BIM4BEMS - Building Information Modeling for Building Energy Management Systems

Ein Gebäude durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen: Konzipierung, Planung, Errichtung, Nutzung, Umgestaltung, Sanierung und Demontage. 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.

Das Projekt „Building Information Modeling for Building Energy Management Systems" (BIM4BEMS) untersuchte die wissenschaftliche Fragestellung, wie BIM für Effizienzsteigerung im Gebäudebetrieb eingesetzt werden kann. Konkret wurde die Anwendung von BIM in Kombination mit Energiemanagement-Systemen für Gebäude (Building Energy Management Systems, BEMS) untersucht, um verbessertes Reporting von Energie- und Komfortparametern zu erzielen. Es wurde 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. BIM wird durch Einsatz von semantischen und geometrischen Reasoning-Methoden teilautomatisch aus verfügbaren Planungs-, Betriebs- und Wartungsdaten abgeleitet. BIM4BEMS untersuchte konkret folgende Aspekte, die für die Erstellung und Nutzung des dynamisches 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 berücksichtigte die Randbedingung, dass bei bestehenden Gebäuden Daten aus Planung, Betrieb und Wartung oft lückenhaft und von geringem Informationsgehalt sind (Zeichnungen, Tabellen). Das bedeutet, dass aktuelle Lösungsansätze für Neubauten, die 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.

Im Projekt wurde eine prototypische Umsetzung der teilautomatisierte BIM-Betriebsintegration angestrebt, die die Realisierbarkeit der entwickelten Methoden untermauern soll. Als Testgebäude wurde ein bestehendes Bürogebäude verwendet. Der Prototyp wurde als integriertes semantisches Datenmodell konzipiert, das mit Hilfe der integrierten Wissensdatenbank die aus dem BIM-Modell abgerufenen geometrischen Daten mit den Betriebsdaten (BEMS) kombiniert. Im Validierungsteil wurde eine Kosten-Nutzen-Analyse eines Prototyps und Anmerkungen der Facility-Management-Spezialisten zur Rentabilität einer solchen Lösung durchgeführt. Als Empfehlung für die weitere Forschung und Entwicklung wurden weitere Studien zur Benutzerfreundlichkeit, verbesserte Automatisierung des Datentransfers und die Verwendung als Basis für den digitalen Gebäudezwilling genannt. Die Erkenntnisse aus dem Projekt adressieren Fachgruppen aus den Bereichen BIM, Facility Management (FM) und Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HLK), um BIM Standards in Richtung Gebäudebetrieb zu erweitern.

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

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
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