-Plausibilitätsprüfung nach DVGW W551: Das Tool prüft, ob die geplante Anlage die kritischen Temperaturgrenzen (60 °C im Speicher, 55 °C im gesamten Netz) zuverlässig einhält – ein Pflichtthema bei jeder Planung mit zentraler Warmwasserversorgung.

Bauphysik, Feuchte und Innendämmung

Hygrothermische FEM-Simulation für Wandaufbauten

Die Innendämmung von Bestandsgebäuden ist ein Thema mit erheblichem Schadenspotenzial: Wird der Wandaufbau falsch geplant, verlagert sich der Taupunkt in die Konstruktion, Feuchtigkeit akkumuliert sich, Schimmel und Schäden an der Bausubstanz sind die Folge.

Unser Tool zur hygrothermischen FEM-Simulation bewertet Innendämm-Wandaufbauten hinsichtlich ihrer Feuchte- und Temperaturprofile über den gesamten Querschnitt. Dabei wird nicht nur der vereinfachte Glaser-Ansatz nach DIN 4108-3 abgebildet, sondern eine detailliertere Simulation, die dynamische Feuchtespeicherung und -transport berücksichtigt. Das Tool verweist außerdem auf die relevanten Regelwerke und WTA-Hinweise, die für eine normkonforme Planung und Bewertung heranzuziehen sind.

Das Ergebnis: Planende können Aufbauten iterativ optimieren und Risikolagen frühzeitig identifizieren, bevor am Bau entschieden wird.

Heizen, Hydraulik und Wärmepumpen

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831

Die Norm-Heizlast ist die Grundlage jeder seriösen Heizungsauslegung – und trotzdem wird sie in der Praxis häufig durch pauschale Schätzungen ersetzt. Unser raumweiser Heizlastrechner nach DIN EN 12831 schließt diese Lücke und ist dabei vollständig kostenlos nutzbar.

Das Tool erfasst über einen strukturierten Tab-Workflow (Gebäude → Räume → Ergebnisse) alle relevanten Parameter: Transmissionswärmeverluste über Hüllflächen und U-Werte, Lüftungswärmeverluste über Luftwechselraten, einen konfigurierbaren Wärmebrückenzuschlag (ΔU) sowie optional Nachtabsenkung und den zugehörigen Aufheizzuschlag. Ergebnisse werden tabellarisch und grafisch aufbereitet, sodass sie direkt in Planungsdokumente übernommen werden können.

Heizkreispumpen-Rechner

Ob Quick-Auslegung oder detaillierte Profi-Berechnung – der Heizkreispumpen-Rechner bietet beide Modi. Der Volumenstrom wird aus Heizleistung und Spreizung berechnet, die Druckverlustermittlung erfolgt auf Basis der Darcy-Weisbach-Gleichung kombiniert mit dem Colebrook-White- bzw. Swamee-Jain-Ansatz für die Rohrreibung. Einzelwiderstände werden über ζ-Werte erfasst, Komponentenverluste (z. B. Ventile, Wärmetauscher) über den Kv-Wert.

Das Besondere: Das Tool enthält eine integrierte Pumpenauswahl auf Basis einer Wilo-Kennliniendatenbank. Der berechnete Betriebspunkt wird mit den Pumpenkennlinien abgeglichen, sodass direkt eine geeignete Pumpe identifiziert wird – inklusive Abschätzung der Energiekosten.

Wärmepumpen-Simulation mit realer COP-Analyse

Effizienzversprechen von Wärmepumpensystemen beruhen häufig auf idealen Bedingungen. In der Realität beeinflussen zahlreiche Verlustmechanismen den tatsächlichen Arbeitspunkt erheblich. Unsere Wärmepumpen-Simulation macht diesen Unterschied sichtbar.

Kern des Tools ist ein thermodynamisches Kreisprozess-Modell, das den realen COP für die Systemtypen Luft/Wasser, Sole/Wasser und Tiefenbohrung berechnet. Berücksichtigt werden dabei Verdichter-Ineffizienzen, Temperaturhubs an den Wärmeübertragern (ΔT-Verluste), Druckverluste im Kältekreis, Abtauverluste bei Luftwärmepumpen sowie Energieaufwände der Nebenantriebe. Ergänzend dazu enthält das Tool eine Exergie-Verlustanalyse, die zeigt, an welcher Stelle im System die größten thermodynamischen Potenziale verloren gehen – ein wertvolles Instrument für die Systemoptimierung.

Wandheizung und thermische Behaglichkeit

Infrarot-Wandtemperierung (Wandheizung-Simulator)

Wandheizungen und strahlungsbasierte Heizsysteme liegen im Trend – und das aus gutem Grund: Durch die Anhebung der mittleren Strahlungstemperatur lässt sich die gleiche thermische Behaglichkeit bei niedrigerer Lufttemperatur erreichen, was Energie spart und den Komfort steigert.

Unser Wandheizung-Simulator berechnet Heizleistung und Oberflächentemperaturen und bewertet das Ergebnis direkt über die international anerkannten Behaglichkeitsindizes PMV/PPD nach ISO 7730. Zwei Berechnungsmodi stehen zur Verfügung: der normkonforme EN 1264-Ansatz (DIN/VDI) sowie ein ergänzender „Meier-Modus", der die Brutto-Strahlungsleistung nach Stefan-Boltzmann auswertet – sinnvoll bei der Bewertung von Infrarot-Flächensystemen.

U-Werte und Bauteilbewertung

U-Wert-Rechner für opake Bauteile

Mit über 200 hinterlegten Baustoffen nach DIN 4108-4 ist unser U-Wert-Rechner eines der umfangreichsten frei zugänglichen Werkzeuge seiner Art. Die Berechnung erfolgt nach DIN EN ISO 6946, eine integrierte GEG-2024-Konformitätsprüfung zeigt unmittelbar, ob der geplante Bauteilaufbau die aktuellen Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes erfüllt.

Für die Tauwasserbewertung stehen zwei Methoden parallel zur Verfügung: das Glaser-Verfahren nach DIN 4108-3 als normierter Nachweis sowie eine ergänzende FEM-Simulation nach EN 15026 für tiefergehende hygrothermische Analysen. Das macht das Tool sowohl für die schnelle Praxis als auch für anspruchsvollere Planungsaufgaben geeignet.

U-Wert Fenster

Ergänzend zum Rechner für opake Bauteile deckt ein separates Tool die Bewertung von Fensterbauteilen ab – zugeschnitten auf die unterschiedlichen Anforderungen in Neubau, Sanierung und Denkmalpflege, wo unterschiedliche Regelwerke und Ausnahmetatbestände gelten.

Sommer, Kühlung und Lüftung

Kühllastberechnung

Eine zu groß dimensionierte Klimaanlage taktet ständig, kühlt ungleichmäßig und erzeugt unnötige Energiekosten. Eine zu kleine Anlage schafft an heißen Tagen nicht die geforderten Raumbedingungen. Der Kühllastrechner schafft die Grundlage für eine seriöse Klimaplanung, indem er die tatsächlich zu erwartenden Lastspitzen belastbar ermittelt – als Basis für die Dimensionierung von Klimaanlagen und die Auswahl geeigneter Geräte.

Simulation sommerlicher Wärmeschutz

In Ergänzung zur reinen Kühllastberechnung erlaubt die Simulation des sommerlichen Wärmeschutzes eine parametrische Analyse der wesentlichen Einflussfaktoren: Verschattungsgrade, thermische Masse, Gebäudeorientierung, U-Werte der Hüllfläche und g-Werte der Verglasung. Damit lässt sich bereits in der frühen Planungsphase beurteilen, ob passive Maßnahmen ausreichen oder aktive Kühlung notwendig wird.

Lüftungs-Auslegung (zentral/dezentral)

Das Lüftungs-Auslegungstool unterstützt die Planung sowohl zentraler als auch dezentraler Lüftungssysteme und bietet damit eine Basis für hygienekonforme und energieeffiziente Lüftungskonzepte – von der Einzelraumlösung bis zur gebäudeweiten Anlage.

Nachhaltigkeit

LCA – Lebenszyklusanalyse

Nachhaltigkeit hört nicht bei den Betriebsenergien auf. Mit dem LCA-Tool lässt sich die ökologische Gesamtbilanz eines Gebäudes über seinen Lebenszyklus bewerten – ein Ansatz, der mit zunehmenden regulatorischen Anforderungen (EU-Taxonomie, DGNB, QNG) und steigendem Bewusstsein für graue Energie immer mehr Gewicht bekommt.

Fazit

Die Toolbox ist als lebendige Plattform konzipiert: Jedes Tool steht für sich, ist im Browser ohne Installation nutzbar und baut auf anerkannten Normen und Berechnungsstandards auf. Ob Berufseinsteiger, der sich mit Normverfahren vertraut machen möchte, oder erfahrene Planerin, die schnell belastbare Zwischenergebnisse braucht – die Werkzeuge sind so aufgebaut, dass sie Fachwissen nicht ersetzen, sondern konsequent unterstützen.

Wer tiefer einsteigen möchte, findet zu jedem Tool weiterführende Erläuterungen zu den zugrundeliegenden Verfahren, Normen und physikalischen Zusammenhängen. Denn ein Rechner, den man nicht versteht, ist kein Planungswerkzeug – sondern eine Blackbox.