BIM-basierte Variantenaus­wertung durch Simulation

State-Of-The-Art
Dem nachhaltigen Bauen und energieeffizienten Betreiben von Wohngebäuden kommt ein immer höherer Stellenwert zu. Zu den wichtigsten baupolitischen Zielen des Freistaates Sachsen gehört die Förderung des nachhaltigen, energetisch optimierten und hochqualitativen Bauens. Zwar ist Sachsen bereits eines der Bundesländer mit der stärksten baukonjunkturellen Entwicklung - insbesondere im Wohnungsbau – und realisiert bereits das große Potenzial für den Arbeitsmarkt1. Dennoch fehlen im Freistaat zurzeit ca. 40.000 Wohnungen, die den Standards zukunftsorientierter und gleichzeitig preiswerter Wohnräume entsprechen sollen2.
In Kombination mit ansprechender Architektur ergeben sich somit komplexe Planungsaufgaben, die zwar mit den Mitteln des digitalen Planen und Bauens (Building Information Modeling, BIM) unterstützt werden können – heute jedoch noch nicht nach den Erfordernissen des Bauherrn und Betreibers bewertet werden können. Bauherr und Betreiber beurteilen das bestellte Werk in der Regel nach individuellen immobilienwirtschaftlichen Kenngrößen, welche in bisherigen Planungsprozessen nicht explizit herausgearbeitet werden. Dies erschwert ihnen deutlich die Auswahl geeigneter Lösungsvarianten für die Realisierung des energieeffizienten und nachhaltigen Wohnungsbaus.

Es soll daher das Softwaresystem VARIUS-Explorer experimentell entwickelt werden. Das Tool arbeitet als Entscheidungsunterstützung für den Bauherrn, indem es Planungsvarianten mit genau den von ihm erwarteten Kennzahlen prägnant und mit einfacher Bedienung präsentiert. Dadurch können auf dieser Ebene Entscheidungen im Planungsprozess fundierter getroffen werden als durch die Vorlage von Plänen, Listen und Diagrammen (Überinformation). Varianten des Gebäudes (Geometrie, Material, Heiz- und Lüftungssystem, Nutzerverhalten usw.) können so auf Basis aktuellster Planungsmethoden im Zuge eines aktiven Decision Making quantitativ bewertet werden. Die vorgelegten Varianten werden von bauphysikalischen Simulationen getragen, welche einen entscheidenden Einfluss auf das Erreichen des übergeordneten Ziels - nachhaltig zu Bauen und energieeffizient zu Betreiben - haben. Der Mehrwert dieses erhöhten Planungsaufwandes wird Planern, BIM-Managern und Investoren über die Betrachtung von Lebenszyklus-Kennzahlen aufgezeigt. Durch die Entwicklung neuer Informations- und Kommunikationstechnologien für Energieeffizienz leistet das Vorhaben einen Beitrag in den beiden Forschungsfeldern Energie und Digitale Kommunikation der Innovationsstrategie des Freistaates Sachsen.
Auf allen Ebenen - von der Simulation über die Planung bis zum Bauherrn - werden im VARIUS-Explorer konkrete Kennzahlen als gemeinsame Sprache aller am Bau Beteiligten genutzt. Bauphysiker liefern als Simulationsexperten bauphysikalische Kennwerte und energetische Betriebskosten, die Planer erstellen Planungskennwerte (bspw. zu Architektur, technischer Gebäudeausrüstung TGA, Errichtungs-kosten) und der Bauherr definiert entscheidungsrelevante Kennwerte zu Investition, Risiko und Betrieb. Das Softwaresystem ermöglicht dabei die Verdichtung der hohen Datenmenge auf den unteren Detaillierungsebenen (Fachexperten und Planer) immer weiter und nutzbringend bis hin zu Bauherren- und Investorenkennzahlen

Beitrag von VARIUS
Der Vorteil des VARIUS-Projektes liegt in der optimierten und vereinfachten Organisation des Variantenvergleiches eines Bauvorhabens. Dies beginnt bei der Auswahl relevanter Kenngrößen durch den Bauherrn und setzt sich mit der Verwaltung der Varianten in der entwickelten VARIUS-Software fort. Am Beispiel vereinfachter, parametrisierbarer Energiesimulationen zeigt das VARIUS-Projekt auf, wie eine systematische Variantenuntersuchung unter Einbindung von BIM-Methoden schrittweise in die Planungspraxis integriert werden kann.

Ziele
Das Projektziel ist es, ein praxistaugliches Verfahren für den Variantenvergleich zu entwickeln, das insbesondere kleinen und mittelständigen Unternehmen einen optimierten Planungsprozess ermöglicht. Hierbei sollen übersichtliche Softwareanwendungen den Architekten bei der Variantenbildung („VARIUS-Variantenmanager") und die Bauherrschaft bei der Entscheidungsfindung unterstützen („VARIUS-Explorer“).