TwinLight - BIM-basierte Umsetzung von Tages- und Kunstlichtsteuerungen

Status

laufend

Ausgangssituation/Motivation

Derzeit erfolgt die Planung von IT-basierten Steuerungen für Nicht-Wohngebäude im Zuge von Ausschreibungen, auf Basis von Anforderungen an die Funktionalität. Ausgehend von diesem Anforderungskatalog erfolgt die Auswahl wie auch das Aufsetzen der Steuerung rein bauseits und meist gewerkspezifisch. Dadurch fehlt es an Transparenz zu höheren Planungsebenen und anderen Baubeteiligten, so dass Qualität und Systemperformanzen der umgesetzten Gebäudesteuerung nur schwer beurteilt werden können.

Dieses Problem wird durch die meist fehlende Post-Occupancy Evaluation verstärkt. Des Weiteren entstehen durch die herstellerseitige Auswahl der meist zentralisierten Steuerungshardware nicht selten Beschränkungen hinsichtlich der Interoperabilität zu anderen Systemen, Systemerweiterbarkeit und Variabilität, z.B. durch proprietäre Protokolle.

Infolgedessen kann die bauseitige Inbetriebnahme solcher Steuerlogiken, insbesondere bei komplexen Zielanwendungen, mit hohen zeitlichen Aufwänden und damit hohen Kosten verbunden sein, und zu Qualitätsdefiziten führen, die letztendlich in mangelnder Energieeffizienz oder unzureichendem Nutzerkomfort innerhalb des Gebäudebetriebs resultieren.

Inhalte und Zielsetzungen

In den letzten Jahren wurden digitale Gebäudemodelle auf Basis des Building Information Modeling (BIM)-Standards für alle Lebensphasen eines Gebäudes nutzbar gemacht, mit dem Ziel, die Effizienz in allen Phasen zu verbessern, wie auch den Nutzerkomfort und die Energieeffizienz zu steigern.

Für die Gewerke Tages- und Kunstlicht, als zentrales Gewerk, ergeben sich Chancen, die bauseitige Inbetriebnahme bedeutend zu vereinfachen und neue Möglichkeiten für Wartung, Überwachung und Verbesserung des Gebäudebetriebs zu nutzen. Projektziel von TwinLight ist die Entwicklung eines BIM-basierten digitalen Zwillings, der den gesamten Lebenszyklus für Tages- und Kunstlicht auf die BIM-Ebene hebt.

Methodische Vorgehensweise

Das TwinLight Framework soll die modellbasierte Steuerung der Lichttechnik im Gebäude umfassen, und damit die Koordination von Lichtplanern, Facility Managern und Herstellern bei Planung, Validierung, Konfiguration, Optimierung und Maintenance lichttechnischer Anlagen unterstützen.

Die Logik der Steuerung wird damit auf eine höhere Planungsebene gehoben und ermöglicht neue Analysen und datengetriebene Feedback-Schleifen, z.B. zur Steigerung von Energieeffizienz und Nutzerqualität im Gebäude. Als Teil des Projektes muss in diesem Zusammenhang die Steuerungssoftware von proprietären Systemen losgelöst werden, durch Entwurf einer Middleware, die auf einer systemoffenen, IP-basierten Netzwerktopologie aufbaut.

Das Projekt wird interdisziplinär in den Bereichen Gebäudetechnik (spez. Tages- und Kunstlicht), Energieeffizientes Bauen und Informatik (Model Engineering) durchgeführt. Das entwickelte Konzept wird hinsichtlich der Anwendbarkeit, Systemstabilität und Funktionalität sowohl in Testräumen als auch unter realer Anwendung erprobt.

Unter Einbezug von Endanwendern aller Bauprojektphasen in die Konzeption und die Evaluierung, soll eine hohe Verwertbarkeit der angestrebten Systemarchitektur geschaffen werden, um künftig Bauprozesse effizienter zu gestalten und die Energieeffizienz zu verbessern.

Erwartete Ergebnisse

Es wird ein BIM-basiertes Anwendertool für Beleuchtungssteuerungen angestrebt, welches Transparenz zwischen den Verantwortlichen sichert, laufende Systemanpassungen ermöglicht und Inbetriebnahmen von Steuerungen vor Ort durch den BIM2Control-Datentransfer automatisiert.

Über eine Informationsrückführung von Daten aus dem Betrieb (Control2BIM) sollen Energie- und Prozessdaten bauphasenübergreifend im digitalen Zwilling abgebildet werden. Über eine offene Systemarchitektur sollen Vorteile integraler Konzepte, Potentiale im Bereich der Personalisierung und IKT-Technologien nutzbar werden.

Projektleitung

Zumtobel Lighting GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Hella Sonnen- und Wetterschutztechnik GmbH
• Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen
• Universität Innsbruck, Department of Computer Science

Johannes Beiter
Schweizerstrasse 30
A- 6850 Dornbirn
Tel.: +43 (664) 80892 3201
E-Mail: johannes.beiter@zumtobelgroup.com
Web: https://www.zumtobel.com/com-de/index.html