CCM FAQ & Hilfe

Tutorials

Die hier aufgeführten Anleitungen sollen den Einstieg in die Arbeit mit dem CCM-Editor erleichtern.

Tutorial 1 – Unterstützte Klimadatenformate

Ein Klima enthält meteorologische Datensätze. Diese können aus Messung und/oder durch Algorithmen erzeugt werden. Für die meisten Simulationsprogramme sind Klimadaten wie Außenlufttemperatur und -feuchte und Strahlungsintensitäten wichtig und werden als Eingangsparameter für Berechnungen verwendet. Damit können anschließend simulationsgestützte Analysen, z.B. eines Gebäudemodells oder Konstruktionsdetails durchgeführt werden.

Die physikalischen Größen können in verschiedenen Dateiformaten abgelegt werden, sowohl in ASCII-Dateien als auch im Binärformat. Nachfolgend sind die 3 wichtigsten Formate kurz beschrieben, welche vom CCM-Editor direkt gelesen werden können.

C6B

Das Klimadatenformat C6B wurde am Institut für Bauklimatik der TU Dresden entwickelt und bildet Jahresdatensätze und kontinuierliche Klimadatensätze ab. Enthalten im Format sind folgende Daten:

  • Lufttemperatur in [C]
  • Relative Luftfeuchte in [%]
  • Direkte Normalstrahlung in [W/m2]
  • Diffuse Horizontal-Strahlung in [W/m2]
  • Windrichtung in [°]
  • Windgeschwindigkeit in [m/s]
  • Langwellige Himmelsgegenstrahlung in [W/m2]
  • Luftdruck in [Pa]
  • Niederschlag auf eine Horizontalfläche [l/m2h]

Die Daten werden in einem Binärformat gespeichert (primär aus lizenzrechtlichen Gründen). Bei größeren (Mehrjährigen) Klimadaten ist das Lesen der Datei schneller, wobei zudem die Prüfung gültiger Zahlenformate beim Einlesen entfällt. Bei Variationsstudien (Monte-Carlo-Analysen, Sensitivitätsstudien, etc.), bei denen viele schnelle DELPHIN-Simulationen gestartet werden, macht das Lesen und Verarbeiten der Klimadaten mitunter einiges an Zeit aus.

EPW

Das EPW-Format ist ein einfaches ASCII-Text Format. Es wird international von vielen Simulationsprogrammen unterstützt. Ebenso existiert auf der Webseite von EnergyPlus eine Weather Data Datenbank. Diese bietet eine Vielzahl von Klimadaten verschiedenster Standorte weltweit an. Das Format unterstützt folgende Daten:

  • Luftemperatur (trocken und Taupunkt)
  • Relative Feuchte
  • Himmelsgegenstrahlung
  • Solarstrahlung (Global, Direkt, Diffus)
  • Lichtdaten (Beleuchtungsstärke global, direkt, diffus)
  • Winddaten (Geschwindigkeit, Richtung)
  • Himmelsbedeckung
  • …​

Das EPW-Format definiert ein oder mehrere Start- und Endzeitpunkte (1.1. – 31.12.). Weiterhin werden die Intervalle definiert z.B. Stundendaten oder Viertelstundendaten).

WAC

Das WAC-Format wurde vom Fraunhofer Institut für Bauphysik in Holzkirchen primär für hygrothermische Simulationen eingeführt. Es kann von DELPHIN nativ verarbeitet werden und ist als ASCII-Format geeignet für eine einfache Bearbeitung im Texteditor. WAC-Dateien enthalten im Prinzip die gleichen Klimadaten wie c6b-Dateien. Die Solarstrahlung wird entweder als direkte Horizontalstrahlung oder Globalstrahlung auf eine Horizontalfläche angegeben. Das Format ist verglichen mit EPW etwas einfacher aus Tabellenkalkulationsprogrammen (Excel, LibreOffice/Calc, etc.) zu generieren, sonst aber gleichwertig.

Tutorial 2 – Erstellung neuer Klimadatensätze

Klimadatensätze können Jahresdaten im Stundenraster sein (üblich für jährliche oder mehrjährig zyklisch anzuwendende Daten). Wenn man Klimadatensätze aus Messreihen erstellen möchte, so benötigt unter Umständen anderen Zeitraster, oder flexible Zeitschritte. Auch beginnen Messreihen häufig mitten im Jahr.

Der CCM-Editor unterscheidet bei der Dateneingabe zwischen beiden Zeitreihen-Variante. Deshalb muss bereits beim Erstellen eines neuen Klimadatensatzes die Einstellung getroffen werden, ob es sich um ein Jahresdatensatz oder um ein flexibles Zeitraster handelt.

Die Wahl zwischen stündliche Jahresdaten und flexiblen Zeitpunkte kann nur bei Erstellen eines neuen Klimadatensatzes gewählt werden. Eine anschließende Umstellung ist nicht möglich.

Man kann jedoch recht einfach die Daten eines stündlichen Jahresdatensatzes in ein flexibles Zeitraster übertragen, wenn man die Datenreihen in eine Tabellenkalkulation kopiert, einen neuen Klimadatensatz erstellt, und die Daten wieder zurückkopiert

CCM-Editor Dialog Erstellung neuer Klimadatensätze
CCM-Editor Erstellung neuer Datensätze

Bei der Auswahl von Jahresdatensätzen mit stündlichen Daten hat die Tabelle exakt 8760 Zeile und die Zeitpunkte sind je Zeile festgelegt. Bei der Verwendung von flexiblen Zeitpunkten enthält die Tabelle anfangs nur 2 Zeilen. Weitere Zeilen können mit  hinzugefügt, oder mit  entfernt werden.

Tutorial 3 – Bearbeitung bestehender Klimadatensätze

In der Tabelle werden die Klimadaten tabellarisch dargestellt. Durch Doppelklick auf eine Zelle, oder Eingeben einer Zahl können diese editiert werden. Jeder eingegebene Wert wird auf Gültigkeit überprüft. Eingaben, welche nicht als Zahl erkannt werden, akzeptiert der Editor erst gar nicht. Ist ein Zahlenwert außerhalb des akzeptierten Wertebereichs, wird der Wert zwar übernommen, aber mit rot als fehlerhaft gekennzeichnet.

Ein Wert von --- zeigt an, dass kein gültiger Wert in dieser Zelle existiert. Dies entspricht einem Fehlwert. Je nach Inhalt einer Tabellenspalte wird die Kopfzeile anders eingefärbt, um den Zustand zu verdeutlichen.

Sind gar keine Daten in für eine klimatische Größe vorhanden (meist Niederschlag oder Druck), so wird die Überschrift der Tabellenspalte grau gezeichnet.

CCM-Editor mit leeren Spalten in der Tabelle
CCM-Editor mit leeren Spalten für Temperatur und Rel. Luftfeuchtigkeit

Sind alle Werte eingetragen, d.h. nicht ein einziger Fehlwert verbleibt in der Tabellenspalte, und gleichzeitig sind alle Werte innerhalb des akzeptierten Wertebereichs, so wird die Tabellenüberschrift normal schwarz geschrieben. Sobald in einer Zelle mindestens ein Wert eingetragen ist, wird geprüft, ob alle anderen Werte dieser Datenreihe ebenfalls Werte enthalten. Falls Werte fehlen, wird der Header der Spalte in rot dargestellt und im Tooltip (Maus über die Spaltenüberschrift bewegen) ist die Zelle vermerkt, in der der erste Wert fehlt.

CCM-Editor mit Fehlstelle in Datenreihe
CCM-Editor mit Fehlwert in einer Zeile

Ist irgendwo in einer Tabellenspalte ein Wert eingetragen, der außerhalb des akzeptierten Wertebereichs liegt, so wird auch in diesem Fall die Zeilenüberschrift rot eingefärbt. Der Tooltip zeigt in diesem Fall wiederum die Zeile an, in der sich der erste Fehlwert befindet.

CCM-Editor mit Werten außerhalb des Gültigkeitsbereiches
CCM-Editor mit Werten außerhalb des gültigen Wertebereichs

CCM-Editor prüft eingegeben Daten auf Plausibilität. Gültige Werte liegen in folgenden (zum Teil recht großzügig bemessenen) Wertebereichen:

  • Temperatur [-100,+100] in C
  • Relative Luftfeuchte [0,100] in %
  • Strahlungswerte [0,1500] in W/m²
  • Windrichtung [0,360] in °
  • Windgeschwindigkeit [0,120] in m/s
  • Luftdruck [0,200000] in Pa
  • Regenmenge [0,100] in l/m2h

Spezielle Themen, Tipps und Tricks

Mit verschiedenen Methoden lässt sich der CCM-Editor noch viel effizienter und umfangreicher Nutzen, als es alleine durch Verwendung der Benutzeroberfläche möglich scheint. Eine kompakte Einführung in die wichtigsten Parameter eines Klimadatensatzes oder die Vor- und Nachteile von Datensätzen mit flexiblem Zeitstempel, sind im Handbuch nachzulesen. Weitere Ideen hierzu können Sie den aufgeführten Tutorials und dem Handbuch entnehmen oder schauen Sie doch einmal in die Dokumentation.

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