Climate Design Days

Die Politiker designen unser Außenklima, indem sie weitere CO2-Emissionen zulassen und damit heizt sich die Erde weiter auf. Die Meteorologen haben aus stündlich gemessenen Klimadaten der vergangenen Jahre die Klimadaten für heute zusammengestellt und mit Einfluss des Klimawandels für die Zukunft.

Die Methode Climate Design Days (CDD) [CDD, 2025] lässt auf Basis dieser stündlichen Klimadaten den extremen Wintertag und Sommertag sowie die typischen monatlichen Tage designen.

Aus originalen 8760 stündlichen Klimadaten werden Climate Design Days erzeugt, zwei für den extremen für Winter und Sommer sowie für 7 normale mittlere Monate. Diese werden wieder zu einem Jahr zusammengesetzt, sodass die Häufigkeitsverteilung und die extremen Spitzenwerte abgebildet werden.

Der Vorteil liegt darin, dass sich nun ein Planer nur noch auf die 24 Stunden der beiden extremen Tage konzentrieren braucht, wissend, dass die Spitzenwerte im extremsten Tagesgang eine sichere Basis für seine Entscheidungen zur Dimensionierung von Heiz- und Kühlsystemen sind.

Die CDD werden für die Außenlufttemperatur, die globale und direkte solare horizontale Einstrahlung sowie für die Luftfeuchte erzeugt.

Damit können dann auch beispielsweise die latenten Leistungen und Energie für Entfeuchtung von den Kühlregistern der raumlufttechnischen Anlagen berechnet werden. Darüber hinaus stehen die solaren Einstrahlungen für die Berechnung von Photovoltaik-Strom zur Verfügung.

Der große Vorteil der Methode Climate Design Days liegt darin, dass sie mit nur wenigen Eingabewerten kompakt die wesentlichen Unterschiede zwischen verschiedenen Klimadaten sichtbar macht. Gleichzeitig können dieselben Parameter als ‚Was-wäre-wenn‘-Szenarien verändert werden, um sofort stündliche Datensätze zu erzeugen, die direkt für weitere Berechnungen zur Verfügung stehen.

In der Methode Climate Design Days ist es möglich, eine Design-Version über eine Kombination von ausgewählten Eingabewerten anders einzustellen (originale Eingabe bleibt erhalten). Der Vergleich der Design-Versionen zeigt dann die Auswirkung auf ausgewählte Ergebnisgrößen. Beispielsweise kann die tiefste Außenlufttemperatur um 2°C kühler eingegeben werden und beobachtet werden, wie sich am Design Day Winter bei identisch dimensionierter Heizleistung für die Raum-Wärme-Übergabe-Systeme die Raum-Trendtemperatur mit speichernder Wirkung verändert, und ob das ein Problem ist. Damit wird der kausale Zusammenhang zwischen vergrößernder Eingabe und direkt vergrößerter Heizlast aufgehoben.

Deutschland

Die stündlichen Klimadaten vom Deutschen Wetterdienst wurden im Jahr 2010 [DWD, 2010] herausgegeben. Es wurden die Klimadaten aus den Jahren 1988 bis 2007 analysiert. Für Deutschland gibt es Testreferenzjahre (TRY: Test Reference Year) für 15 Regionen und für jede Region ein normales Jahr mit mittlerem Klima, ein extremes Winterjahr und ein extremes Sommerjahr. Die extremen Jahre wurden nur aus dem Zeitraum 1993 bis 2007 [DWD, 2010, S. 41] gewählt. Das extreme Jahr enthält Klimadaten, die in der jeweiligen Jahreszeit nur alle 10 Jahre einmal vorkommen. Über ein Tool [DWD, 2010, S. 69] können auch Klimadaten mit Klimawandel [DWD, 2010, S. 42ff.] für ein Jahr im Zeitraum 2021 bis 2050 erzeugt werden.

Unser Ansatz: Die drei gemessenen stündlichen Klimadaten (Original) wurden in einem Datensatz kombiniert. Dabei wurden vom extremen Winter die drei Monate 12+1+2, vom extremen Sommer die Monate 6+7+8 und die Übergangsmonate dazwischen aus dem normalen Jahr zusammengestellt. Damit entsteht ein Datensatz (Klima heute), der die Dimensionierung der Leistung für die Heizung im Winter und die Kühlung im Sommer ermöglicht. Darüber hinaus kann er auch gleichzeitig zu Aussagen über Energie verwendet werden und für energetische Dimensionierungen von beispielsweise Erdsonden oder von Teillast-Häufigkeiten von Wärmepumpen.

In gleicher Weise wurde ein Datensatz (Klima Zukunft) zusammengestellt und für die Erzeugung das Jahr 2035 gewählt.

Über die Methode Climate Design Days wurden für die 15 Regionen die Parameter zur Generierung der Climate Design Days ermittelt und jeweils das Klima für heute und mit Klimawandel für die Zukunft erzeugt. Nun stehen die Klimadaten für Berechnungen und zum Vergleich zwischen Original und Design zur Verfügung.

Im Jahr 2017 hat der DWD [DWD, 2017] die Klimadaten aus den Jahren 1995 bis 2012 analysiert und zu neuen Datensätzen aufbereitet. Die Klimadaten mit Klimawandel können nun für ein Jahr aus dem Zeitraum 2031 bis 2060 erzeugt werden. Über die Internetseite des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung [BBSR, 2017] können die Klimadaten von heute (2020) und für die Zukunft über eine Deutschlandkarte mit einer Auflösung von 1 km x 1 km heruntergeladen werden. Auch hier gibt es das normale mittlere Jahr, das extreme Winterjahr und extreme Sommerjahr.

Über die Methode Climate Design Days werden die heruntergeladenen Datensätze analysiert und die Parameter ermittelt. Dann stehen die Klimadaten (heute oder Zukunft) für Berechnungen und zum Vergleich zwischen Original und Design zur Verfügung.

Europa

Die Datenbank der Europäischen Union PVGIS [PVGIS, 2022] ermöglicht, auf der Landkarte einen Ort in Europa auszuwählen und im nächsten Schritt die stündlichen Klimadaten als Tabelle herunterzuladen.

Die Methode Climate Design Days kann dieses Format lesen, die Parameter zur Generierung der Climate Design Days automatisch ermitteln und das Ergebnis zum Vergleich zwischen Original und Design gegenüberstellen.

Weltweit

Weltweit verfügbare stündliche Klimadaten sind beispielsweise über das Programm Meteonorm [Meteonorm 8, 2020] je jeden beliebigen Standort auf der Welt erzeugbar. Dabei kann das Klima heute und mit Klimawandel-Einfluss für die Zukunft erstellt werden.

Die Methode Climate Design Days wird ein vorgegebenes Format der stündlichen Klimadaten lesen, die Parameter zur Generierung der Climate Design Days automatisch ermitteln und das Ergebnis zum Vergleich gegenüberstellen.