Expertenforum im Leuchtturmprojekt Viega World: Forschungsprojekt Energie.Digital liefert wegweisende Erkenntnisse für digitales Bauen mit BIM
Die Viega World ist ein Leuchtturmprojekt für Digitales Bauen und Nachhaltigkeit. Das Weiterbildungszentrums ist integral mit Building Information Modeling (BIM) geplant und umgesetzt worden. Dabei wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die die digitale Zukunft des Bauens wesentlich beeinflussen werden. Im Rahmen des am 16. Mai 2023 veranstalteten Expertenforums zum Forschungsprojekt Energie.Digital in der Viega World präsentierten die Projektbeteiligten den Veranstaltungsteilnehmenden, wie unter anderem gebäudetechnische Informationen in BIM integriert und mithilfe von „Linked Data" Betriebsdaten der Gebäudeautomation in Echtzeit visualisiert werden können.
Der ganzheitliche und in der Viega World konsequent über alle neun Leistungsphasen der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) digitalisierte Planungsansatz, wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über das Forschungsprojekt Energie.Digital gefördert. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und der Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D der RWTH Aachen University begleiteten das Projekt wissenschaftlich.
Das Hauptziel bestand darin, eine systematische Methode zur Verknüpfung und Integration der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) und des Gebäudebetriebs in BIM zu entwickeln. Diese Methodik wurde erfolgreich an der Viega World umgesetzt und kann vor Ort in Attendorn live erlebt werden. Im Rahmen des Projekts wurden eine konsistente Darstellung der energierelevanten Eigenschaften der TGA in BIM erarbeitet, Linked Data Technologie genutzt und Methoden zur Vereinfachung komplexer digitaler Modelle der TGA entwickelt.
Das Ergebnis ist ein Digitaler Zwilling, der nicht nur die Leistungsdaten der Viega World und der TGA abbildet, sondern auch ein lückenloses Monitoring ermöglicht, um die energierelevanten Betriebsprozesse des Weiterbildungszentrums zu optimieren.
Die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) hat Viega World bereits mit dem „Platin“-Siegel ausgezeichnet, der höchstmöglichen Vorab-Zertifizierung für nachhaltiges Bauen. Dies würdigt unter anderem die ökologische, ökonomische und soziokulturelle Qualität des Projekts.
Im Rahmen eines Expertenforums in der Viega World wurden die zentralen Ergebnisse des Forschungsprojektes Energie.Digital vorgestellt. Projektbeteiligte sind (v. l. n. r.): Ulrich Zeppenfeldt (Viega), Dieter Hellekes (Viega), Prof. Christoph van Treeck (RWTH Aachen University), Sebastian Herkel (Fraunhofer ISE), Maximilian Bresler (Viega), Jens Röcher (Viega), Dipl.-Ing. Nicolas Réhault (Fraunhofer ISE), Dr.-Ing. Nicolas Pauen (RWTH Aachen University und Dipl.-Ing. Dominik Schlütter (RWTH Aachen University).
Wärmebedarf gesenkt, Wärmeversorgung regenerativ
Die Bedeutung der Digitalisierung für die Energiewende wurde im Expertenforum Forschungsprojekt Energie.Digital in der Viega World verdeutlicht. Vor rund 80 Planern, Betreibern und Investoren zeigten Fachleute, wie die Digitalisierung in allen Phasen eines Bauprojekts dazu beiträgt, die Klimaneutralität im Gebäudesektor bis 2045 zu erreichen.
Sebastian Herkel, Leiter Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude vom Fraunhofer ISE, sah es beispielsweise als durchaus realistisch an, dass nach dem Vorbild der Viega World bereits 2045 die von der Bundesregierung gewollte Klimaneutralität im Gebäudesektor erreicht wird. Voraussetzung dafür seien aber gut koordinierte Maßnahmen, den Wärme- und Strombedarf als solchen zu senken und die Gebäude gleichzeitig aus regenerativen Energien zu versorgen: „Das setzt innovative und hochskalierbare Ansätze im Bereich der Planung, des Baus und des Betriebs von Gebäuden voraus, die durch digitale Verfahren unterstützt werden können – wie es am interaktiven Viega Weiterbildungszentrum exemplarisch umgesetzt wurde.“
Ein weiterer innovativer Ansatz besteht in der energieeffizienten Bereitung von warmem Trinkwasser, um den Wärmebedarf in gut gedämmten Gebäuden weiter zu senken. Dieter Hellekes, Director Viega Sales Service Deutschland und verantwortlich für den Seminarbetrieb, wies auf die zunehmende Bedeutung ressourcenschonender Planung hin: „Am Beispiel Viega World wird besonders deutlich, wie ganzheitlich Gebäude künftig gedacht werden müssen. Denn gerade bei diesem Thema treffen Klima- und Gesundheitsschutz direkt aufeinander, weil wir niedrigere Systemtemperaturen brauchen, um Energie zu sparen. Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass das Trinkwasser trotzdem hygienisch einwandfrei ist. Dafür sind innovative Lösungen gefragt, die in der, Viega World‘ unter Praxisbedingungen bereits sehr gut funktionieren.“
„Planungsphase 0“ erfordert gewerbeübergreifenden Dialog
Angefangen mit einer fundierten Bedarfsplanung, mit der detaillierten Dokumentation der Nutzungsprozesse des Bauherrn wurde eine komplett neue, konzept- und prozessorientierte Herangehensweise entwickelt, die als ,Planungsphase 0‘ bereits in der frühen Projektphase einen gewerkeübergreifenden Dialog einfordert. Sie führte dazu, dass die Technische Gebäudeausrüstung aufgrund ihrer Komplexität als wichtigster Strukturgeber für das Planen und Bauen identifiziert wurde.
Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D
Dank des Forschungsprojekts Energie.Digital wurden wichtige Grundlagen geschaffen, um die Komplexität der BIM-Modelle zu reduzieren und beherrschbar zu machen.
Die Forschenden haben eine durchgängige und systematische Methode entwickelt, um TGA, Gebäudeautomation und Gebäudebetrieb in digitale Gebäudemodelle zu integrieren, die es „es über die Nutzung digitaler Gebäudemodelle ermöglicht, neue energetische Potenziale bei der Inbetriebnahme und in der Optimierung von Gebäuden zu erschließen“, so Projektleiter Dipl.-Ing. Nicolas Réhault vom Fraunhofer ISE: „Dazu wurde eine konsistente Repräsentation der energierelevanten Eigenschaften der TGA erarbeitet und in ein digitales Abbild überführt. Im Rahmen eines wissenschaftlichen Monitorings ist es so möglich, bisher schwer zugängliche Energieeffizienzpotenziale im Gebäudebetrieb einfacher zu erschließen.“
Der Aspekt der Nachhaltigkeit gewinnt zunehmend an Bedeutung, da energiesparendes Bauen an seine Grenzen stößt und der Betrieb rund 80 Prozent der Lebenszykluskosten eines Bürogebäudes ausmacht, wobei etwa 40 Prozent davon auf den Energieverbrauch entfallen. Um diesen Anteil zu senken, ist es entscheidend, auf verschiedene Datenquellen im Gebäudebetrieb zurückzugreifen und die Datenmenge und -komplexität adaptiv zu reduzieren. Im Rahmen des Forschungsprojekts Energie.Digital wurden die erforderlichen Methoden entwickelt, um diesen Herausforderungen gerecht zu werden.
Theoretische Erkenntnisse sichtbar gemacht
Wie weit diese gesammelten Erkenntnisse tatsächlich tragen, lässt sich von allen Besuchenden der „Viega World“ konkret nachvollziehen, so Maximilian Bresler, Viega Engineering Consultant: „Unser interaktives Weiterbildungszentrum ist so transparent gebaut, dass wesentliche Betriebs- und Leistungsdaten an Monitoren in Echtzeit dargestellt werden. Damit beweisen wir nicht nur, wie praxistauglich die theoretischen Forschungsergebnisse sind. Durch das umfangreiche wissenschaftliche Monitoring haben wir die Möglichkeit, die Annahmen und Auslegungen aus der Planung zu validieren oder anhand der realen tatsächlichen Betriebsdaten, die sich durch die tatsächliche Nutzung und den tatsächlichen Bedarf ergeben, zu justieren und zu optimieren.“
Vor dem Hintergrund der allgemeinen Energieknappheit und steigender Energiepreise ist dieser Aspekt besonders bedeutend für Investoren und Betreiber von Gewerbeobjekten. In der anschließenden Diskussion wurden die in der Viega World entwickelten Lösungsansätze und deren Übertragbarkeit auf andere Projekte intensiv diskutiert, wobei auch feinste Details der Technischen Gebäudeausrüstung beleuchtet wurden. Themen wie der wirtschaftliche Effekt der „Planungsphase 0" im serienmäßigen Bau, Segment- und Trassenkonzepte sowie das innovative Seminarkonzept, bei dem die Viega World selbst als Schulungsinhalt dient, wurden dabei behandelt.
Diese Diskussion bestätigte die Richtigkeit des Konzepts, das Weiterbildungszentrum zu einem zukunftsweisenden Ort für das Kompetenzfeld des „Digitalen Bauens" zu machen, wie Dieter Hellekes betont.
Die Welt des Bauens befindet sich in einer fundamentalen Umbruchphase, in der wir Investoren und Betreiber, Fachplaner und Bauausführende gleichermaßen mitnehmen müssen. Mit der ,Viega World‘ haben wir den Beweis angetreten, dass und wie das gehen kann. Jetzt ist es an uns allen, beispielsweise über Schulungen und Services wie Viega Building Intelligence dieses Wissen in die Breite zu tragen und die Projektbeteiligten zur Integralen Planung mit der Arbeitsmethodik Building Information Modeling individuell da abzuholen, wo sie aktuell stehen. Das Expertenforum Energie.Digital war dazu ein ausgesprochen erfolgreicher Auftakt.
Dieter Hellekes (Director Viega Sales Service Deutschland), Viega GmbH & Co. KG
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