Datenmodell für Quartiere und Gebäude

Das Quartier ist die Bedarfsseite Ihrer Studie. Es ist das geografische Gebiet, für das Sie planen, die darin liegenden Gebäude und das Klima, das ihre Lasten bestimmt. Fast alles, was Sie in TESSA tun – ein Netz dimensionieren, Wärmequellen einsetzen, CO₂ berechnen – geht vom Quartier und den darin enthaltenen Gebäuden aus.

Diese Seite beschreibt, woraus ein Quartier besteht, was TESSA für jedes Gebäude speichert und wie die GIS-Überlagerungen, die Sie zeichnen oder importieren, dazu passen. Zum übergeordneten Container aus Projekt und Szenario siehe Eine Studie organisieren. Zum Netz, das Sie darauf aufbauen, siehe Datenmodell für Netze und Wärmequellen.

Ein Quartier im Überblick

Ein Szenario enthält typischerweise ein Quartier – das Gebiet, das Sie untersuchen –, Sie können aber mehrere im selben Szenario haben, wenn Sie getrennte Zonen gemeinsam modellieren möchten (zum Beispiel zwei Stadtteile, die später möglicherweise durch eine Hauptleitung verbunden werden).

flowchart TD
    SC["📄 Szenario"] --> D["🗺️ Quartier"]

    D --> B["🏠 Gebäude"]
    D --> CL["🌤️ Klima"]
    D --> N["🔥 Thermisches Netz"]

    D -.hat.-> BD["Grenzpolygon"]
    D -.hat.-> LC["Aggregierte stündliche<br/>Lastkurve"]
    D -.hat.-> CY["Berechnungsjahr"]

    classDef scenario fill:#c5cae9,stroke:#000072,stroke-width:2px,color:#000072
    classDef district fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef demand fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20
    classDef thermal fill:#fff3e0,stroke:#ED6000,stroke-width:1.5px,color:#bf360c
    classDef attr fill:#ffffff,stroke:#2e7d32,stroke-width:1px,color:#1b5e20,stroke-dasharray:3 3

    class SC scenario
    class D district
    class B,CL demand
    class N thermal
    class BD,LC,CY attr

Was Sie beim Einrichten eines Quartiers wissen sollten:

• Die Grenze ist die geografische Ausdehnung des Untersuchungsgebiets. Standardmässig ist sie die konvexe Hülle der geladenen Gebäude, Sie können sie aber durch ein von Hand gezeichnetes Polygon ersetzen, wenn Sie das Gebiet enger eingrenzen möchten (zum Beispiel entlang einer Gemeindegrenze).
• Das Berechnungsjahr ist das Referenzjahr für die Bedarfs- und Klimaberechnungen. Es verankert auch Degradation, Indexierung und Abschreibung im Finanzmodell.
• Die aggregierte Lastkurve ist der stündliche Bedarf, den das Quartier dem Netz auferlegt. Sie ist die Summe der Lastkurven aller angeschlossenen Gebäude, und der Simulator teilt die Quellen gegen sie ein.
• Das Koordinatenbezugssystem und die lokale UTM-Zone werden automatisch aus der Grenze berechnet, damit Distanzen und Flächen stimmen. Sie müssen sich normalerweise nicht darum kümmern, aber sie beeinflussen Dinge wie die Leitungslänge, sobald Sie mit dem Entwurf beginnen.

Was TESSA für jedes Gebäude speichert

Das Gebäude ist die kleinste Einheit, die in TESSA Bedarf, Ausrüstung und Emissionen trägt. Das meiste, was Sie in Berichten und Dashboards sehen, ist aus diesen Werten pro Gebäude aufsummiert.

flowchart LR
    B["🏠 Gebäude"]

    ID["Identität<br/>━━━━━━━━<br/>Nationale ID<br/>Adresse<br/>Geometrie"]
    PH["Physikalisch<br/>━━━━━━━━<br/>EBF (m²)<br/>Anzahl Geschosse<br/>Bauperiode<br/>Bauklasse<br/>Höhe ü. M."]
    DH["Heizung &amp; Warmwasser<br/>━━━━━━━━<br/>Jahresbedarf (kWh)<br/>Intensität (kWh/m²)<br/>Spitzenleistung (kW)<br/>Vorlauftemperaturen"]
    DC["Kühlung<br/>━━━━━━━━<br/>Jahresbedarf<br/>Spitzenleistung<br/>Vorlauftemperatur<br/>is_cooled-Flag"]
    EQ["Bestehende Anlagen<br/>━━━━━━━━<br/>Typ des Wärmeerzeugers<br/>Brennstoff<br/>Kälteerzeuger<br/>Kühlbrennstoff"]
    EM["Emissionen<br/>━━━━━━━━<br/>CO₂eq<br/>NOx, CO, SOx<br/>PM10, PM2.5"]

    B --- ID
    B --- PH
    B --- DH
    B --- DC
    B --- EQ
    B --- EM

    classDef building fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef field fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20

    class B building
    class ID,PH,DH,DC,EQ,EM field

Einige praktische Hinweise:

• Nationale Kennung. In der Schweiz ist dies die EGID. TESSA verwendet sie, um Ihre Gebäude mit amtlichen Datensätzen zu verknüpfen – Energiebezugsfläche aus dem kantonalen Register, Adressen, Höhe ü. M. – und Sie sollten sie beibehalten, wenn Sie Daten aus Ihren eigenen Quellen einbringen.
• Heizung und Warmwasser sind getrennt. Das Modell führt sie als q_h (Raumwärme) und q_ww (Warmwasser) sowie als kombinierten Wert q_hww zur Vereinfachung. Jeder hat sowohl einen Jahreswert (kWh) als auch eine Intensität (kWh/m²), und jeder hat eine zugehörige stündliche Spitzenleistung für die Dimensionierung. Die Kühlung (q_c) ist ein dritter Kanal.
• Bestehende Anlagen sind das, was heute installiert ist. Sie werden für die Basis-Emissionsberechnung verwendet, und die Vergleichsansicht stellt sie den Fernwärme-Alternativen in Ihren Szenarien gegenüber. Wenn Sie das Gebäude in einem Szenario an ein Netz anschliessen, beschreiben die Werte der bestehenden Anlagen weiterhin die Vergleichssituation ohne Netz.
• Jedes Gebäude hat eigene Vorlauftemperaturen. Sie bestimmen, wie das Gebäude angeschlossen wird (direkt, über einen Wärmetauscher oder über eine Booster-Wärmepumpe an einem Niedertemperaturnetz) – siehe Netzgenerationen.

Woher jeder Wert in der Praxis stammt – gemessen, modelliert, Standardwert – finden Sie unter Herkunft der Gebäudedaten.

Klima

Das Klima ist dem Quartier eins zu eins zugeordnet. Es ist eine Zeitreihe, nicht eine einzelne Zahl, und es liegt sowohl der Bedarfsberechnung (Heiz- und Kühlgradtage) als auch der Simulation aller Wärmepumpen zugrunde, die von der Umgebungstemperatur abhängen.

flowchart LR
    D["🗺️ Quartier"] -->|1:1| CL["🌤️ Klima"]

    CL --> TS["Stündliche Zeitreihe<br/>━━━━━━━━<br/>Aussentemperatur<br/>Geglättete Tages- / 3-Tages-Mittel"]
    CL --> DG["Aggregate<br/>━━━━━━━━<br/>Heizgradtage<br/>Kühlgradtage<br/>Temperaturklassen"]

    classDef district fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef climate fill:#bbdefb,stroke:#0d47a1,stroke-width:2px,color:#0d47a1
    classDef field fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:1.5px,color:#0d47a1

    class D district
    class CL climate
    class TS,DG field

Im Modus «Gegenwart» wird die Klimareihe von einer meteorologischen Referenzstation in der Nähe des Quartiers geladen. Für eine Studie mit zukünftigem Klima tauschen Sie eine transformierte Reihe für ein Zieljahr ein – siehe Zukünftiges Klima. Die Gebäude und ihre Bedarfsintensitäten bleiben gleich; es ändert sich die Temperaturzeitreihe, die das Modell dann über Gradtage in den Jahresbedarf und über die stündliche Störungsmethode in die Lastkurve überträgt.

GIS-Überlagerungen

Neben den Gebäuden führt ein Szenario eine Reihe von Kartenüberlagerungen, die Sie zeichnen, importieren oder berechnen. Sie sind nicht streng Teil des Bedarfsmodells, aber mit ihnen teilen Sie TESSA mit, wohin es schauen soll, was einzubeziehen und was auszulassen ist.

flowchart TD
    SC["📄 Szenario"]

    SC --> RZ["✏️ Region<br/>(Polygon des Untersuchungsgebiets)"]
    SC --> EZ["🚫 Ausschlusszonen<br/>(Bauverbotsgebiete)"]
    SC --> BSEL["🏠 Gebäudeauswahlen<br/>(Ergebnisse von Filter / Clustering)"]
    SC --> IMP["📥 Importierte Ebenen<br/>(GeoJSON, Ihre Daten)"]
    SC --> RW["🛣️ Strassen<br/>(für die Leitungsführung)"]

    classDef scenario fill:#c5cae9,stroke:#000072,stroke-width:2px,color:#000072
    classDef gis fill:#f3e5f5,stroke:#6a1b9a,stroke-width:1.5px,color:#4a148c

    class SC scenario
    class RZ,EZ,BSEL,IMP,RW gis

Wofür jede Überlagerung dient:

• Region. Das Polygon, das Sie zeichnen, um das Untersuchungsgebiet abzugrenzen. Das Tool «Quartier aus Region erstellen» verwendet es, um die darin liegenden Gebäude einzulesen.
• Ausschlusszonen. Polygone, in denen keine Leitungen verlaufen dürfen – Schutzgebiete, geplante Baustellen, Flussquerungen ohne machbare Lösung. Das automatische Layout-Tool führt die Leitungen um sie herum.
• Gebäudeauswahlen. Wann immer Sie in der Oberfläche Gebäude filtern oder clustern, ist das Ergebnis eine gespeicherte Auswahl, die Sie wiederverwenden können – zum Beispiel «alle Mehrfamilienhäuser vor 1980, EBF über 1000 m²» –, wenn Sie ein Tool auf eine Teilmenge des Quartiers richten. Siehe Gebäude filtern und clustern.
• Importierte Ebenen. Alles, was Sie von aussen einbringen – Wärmepläne, Planungsbeschränkungen, Eigentumspolygone – bleibt auf der Karte, damit Sie es als Kontext oder als Eingabe für die räumlichen Tools von TESSA verwenden können.
• Strassen. Eine Strassennetz-Überlagerung. Die Tools für automatisches Layout und Routing führen die Leitungen entlang von Strassen, wenn sie geladen ist. Ohne sie können Layout-Tools direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erzeugen, die die Strassengeometrie nicht berücksichtigen. Die Quelle, das Strassennetz von swisstopo (Schweiz) oder ein OpenStreetMap-Auszug, wird bei der Projekterstellung gewählt.

Wie ein Quartier befüllt wird

Ein Quartier wird in Stufen aufgebaut. Der untenstehende Ablauf zeigt die Reihenfolge; der Arbeitsablauf zum Erstellen eines Quartiers führt Sie durch jeden Schritt im Detail.

flowchart TD
    A["✏️ Gebiet definieren<br/>Regionspolygon"] --> B["🏠 Gebäude-Basisdaten laden<br/>nationales Register / GeoJSON / Tabelle"]
    B --> C["🌤️ Klima laden"]
    C --> D["🔥 Wärmebedarfsmodell anwenden<br/>Jahresenergie, Intensitäten,<br/>Spitzenleistung"]
    D --> E["❄️ Kühlmodell anwenden<br/>(falls Kühlung vorhanden)"]
    E --> F["📈 Stündliche<br/>Lastkurven erzeugen"]
    F --> G["✅ Quartier bereit<br/>für den Netzentwurf"]

    classDef step fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20
    classDef done fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20

    class A,B,C,D,E,F step
    class G done

Wenn das Quartier «bereit» ist:

• Hat jedes Gebäude seinen jährlichen Heiz-, Warmwasser- und Kühlbedarf befüllt, dazu die entsprechenden Spitzenleistungen für die Dimensionierung.
• Hat jedes Gebäude einen Emissionswert für seine aktuelle Ausrüstung, gegen den Netzalternativen verglichen werden können.
• Hat das Quartier seine stündliche aggregierte Lastkurve – die Kurve, gegen die der Netzsimulator arbeitet.

Ab diesem Punkt können Sie darauf ein Netz entwerfen. Was danach kommt, finden Sie unter Datenmodell für Netze und Wärmequellen.

Wie es weitergeht

• Herkunft der Gebäudedaten — wie jedes Gebäudeattribut befüllt wird und wie Sie gemessene Werte von modellierten Standardwerten unterscheiden.
• Wärmebedarfsmodell und Kühlbedarfsmodell — die Methoden, die aus Gebäudeeigenschaften und Klima den Bedarf berechnen.
• Klimadaten — welche Klimadaten TESSA verwendet und wie sie verarbeitet werden.
• Datenmodell für Netze und Wärmequellen — die auf dem befüllten Quartier aufbauende Angebotsseite.