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Thermisch-energetische Gebäudesimulation auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells

  • Für eine Abschätzung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden und Quartieren können thermisch-energetische Simulationen eingesetzt werden. Grundlage dieser Simulationen sind geometrische und physikalische Gebäudemodelle. Die Erstellung des geometrischen Modells erfolgt in der Regel auf Basis von Bauplänen oder Vor-Ort-Begehungen, was mit einem großen Recherche- und Modellierungsaufwand verbunden ist. Spätere bauliche Veränderungen des Gebäudes müssen häufig manuell in das Modell eingearbeitet werden, was den Arbeitsaufwand zusätzlich erhöht. Das physikalische Modell stellt die Menge an Parametern und Randbedingungen dar, welche durch Materialeigenschaften, Lage und Umgebungs-einflüsse gegeben sind. Die Verknüpfung beider Modelle wird innerhalb der entsprechenden Simulations-software realisiert und ist meist nicht in andere Softwareprodukte überführbar. Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) können Simulationsdaten sowohl konsistent gespeichert als auch über Schnittstellen mit entsprechenden Anwendungen ausgetauscht werden. Hierfür wird eine Methode vorgestellt, die thermisch-energetische Simulationen auf Basis des standardisierten Übergabe-formats Industry Foundation Classes (IFC) inklusive anschließender Auswertungen ermöglicht. Dabei werden geometrische und physikalische Parameter direkt aus einem über den gesamten Lebenszyklus aktuellen Gebäudemodell extrahiert und an die Simulation übergeben. Dies beschleunigt den Simulations-prozess hinsichtlich der Gebäudemodellierung und nach späteren baulichen Veränderungen. Die erarbeite-te Methode beruht hierbei auf einfachen Modellierungskonventionen bei der Erstellung des Bauwerksinformationsmodells und stellt eine vollständige Übertragbarkeit der Eingangs- und Ausgangswerte sicher. Thermal building simulation based on BIM-models. Thermal energetic simulations are used for the estimation of the heating demand of buildings and districts. These simulations are based on building models containing geometrical and physical information. The creation of geometrical models is usually based on existing construction plans or in situ assessments which demand a comparatively big effort of investigation and modeling. Alterations, which are later applied to the structure, request manual changes of the related model, which increases the effort additionally. The physical model represents the total amount of parameters and boundary conditions that are influenced by material properties, location and environmental influences on the building. The link between both models is realized within the correspondent simulation soft-ware and is usually not transferable to other software products. By Applying Building Information Modeling (BIM) simulation data is stored consistently and an exchange to other software is enabled. Therefore, a method which allows a thermal energetic simulation based on the exchange format Industry Foundation Classes (IFC) including an evaluation is presented. All geometrical and physical information are extracted directly from the building model that is kept up-to-date during its life cycle and transferred to the simulation. This accelerates the simulation process regarding the geometrical modeling and adjustments after later changes of the building. The developed method is based on simple conventions for the creation of the building model and ensures a complete transfer of all simulation data.

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Metadaten
Author:B.Sc. Alexander Benz, M.Sc. Jakob Taraben, M.Sc. Thomas LichtenheldORCiD, Prof. Dr. Dipl.-Ing., MSc. MPhil. Guido MorgenthalORCiDGND, Prof. Dr.-Ing. Conrad VölkerGND
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.3819Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181102-38190Cite-Link
Parent Title (German):Bauphysik
Document Type:Article
Language:German
Date of Publication (online):2018/11/01
Date of first Publication:2018/04/01
Release Date:2018/11/02
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Institutes:Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Bauphysik
Fakultät Bauingenieurwesen / Professur Modellierung und Simulation - Konstruktion
Issue:40, Heft 2
First Page:61
Last Page:67
Tag:BIM; Gebäudesimulation; IFC-basierte Gebäudesimulation; thermische Gebäudehülle
building simulation
GND Keyword:Building Information Modeling; Energiebedarf; Gebäudehülle; Schnittstelle; Simulation
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
BKL-Classification:56 Bauwesen / 56.03 Methoden im Bauingenieurwesen
Licence (German):License Logo Zweitveröffentlichung
Note:
Copyright 2018 Ernst & Sohn. Dieser Artikel kann für den persönlichen Gebrauch heruntergeladen werden. Andere Verwendungen bedürfen der vorherigen Zustimmung der Autoren und des Verlags Ernst & Sohn.
 
Der folgende Artikel erschien in der Bauphysik 40 (2), 2018 und kann unter folgendem Link abgerufen werden. 
https://www.ernst-und-sohn.de/app/artikelrecherche/artikel.php?lang=de&ID=38470&utm_source=eus&utm_medium=artikel-db&utm_campaign=Bp_2018_2.