Fachgebiet Building Lifecycle Management

Forschungsschwerpunkte des Fachgebiets sind die Entwicklung und die Anwendung von Methoden und Werkzeugen zur Bewerk-stelligung eines integrierten Building Lifecycle Managements. Wichtiger Ansatzpunkt ist dabei die Vernetzung von technik-orientierten und methodischen Ansätzen.

Auf Grundlage innovativer Erkenntnisse der Architektur- und Bauinformatik verbindet dieser BLM-Ansatz Konzepte einer anforderungsorientierten integrativen Planungsmethodik mit Technologien des „Virtual Engineering“ sowie einer integrierten Produkt-datenmodellierung. Mittels eines durchgängigen virtuellen System-/ Gebäudemodels, das neben geometrischen auch semantische Informationen bereitstellt und eine Vernetzung mit prozess- und kostenbezogenen Daten ermöglicht, kann eine vertikale Integration über den Lebenszyklus erreicht werden. 

Land*Stadt – Transformation gestalten

Prof. Dr.-Ing. Petra von Both

Laufzeit: 23.Oktober 2017 bis 22.Oktober 2021

Im Forschungsprojekt wird dem Begriff einer „Transformative Zelle“ nachgegangen und seine Bedeutung als Planungsgegenstand innerhalb Stadt-Land-Beziehung überspannenden Transformationsprozesse herausgearbeitet. So fokussiert das erste Arbeitspaket mit Beteiligung des KIT auf das Potenzial, das Instrument der Transformativen Zelle (TZ) als eine Intervention für die nachhaltige kommunale Entwicklung zu konzipieren und zu initialisieren, mit dem Ziel, eigendynamische Entwicklungen (beispielsweise kulturell, sozial, wirtschaftlich oder baulich) in einem lokalen oder kommunalen Maßstab anzustoßen. Hierfür müssen einerseits fallbezogene Rahmenbedingungen identifiziert und qualifiziert werden, welche die Entwicklung und den Fortbestand Transformativer Zellen unterstützen oder auch hemmen können. Die Rahmenbedingungen sind auf ihre Generalisierbarkeit zu untersuchen und es sind Strategien zu entwickeln, wie die Rahmenbedingungen durch kommunal ansässige oder auch externe Akteure für die Entwicklung von TZ hin verändert werden können. Zudem sollen in Abhängigkeit von den lokalen Rahmenbedingungen konzeptionelle Ansätze für die mögliche strukturelle und inhaltliche Ausrichtung oder Gestaltung TZ entwickelt werden. Nachdem im AP1 das theoretische Konzept der TZ gemeinschaftlich entwickelt wurde, wird es hier als planerisches Instrument der nachhaltigen kommunalen Entwicklung spezifiziert. Auf Grundlage der Reallabore AP4 bis AP7 wird veranschaulicht, welche Rahmenbedingungen förderlich für das Entstehen von TZ sind, bzw. welche ungünstigen Rahmenbedingen zu vermeiden sind. Auf Grundlage der TZ als planerisches Instrument wird in enger Abstimmung mit den Reallaboren eine Entwurfsaufgabe im Rahmen einer Lehrveranstaltung des KIT für fortgeschrittene Studierende im Fachbereich Architektur formuliert. Für eine gegebene Situation soll eine transformative Zelle konzipiert werden. Es werden praktische Erkenntnisse darüber erwartet, ob sich die Konzeption einer TZ im Sinne einer Entwurfs- oder Planungsaufgabe eignet. In der ersten Hälfte 2020 werden ausgewählte Indikatoren der Kommune über einen bestimmten Zeitraum ausgewertet, um die Wirkung einer TZ in ihrem Umfeld zu messen. Hierfür wird eine existierende open-source Software des KIT weiterentwickelt und durch Funktionen der Datenfortschreibung und des Zielwert-Benchmarking ergänzt. Als Ergebnis steht ein frei verfügbares Analyse- und Monitoringwerkzeug als Beta-Version zur Verfügung, das interessierte kommunale AkteurInnen in ihre Arbeit einbinden können.

Partner: KIT BLM, Thünen-Institut für Regionalentwicklung, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH, Kolleg für Management und Gestaltung nachhaltiger Entwicklung gGmbH, Technische Universität Dresden, Regionalschatz GbR, Kunstverein monochrom, Boimig: Reallabor & Verein
Fördersumme: Gesamt: 499.500,00 €; KIT: 45.738,58 €
Förderer: Robert Bosch Stiftung GmbH

Weiterführende Informationen:
https://blm.ieb.kit.edu/1556.php
https://landstadt.net/

EnOB BIM-basierte Integrale Planung (BIM2LCA4IP)

Konzepte und Werkzeuge zur besseren Anbindung von Ökobilanzierungs- und Bewertungswerkzeugen an einen BIM-basierten Planungsprozess

Katharina Fischer, Jinsoo Kim, Saoussen Jouini, Katharina Graf, Sebastian Ebertshäuser, Prof. Dr.-Ing. Petra von Both

Laufzeit: 01. Juni 2017 bis 30. November 2019

Die Realisierung eines ganzheitlichen integralen Planungsprozesses impliziert eine durchgängige planungsbegleitende Evaluierung und Optimierung des Planungsgegenstandes. Der frühzeitige Einsatz von Ökobilanzierungswerkzeugen und Nachhaltigkeitsbewertungen stellt dabei eine wichtige Basis dar, um Planungsentscheidungen bereits auf konzeptioneller Ebene auf ihre Auswirkungen für den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes beurteilen zu können und um eine gute Nachhaltigkeitsperformance sicherzustellen.
Zusammen mit dem Fraunhofer IBP, der DGNB sowie der intep AG werden derzeit im Projekt BIM-basierte Integrale Planung Konzepte und Werkzeuge zur besseren Anbindung von Ökobilanzierungs- und Bewertungswerkzeugen an einen BIM-basierten Planungsprozess entwickelt. 
Hierzu werden IFC-basierte Schnittstellen zur Anbindung von LCA-Werkzeugen an BIM-Modelle (Daten-Input) sowie für die Weitergabe aufbereiteter LCA-Ergebnisdaten zur Nutzung in unterschiedlichen Nachhaltigkeits-Bewertungssystemen entwickelt. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die planungsbegleitende Anwendbarkeit von Ökobilanzierungen bereits in frühen konzeptionellen Planungsphasen gelegt (Optimierung statt nachträglicher Bilanzierung). 
Entsprechend werden Analyse- und Bewertungsprozesse in einem wissensbasierten Prozess- und Phasenmodell verortet. Hierin wird Erfahrungswissen darüber bereitgestellt, welche thematischen Aspekte der nachhaltigen Planung und welche Nachhaltigkeitsanforderungen in welchen Projektphasen sinnvoller Weise betrachtet werden sollten, und wann die Initiierung von Bewertungen und Analysen den größten planerischen Mehrwert generiert.
 
Partner: KIT BLM (Koordination), Fraunhofer Institut für Bauphysik IBP, Intep - Integrale Planung GmbH, DGNB – Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen
Assoziierte Partner: ATP sustain GmbH, SAINT-GOBAIN building Glass Europe, Institut Bauen und Umwelt (IBU) e.V., Dr. Schiller und Partner GmbH
Fördersumme KIT: 375.053,00 €
Förderer: Das Vorhaben wird im Rahmen des EnOB Programms durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Weitere Informationen: https://blm.ieb.kit.edu/1313.php

 

ENEFF:STADT ModelSIM

Entwicklung einer bidirektionalen Schnittstelle zur modell-basierten Koppelung kommunaler Planungs-, Simulations- und Analyseprozesse

Sebastian Ebertshäuser, Prof. Dr.-Ing. Petra von Both

Laufzeit: 01. Januar 2017 bis 30. November 2019

Eine integrale Planung städtischer (Energie-) Systeme bedarf einer planungsbegleitenden Unterstützung durch IT-basierte Planungs- und Simulationswerkzeuge. Die durchgängige Anwendung dieser digitalen Planungshilfsmittel wird allerdings bislang insbesondere durch den sehr hohen Aufwand bei der Spezifizierung und Erfassung benötigter Datengrundlagen sowie eine mangelhafte Interoperabilität zwischen den Systemen gehemmt. Im Rahmen eines Forschungsverbundprojektes wird dieses Problemfeld mittels praxisbezogener Prozessanalysen genauer spezifiziert und die technische und fachliche Integration durch die prozessbezogene Spezifikation relevanter Informationsbedarfe sowie die Entwicklung einer darauf aufbauenden, bidirektionalen Schnittstelle auf Basis des etablierten virtuellen Stadtmodellstandards CityGML verbessert. Als exemplarisches Anwendungsszenario innerhalb kommunaler Planungsprozesse wurde die Ausweisung von Vorranggebieten der Fernwärmenutzung basierend auf einer räumlichen Analyse des Wärmebedarfs für verschiedene Entwicklungsszenarien mittels einer bidirektionalen standard-basierten Koppelung von CityGML und Modelica ausgearbeitet. Des Weiteren zeigt sich in der kommunalplanerischen, dass beim Thema Energie ein Einsatz von Energiesimulationen, auch durch Verbesserungen entsprechend verwendeter IT-Werkzeuge, stetig an Bedeutung gewinnt. Jedoch wird eine durchgängige Anwendung dieser Werkzeuge durch eine fehlende Datenverfügbarkeit erschwert. Diesbezüglich haben sich eine Vielzahl von fachlichen Methoden etabliert, mit denen durch Hinzunahme von literaturbasierter Informationen die Datenlücken angegangen werden können. Allerdings verbleibt die Anwendung dieser Ansätze oftmals, durch individuelles Umsetzen einzelner Experten vor Ort, lokal bzw. temporal spezifisch und kann nicht sinnvoll generalisiert werden. Daher stellt das Spezifizieren einer einheitlichen Abbildungskonzeption für typologische Daten im Rahmen der im Forschungsprojekt verfolgten Erweiterung des CityGML Schema einen wichtigen Schwerpunkt dar. Durch Bereitstellen geeigneter Beschreibungsmöglichkeiten können dann mittels entsprechend der im Projekt entwickelten Application Domain Extension (ADE) aufbereiteten CityGML-Stadtmodelle kommunalplanerische Prozesse durchgehend –d.h. vom ersten Erfassen grober, typologiebasierter Daten bis zum energetischen Monitoring der Stadtquartiere durch spezifisch aufgenommene (Meß-) Daten – unterstützt werden.

Partner: KIT BLM (Koordinator), RWTH Aachen E3D - Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen sowie E.ON ERC EBC - Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate, GEF Ingenieur AG
Fördersumme (Anteil BLM): 448.294,00 €
Förderer: Das Vorhaben wird im Rahmen des EnStadt Programms unter dem Schwerpunkt EnTOOL durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Weiterführende Informationen: http://blm.ieb.kit.edu/1366.php