TwinLight - BIM-basierte Umsetzung von Tages- und Kunstlichtsteuerungen

Projektleitung: Zumtobel Lighting GmbH

Projektleiter Universität Innsbruck (Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen): Rainer Pfluger

Projektmitarbeiter: Sascha Hammes, Daniel Plörer, Vincent van Karsbergen, Martin Hauer

 Projektkonsortium:

  • Zumtobel Lighting GmbH
  • Hella Sonnen- und Wetterschutztechnik GmbH
  • Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften
  • Universität Innsbruck, Department of Computer Science

Fördergeber: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbG (FFG)

Förderprogramm: Stadt der Zukunft

Förderungssumme: 108.428 Euro (UIBK-EEB)

Laufzeit: 01.10.2022 bis 30.09.2025

Projektwebsite: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/projekte/twinlight.php

Zusammenfassung

Ausgangssituation/Motivation

Derzeit erfolgt die Planung von IT-basierten Steuerungen für Nicht-Wohngebäude im Zuge von Ausschreibungen, auf Basis von Anforderungen an die Funktionalität. Ausgehend von diesem Anforderungskatalog erfolgt die Auswahl wie auch das Aufsetzen der Steuerung rein bauseits und meist gewerkspezifisch. Dadurch fehlt es an Transparenz zu höheren Planungsebenen und anderen Baubeteiligten, so dass Qualität und Systemperformanzen der umgesetzten Gebäudesteuerung nur schwer beurteilt werden können. Dieses Problem wird durch die meist fehlende Post-Occupancy Evaluation verstärkt. Des Weiteren entstehen durch die herstellerseitige Auswahl der meist zentralisierten Steuerungshardware nicht selten Beschränkungen hinsichtlich der Interoperabilität zu anderen Systemen, Systemerweiterbarkeit und Variabilität, z.B. durch proprietäre Protokolle. Infolgedessen kann die bauseitige Inbetriebnahme solcher Steuerlogiken, insbesondere bei komplexen Zielanwendungen, mit hohen zeitlichen Aufwänden und damit hohen Kosten verbunden sein, und zu Qualitätsdefiziten führen, die letztendlich in mangelnder Energieeffizienz oder unzureichendem Nutzerkomfort innerhalb des Gebäudebetriebs resultieren.Abb 1 - Kommunikationsflüsse DE

Inhalte und Zielsetzungen

In den letzten Jahren wurden digitale Gebäudemodelle auf Basis des Building Information Modeling (BIM)-Standards für alle Lebensphasen eines Gebäudes nutzbar gemacht, mit dem Ziel, die Effizienz in allen Phasen zu verbessern, wie auch den Nutzerkomfort und die Energieeffizienz zu steigern. Für die Gewerke Tages- und Kunstlicht, als zentrales Gewerk, ergeben sich Chancen, die bauseitige Inbetriebnahme bedeutend zu vereinfachen und neue Möglichkeiten für Wartung, Überwachung und Verbesserung des Gebäudebetriebs zu nutzen. Projektziel von TwinLight ist die Entwicklung eines BIM-basierten digitalen Zwillings, der den gesamten Lebenszyklus für Tages- und Kunstlicht auf die BIM-Ebene hebt.

Methodische Vorgehensweise

Das TwinLight Framework soll die modellbasierte Steuerung der Lichttechnik im Gebäude umfassen, und damit die Koordination von Lichtplanern, Facility Managern und Herstellern bei Planung, Validierung, Konfiguration, Optimierung und Maintenance lichttechnischer Anlagen unterstützen. Die Logik der Steuerung wird damit auf eine höhere Planungsebene gehoben und ermöglicht neue Analysen und datengetriebene Feedback-Schleifen, z.B. zur Steigerung von Energieeffizienz und Nutzerqualität im Gebäude. Als Teil des Projektes muss in diesem Zusammenhang die Steuerungssoftware von proprietären Systemen losgelöst werden, durch Entwurf einer Middleware, die auf einer systemoffenen, IP-basierten Netzwerktopologie aufbaut. Das Projekt wird interdisziplinär in den Bereichen Gebäudetechnik (spez. Tages- und Kunstlicht), Energieeffizientes Bauen und Informatik (Model Engineering) durchgeführt. Das entwickelte Konzept wird hinsichtlich der Anwendbarkeit, Systemstabilität und Funktionalität sowohl in Testräumen als auch unter realer Anwendung erprobt. Unter Einbezug von Endanwendern aller Bauprojektphasen in die Konzeption und die Evaluierung, soll eine hohe Verwertbarkeit der angestrebten Systemarchitektur geschaffen werden, um künftig Bauprozesse effizienter zu gestalten und die Energieeffizienz zu verbessern.

Erwartete Ergebnisse

Es wird ein BIM-basiertes Anwendertool für Beleuchtungssteuerungen angestrebt, welches Transparenz zwischen den Verantwortlichen sichert, laufende Systemanpassungen ermöglicht und Inbetriebnahmen von Steuerungen vor Ort durch den BIM2Control-Datentransfer automatisiert. Über eine Informationsrückführung von Daten aus dem Betrieb (Control2BIM) sollen Energie- und Prozessdaten bauphasenübergreifend im digitalen Zwilling abgebildet werden. Über eine offene Systemarchitektur sollen Vorteile integraler Konzepte, Potentiale im Bereich der Personalisierung und IKT-Technologien nutzbar werden.Abb 2 - Systemarchitektur DE

Quelle: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/projekte/twinlight.php

Aufgaben im Projekt

BIM und integrale Steuerungen sind zwei bedeutsame Themen für die Gebäudebranche und bieten darüber hinaus Potentiale in Energieeffizienz und Nutzerkomfort. Mit beiden Themen beschäftigt sich die UIBK-EEB bereits seit mehreren Jahren in Forschungsprojekten und darüber hinaus als Kommunikationsschnittstelle zur lokalen Wirtschaft. Aus diesem Grund obliegt es der UIBK-EEB Anforderungskriterien an eine BIM-basierte Steuerungsparametrisierung zu erheben und gleichsam eine Abbildung integraler Steuerungen sicherzustellen und alle erforderlichen Spezifikationen im BIM-Merkmalserver einzupflegen. Darüber hinaus leitet die UIBK-EEB die diesbezügliche Literaturrecherche. Zudem unterstützt die UIBK-EEB, aufgrund zahlreicher vergangener Forschungsprojekte (u.a. BIM2IndiLight, VisErgyControl) zu Steuerungen, bei der Entwicklung der integralen Steuerlogik. Im Weiteren unterstützt der Arbeitsbereich bei Entwicklung des bidirektionalen Workflows und durch Fachkompetenz in den Bereichen Energie und BIM bei der Durchführung der Feldstudien.

Presse & Publikationen

Noch nicht vorhanden.


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