Digitale Simulation reduziert den Performance-Gap (HK-Gebäudetechnik)
Der Betrieb von Gebäuden verläuft oft nicht so wie geplant. Gerade bei der Auslegung von Energiesystemen entstehen deutliche Planabweichungen.
Der Performance-Gap von Energiesystemen lässt sich vermeiden: Setzt man auf Simulation statt auf Standard-Werte wird die Planung zuverlässiger und genauer. Damit sinken auch die Kosten für Bau und Betrieb des Energiesystems substantiell. Verschiedene Praxisbeispiele zeigen dies eindrücklich. Ob Einfamilienhaus, Grossprojekt oder Areal: Eine exakte Dimensionierung der Komponenten mit Simulation sorgt für höhere Systemeffizienz und niedrigere Investitions- und Betriebskosten.
Hier geht’s zu den Praxisbeispielen und zum vollständigen Artikel erschienen in HK-Gebäudetechnik (11-12-2020).
Möchten Sie erfahren, wie Sie Simulation für eine zuverlässige und zeitsparende Auslegung Ihrer Projekte im Bereich Gebäudetechnik nutzen können? Nehmen Sie mit uns Kontakt auf:
Polysun für BIM: Der neue Polysun-Release erhöht die Planungsqualität
Mit dem aktuellen Release von Polysun wird die Nutzung von Simulation in der digitalen Planung der Gebäudetechnik noch einfacher. Dies ermöglicht erstmalig die Einbindung von Simulation in BIM-Projekte.
Die digitale Simulation von Energiesystemen generiert einen klaren Mehrwert: Verschiedene Fragestellungen werden früh getestet und die Qualität der Planung nimmt zu. Investitions- und Betriebskosten sinken dadurch massgeblich. Mit dem aktuellen Release von Polysun wird die Nutzung von Simulation in der digitalen Planung noch einfacher: Relevante Informationen zum aktuellen Planungsstand sind per Knopfdruck verfügbar. Die Erfüllung gesetzter Anforderungen an das Energiesystem ist sofort ersichtlich. Der Datenimport und -export geschieht automatisiert und unterstützt die interdisziplinäre Arbeit im Team. Dies ermöglicht auch erstmalig die nahtlose Einbindung der Simulation von Energiesystemen im BIM-Kontext. Simulationsergebnisse können noch schneller generiert und validiert werden. Als digitaler Zwilling stehen die Planungsdaten reproduzierbar zur Verfügung und generieren einen Mehrwert bis in die Betriebsphase. Die Qualitätssicherung gelingt damit leicht! Unser Entwicklungspartner, das Ingenieur-Dienstleistungsunternehmen Amstein & Walthert bestätigt uns: „So macht die Planung von Energiesystemen Freude! Wir konnten Polysun-BIM an einem konkreten Bauprojekt testen und sehen grosses Potential.“
Highlights des Polysun-Software-Releases Version 12, mit Polysun BIM Add-On:
- Polysun-BIM unterstützt den automatisierten Datenaustausch. Meteodaten, Heizlastdaten und Simulationsergebnisse sind damit für das Projektteam jederzeit an der gewünschten Stelle verfügbar.
- Der Daten-Import wird einer automatisierten Qualitätsprüfung unterzogen. Unplausible und lückenhafte Daten werden sofort erkannt.
- Zielvorgaben aus dem Bauprojekt (z.B. COP, JAZ, Autarkiegrad, Solardeckungsgrad, fossiler Anteil, oder maximales Energiedefizit) werden für das Energiesystem in Polysun projektspezifisch definiert. Die Zielerreichung und Abweichungen liegen jederzeit per Knopfdruck vor.
Neugierig geworden?
Legen Sie gleich los mit testen:
Solarthermie für Prozesswärme wie ein Billyregal kaufen
Wann ist der Einsatz von Solarthermie in der Industrie sinnvoll? Ein Forscherteam der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) untersucht skalierbare Kollektoranlagen und liefert Antworten.
In den letzten Jahren hat sich die Zahl von Solarthermie-Anlagen zur Erzeugung von Prozesswärme mehr als verfünffacht. Auch in der Schweiz wird Solarwärme in der Industrie genutzt. Das HSR-Forscherteam hat in einem mehrjährigen Monitoringprogramm Erkenntnisse zu einem sinnvollen Einsatz gewonnen. Günstige Voraussetzungen haben insbesondere die Lebensmittel-, Textil-, Papier- und Pharmaindustrie. Mit der Simulationssoftware Polysun wurde durch das HSR-Forscherteam die optimale Kollektorfläche und Speichergrösse simuliert. Mit Polysun können sämtliche marktüblichen Technologien in der Strom-, Wärme- und Kälteerzeugung geschickt im Zusammenspiel simuliert und optimiert werden – gerade auch in BIM-Projekten.
Hier geht’s zu den Erkenntnissen und zum vollständigen Bericht erschienen im Fachmagazin Phase5, Ausgabe 4, 2020
Gerne kooperieren wir auch mit anderen Forschungsinstituten in der Simulation aller marktüblichen Technologien in der Strom-, Wärme- und Kälteerzeugung. Nehmen Sie mit uns Kontakt auf:
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 ist 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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