Andreas Walch ist Forscher mit Leib und Seele: Wie funktioniert das – und kann man es noch besser lösen?, ist eine der Fragen, die seine Tage bestimmt. Als Computergrafikexperte mit Fokus auf Building Information Modeling (BIM) sowie Wärme- und Lichtsimulation schafft er als Mitglied der Geospatial Visualization, Semantic Modelling and Acquisition-Forschungsgruppe anwendungsnahe Planungslösungen, besonders im Bereich Infrastruktur und Bauwesen.
Von der Begeisterung zur Profession
Schon von klein auf von Computerspielen und Animationsfilmen begeistert, war für Andreas Walch das Informatik-Studium die logische Konsequenz. Er studierte im Bachelor Computergrafik (Visual Computing) an der TU Wien mit besonderem Interesse an bildgebender Geometrie, da er "hinter die Kulissen" von Animationen schauen wollte. Über ein Ferialpraktikum beim langjährigen Unternehmenspartner des VRVis, der österreichischen Lichttechnikfirma Zumtobel kam Andreas Walch ans VRVis, wo er beim Projekt HILITE mitarbeitete und sich mit Lichtverteilungskurven beschäftigte.
Unterwegs zur angewandten Spitzenforschung
War erst eine Zehe ins Wasser gesteckt, tauchte Andreas Walch nach und nach immer mehr ins Forschungswasser ein und baute seine Mitarbeit am VRVis aus.
Auch seine Diplomarbeit verfasste er an der Wiener Visual-Computing-Forschungseinrichtung: Das Ausbilden der Problemlöser von morgen ist eine der zentralen Aufgaben von COMET-Zentren wie dem VRVis. Aus seiner Diplomarbeit zum Thema "Lens Flares" entstand die erste wissenschaftliche Publikation, die er auf der CGI 2018-Konferenz in Indonesien präsentierte – eine wichtige Feuerprobe für einen Nachwuchsforscher. 2019 folgte eine große VIS-Publikation bei der IEEE TVCG in Vancouver, welche Andreas Walch als Erstautor verfasste. In der Publikation LightGuider: Guiding Interactive Lighting Design using Suggestions, Provenance, and Quality Visualization stellt er eine neuartige Methode der interaktiven, vorschlagsbasierten Beleuchtungsplanung vor.
An der Wissenschaftsgemeinschaft schätzt Walch besonders den kollaborativen und sozialen Aspekt und meint damit ebenso den intensiven Austausch mit gleichgesinnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern als auch das Ping-Pong von Ideen. Denn neue Ergebnisse und Lösungen bauen fast immer auf vorhandenen Erkenntnissen und Erfahrungen auf, Spitzenforschung passiert nicht allein im stillen Kämmerlein – es braucht das Gemeinsame.
BIM: Wo sich Visualisierungsforschung und Bauwesen treffen
In manchen Fällen ist Forschung abstrakt und die Anwendungsfälle sehr speziell – nicht so bei der Arbeit von Andreas Walch, der sich vor allem mit Gebäuden und deren optimaler Planung beschäftigt.
Dabei liegt sein Fokus auf Gebäudedatenmodellierung (BIM – Building Information Modeling). BIM ist seit einigen Jahren ein geflügelter Begriff für die digitalisierte Zukunft der Baubranche geworden. Doch was genau ist BIM? Bei BIM handelt es sich um Geometrie plus Information, was diese Geometrie genau repräsentieren soll – eine Art Eckdaten-Beschreibung oder Metainformation, die wichtige zusätzliche Infos zu einem Gegenstand oder Bauwerkteil beisteuert: Wie hoch ist der Tisch, aus welchem Material besteht er, wie hoch ist seine Traglast? Mit BIM-Planungsmethoden werden Gebäude von Anfang an virtuell und digital geplant. Vor dem realen Bauwerk entsteht so ein digitaler Zwilling, bei welchem alle möglichen Details durchgespielt und aufeinander abgestimmt werden können.
Visual Computing für nachhaltiges Bauen und Planen
Im Moment entwickelt Andreas Walch gemeinsam mit dem VRVis-Partner InPlan Ingenieure ein digitales Werkzeug, mit welchem Bauphysik und Gebäudetechnik verbunden werden, um die Bereiche Wärme, Kühlung, Beschattung, Isolierung und Luftaustausch zwischen neben- oder übereinanderliegenden Räumen sowie Energieeffizienz und Komfort leichter parallel planen zu können. Ganz konkret wird mithilfe dieses Tools im Rahmen der Planung von beispielsweise einem Einfamilienhaus vorab das Heiz- und Kühlkonzept basierend auf realen Daten und Geometrien durchsimuliert und schließlich präzise festgelegt. Schließlich möchte man, dass das Haus am wärmsten Tag ausreichend gekühlt wird und wiederum am kältesten Tag genug Wärme zur Verfügung steht. Hierfür muss im Vorfeld berechnet werden, wo Heizkörper notwendig sind, wie die Wände oder die Außenisolierung der Fassade beschaffen sind oder gar wie der Schatten eines Nachbarhauses in die Temperaturregulierung hineinspielt. Das neue Software-Tool macht es Ingenieurinnen und Ingenieuren nun möglich, anstelle von, wie bisher üblich, komplizierten und zeitintensiven Modellberechnungen mit nur wenigen Klicks zu den besten Ergebnissen zu allen Fragen der Wärmeisolation und Wärmeberechnung zu kommen.
Daten + Know-how = mehr Möglichkeiten
Der Durchbruch im Projekt von Andreas Walch und InPlan ist die Verbindung eines digitalen Wärmeberechnungstools mit BIM. Die zusätzliche Information zu jeder Wand, zu jedem Fenster, zu jedem Baumaterial liefert wichtige Informationen für die exakte Planung des Wärme- und Heizbedarfs.
Energieeffizienz und niedrige Heizkosten sind heutzutage nicht nur ein wichtiger Kostenfaktor, sondern tragen auch substanziell zu mehr Nachhaltigkeit bei. Die Anwendungsfälle sind dabei nicht nur auf Wohnhäuser beschränkt, auch Labore, Fabriken, Lagerhallen, Schulen und öffentliche Gebäude müssen energieeffizient geplant werden.
Das ist es auch, was Andreas Walch besonders an seiner Arbeit in der angewandten Forschung schätzt. Es geht um reale Herausforderungen, für welche er als Informatiker mit Visual Computing-Technologie gemeinsam mit Industriepartnern und Kolleginnen und Kollegen aus seinem Forschungsteam konkrete Lösungen entwickelt.
Wien, 5. August 2022