Der digitale Energiezwilling

Die energetische Bilanzierung von Gebäuden spielt für Bauherr:innen, Betreiber:innen, Kommunen und Bewohner:innen eine immer wichtigere Rolle, nicht zuletzt auf Grund steigender Energiepreise. Mit der Einführung des Gebäudeenergiegesetzes im Jahr 2020 rückt insbesondere die energetische Ertüchtigung von Bestandsgebäuden in den Fokus des öffentlichen Interesses.

Gleichzeitig wächst das Interesse von Städten und Kommunen an der Bereitstellung digitaler Services und Informationen. Sind die Informationen mit einer 3D-Visualisierung verknüpft, spricht man auch von einem digitalen Zwilling der Stadt. Allerdings bestehen hier meist große Defizite im Detailierungsgrad, der Vollständigkeit und Konsistenz der Daten. Es gibt Bestrebungen zur standardisierten Datenhaltung (Quartiersebene: CityGML, XPlanung, Gebäudeebene: BIM/IFC, Anlagenebene: Verwaltungsschale (AAS), Baustoffe: Environmental Product Declaration (EPD)), jedoch werden diese in der Praxis noch zu wenig angewendet und verknüpft. Der Energieverbrauch von Gebäuden ist bisher relativ aufwändig und mühsam zu erfassen und daher nur in Einzelfällen in großem Umfang aufbereitet worden. Die Realisierung eines „digitalen Energie-Zwillings“, der einen Überblick über die Energieverbräuche einzelner Gebäude und ganzer Quartiere einer Stadt ermöglicht, stößt aktuell noch an Grenzen bezüglich Datenerfassung, Datenaustausch und Datenschutz.

Es bedarf einer Methodik, um Informationen aus unterschiedlichen Informationsquellen mit relativ einfachen Mitteln zu erfassen, zu verknüpfen und über Domänen hinweg austauschfähig zu machen. Dies soll es ermöglichen, einen bestehenden digitalen Zwilling einer Stadt um Energieverbrauchsdaten von Gebäuden zu erweitern. Dabei werden innovative Tools zur Digitalisierung und Integration vorhandener Datenquellen sowie neue Ansätze für die Datennutzung entwickelt. Um den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes, einschließlich seiner Baustoffe und Anlagen, von der Produktion über den Betrieb bis zum Rückbau abzubilden bedarf es eines digitalen Zwillings, der Produktinformationen, aus EPD und AAS integriert. Der digitale Energiezwilling kann sowohl als Visualisierungsinstrument dienen als auch für die städtebauliche Entwicklungsplanung und die Erarbeitung von Sanierungskonzepten verwendet werden. Zu unseren Forschungsschwerpunkten gehören hier 

• die sensorbasierte Erfassung von Energiedaten, 
• die Verwaltung, Harmonisierung und Standardisierung von Energiedaten auf Quartiers-, Gebäude- und Anlagenebene (GIS / BIM / AAS) 
• die Ermittlung eines integralen energetischen Fußabdrucks (inkl. Gebäuderessourcenpass) durch die Verknüpfung von AAS und BIM.