Foto: Wohnhaus der SolarCity

BIM4BEMS - Building Information Modeling for Building Energy Management Systems

BIM4BEMS untersucht Anwendungsfälle, die den Nutzen eines BIM-Modells in Kombination mit Energiemanagementsystemen (BEMS) im Betrieb darstellen, die die Verbindung zwischen BIM und Gebäudeleittechnik (BMS) erlauben, und somit zu verbessertem Reporting und Erkennung von Ineffizienzen im bestehenden Gebäudebetrieb führen.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Ein Gebäude durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen:

  • Konzipierung
  • Planung
  • Bau
  • Nutzung
  • Umnutzung
  • Sanierung
  • Abriss

In jeder Phase werden von den projektbeteiligten

  • Architekten,
  • Ingenieuren,
  • Fachplanern und
  • Ausführenden

Dokumente generiert, die den momentanen Status des Gebäudes abbilden. Durch leistungsfähige Modelliersoftware ist es möglich geworden, sogenannte Building Information Models (BIMs) zu generieren. Dies sind dreidimensionale, reichhaltige Gebäudemodelle, die gegenwärtig primär die Planung sowie den Datenaustausch innerhalb eines Projektteams erleichtern.

Dieser Datenbestand birgt großes Verbesserungspotenzial, nicht nur die Planung und den Bau betreffend, sondern auch den Gebäudebetrieb.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Projekt BIM4BEMS soll aufzeigen, dass eine Weiterverwendung der Informationen aus der Planung sowie der Baudokumentation großen Nutzen für den effizienten Betrieb eines Gebäudes, insbesondere seine Energieeffizienz und seinen Komfort, hat.

Für den Betrieb wird das BIM aus Bestandsdokumentation verwendet und im Betrieb für BEMS erweitert, indem Informationen hinzugefügt sowie Änderungen des aktuellen Gebäudestatus, die aus dem BEMS erkennt sind, nachgezogen werden. Es wird die wissenschaftliche Fragestellung untersucht, wie ein BIM, das mit Hilfe der Planung und Bestandsdokumentation entworfen wird, zur Energieeffizienz- und Komfortsteigerung im Gebäudebetrieb verwendet werden kann.

Konkret wird angestrebt, durch Anwendung von BIM in Kombination mit BEMS verbessertes Reporting von Energie- und Komfortparametern zu erzielen.

Methodische Vorgehensweise

Es wird ein dynamisches BIM entwickelt, in welchem Gebäudedaten mit Daten der Gebäudeleittechnik zusammengeführt werden. Ein solches Modell kann die Analyse und Visualisierung von Änderungen des aktuellen Gebäudestatus wesentlich erleichtern. Das BIM wird durch Einsatz von semantischen und geometrischen Reasoningmethoden teilautomatisch aus verfügbaren Planungs-, Betriebs- und Wartungsdaten abgeleitet.

BIM4BEMS untersucht folgende Aspekte, die für die Erstellung und Nutzung des dynamischen BIM im Gebäudebetrieb relevant sind:

  • Ableitung der semantischen Beschreibung des Wirkungsbereichs von Energiesystemen (BEMS) aus Raumdaten,
  • Verbindung von Gebäudedaten und Daten der Gebäudeleittechnik (BMS) und
  • Analyse und Visualisierung von Energieineffizienzen und Komfortbeeinträchtigungen

Das Projekt berücksichtigt die Randbedingung, dass bei bestehenden Gebäuden Daten aus Planung, Betrieb und Wartung oft lückenhaft und nur von geringem Informationsgehalt vorhanden sind. Dies bedeutet, dass aktuelle Lösungsansätze für Neubauten, welche auf einem BIM aus der Planungsphase aufbauen, nicht unmittelbar auf Bauten im Bestand übertragbar sind. Allerdings verfügen gerade bestehende Gebäude oft über ein signifikantes Energieeffizienz- und Komfortsteigerungspotenzial.

Die Randbedingung von lückenhaften oder unstrukturierten Grundlagendaten wird in den Definitionen des Datenmodells und des Workflows für die teilautomatisierte Generierung des dynamischen BIM berücksichtigt.

Erwartete Ergebnisse

Im Projekt wird eine prototypische Umsetzung der BIM-Betriebsintegration angestrebt, welche die Umsetzbarkeit der entwickelten Methoden zeigt. Als Testgebäude kommt ein bestehendes Bürogebäude zum Einsatz. Die Erkenntnisse aus dem Projekt werden den BIM, Facility Management (FM) und Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HLK) Fachgruppen zur Verfügung gestellt, um BIM Standards in Richtung Gebäudebetrieb zu erweitern.

Projektbeteiligte

Projektleitung

AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • Technische Universität Wien – Automation Systems Group
  • Technische Universität Wien – Design Computing Group (Center for Geometry and Computational Design)
  • Caverion Österreich GmbH

Kontaktadresse

AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Filip Petrushevski
Giefinggasse 2
A-1210 Vienna
Tel.: +43 (0) 50550 6419
E-Mail: filip.petrushevski@ait.ac.at
Web: www.ait.ac.at

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