Projektarbeit Yannik Hall (Bauingenieurwesen)
Entwicklung eines GIS-basierten Workflows zur automatisierten Aufbereitung von Gebäudedaten für die energetische Quartiersanalyse
Development of a GIS-based workflow for the automated preparation of building data for energy-related neighbourhood analysis
Mit dem Inkrafttreten des Wärmeplanungsgesetzes (WPG) im Januar 2024 ist die Kommunale Wärmeplanung zur verbindlichen Pflichtaufgabe der Kommunen geworden. Die gesetzlich geforderte Bestandsanalyse nach § 15 WPG sowie die darauf aufbauenden Planungsschritte setzen ein räumlich aufgelöstes, simulationsfähiges Gebäudemodell voraus. Die hierfür verfügbaren öffentlichen Verwaltungs- und Geodaten — das Liegenschaftskataster (ALKIS), 3D-Stadtmodelle (LOD2) und Zensus-Rasterdaten — sind primär für dokumentarische Zwecke konzipiert und erfüllen die Anforderungen physikalischer Simulationsumgebungen nicht unmittelbar.
Prozessdiagramm Workflow
Die Arbeit beschreibt, wie ein automatisierter Workflow konzipiert und umgesetzt werden kann, der diese heterogenen Datenquellen schrittweise in ein konsistentes, geschlossenes 3D-Gebäudemodell überführt. Dazu werden zunächst die geometrischen Besonderheiten mehrteiliger LOD2-Objekte und Innenhöfe behandelt sowie ein Scoring-System zur Verknüpfung von 2D-Kataster und 3D-Geometrie beschrieben. Anschließend wird dargelegt, wie die entstehenden Gebäudemodelle durch Attribute aus Zensus-Rasterdaten (Baualtersklassen) und ALKIS (Nutzungsarten) angereichert werden. Für die weiterführende energetische Parametrierung wird aufgezeigt, wie sich die IWU-Gebäudetypologie (Konstruktionsaufbauten, Sanierungsszenarien), die BDEW-Standardlastprofile (interne Lasten, zeitliche Verläufe), die DIN V 18599, Destatis-Belegungsstatistiken und meteorologische Testreferenzjahre strukturell einbinden lassen. Die Validierung der Ergebnisse erfolgt visuell im Zielsystem VICUS anhand von Layering und Farbkodierung der Datenherkunft.
H0-Stromprofil
Der beschriebene Workflow bildet das Pre-Processing für eine darauf aufbauende Cluster-Simulation in der Plattform CityData, in der repräsentative Gebäude mit NANDRAD dynamisch simuliert und die Ergebnisse mittels Metamodellen auf das gesamte Quartier hochskaliert werden sollen.
Betreuung
Die Betreuung der Arbeit erfolgte durch Dipl.-Ing. Dirk Weiß.
© Dirk Weiß
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDipl.-Ing. Dirk Weiss
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