Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die energetische Optimierung von Geb\u00e4uden durch begleitende Simulationsuntersuchungen werden h\u00e4ufig im Planungsprozess nicht durchgef\u00fchrt, da wegen unbefriedigten oder nicht vorhandenen M\u00f6glichkeiten des Datenaustausches zwischen Architekturkonstruktionsprogrammen (CAAD) und Geb\u00e4udesimulationsprogrammen die Beschaffung und Eingabe der notwendigen Geb\u00e4udedaten zu zeitaufwendig und umst\u00e4ndlich ist. Hierdurch werden wesentliche Energieeinspar- und damit Umweltentlastungspotentiale verschenkt. Daher sollen in dem Projekt drei bestehende Softwareprogramme aus den Bereichen CAAD, thermische Geb\u00e4udesimulation und Raumluftstr\u00f6mungssimulation zu einem gemeinsamen praxistauglichen Planungswerkzeug zur energetischen Analyse und Optimierung von Geb\u00e4uden zusammengef\u00fchrt werden. Die Kopplung zwischen den Programmen erfolgt hierbei \u00fcber ein zukunftgerichtetes international verbreitetes Datenaustauschformat, den IFC-Standard der IAI.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der ersten Projektphase werden die IFC-Schnittstellen sowie die Mensch-Maschine-Schnittstellen in den drei Teilprogrammen CAAD (CADKON), thermische Geb\u00e4udesimulation (SMILE) und Raumluftstr\u00f6mungssimulation (KASKADE\/AMIRA) spezifiziert. Dies setzt einen intensiven Diskussionsprozess zwischen den drei Projektbeteiligten voraus. Ergebnis dieser etwa 6-monatigen Arbeitsphase ist ein De-signpapier mit einer detaillierten Beschreibung der Spezifikation der Schnittstellen.
\nIn der zweiten Projektphase, f\u00fcr die ca. 10 Monate vorgesehen sind, werden die Schnittstellen in den einzelnen Programme implementiert. Die Implementierungen werden zun\u00e4chst lokal, d. h. an den einzelnen Programmen auf ihre gew\u00fcnschte Funktionalit\u00e4t getestet, bevor das gesamte Programmpaket mit Hilfe eines einfachen Geb\u00e4udebeispiels einem Integrationstest unterworfen wird.
\nIn der dritten Projektphase, die sich \u00fcber den Rest der Projektlaufzeit erstreckt, wird das Programmpaket bei der energetischen Analyse und Optimierung realer komplexer Geb\u00e4uden getestet. Hierbei wird mit Architektur- und Ingenieurb\u00fcros kooperiert, welche die CAAD-Zeichnungen aus der Planungspraxis bereitstellen und gleichzeitig auch das Programmpaket auf Anwendertauglichkeit \u00fcberpr\u00fcfen, was gegebenenfalls zu einer \u00dcberarbeitung von Programmteilen f\u00fchren kann.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das CAAD-Programm ADT\/CADKON-DT wurde um f\u00fcr die energetische Geb\u00e4udesimulation wichtige Funktionen erg\u00e4nzt. Die neuen Funktionen konnten erst zum Teil im Softwareverbund getestet werden, da ein Teil der hierdurch zus\u00e4tzlichen im ADT-Modell enthaltenen Informationen derzeit noch nicht \u00fcber die IFC-Schnittstelle \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen. F\u00fcr das Projekt \u00e4u\u00dferst wichtige Parameter und Relati-onen zwischen den Objekten werden nicht oder nur teilweise vom ADT \u00fcber die Schnittstelle exportiert. Das bedeutet, dass die \u00dcbertragung dieser Informationen entweder in ADT\/CADKON-DT dazuprogrammiert werden muss oder die fehlenden Informationen nach der Daten\u00fcbergabe aus den \u00fcbertragenen Informationen generiert werden m\u00fcssen.
\nGrunds\u00e4tzlich kann als Ergebnis festgehalten werden, dass das IFC-Produktmodell sehr gut geeignet ist, geometrische, topologische und bauphysikalische Daten vom CAAD-Programm zu den Programmen der energetischen Geb\u00e4udesimulation zu \u00fcbertragen. Als Schwachpunkt stellte sich die bisher noch ungen\u00fcgende Anbindung des ADT-Objektmodells an das IFC-Objektmodell heraus. Als weitere Schwierigkeit zeigte sich die Abh\u00e4ngigkeit von Drittanbietern bez\u00fcglich der ADT\/IFC-Schnittstelle.
\nIm Projekt wurde eine einseitige Kopplung zwischen thermischer Geb\u00e4udesimulation und Raumluftstr\u00f6mungssimulation realisiert und an zwei Fallbeispielen erfolgreich getestet. Mit der realisierten Benutzerschnittstelle zur Simulation konnte gezeigt werden, dass die Bearbeitungskette ausgehend vom IFC-Datenimport \u00fcber die Parametererg\u00e4nzung, die Konfigurierung der Simulationsprogramme, die Simulationsdurchf\u00fchrung bis hin zur Aufbereitung der Simulationsergebnisse durchg\u00e4ngig unterst\u00fctzt werden kann. F\u00fcr den Einsatz in der Simulationspraxis ist die Benutzerschnittstelle noch nicht geeignet, da hierf\u00fcr wichtige Grundfunktionalit\u00e4ten nicht implementiert sind.
\nDas im Projekt entwickelte Programmpaket wurde erfolgreich an zwei Anwendungsbeispielen (Zweiraum- und Siebenraumgeb\u00e4ude) getestet. Mit dem einfachen Zweiraumgeb\u00e4ude konnte bereits ein gro-\u00dfer Teil der grundlegend zu l\u00f6senden Probleme, wie die Topologiebehandlung mehrzoniger Geb\u00e4ude oder die automatische Gittererzeugung komplexer Raumgeometrien getestet werden. Die Tests mit dem geometrisch komplexeren Siebenraumgeb\u00e4ude r\u00fchrten zu einer notwendigen \u00dcberarbeitung der Algorithmen f\u00fcr die Fl\u00e4chenanalyse und Fl\u00e4chenaufbereitung, wodurch das Programmpaket in der Lage ist, Geb\u00e4udegeometrien mittlerer Komplexit\u00e4t zu bearbeiten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse wurden in mehreren Artikeln und auf Symposien Thermische Solarenergie und beim internationalen Kongress f\u00fcr Geb\u00e4udesimulation in Eindhoven\/NL ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es ist mit der prototypisch implementierten Programmintegration gelungen, einen weitgehend automatisierten Datenfluss von einem CAAD-System zu zwei typischen Programmen zur energetischen Geb\u00e4udesimulation zu realisieren, womit das Hauptprojektziel erreicht wurde. Hierdurch kann die Konfigurierung der Geb\u00e4udesimulationsprogramme mit den notwendigen geometrischen, topologischen und bau-physikalischen Parametern mit einem Bruchteil des bisherigen Zeitaufwandes erfolgen.
\nDer im Projekt gegangene L\u00f6sungsweg ist aufgrund der Verwendung des international standardisierten IFC-Datenaustauschformats prinzipiell auch auf andere CAAD-Systeme und Simulationsprogramme anwendbar. Die Bedienung des Programmverbunds wird durch eine grafische Benutzerschnittstelle zur Simulation unterst\u00fctzt. Somit wurden im Projekt Wege aufgezeigt, die zuk\u00fcnftig basierend auf einer CAAD-Geb\u00e4udekonstruktion energetische Geb\u00e4udesimulationen und damit eine energetische Geb\u00e4udeoptimierung schnell und flexibel durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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