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Workshop "BIM im Gebäudebestand - Herausforderungen in der Sanierung" - 19.09.2022
Der digitale Workshop „BIM im Gebäudebestand – Herausforderungen in der Sanierung“ fand am 19.09.2022 von 13:00 Uhr bis 16:00 Uhr statt. Die Veranstaltung wurde vom Modul Digitalisierung der wissenschaftlichen Begleitforschung zur Forschungsinitiative Energiewendebauen durchgeführt. Die insgesamt 40 teilnehmenden Personen gehörten größtenteils zur Forschung, sowie zur Industrie und zu Behörden. In diesem Workshop wurde die Methode des Building Information Modeling (BIM) in Bezug auf den Einsatz in der Gebäudesanierung in sechs Vorträgen vorgestellt und in einer Thesenbewertung diskutiert.
Das vorliegende Protokoll enthält eine kurze Zusammenfassung der Vorträge, der Diskussionen und der Gruppenarbeit:
11. Projektleitungstreffen Energiewendebauen - Betrieb als Chance zur dauerhaften Effizienzsteigerung - 28.04.2022
Veranstaltungsbericht vom 11. Projektleitungstreffen.
EWB-Stunde - 06.10.2022
Am 06.10.2022 wurde das Projekt TABSOLAR® vorgestellt!
TABSOLAR® – ein neuer Ansatz für thermoaktive (solare) Bauteilsysteme auf Basis von Ultrahochleistungsbeton (UHPC)
In der EWB-Stunde im Oktober 2022 berichtete Herr Dr. Michael Hermann vom Projekt TABSOLAR III. In dem vom Fraunhofer ISE koordinierten Verbundvorhaben geht es um die Entwicklung von durchströmbaren Bauelementen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC), die sowohl als Fassadenkollektoren als auch als thermoaktive Bauteilsysteme (TABS) in Gebäuden eingesetzt werden können.
Ziel des Projektes ist Entwicklung und Anwendung des bereits in TABSOLAR und TABSOLAR II entwickelten TABSOLAR®-Konzepts mit mehreren Produktfamilien, die für unterschiedliche Anwendungen und Gestaltungsmöglichkeiten an der Fassade und in Innenräumen entwickelt werden.
Für Herrn Hermann geht es im Projekt jedoch um mehr als nur um die Entwicklung eines Bauelements: „Im Mittelpunkt des Vorhabens steht zwar die Komponente. Doch um das Produkt in den Markt zu bekommen, muss im Projekt die ganze Wertschöpfungskette betrachtet werden“. Hierzu gehören die Auslegung, Herstellung und Prüfung der TABSOLAR®-Elemente, für die zum Teil eigene Verfahren und Prozesse entwickelt wurden. Die Wertschöpfungskette umfasst aber auch die Entwicklung von Software wie der Augmented-Reality-App zur Vor-Ort-Visualisierung und dem TABSOLAR®-Konfigurator, einem Webkonfigurator zur Erstauslegung des TABSOLAR®-Systems, sowie die Umsetzung der für Frühjahr 2023 vorgesehenen Demonstrationsphase.
Der ganzheitliche Ansatz des Forschungsvorhabens spiegelt sich in dem breiten Konsortium mit insgesamt zwölf Partner*innen wider. Es sei aus Sicht des Referenten vor allem spannend, wie es in einem solchen Konsortium mit vielen etablierten Unternehmen am Ende gelingen kann, bei Erreichung der Projektziele möglicherweise ein neues Unternehmen zu gründen, um das Produkt zu vermarkten.
Wie Innovationsprozesse nach dem Ende eines Forschungsprojekts aufrechterhalten werden können, wurde in der anschließenden Diskussion vertieft. Daneben bestand die Möglichkeit zur Klärung weiterer Fragen zum TABSOLAR®-Konzept.
Vielen Dank an dieser Stelle nochmals an Herrn Hermann für den informativen und interessanten Impuls.
Die Präsentation wird unten als PDF zur Verfügung gestellt:
EWB-Stunde - 01.09.2022
Am 01.09.2022 wurde das Projekt EnEff:Wärme: FW-ZFSV_4-0 vorgestellt: Fernwärmeleitungsbau 4.0 mit zeitweise fließfähigen selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen für niedrige und hohe Betriebstemperaturen.
Migration von Forschungsergebnissen in die Praxis am Beispiel des Verbundvorhabens „FW-ZFSV 4.0“
Herr Stefan Hay vom AGFW I Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V. präsentierte überblicksartig, wie Forschungsergebnisse in die Praxis integriert werden. Dabei ging er zunächst auf die Unterscheidung zwischen Stand des Wissens und Stand der Technik ein.
„Der Stand des Wissens unterscheidet sich entscheidend vom Stand der Technik. Denn der Stand des Wissens sind die Erkenntnisse der Wissenschaft und diese finden nur teilweise Eingang in den Stand der Technik.“, erläutert Herr Hay. „Der Stand der Technik sind u. a. Normen und Regelwerke, die verbindlich für das Handwerk sind und auch in der Praxis angewandt werden.“
In dem Forschungsvorhaben „FW-ZFSV-4.0“ werden zeitweise fließfähige selbstverdichtende Verfüllbaustoffe (ZFSV) für den Einsatz im Fernwärmeleitungsbau beforscht. Als eines der ersten Projektergebnisse wurden Anforderungen zur praktischen Anwendung in Factsheets zusammengefasst und auf der Projektwebsite publiziert. Zudem konnten durch die bisherigen Forschungsergebnisse Weiterentwicklungen der relevanten Normen angestoßen werden. Die aktuell laufenden Tätigkeiten im Projekt zielen darauf ab, bestehende Hemmnisse zum Einsatz in der Praxis durch wissenschaftliche Erkenntnisse abzubauen und gleichermaßen die Akzeptanz zur Migration des Wissens in die aktuellen Normen zu schaffen. Hierzu wird das Forschungskonsortium Empfehlungen zur Weiterentwicklung der relevanten Normen erarbeiten.
In der Diskussion wurden verschiedene Aspekte angesprochen. Zum einen wurde über die Eignung des Kunststoffmantelrohres (KMR) und dessen Lebensdauer bei einer maximalen Betriebstemperatur von 140 °C diskutiert. Außerdem wurde erwähnt, dass es KMR Leitungen in Wärmenetzen in Deutschland gibt, die seit 50 Jahren im Einsatz sind.
Ergänzend dazu gab es einen Austausch darüber, welche Normen angewendet werden und wie Normungslücken identifiziert sowie geschlossen werden. Auf die Frage, inwieweit der Nachhaltigkeitsaspekt im Forschungsprojekt eine Rolle spielt, wurde am Ende der Diskussion erklärt, dass Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit durch den Einsatz von ZFSV im Fernwärmeleitungsbau verbessert werden könnten, hierzu jedoch zunächst die Hemmnisse zum Einsatz in der Praxis durch wissenschaftlichen Ergebnisse des Projektes abzubauen sind.
Berit Müller (DGS) merkte an, dass es auch Förderung für Normungsprojekte gibt. Dazu kann Frau Müller (DGS) kontaktiert werden: bm@dgs-berlin.de.
Die Präsentation kann unten als PDF heruntergeladen werden.
Ein Rückblick auf den Solar-Decathlon Europe 21/22 - 23.08.2022
16 Nachhaltige Gebäude – 16 Teams – 10 Disziplinen: Ein Rückblick auf den Solar-Decathlon Europe 21/22
Am 23.08. wurde einen Rückblick auf den Solardecathlon geworfen. Die 2-stündige Veranstaltung war eine Ko-Produktion der Begleitforschung mit dem Solarzentrum Berlin und dem Informations- und Kommunikationszentrum Bau. Der Programmdirektor Prof. Karsten Voss hat uns einen Einblick in die Komplexität der Wettbewerbsbedingungen und einen Überblick über die Auswertungen gegeben. Die Veröffentlichung, an der das Team arbeitet wird in den nächsten Monaten verfügbar sein. Prof. Klaus Vajen erläuterte anhand der Versorgungsschemata von drei Beiträgen die Auswahl des Siegers für den Solar Award und Nicolas Carbonare hat uns allen einen tiefen Einblick in die Systemtechnik des Gewinnerbeitrages vom Team RoofKit gegeben. Prof Heiner Lippe von der Hochschule Lübeck und Leiter des internationalen Teams (Istanbul-Lübeck) hat in seinem Input zur Ideensammlung zu weiteren Förderformaten dann auch einen Schwerpunkt auf die Relevanz der Kommunikation und Interdisziplinarität für die Energiewende gelegt. Mit dem zweiten Schwerpunkt hat er nochmals das betont, was der Solardecathlon bietet: Ideen wirklich umsetzen - "mit Kopf und Hand" arbeiten.
Seitens der BF konnten wir zu der Veranstaltung die ersten beiden Kurz-Beiträge aus unseren Interviews mit den Wettbewerbsteilnehmer*innen fertig stellen (je 4 Min). Ein zentrales Thema der Begleitforschung ist der Übergang zwischen Forschung und Praxis. Deshalb haben wir uns in unserem ersten SDE Video mit der Zusammenarbeit der Projektteams mit Sponsoren aus der Wirtschaft beschäftigt. In einem zweiten SDE Video haben wir die große Kollegialität und gegenseitige Unterstützung zwischen den Teams gewürdigt und sie nach ihren Highlights bei den Häusern der anderen Teams gefragt. - Viel Spaß beim Reinschnuppern.
Solar Decathlon Europe 21/22
Über 115.000 internationale Besucher*innen haben an zwölf Veranstaltungstagen den Solar Decathlon in Wuppertal besucht.
© SDE 21-22
Die gelungene Veranstaltung hat gezeigt, wie Städte nachhaltig, kreislaufgerecht und sozial verträglich weitergebaut werden können.
Wir waren vor Ort, haben uns die Beiträge angesehen und mit den Projekten gesprochen. Daraus werden kurze Audio- und/oder Video-Clips zu den Begleitforschungsthemen entstehen.
Die Veranstalter von der Bergischen Universität Wuppertal ziehen eine positive Bilanz, die Sie in der Pressemeldung lesen können, hier unten als PDF herunterladbar.
EWB-Stunde - 07.07.2022
Am 07.07.2022 hat Alexander Kümpel einen Vortrag gehalten zu Gebäudeautomation und effizienter Betrieb: Monitoring und Betriebsführung in (Bestands-) Gebäuden.
Drei Projekte wurden als Anwendungsbeispiele vorgestellt:
- EnQM-Phase2 (EnEff:Stadt: EnQMII - Langzeitmonitoring und Betriebsoptimierung)
- BAWebConTest (EnOB: BAWebCon - TestWebbasierte, frei verfügbare Testumgebungen für Regelungsstrategien zur Verbesserung von Gebäudeautomationssystemen)
- und EnOB/EnBop: MODI (Betriebsmodi als methodisches Werkzeug für den Entwicklungs- und Realisierungsprozess von Energiesystemen in Gebäuden und Quartieren)
„Mich motivieren die Potentiale in der Gebäudeautomation, denn bereits durch eine gute Regelungsstrategie können wir in Gebäuden viel Energie einsparen, die Emission von Treibhausgasen somit verringern und dadurch einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten.“, beginnt Alexander Kümpel vom Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen seinen Vortrag im Rahmen der EWB-Stunde.
Er beschäftigt sich in seinen Projekten vorwiegend mit der Frage, wie Datenpunkte oder Messreihen erfasst, übertragen und für die Analyse, Betriebsoptimierung oder Fehlererkennung aufbereitet werden können. Herr Kümpel hierzu: „Eine technische Herausforderung besteht darin, einheitliche Datenstrukturen zu schaffen“.
Zu diesem Zweck wurde in dem Projekte „OOM4ABDO“ am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik das BUDO-Schema entwickelt bzw. weiterentwickelt. Das Schema beinhaltet ein festes Vokabular für verschiedene Systeme, Teilsysteme, Komponenten und Signaltypen und ermöglicht damit eine klare und einheitliche Benennung der Datenpunkte. Hierbei kam die Frage nach dem Aufwand für die Umbenennung von bereits mit anderen Datenpunktschemata bezeichneten Datenpunkten auf: „Wenn das bisher genutzte Datenpunktbezeichnungssystem eindeutig ist, lässt es sich einfach in das BUDO-Schema übersetzten.“, erklärt Herr Kümpel. Andernfalls könnten Machine-Learning-Ansätze die Lösung sein, um Datenpunkte automatisiert umzubenennen. In der Forschungsinitiative Energiewendebauen soll das BUDO-Schema zukünftig das Standardschema zur Datenpunktbezeichnung sein und für die Monitoring-Datenbank genutzt werden. Ob das BUDO-Schema darüber hinaus auch in den einschlägigen Normierungsausschüssen eingebracht werden soll, um die Umsetzungsbarrieren zu verringern, sei noch offen.
Neben der Datenpunktbezeichnung beschäftigt sich Herr Kümpel in seinen Projekten vor allem mit Cloud-basierten Lösungsansätzen. Er nennt hierzu einige Anwendungsbeispiele, bei denen die Daten entweder über einen Logger erfasst und an die Cloud weitergegeben oder direkt von der Steuerung an die Cloud gesendet werden. Eines der Anwendungsbeispiele zeigt Ergebnisse des Monitorings des E.ON ERC Hauptgebäude. Dort gibt es eine Datenanbindung, die mittels Datenlogger 14.000 Datenpunkte aufnimmt und auf einer Cloud-Plattform speichert. Dort können die Datenpunkte gelesen und auch geschrieben werden, um den Gebäudebetrieb zu optimieren. Konkret zeigt Herr Kümpel eine modellprädiktive Regelung für das Geothermie-Feld des Gebäudes: Bei geringem Wärme- bzw. Kältebedarf werden einzelne Sonden abgeschaltet, wodurch die benötigte Pumpleistung des Geothermie-Feldes gegenüber der Standardregelung um bis zu 70 % reduziert werden kann.
Insgesamt sieht Herr Kümpel ein hohes Potenzial zur Reduzierung des Energiebedarfs durch die Kombination von Monitoring und Betriebsführung im Zusammenhang mit Cloud-basierten Lösungen. „Prozesse müssen allerdings standardisiert werden, um die Methoden zur Betriebsoptimierung und Analyse in die breite Anwendung zu überführen“, lautet sein abschließendes Fazit.
Die anschließende Diskussion drehte sich insbesondere um die Frage zu den Einspareffekten eines vergleichsweise aufwändigen Monitorings zwecks optimierter Betriebsführung – speziell auch im Vergleich zu einfachen hydraulischen Maßnahmen. Hierbei wurde auch die Frage nach dem Energieverbrauch der benötigten Monitoring- und Regelungstechnik gestellt und auf das Problem der Übertechnisierung in der Praxis hingewiesen. Es stellte sich zudem die Frage, wie Regelungsstrategien aus den Monitoringdaten abgeleitet werden können – ein Punkt, der in einer der folgenden Veranstaltungen aufgegriffen werden sollte.
Die Präsentation kann unten als PDF heruntergeladen werden.
3. Kongress Energiewendebauen - 09.-10.06.2022
Der 3. Kongress Energiewendebauen fand in diesem Jahr auf dem Gelände des internationalen Wettbewerbs Solar Decathlon Europe 21/22 in Wuppertal statt.
Rund 260 Expertinnen und Experten nahmen vor Ort an der Veranstaltung teil, 250 Teilnehmende hatten sich digital angemeldet.
Ein Rückblick auf diese Veranstaltung finden Sie unter diesem Link.
EWB-Stunde - 02.06.2022
Am 02.06.2022 wurde das Projekt EnEff:Stadt: Herzo_Opt - Monitoring der Gebäudehülle, des thermischen Raumkomforts und der Anlagentechnik mit Betriebsoptimierung - von Herrn Prof. Dr. Arno Dentel vorgestellt.
Modellbasierte Regelung und praktischer Betrieb von Plus-Energie-Gebäuden: Das Projekt Herzo Opt in der Monitoring-Phase
„Ein zentraler Nutzen unseres Langzeitmonitorings ist eine Optimierung des Betriebsverhalten und der Gebäude- und Anlagenbewertung“, sagen Prof. Dentel und Frau Betzold aus dem Projekt Herzo Opt. Dank des vierjährigen Langzeitmonitorings verfügt das Projekt über eine große Datenbasis. Diese eröffnet eine Vielzahl von Auswertungsmöglichkeiten.
Das Forschungsvorhaben wurde und wird in Herzo Base, einem Stadtteil in Herzogenaurach, durchgeführt. Planung und Bau wurden durch das Team von Prof. Dentel begleitet. Nun überwacht das Forschungsprojekt Herzo Opt den Betrieb der Anlagen und deren Optimierung. „Konzeptionierung und Planung des Stadtteils waren bereits herausfordernd, da ein geringes Interesse an den anlagentechnischen Details des zuständigen Planers vorlag“, berichteten Prof. Dentel und Frau Betzold. „Zusätzlich hatten wir Schwierigkeiten bei der Elektro-Installation sowie der Einrichtung von Kommunikationsschnittstellen (Gateways und Protokolle), um diese für unser Forschungsvorhaben nutzbar zu machen.“
Ein Schwerpunkt des Vorhabens lag auf der Betriebsoptimierung einzelner Komponenten durch den Einsatz modellprädiktiver Steuerungen (MPC) im Vergleich zu wärmegeführten, PV-optimierenden oder einfach prädiktiven (SPC) Steuerungen. Es zeigte sich, dass mit prädiktiven Steuerungen Systemkomponenten optimiert werden können, aber die Umsetzung prädikativer Steuerungen einen hohen technischen Aufwand bedeutet und noch weiterer Schritte notwendig sind, um eine Optimierung des gesamten Systems zu erreichen. Hierbei besteht insbesondere Bedarf, die verwendeten Modelle zu standardisieren.
Was die Überwachung und den Betrieb anbelangt, waren die größten Herausforderungen der Umgang mit den Messdaten. „Bei einer vierjährigen Monitoring-Phase entstehen eine große Menge an Daten.“, berichtet Frau Betzold. „Die Aufzeichnung in MoniSoft funktionierte einerseits gut, andererseits ist die Aufbereitung und Visualisierung mit dieser Software umständlich, so dass wir diese zur Visualisierung mit einer anderen Software bearbeitet haben.“
Das Forschungsteam versucht die Ergebnisse auch für andere nutzbar zu machen. Ergebnisberichte und Veröffentlichungen zu dem Projekt sind in Planung.
Die Präsentation kann unten als PDF heruntergeladen werden.
Monitoring-Forum in Darmstadt - 18.05.2022
Teilnehmer an dem Monitoring-Forum in Darmstadt, Wissenschaftliche Begleitforschung Energiewendebauen.
Die Wissenschaftliche Begleitforschung Energiewendebauen hatte zum Monitoring-Forum in Präsenz nach Darmstadt geladen. Das Interesse an den Inhalten und dem persönlichen Austausch war groß und die Veranstaltung in kurzer Zeit ausgebucht.
Das Monitoring-Forum startete mit einer Führung am Campus-Lichtwiese. Dort konnten die Teilnehmer*innen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten von Monitoring im Rahmen des Forschungsvorhaben EnEff Campus: Campus Lichtwiese besichtigen. Der Hochleistungsrechner und dessen Einbindung in das Wärme- und Kühlsystem der Universität war ein Highlight der Führung.
Nach der Mittagspause wurden in zwei Workshops gearbeitet: Session A beinhaltete eine Schulung zur Monitoring Datenbank der Begleitforschung. Diese wurde den Teilnehmer*innen vorgestellt und Nutzungsmöglichkeiten mit ihnen erörtert. Zudem wurden konkrete Anregungen zur Verbesserung der Datenbank ausgetauscht, um diese am Bedarf der Forschungsvorhaben auszurichten.
In Session B wurde die Frage aufgeworfen, ob es eine „optimale“ Monitoring Software geben kann. Dabei wurden zunächst alle Wünsche und Anforderungen zusammengetragen und Erfahrungen mit verschiedenen Softwarelösungen ausgetauscht. Die Session wurde durch einen Impulsvortrag von Rupert Wieser (Naotilus) abgerundet, in dem Herr Wieser eine Monitoring-Software als No-Code Ansatz vorstellte.
Diskussionsgruppe bei dem Monitoring-Forum in Darmstadt, Wissenschaftliche Begleitforschung Energiewendebauen.
Zum Abschluss nutzten die Teilnehmer*innen die Gelegenheit sich thematisch zu vernetzen. Mitgebrachte Themen wurden in Kleingruppen rege diskutiert. Der aktive Austausch und die Freude an der Diskussion mit den anderen Teilnehmer*innen hat zum Erfolg des Monitoring-Forums beigetragen.
