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K. Kiesel:
"The influence of the urban microclimate on the thermal performance of buildings.";
Supervisor, Reviewer: A. Mahdavi, H. Kromp-Kolb, C. Kühn; Institut für Architekturwissenschaften, Abteilung Bauphysik und Bauökologie, 2015; oral examination: 2015-11-03.

The proper prediciton of the performance of buildings in the urban context becomes more and more important. Moreover, the habitability of these cities is subject to change especially with regard to climate change. Therefore, a better understanding of the urban microclimate and its implications for (influences on ) the surrounding buildings are needed.

In this context, the present contribution focuses on determining the impact of location specific weather information on building performance simulation results. For thie purpose actual microclimatic conditions within the city of Vienna area are investigated and the derivate weather files are implemented in performance simulations.

In a first stel, actual informatiion on four relevant weather parameters (temperature, radiation, humidity, and wind speed) in different locations was obtained for a period of four consecutive years (2010 - 2013). The collected weather information was analyzed in depth. The locations were captured using a systematic framework including geometric, surface, and material properties.

Secondly, a representative number of buildings was selected and made subject to systematic thermal performance simulations using the above mentioned location specific weather information as boundary conditions. The computed performance indicators were then compared and analyzed across all locations. Additionally, the results were also compared to performance indicators derived from simulations based on the standardized weather data commonly used for Vienna.

The results of the thesis point towards a considerable variance in urban microclimate in Vienna. Technically speaking, significant differences in the foru relevant weather parameters were observed. It was thus established, that urban microclimate display a notable variance even within a rather small area. Moreover, it can be shown, that this variance has important ramifications for the simulation-based assessment of the energy performance of buildings. An additional comparison of these results with the results of a simulation with standardized weather data highlights the potential for major misestimations of the thermal performance of buildings. This demonstrates the need for more location specific and dependable weather data in order to properly predict a buildings thermal performance.

Eine zuverlässige Vorhersage der thermischen Performance von Gebäuden in urbanem Raum wird zunehmend wichtiger. Vor allem auch, da der Lebensraum Stadt großen Veränderungen unterliegt die u.a. im Zusammenhang mit dem Klimawandel stehen. Daher ist ein besseres Verständnis der Zusammenhänge und Einflüsse des Stadtklimas auf die umgebenden Gebäude notwendigt.

In diesem Zusammenhang behandelt die vorliegende Arbeit den Einfluss von lokalen und kleinräumigen Klima Daten auf die Resultate von Gebäude Performance Simulationen. Zu diesem Zweck wurden mit Wetterstationen gemessene Mikroklimadaten von verschiedenen Standorten in Wien gesammelt, untersucht und due bearbeiteten Informationen in Gebäudesimulationen eingespielt.

Heirfür wurden in einem ersten Schritt Daten zu Temperatur, Strahlung, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit für vier aufeinanderfolgende Jahre (2010 - 2013) von mehreren Wetterstationen zusammengetragen und im Detail analysiert. Gleichtzeitig wurden auch die einzelnen Standorte - unter Zuhilfenahme einer systematischen Methode welche die geometrischen Eigenschaften ebenso einfängt wie die Eigenschaten der Oberflächen und der Materialien - untersucht.

Im nächsten Schritt wurden Gebäude ausgewählt und die damit verbundenen Informationen als Modelle in einem Gebäudesimulationsprogramm nachgebaut. Diese Modelle wurden nun mit den verschiedenen vorher erwähnten Wetterdaten simuliert, die Ergebnisse untersucht und miteinander verglichen. Zusätzlich wurden diese Daten auch mit den Resultaten von Simulationen der gleichen Gebäudemodelle mit standardisierten Wetterdaten für Wien verglichen.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen deutliche Unterschiede zwischen den Standorten für alle untersuchten Wetterparameter. Weiters konnte gezeigt werden, dass diese Unterschiede sich auch signifikant in den Ergebnissen der Gebäude Performance Simulation niederschlägt. Die vergleichende Analyse mit den Ergebnissen der Simulation mit den standardisierten Wetterdaten hat außerdem das Potential für mögliche Falscheinschätzungen von thermischen Performance Indikatoren hervorgebhoben. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass für die zuverlässige Vorhersage der Gebäude Performance ortspezifische Mikroklimainformationen notwendig sind.