Modellbildung zur Generierung von spezifischen Wärmelastgängen aufbauend auf GIS-Gebäudedaten

Modellbildung zur Generierung von spezifischen Wärmelastgängen aufbauend auf GIS-Gebäudedaten

Markus Leeb

Markus Leeb, Thomas Reiter, Michael Bayer

Fachhochschule Sazburg GmbH, Österreich

Die Modellierung ganzer Stadtteile erfordert einen automatisierten Prozess zur Parametrisierung von Simulationswerkzeugen. Diese Untersuchung stellt eine Methodik zur Gebäudemodellierung in Stadtteilen auf der Grundlage zugänglicher Datenbanken und Statistiken vor. Die vorgeschlagene Methode kombiniert dabei statistische und technische Ansätze.

Das Verfahren zur Datenerfassung und -verarbeitung und Ergebnisvisualisierung erfolgt dabei in einem Geographischen Informationssystem (GIS). Diese Methode hilft, den aktuellen Gebäudebestand effizient und zeitsparend zu modellieren und quantitativ zu beschreiben und ermöglicht es, mit geringem Aufwand zukünftige intelligente Energiesysteme zu entwickeln, in denen die Gebäude mit den Wärmenetz interagieren.

Bestehende Systeme und Modelle werden dazu hinsichtlich Lastverschiebungsmodelle, Gebäude- und Anlagensimulation adaptiert und eingesetzt. Zu diesem Zweck wurden erste Ansätze an den vorhandenen GIS-basierten Gebäudedaten umgesetzt und für die weitere Verwendung im Hinblick auf die weitere teilweise automatisierte Simulations-Modellbildung evaluiert. Die Modellbildung der Beispielgebäude stützt sich im Wesentlichen auf einen aus Datenbanken (z.B.: Tabula, GIS, ZEUS) erstellten Modellgebäudekatalog, unterteilt in Gebäudekategorien je Baualtersklasse in Abhängigkeit des Sanierungsstands und verschiedenen Nutzungen. In einem weiteren Schritt ist möglich Bauphysikalische Kennwerte der Aufbauten und Fensterflächen, sofern für das einzelne Objekt verfügbar, individuell zuzuweisen. Aus diesen Überlegungen ergeben sich mehr als 200 Modellgebäude, mit unterschiedlichen energetischen Randbedingungen, deren Energiebedarf mittels Gebäudesimulation auf Stundenbasis eruiert wird. Mittels GIS-Abfrage kann anschließend eine Adresse oder ein Objekt eruiert und dem Gebäude in Abhängigkeit der vorhandenen Daten ein Modellgebäude zugewiesen und daraus resultierend unterschiedliche Energiekennzahlen und ein Lastgang zugewiesen werden.

Im Hinblick auf die automatisierte Modellbildung der im Netz befindlichen Abnehmer kann somit eine Schnittstelle erstellt werden, welche durch geeigneten Datenaustausch rechenbare thermische Modelle erzeugt. Basierend auf einem detailliertem Anforderungskatalog für das Simulationsmodell werden essentielle Daten und deren Übergabeformate definiert. Im Wesentlichen erfolgt die Kommunikation der Schnittstelle über Matlab. Relevante Parameter aus den gekoppelten GIS-Datenbanken können dabei an die thermische Gebäudesimulationssoftware übergeben werden (z.B.: Kubaturen) und somit die Modellbildung automatisiert werden. Die Bidirektionale Schnittstelle ermöglicht dabei sowohl einen Eingriff in die laufenden Simulationen als auch eine Übergabe der Ergebnisse and die Gebäudedatenbank.

In Zukunft kann durch reale Verbrauchsdaten, zumindest für die in den Daten vorliegenden Gebäudetypen eine nachhaltige Optimierung und somit eine gesteigerte Aussagekraft der Ergebnisse erreicht werden. Darüber hinaus verbinden die Gebäudeheizungen die Gebäude mit dem Fernwärmenetz und den dezentralen erneuerbaren Energiequellen. Daher ist die Modellierung von Heizsystemen unerlässlich, um die dynamischen Wechselwirkungen mit intelligenten Energiesystemen oder erneuerbaren Energien zu erfassen. Diese Informationen sind z.B. für Energieversorger, Stadtplaner und Investoren wichtig.

Präsentation (PDF)

Unsere Partner

UNSERE MEDIENPARTNER

Impressionen