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Simulation in BIM-Projekten clever nutzen: So macht Planung Freude!

BIM (Building Information Modelling) schürt hohe Erwartungen an Zeit- und Kostenersparnisse und an die Verbesserung der Planungsqualität. In einem gemeinsamen Projekt von Amstein + Walthert mit Vela Solaris und mit finanzieller Unterstützung von EnergieSchweiz wurde geprüft, wie ein konkreter Mehrwert für die Praxis geschaffen werden kann. Ein entscheidender Erfolgsfaktor liegt in der Verknüpfung von Simulation und BIM. Die entsprechenden Tools und Prozesse liegen vor und wurden anhand aktueller Bauvorhaben erfolgreich angewendet. Der entsprechende Use Case wird über Bauen Digital Schweiz öffentlich zugänglich.

Die Anforderungen an Gebäude steigen: mit Konsequenzen für die Planung

Gebäude von heute müssen steigenden Anforderungen genügen: Sie sollen hohen Komfort bieten, mit moderner Architektur überzeugen und gleichzeitig energieeffizient und profitabel gebaut und betrieben werden können. Für die Planung bedeutet dies, dass unterschiedlichen Disziplinen in enger Zusammenarbeit für eine hohe Planungsqualität sorgen müssen. Damit dies gelingt, braucht es zwei Dinge zwingend:

  • Zielvorgaben frühzeitig definieren:  Für das Gesamtprojekt müssen die Zielvorgaben aus Bauherrensicht möglichst frühzeitig vorliegen und für die einzelnen Fachbereiche von Architektur bis Gebäudetechnik übersetzt werden.
  • Änderungen von Zielvorgaben flexibel ermöglichen: Kommt es zu veränderten Anforderungen oder Rahmenbedingungen eines Projektes, müssen die relevanten Informationen dem Projektteam unmittelbar und zuverlässig zur Verfügung stehen.

Nur so kann in der Planung sichergestellt werden, dass Abweichungen von Zielvorgaben vom Projektteam erkannt und mit möglichst tiefen Kosten behoben werden können.

Simulation als Erfolgsfaktor für eine verlässliche Planung

Die dynamische Simulation bezüglich Energieverbrauch und der Bedarfsdeckung durch Energiesysteme setzt genau hier an. In Zeitschritten bis auf Sekundenbasis wird simuliert, wie sich das geplante Energiesystem im Betrieb verhält: von der Wärmeschichtung im Speicher bis zum Eigenverbrauch der Stromproduktion der Solaranlage.

Mittels Simulation wird per Knopfdruck klar, ob eine veränderte Ausgangslage zu einer Abweichung von den Zielvorgaben führt – von der frühen Ideenphase bis zur fortgeschrittenen Planung. Werden beispielsweise die Dachfläche reduziert oder die Gebäudenutzung verändert, können die Auswirkungen auf den Energieverbrauch und die Energiesystemtechnik sofort simuliert und gegebenenfalls technische Anpassungen vorgenommen werden. Dies erhöht die Planungssicherheit und somit das Vertrauen der Bauherrschaft in die Planung.

Was bedeutet dies nun aber im Zusammenhang mit BIM? Welche Vorteile entstehen durch die Verknüpfung mit der Simulation? Und welche Auswirkungen entstehen dadurch für Prozesse und Tools?

Amstein + Walthert und Vela Solaris gehen hier den nächsten Schritt. In einem gemeinsamen Projekt unterstützt von EnergieSchweiz wurde der Planungsprozess im Bereich der Modellbasierten Performance Optimierung und das Simulationstool Polysun gezielt genutzt und optimiert.

Modellbasierte Performance Optimierung (MPO): BIM und Simulation geschickt verknüpft

Der neues Use Case «Modellbasierte Performance Optimierung – MPO» von Amstein+Walthert vereint die Fachbereiche Gebäudesimulation, die Energiesystemsimulation und die Gebäudetechnikplanung. Hauptaugenmerk liegt dabei darauf, Planungsanpassungen jederzeit und in häufigen Iterationen zu ermöglichen – und zwar durchgängig über alle Fachbereiche hinweg.

Der MPO-Use Case verknüpft geschickt Planung mit Simulation und nutzt dabei die Vorteile der BIM-Methodik: Planer, Simulations- und BIM-Expertinnen und Projektleiter bei Amstein + Walthert sowie Experten für Energiesystemsimulation von Vela Solaris haben ihr Wissen in die MPO eingebracht. Die effizientesten Arbeitsabläufe und entsprechenden Schnittstellen zwischen verschiedenen Fachbereichen wurden gemeinsam definiert, um den nahtlosen Austausch von Simulationsergebnissen zu ermöglichen und damit die Planungssicherheit zu steigern. Als Ergebnis werden in der MPO die benötigten Informationen und Simulationsergebnisse automatisiert miteinander verknüpft, Änderungen dokumentiert und Planungsarbeiten im BIM-Projekt transparenter gemacht. Häufige Iterationen der Planungs- und Simulationsergebnisse sind damit noch einfacher möglich und erleichtern die effiziente Arbeit für alle Projektbeteiligten. 

Die MPO wurde anhand sich aktuell in Planung befindenden Projekten erfolgreich getestet. Das Projektteam ist von der gewonnenen Prozesseffizienz und -qualität überzeugt. Der auf Open-BIM basierende Use Case wird auf der Use Case Management Plattform von Bauen Digital Schweiz und buildingSMART Switzerland veröffentlicht. Die MPO-Methode steht somit allen Interessierten zur Verfügung, kann stetig verbessert und einfach angewendet werden.

Smarte Prozesse brauchen smarte Tools

Die Simulationssoftware Polysun von Vela Solaris wird von Amstein + Walthert schon seit Jahren gezielt für die Simulation von Energiesystemen für Gebäude und Quartiere genutzt. Im gemeinsamen Projekt wurde Polysun BIM-fähig gemacht und unterstützt somit ideal den MPO-Prozess.

Open-BIM Schnittstellen ermöglichen einen weitgehend automatisierten Datenaustausch. Simulationsergebnisse sind damit für das Projektteam jederzeit an der gewünschten Stelle verfügbar und werden ins BIM-Modell der Gebäudetechnik übergeben. Dadurch muss nur Zeit für die Planung aufgewendet werden, wenn Abweichungen von den Zielwerten eintreten – die Planungszeit reduziert sich deutlich. Die Auswertung der Erreichung von Zielvorgaben an die Gebäudetechnik wird von Polysun-BIM ebenfalls digital unterstützt.

Alle Simulationsergebnisse bleiben mit Polysun-BIM transparent dokumentiert und liefern einen Mehrwert bis in die Betriebsphase – für eine einfache Qualitätssicherung.

Simulation macht Freude in der Anwendung

Mit der neuen MPO und Polysun-BIM von Vela Solaris wird es für SimulationsexpertInnen und PlanerInnen viel einfacher, Anlagen für Gebäude von heute exakt zu planen. Relevante Informationen werden digital ausgetauscht und mühselige Prüfschritte der Datenqualität entfallen.

Systemunterstützt werden Zielabweichungen sofort transparent und die Expertise kann auf die wesentlichen Punkte gelenkt werden – für eine hohe Planungsqualität, die überzeugt. So macht die Anwendung von Simulation in der Planung Freude!

Wir danken Amstein + Walthert für die tolle Zusammenarbeit und EnergieSchweiz für die Projektunterstützung!

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