Retrospektiver BIM-Ansatz zur lebenszyklusoptimierten Integration von BIPV-Systemen

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Die Akzeptanz und der Einsatz gebäudeintegrierter Photovoltaik-Systeme soll durch eine Optimierung des Lebenszyklus von der Planung über die Installation bis zum Betrieb durch Nutzung der digitalen Methode Building Information Modeling gesteigert werden. Die Federführung für das mit rund 2,4 Millionen EURO vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt liegt bei Professorin Katharina Klemt-Albert der RWTH Aachen Universität. Für die wissenschaftlichen Untersuchungen werden die acht Verbundpartner aus Industrie und Wissenschaft ein Reallabor auf dem Expo-Gelände Hannover aufsetzen sowie als Digitallabor für virtuelle Simulationen das VR-LAB des Instituts für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen nutzen. Die innovative Photovoltaikforschung im Projekt kommt vom Institut für Solarenergie, einem An-Institut der Leibniz Universität.

Die Gewinnung und Nutzung von Solarenergie über die Hülle von Gebäuden erfolgt in den meisten Fällen über Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen, die auf das vorhandene Dach des Gebäudes montiert werden. Die reine Nutzung der Dachfläche reicht jedoch insbesondere bei Nichtwohngebäuden nicht für die Deckung des Energiebedarfs aus. Da die flächige Montage an der Fassade aber kritisch im Hinblick auf Ästhetik sowie die Planung und Installation eingestuft wird, bleiben Fassadenflächen ungenutzt, obwohl sie deutlich zur nachhaltigen Energiegewinnung beitragen könnten.

Ziel des Verbundprojektes ist es, die Akzeptanz und die Anwendung gebäudeintegrierter Photovoltaik-Systeme (BIPV) durch die Integration der Methode Building Information Modeling (BIM) und die Nutzung von optisch ansprechenden PV-Oberflächen zur ästhetischen Fassadenaufwertung zu erhöhen. Als Demonstrationsgebäude und Reallabor dient hierbei eine Fassadenfläche des dänischen Pavillons auf dem Messegelände Hannover, an der eine große Anzahl an verschiedenen Daten über den gesamten Lebenszyklus eines BIPV-Systems aufgenommen und gesammelt werden. Die fortlaufende Integration der Daten im digitalen Zwilling des Reallabors sind die Grundlage für die Validierung der Praxistauglichkeit und digitalen Anwendungsmöglichkeiten gemeinsam mit allen Verbundpartnern im XLAB des Institutes für Baumanagement und Digitales Bauen, dem Digitallabor. Die Ergebnisse der Analysen aus Digital- & Reallabor werden in einem praxisnahen Leitfaden für Interessensgruppen des Lebenszyklus von BIPV-Systemen zusammengestellt und um eine digitale BIMPV-Plattform, die die Prozesse und Informationen im Lebenszyklus auf Basis des digitalen Zwillings abbildet, zielführend erweitert.

 

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms das Verbundprojekt „BIMPV - Retrospektiver BIM-Ansatz zur lebenszyklusoptimierten Integration von BIPV-Systemen in der Gebäudehülle“ (FKZ: 03EN1010A). Partner des Instituts für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen (ICoM) ist das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) unter der Leitung von Professor Rolf Brendel. Weitere Verbundpartner sind das Bayrische Zentrum für Angewandte Energieforschung, das bifa Umweltinstitut, der Ingenieurdienstleister albert.ing, das Architekturbüro Lang Hugger Rampp, der BIPV-System-Hersteller Blue Energy Systems sowie der Energiemanagementsystem-Entwickler nD-Enerserve. Als assoziierter Partner unterstützt das Planungsbüro Carsten Grobe Passivhaus mit der Bereitstellung des Demonstrationsgebäudes auf dem Messegelände in Hannover.