BIM für BaMa: Energiemodellierung und Optimierung von Industriebauten

Abstract

Der Wirtschaftssektor der produzierenden Industrie ist in Österreich für ungefähr 30% des Gesamtenergiebedarfes des Landes verantwortlich und stellt somit neben privaten Haushalten und dem Transportwesen einen der größten Verbraucher dar. Während in den beiden anderen Sektoren seit Jahren Lösungen für Energieeffizienz und -einsparungen entwickelt werden, konzentrieren sich Entwicklungen für den produzierenden Sektor auf den jüngeren Zeitraum. Aufgrund wirtschaftlicher und sozialer Rahmenbedingungen streben jedoch immer mehr Unternehmen danach, ihre Produktionsstandorte nachhaltig zu planen und zu betreiben. Das Forschungsprojekt "Balanced Manufacturing" (BaMa) versucht in Zusammenarbeit von universitären und industriellen Partnern erstmalig, eine ganzheitliche Methodik und darauf aufbauend eine Software-Tool-Kette zur Planung und Steuerung des Ressourcen- und Energiebedarfs in der industriellen Produktion zu entwickeln. Seine anspruchsvolle Aufgabe ist das Gleichgewicht zwischen Kosten, Zeit, CO2-Emissionen und Qualität während des laufenden Betriebs zu finden. Bei dem Energieeffizienz-Ansatz nach BaMa wird der produzierende Betrieb als Gesamtheit betrachtet und sowohl Produktionssysteme, Logistikeinrichtungen, Gebäude als auch Energiesysteme in die Optimierung mit einbezogen. Eine besondere Herausforderung bei der Konzipierung des Systems stellt die große Anzahl unterschiedlicher, energetisch relevanter Anlagen dar, die integriert werden müssen. Als Teil von BaMa und mit Fokus auf die Gebäudeaspekte wurde eine vergleichende Fallstudie zur BIM-Nutzung für Energiemodellierung und Optimierung für zwei unterschiedliche industrielle Anlagen untersucht. Ziel war die Auswertung der BIM to BEM Prozesse (Building Information Modelling to Building Energy Modelling) und die Prozess- und Datentransfer-Evaluierung. Obwohl die BIM-Werkzeuge bereits sehr mächtig sind, erwies sich dieser Prozess als ein sehr aufwendiger. Zurzeit steht kein Werkzeug zur Verfügung, mit dem es möglich wäre in einem Schritt die Modellierung des Gebäudes sowie die Parametrisierung und thermische Gebäudesimulation durchzuführen. Daher mussten unterschiedliche Software-Plattformen benutzt werden. Die Art der BIM-Modell Erstellung und der Modellierungsansätze verschiedener Disziplinen - in diesem Fall Architektur und Bauphysik - sowie der Datenverfügbarkeit und Bestimmung von Design-Parametern gemäß des laufenden Betriebs erweisen sich als größte Herausforderungen auf dem Weg zu einem wertschöpfenden Ergebnis. Im Forschungsprojekt ist eine integrale Simulation das Ziel, welche die höchsten Optimierungspotenziale erörtert, selbst wenn diese nur mit erhöhtem Aufwand zu verwirklichen ist. Solche Modellierung- und Simulationsprozesse sind jedoch noch nicht reif für den Einsatz in der täglichen Planungspraxis.