Innovative Ansätze zur Senkung der Betriebskosten: BIM 6D-Modellierung

6D-Modell: Energieeffizienz und wirtschaftliche Optimierung

Was stellt ein 6D-Modell dar?

Ein 6D Modell ist ein Projektmodell, das auf der Erstellung eines Energiemodells des Gebäudes und der Durchführung einer umfassenden Analyse der gewählten Projektlösungen basiert. Im Wesentlichen ist es ein dreidimensionales Modell, das durch Kriterien der nachhaltigen Entwicklung ergänzt, einschließlich:

• Energieeffizienz-Indikatoren des Gebäudes

• Wirtschaftliche Effizienz-Indikatoren der angewandten Lösungen und Ausrüstung

• Umweltkriterien zur Bewertung der Möglichkeiten für grüne Zertifizierung 

Entwicklungsphasen der 6D-Modelle

Das 6D-Modell wird während des gesamten Planungsprozesses erstellt — von der Vorplanungsphase bis zur Inbetriebnahme der Anlage. Die wichtigsten Optimierungstools umfassen:

• Energieanalyse und Energiemodellierung

• Simulationsmodellierung

• Herkömmliche Wirtschaftsanalyse von Planungslösungen 

Energieanalyse: Vom Konzept bis zu den Details

Die Energieanalyse wird in zwei Haupttypen unterteilt:

Konzeptionelle Analyse befasst sich mit allgemeinen architektonischen Fragen wie Gebäudeausrichtung, Grundrisslösungen und der Gesamtkonfiguration der Anlage.

Detaillierte Analyse spiegelt Fragen der Ausrüstung und technischen Anlagen und ermöglicht die Optimierung technischer Lösungen wider.

Erstellung eines Energiemodells

Um die Energieanalyse zu erfolgen, wird auf Basis des BIM-Modells ein spezifisches Energiemodell erstellt, das Informationen über alle Faktoren enthält, die den Energieverbrauch des Gebäudes beeinflussen:

• Wärmetechnische Eigenschaften der Gebäudehülle
• Parameter von Fenstern, Türen und Abdeckungen
• Informationen über jeden Raum: Temperaturverhältnisse, geplante Personenanzahl, Betriebszeiten, Feuchtigkeitsanforderungen

Praktische Anwendung:  Arbeit mit Autodesk Insight

Das Energiemodell wird im gbXML-Format exportiert und in die spezifische Software hochgeladen.  Am Beispiel des Cloud-Service Autodesk Insight können wir die Möglichkeiten des Systems demonstrieren:

Das Programm enthält eine umfangreiche Datenbank energieeffizienter Lösungen, die in verschiedenen Szenarien kombiniert werden können.  Zum Beispiel:

Das erste Szenario kann die Änderung der Gebäudeausrichtung, das Hinzufügen von Sonnenschutzelementen auf der Südseite und die Reduzierung der Nordseiten-Fensterflächen umfassen.

Das zweite Szenario wird durch effizientere Klimaanlagen und Beleuchtungssensoren ergänzt.

Das dritte Szenario kann die Montage von Photovoltaik-Elementen am Gebäude beinhalten.

Das System berechnet den wirtschaftlichen Effekt jedes Szenarios und ermöglicht die Auswahl der vorteilhaftesten Lösungen.  Besonders wertvoll sind Lösungen, die praktisch keine zusätzlichen Kosten erfordern — wie die optimale Gebäudeausrichtung, die die Energieeffizienz erheblich verbessern kann, ohne die Baukosten zu erhöhen.

Analyse der technischen Anlagen

Das 6D-Modell ermöglicht die Analyse verschiedener Alternativen für technische Anlagen.   Jeder Raum wird als einen separaten Bereich mit zugehöriger Ausrüstung betrachtet. Beispielsweise können für Heizsysteme die Effizienz von Konvektoren mit Fußbodenheizung verglichen werden, indem entsprechende Bereiche erstellt werden und der Energieverbrauch jeder Alternative analysiert wird.

Für Industrieanlagen wird die Simulationsmodellierung angewendet, die die Optimierung der Prozessablaufpläne, die Erkennung von Engpässen in Produktionsprozessen und die Optimierung der Anlagenleistung ermöglicht.

Umwelt-Komponente

Ein wichtiger Teil des 6D-Modells ist die Verknüpfung von Informationen über die Nachhaltigkeit des Gebäudes.  Dies ermöglicht:

• Berechnung des CO2-Fußabdrucks des Gebäudes
• Klassifizierung von Abfällen und Erkennung wiederverwertbarer Materialien
• Planung von Renovierungs- und Entsorgungsprozessen unter Berücksichtigung der Wiederverwendungsmöglichkeiten von Materialien

Ergebnisse der 6D-Modellierung

Als Ergebnis der 6D-Modellierung erhält der Auftraggeber ein energieeffizientes Gebäude mit wirtschaftlich optimaler Ausrüstung und Lösungen sowie vollständige Informationen über die Umweltparameter der Anlage.  Bei Bedarf eröffnet dies Möglichkeiten für die Erlangung grüner Zertifizierungen.