Expertenforum zum Forschungsprojekt „Energie.Digital“ zu TGA und BIM

Im Rahmen des Expertenforums zum Forschungsprojekt „Energie.Digital“ zeigten die Projektbeteiligten, wie sich gebäudetechnische Informationen ganzheitlich in BIM abbilden lassen und wie mit Hilfe von „Linked Data“ Betriebsdaten des energetischen Monitorings aus der Gebäudeautomation am Digitalen Zwilling in Echtzeit visualisiert werden können. Über das Forschungsprojekt wurde der ganzheitliche und in der „Viega World“ in Attendorn konsequent über alle Leistungsphasen digitalisierte Planungsansatz vom Bundesministerium für Wirtschaft gefördert. Die wissenschaftliche Begleitung geschah durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und den Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D der RWTH Aachen University.
 
Das Projekt realisierte das Ziel, eine durchgängige und systematische Methode zur Verknüpfung und Integration der Domänen Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Gebäudebetrieb in Building Information Modeling (BIM) zu entwickeln. Die Methodik wurde im Schulungszentrum des Unternehmens Viega erfolgreich umgesetzt und kann vor Ort live erlebt werden. Das Projekt beinhaltete die Erarbeitung einer konsistenten Repräsentation der energierelevanten Eigenschaften der TGA in BIM, die Nutzung der Technologie „Linked Data“ sowie die Entwicklung von Methoden zur deutlichen Reduktion der Komplexität von digitalen Modellen der TGA. Im Ergebnis entstand ein Digitaler Zwilling, der nicht nur die Leistungsdaten des Gebäudes und der TGA abbildet, sondern über ein lückenloses Monitoring gleichzeitig zur Optimierung der energierelevanten Betriebsprozesse des Weiterbildungszentrums genutzt werden kann.

Innovative Ansätze im Bereich der Planung

Welche Bedeutung diese Digitalisierung über alle Prozess- und Leistungsphasen eines Bauprojektes für das Erreichen der Energiewende hat, veranschaulichten die beteiligten Fachleute kürzlich beim Expertenforum vor rund 80 Planern, Betreibern und Investoren. Sebastian Herkel, Leiter Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude vom Fraunhofer ISE, hält es bspw. für realistisch, dass die von der Bundesregierung gewollte Klimaneutralität im Gebäudesektor bereits 2045 erreicht wird, wenn innovative und hochskalierbare Ansätze im Bereich der Planung, des Baus und des Betriebs von Gebäuden genutzt werden. Dabei können digitale Verfahren unterstützen. Zu diesen innovativen Ansätzen gehört nach Ansicht von Dieter Hellekes, Director Viega Sales Service Deutschland, auch eine energieeffiziente Bereitung von Trinkwasser warm, um gerade in gut gedämmten Objekten den Wärmebedarf weiter zu senken.

„Planungsphase 0“ erfordert gewerbeübergreifenden Dialog

Für Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D, ist der grundlegende gedankliche Ansatz, Objekte wie das Schulungszentrum künftig integral mit der Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM) zu planen: „Angefangen mit einer fundierten Bedarfsplanung, mit der detaillierten Dokumentation der Nutzungsprozesse des Bauherrn wurde eine komplett neue, konzept- und prozessorientierte Herangehensweise entwickelt, die als ,Planungsphase 0‘ bereits in der frühen Projektphase einen gewerkeübergreifenden Dialog einfordert. Sie führte dazu, dass die Technische Gebäudeausrüstung aufgrund ihrer Komplexität als wichtigster Strukturgeber für das Planen und Bauen identifiziert wurde.“ Dank des Forschungsprojektes seien in diesem Kontext wichtige Grundlagen erarbeitet worden, um die daraus resultierend ebenso komplexen BIM-Modelle zu reduzieren und beherrschbar zu machen
 
Über die Arbeitsmethodik BIM haben die Forscher von „Energie.Digital“ eine durchgängige und systematische Methode zur Verknüpfung und Integration von TGA, Gebäudeautomation (GA) und Gebäudebetrieb entwickelt, die „es über die Nutzung digitaler Gebäudemodelle ermöglicht, neue energetische Potenziale bei der Inbetriebnahme und in der Optimierung von Gebäuden zu erschließen“, so Projektleiter Dipl.-Ing. Nicolas Réhault vom Fraunhofer ISE: „Dazu wurde eine konsistente Repräsentation der energierelevanten Eigenschaften der TGA erarbeitet und in ein digitales Abbild überführt. Im Rahmen eines wissenschaftlichen Monitorings ist es so möglich, bisher schwer zugängliche Energieeffizienz­potenziale im Gebäudebetrieb einfacher zu erschließen.“

Daten in Beziehung setzen

Perspektivisch wird dieser Aspekt der Nachhaltigkeit nach Ansicht der Experten immer entscheidender, da die Möglichkeiten energiesparenden Bauens mittlerweile an ihre Grenzen stoßen, der Betrieb aber etwa 80 % der Lebenszykluskosten eines Bürogebäudes ausmacht; ca. 40 % davon in Form von Energie. Um diesen Anteil zu senken, wird es zwingend notwendig, die unterschiedlichen Datenquellen im Gebäudebetrieb anzuzapfen, unterstrich im Rahmen des Expertenforums Dominik Schlütter von der RWTH Aachen University: „Die Herausforderung besteht darin, die Menge und Komplexität der Daten adaptiv zu reduzieren und diese dann miteinander in Beziehung zu setzen.“ Und auch dafür wurden im Rahmen des Forschungsprojektes die notwendigen Methoden entwickelt.