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greenBIM Programm

greenBIM Programm
Das Institut für Nachhaltigkeit und Energie am Bau (INEB) der FHNW entwickelt ein greenBIM-Programm. Ziel des Programms ist es, Architektinnen und Architekten wie auch weiteren Planenden BIM-Anwendungen zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, Nachhaltigkeitsaspekte innerhalb ihrer gewohnten Planungsumgebung wie beispielsweise Revit und ArchiCAD zu bewerten und zu optimieren. Bereits entwickelt wurde ein Revit-Plug-in, mit dem es möglich ist, graue Energie und Treibhausgase eines Vorprojekts zu überprüfen. Die Funktionsweise des Tools wird in den folgenden Abschnitten erklärt.

Revit Plugin zur Berechnung der grauen Energie
Es kann sowohl zur Berechnung von Grauer Energie nach SIA Merkblatt 2032 graue Energie, als auch nach Standards, z.B. Minergie-ECO und SNBS, verwendet werden. Gleichzeitig ist eine ArchiCAD-Version in der Entwicklung.
> Die aktuelle Version ist auf Anfrage kostenlos erhältlich

Grundlagen
Der Schwerpunkt der aktuellen Version liegt auf Neubauten, wobei eine Einbindung der Methodik zur Bewertung von Bestandsgebäuden ebenfalls berücksichtigt wird.
Das Tool implementiert Informationen, die sich auf die Gebäudefunktion, Aushubarbeiten, Geschossfläche und Gebäudetechnik beziehen. Dabei greift es auch eine integrierte Datenbank mit Bauteilen, ausfolgenden Bauteilkatalogen: Bauteilkatalog.ch, Lignum, Merkblatt SIA 2032 und KBOB.

Bedienung
Die Navigation läuft über ein Cockpit. Zuerst wird die Nutzungskategorie ausgewählt (Wohnen, Verwaltung etc.). Das Tool ist für alle Nutzungstypen anwendbar.
Anschliessend werden die Nutzenden mit dem Cockpit durch die Eingaben geführt: Aushubdaten werden manuell eingegeben, da sie in der Planungsphase in der Regel nicht Bestandteil von BIM-Modellen sind. Geschossflächen können entweder manuell eingegeben werden, wenn sie nicht im Projekt definiert sind, oder über Bauteilverknüpfung automatisch extrahiert werden. Informationen über die verschiedenen Komponenten der Haustechnik, der Teil des Modells sind, werden über ein eingebautes Menü implementiert. Gebäudetechnikspezifische Werte werden manuell eingegeben. Wenn sich das Projekt in einer sehr frühen Entwurfsphase befindet, können die Informationen über die Verteilung und die Mengen der Innenwände nach einer Näherung ausgewählt werden. Wenn die Innenwände ausreichend entwickelt sind, können ihre Mengen automatisch aus dem Modell übernommen werden.

greenBIM_1.jpg

Abb. 1: Cockpit des greenBIM Tools (Revit-Version) mit Führung durch die Eingaben und direkter Resultatausgabe.

Verknüpfung der Datenbank mit vorgegebenen Bauteilen
Die Datenbank enthält Informationen für verschiedene Gebäudeelementgruppen in Bezug auf graue Energie und Treibhausgasemissionen pro Quadratmeter Gebäudeelement. Diese Informationen werden weiter auf das BIM-Modell angewendet, um eine Gebäudebilanz graue Energie / Treibhausgasemission zu erstellen.
Sobald eine geeignete Komponente ausgewählt ist, kann diese einem Element aus dem Gebäudemodell zugeordnet werden. Sobald dies geschehen ist, werden die grauen Energie- und Treibhausgasinformationen für das Element berechnet, basierend auf der Elementmenge.

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Abb. 2: Bauteile des Entwurfs (Architekturmodell Vorprojekt) werden mit integrierten Bauteilen des Plugins verknüpft.

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Abb. 3: Nach der Verknüpfung der Bauteile erscheint die Auswertung sofort im Architekturmodell. In einem nächsten Schritt kann ein anderes Bauteil gewählt werden, welches ebenfalls für die Konstruktion in Frage kommt.

Direktes Feedback mittels Bauteilbenchmarks und Gebäudebenchmarks
Die Berechnung wird dann mit zwei Benchmarks verglichen - einem auf Elementebene, der Informationen über das Element selbst liefert, und einem auf Gebäudeebene, der das gesamte Gebäude berücksichtigt.
Der Gebäude-Benchmark folgt den dynamischen Anforderungen von Minergie-ECO, basierend auf dem Gebäudetyp, den darin eingebauten erneuerbaren Technologien und seiner Grundfläche.
Das Modell selbst und die verschiedenen Gebäudeelemente werden dann entsprechend eingefärbt. In diesem Sinne werden bereits während der Erstellung des Entwurfs Entscheidungsgrundlagen geliefert, die den Planenden mehr Anreize für ihre Entscheidungen geben. Informationen über die berechneten Werte werden in das Modell und in einen Bericht aufgenommen.

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Abb 4: Die Auswertung graue Energie oder Treibhausgase im Architekturmodell.

Ausblick
Das Institut für Nachhaltigkeit und Energie am Bau plant, mit dieser Anwendung ein greenBIM-Programm aufzubauen und das greenBIM-Projekt um weitere Bausteine zu ergänzen.
Aktuell ist die ArchiCAD Version zur Berechnung der grauen Energie und Treibhausgase in Erarbeitung.
Ausserdem laufen Vorbereitungsarbeiten zur Auswertung des Heizwärmebedarts nach 380/1 / Minergie / GEAK.
Weitere Themen wie Bauteilwiederverwendung, Tageslichtberechnung, Lebenszykluskosten etc. sollen folgen. 
Für die Entwicklungen werden noch Geldgeber gesucht.

Video greenBIM - kurz erklärt

Finanzierung:

Bundesamt für Energie
Bundesamt für Umwelt
Stadt Zürich

Projektpartner:

ecobau
Minergie

Weitere Informationen:

"Aufbau GreenBIM Programm 2021-24 - BfE-Gesuch"

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