Zur Simulation von Einflussgrößen der Behaglichkeit und Energieeffizienz in Personenbahnhöfen

Personenbahnhöfe dienen als Schnittstelle zwischen Zugverkehr und anderen öffentlichen und privaten Verkehrsmitteln. Ihre zentrale Aufgabe besteht darin, - Reisenden ein Umfeld zu bieten, in dem sie pünktlich, stressfrei und sicher Züge erreichen, - Zügen eine Infrastruktur zu bieten, in der sie Reisende aufnehmen und absetzen können. Sie sind hochdynamische und in ihrer großen Anzahl sehr heterogene Systeme, die von stark schwankenden Verkehrs- und Wettersituationen beeinflusst werden. Bahnhöfe sind Teil komplexer Reiseketten, die aus der Nutzung öffentlicher und privater Verkehrsmittel bestehen. Diese Reiseketten stehen in Konkurrenz zum motorisierten Individualverkehr, der keinen Wechsel der Verkehrsmittel und somit keine Infrastruktur zum Umsteigen erfordert. Da Komfort ein wichtiges Entscheidungskriterium für die Wahl zwischen alternativen Reiseketten ist, sollten Bahnhöfe ein Behaglichkeitsniveau bieten, welches sich homogen an das in den Zügen anfügt und konkurrenzfähig zum Individualverkehr ist. Die Sicherstellung des thermischen Komforts erfordert in bestimmten Situationen den Einsatz von Energie. Die Optimierung der Energieeffizienz bedeutet die Minimierung des Energieverbrauchs bei gleichzeitiger Sicherstellung eines angemessenen Funktionalitäts- und Komfortniveaus. Die Anordnung und Trennung der Gebäudezonen unter den Aspekten Energieverbauch, Komfort und Funktionalität kann zu sich widersprechenden Zielen führen: Die Durchlässigkeit für Menschen versus die Durchlässigkeit für Wärme, Luft und Licht. Optimale Lösungen erfordern ein stabiles Gleichgewicht, aber auch die Möglichkeit einer dynamischen Regelung. Im Zuge der Arbeit werden vier zentrale Fragen zu Bahnhöfen analysiert und beantwortet: - Welche Größen sind für Energieeffizienz, thermischen Komfort und Funktionalität relevant? - Lassen sich die Größen mit Hilfe von quantitativen und numerischen Methoden optimieren? - Welche allgemeinen Aussagen folgen aus den beispielhaften Analysen zur Energieeffizienz? - Wie müssten die Erkenntnisse praktisch angewendet und die Modelle erweitert werden? Traditionelle, d. h. rein qualitative Analysewerkzeuge reichen für die Erforschung des dynamischen Systems Bahnhof nicht aus. Es gibt nicht das eine Modell, welches alle relevanten Parameter auf einmal numerisch optimieren kann. Daher werden in dieser Arbeit fünf verschiedene numerische und quantitative Verfahren verwendet, davon zwei neu entwickelt, die jeweils einen Teilaspekt von Bahnhöfen modellieren und simulieren. Die quantitativen Analysen zeigen, dass Bahnhöfe nicht als statische Bauwerke, sondern als dynamische Architektur betrachtet, geplant und betrieben werden müssen. Dabei ist es nötig und mit den beschriebenen Werkzeugen auch möglich, zukünftige Zustände kurzfristig zu prognostizieren und bereits im Vorfeld darauf zu reagieren.