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Digitaler Zwilling

Projektstart des Branchenforschungsprojekts „Digitaler Gebäudezwilling – BIM-basierte offene Plattform für Monitoring, Evaluierung und Optimierung des Gebäudebetriebs“. Ziel des Projekts, ist die Entwicklung einer BIM-basierte Gebäudebetriebsplattform, um GebäudeeigentümerInnen und NutzerInnen genaue Einblicke in die Echtzeit-Gebäudeperformance während des gesamten Lebenszyklus zu ermöglichen. Dabei liefert das Projekt eine 7D-BIM Plattform (www.building-twin.at) in welcher digitale Gebäudezwillinge Ausgangspunkt für innovative BIM-workflows zur Betriebsoptimierungen und Fehlererkennung sind. Die Basis hierfür bildet die Kopplung des BIM-Standards mit Betriebsdaten aus klassischen Gebäudebus-Systemen oder Internet of Things -Sensorik.

Building Information Modelling (BIM) und das Internet der Dinge (IoT) sind zwei etablierte Technologien, welche in der Architektur- und Baubranche aktuell und zukünftig zu Transformationsprozessen führen. In diesem Projekt wirft die AEE INTEC gemeinsam mit BranchenexpertInnen einen Blick darauf, wie die Zusammenführung der beiden Technologien (BIM und IoT) neue Möglichkeiten eröffnen kann, und zeigt innovative Möglichkeiten zur gleichzeitigen Effizienz- und Komfortsteigerung beim Gebäudebetrieb auf.

Die Potentiale von BIM zeigen sich deutlich, wenn dieses Modell als Aggregationsplattform verstanden wird. Mittlerweile ist BIM bereits bei den meisten Bauvorhaben bereits die Basis der meisten Planungsprozesse. Das bedeutet, dass Gebäudedaten bereits in einer geometrisch und semantisch strukturierten Form vorliegen. Es ist daher naheliegend diese wertvollen Daten zu nutzen und mit zusätzlicher Information aus dem Gebäudebetrieb zu ergänzen. BIM ermöglicht es, die physischen und funktionalen Eigenschaften eines Gebäudes mithilfe digitaler 3D-Modelle disziplinenübergreifend zu planen, zu entwerfen, zu bauen und zu verwalten; IoT umfasst Geräte und Sensoren, die über integrierte drahtlose Verbindungsmöglichkeiten verfügen und zunehmend in der Architektur eingesetzt werden. Im Projekt wird gezeigt wie sich BIM- und IoT-Technologien kombinieren lassen. „Building-Twin.at“ ist eine Web-Plattform, die Betriebsdaten von IoT-Geräten und Gebäudebussen sammelt, mit BIM-Modellinformationen verknüpft und visualisiert. Wichtig hierbei ist, dass die Daten aus Ihren BIM-Anwendungen in einem Standardformat kommen, dass die IoT-Daten ebenfalls einfließen und dass sie alle am selben Ort zusammengeführt werden. Es gibt viele verschiedene IoT-Standards und viele der Gebäudedaten, die nicht dem IFC Standard entsprechen, werden auch auf viele verschiedene Arten verarbeitet. Die meisten Unternehmen haben da ihre eigenen Strukturen.

Gebäudebus und IoT-Systeme liefern eine Vielzahl von Sensordaten. Um diese sinnvoll darzustellen und gezielt auswerten zu können ist es essentiell diese in den relevanten räumlichen Kontext zu setzen. Nur durch diese Verortung lassen sich die Sensordaten intuitiv interpretieren und gezielt maschinell analysieren. Das BIM-Modell bietet hierfür die optimalen Voraussetzungen, da neben den geometrischen Strukturen auch wichtige Metainformationen zu diesen vorhanden sind. Die Einbettung der Sensordaten in das BIM-Framework bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten. Die Daten können einerseits unter einander, und andererseits gegenüber den relevanten Benchmarks oder Planungswerten in Relation gestellt werden (Stichwort „performance-gap“. So können etwa Energieverbräuche, Raumtemperaturen oder die Luftqualität bewertet werden und gleichzeitig Ausnahmezustände oder Optimierungspotential identifiziert werden.

Vielleicht ist die Temperatur in einem bestimmten Raum zu niedrig und man möchte wissen, wie ein Raum mit der Lüftung oder anderen Gebäudesystemen verbunden ist, um herauszufinden, was die Ursache des Problems ist. BIM-Modelle liefern eine Menge solcher Daten, die direkt für die Analyse und Diagnose von Problemen im Gebäude verwendet werden können.

Der digitale Zwilling gestattet insbesondere den GebäudenutzerInnen, mehr Verantwortung und die gezielte Kontrolle zu übernehmen. Intuitive Dashboards und 3D-Visualisierungen, die für die Nutzer verständlich und sichtbar sind, ersetzen „altmodische“ Text-Benachrichtigungen und Listenansichten. Die größte Wirkung kann ein digitaler Zwilling dann entfalten, wenn NutzerInnen bereit sind Verantwortung zu übernehmen und auf der Basis der Plattform ein intuitives Verständnis für das Gebäude entwickeln können.  Hierfür soll der Digitale Zwilling mithilfe von intuitiv gestalteten, interaktiven, dreidimensionalen Ein- und Ausgabemöglichkeiten einen direkten und niederschwelligen Zugang gestatten. 

ProjektpartnerInnen:

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) / Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Rahmen des Basisprogramms, Collective Research gefördert.