InPlan und VRVis entwickeln ein Visualisierungs- und Simulationspaket zur Energieplanung von Gebäuden, welches eine intuitive Optimierung in Hinsicht Energieeffizienz und Behaglichkeit ermöglicht.

Energieeffizienz und Nachhaltigkeit

In Österreich ist rund die Hälfte des Energieverbrauchs durch den Wärmeverbrauch der Gebäude begründet. Beim Neubau und auch in der Sanierung ist Energieeffizienz nicht nur aus Kostengründen, sondern auch im Sinne der Nachhaltigkeit ein immer wichtigeres Thema. InPlan und VRVis forschen an einem Visualisierungs- und Simulationspaket zur Energieplanung von Gebäuden, welches eine intuitive Optimierung in Hinsicht auf Energieeffizienz und Behaglichkeit ermöglicht.

Dashboard einer Software, die thermische und energietechnische Simulation von Gebäuden ermöglicht.

Da eine gegenseitige Beeinflussung des thermischen Verhaltens von Räumen besteht, werden die Nachbarschaftsbeziehungen automatisch erfasst, sodass durch das Modell ein thermisches Netzwerk vorliegt (BEM – Building Energy Model).

Dashboard einer Software, die thermische und energietechnische Simulation ermöglicht.

Das von der Bauplanung über die internationale Schnittstelle ifc erhaltene 3D-Modell liefert die geometrischen Daten für die energietechnischen Simulationen.

Mehrere Temperaturkurven in verschiedenen Farben, die den Verlauf der Raumtemperatur zeigen, wenn sich der Fensteranteil verändert.

Verläufe der Raumtemperatur an Hitzetagen bei Variation des Fensteranteils an der Fassade (Fenster/Sonnenschutzkombination mit einem Transmissionsgrad von 16% und Nutzung der Nachtlüftung).

VRVis-Forscher Andreas Walch sitzt vor zwei Bildschirmen und zeigt auf einen, darauf ist BEM-Planung zu sehen.

VRVis-BIM-Experte Andreas Walch bei der Forschungsarbeit: die Verbindung von BIM und BEM ist ein wichtiger Entwicklungsschritt für die digitalisierte Energieplanung im Gebäudesektor.

Wandel der Gebäudeplanung: vom Zeichenbrett zu BIM

Seit Einführung der CAD-Technologien vollzieht sich in der Gebäude-Planungsbranche der Wandel vom Zeichenbrett zu digitalen Systemen. Gebäude und die technische Gebäudeausrüstung werden mehr und mehr in 3D-Softwareprogrammen kreiert. Dabei entstehen durch die zahlreichen Planungsbeteiligten aus Architektur, Bauphysik, Statik und Planung der technischen Gebäudeausrüstung viele Daten. Um diese vielfältigen Daten zu zentralisieren und effizienter nutzen zu können, setzt sich mit Hilfe des Datenformats ifc das Building Information Modeling (BIM) immer mehr durch. Im Laufe der Planungs- und Ausführungsphasen eines Gebäudes entsteht mit Hilfe von BIM ein digitaler Zwilling, sodass das Gebäude zur Betriebsführung visualisiert werden kann und die maßgebenden Betriebsdaten übersichtlich abgerufen werden können.

Energieeffiziente Planung in Verbindung mit BIM und digitalem Zwilling

Ein wichtiger Faktor zur Bewältigung der Klimakrise ist der effiziente Einsatz von Energie zur Konditionierung von Gebäuden. Um energieeffiziente Planung mit BIM und digitalen Zwillingen zu kombinieren, erforschen VRVis und InPlan ein neues Software-Werkzeug, welches Simulationsalgorithmen in die BIM-Welt integriert und in ein handliches, digitales Tool gießt. Dieses Tool unterstützt Planerinnen und Planer im Zuge eines Planungsprozesses bei allen Aspekten rund um Energieeffizienz und HKLS (HeizKlimaLüftungSanitär). Dabei beinhaltet der digitale Gebäudezwilling nicht nur Daten, sondern gibt das dynamische Verhalten an kalten Wintertagen oder in Hitzeperioden anschaulich wieder. Im Fokus des geplanten Softwarepakets sind die normgerechten Auslegungen, die einerseits behagliche Temperaturen an den kältesten Wintertagen und andererseits die Sommertauglichkeit der Gebäude sicherstellen. Diese Berechnungen gehören zum Planungsalltag von Bauphysiker:innen und Gebäudetechnik-Planer:innen. Das Projekt stellt einen wichtigen Forschungsbeitrag dar, um die Planungsqualität der Energieplaner heben zu können und die Energieeffizienz von Gebäuden weiter zu steigern.

Das Visualisierungs- und Simulationswerkzeug bietet eine Lösung für verschiedene Aspekte der interaktiven Echtzeit-Energieplanung:

Die Geometrie, Bauteilaufbauten und Raumbeziehungen werden automatisiert erfasst, es entfällt die manuelle, fehleranfällige Eingabe der Daten.
Der Einfluss der Sonnenstrahlung und die Verschattung der Gebäudehülle durch die Umgebung können realitätsnah und in hoher Qualität anschaulich simuliert und visualisiert werden.
Durch übersichtliche Variantenrechnungen werden Bauweisen, Wärmedämmungen, Sonnenschutzeinrichtungen, Lüftungsstrategien und Heiz-/Kühleinrichtungen optimiert.

Weitere Informationen

Das Forschungsziel von AMASE ist die Entwicklung von Werkzeugen und Methoden zur Aufnahme, Verarbeitung, Visualisierung und Manipulation heterogener, großräumiger Geodaten, bei welchen es sich um die ständig aktualisierte Darstellung der realen Welt in Form eines sich entwickelnden digitalen Zwillings handelt.

Gemeinsam mit Rhomberg Bau GmbH und convex ZT GmbH entwickelt das VRVis ein Konzept für den Einsatz des Roboterhundes "Spot" von Boston Dynamic für eine autonome, immersive Baustellendokumentation.

Das Hauptziel dieses Projekts ist es, eine zuverlässige Entscheidungshilfe für große Infrastrukturprojekte zu ermöglichen, indem Lösungen für eine kollaborative visuelle Analyse von digitalen Zwillingen bereitgestellt werden.