06.03.2018, 15:00 Uhr
Von Co-Validation zum Digital Twin
Das Fraunhofer IBP betreibt eine Vielzahl technischer Versuchseinrichtungen für Forschungszwecke. Als eine wirksame Methode der Qualitätssicherung hat sich der Ansatz der Co-Validierung bewährt. Begleitend zu Planung und Inbetriebnahme der Versuchsanlagen wird ein dynamisches Simulationsmodell aufgebaut und validiert. Dieser Ansatz erspart aufwändige Realversuche und sichert zugleich einen kosteneffizienten Betrieb der Anlagen. Frühzeitig werden im Modell die Wirk- und Leistungsparameter bestimmt, so dass abweichendes Systemverhalten durch Abgleich von Simulationsergebnissen und Experimentaldaten erkannt werden kann. Zur Beurteilung von Systemlösungen wird parallel zu den physischen Prototypen auch ein sogenannter „digitaler Zwilling“ erstellt, der über Messdaten parametrisiert und abgeglichen werden kann.
Die Einführung des Building Information Modeling (BIM) mit konsistentem und in einem 3-D-Modell verankertem Datenmanagement ist der Schlüssel zu einem digitalen Zwilling für Bauwerke. Idealerweise wird er planungsbegleitend in einer Weise entwickelt, so dass er über den gesamten Gebäudelebenszyklus hinweg nutzbar wird.
Der digitale Zwilling repräsentiert neben der Gebäudekonstruktion auch dessen bauphysikalisches und energetisches Verhalten unter dem Einfluss des Außenklimas, der Gebäudenutzung und der Steuerung und Regelung von Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung.
Damit sind die Voraussetzungen für einen optimalen und störungsfreien Gebäudebetrieb geschaffen, denn Abweichungen zwischen tatsächlichem und erwartetem Systemverhalten werden durch die Kombination von Simulation am digitalen Zwilling und Messung am realen Gebäude erkannt.
Der digitale Zwilling gibt dynamische Rückkopplungen bei veränderter Nutzung oder fluktuierender Energieversorgung und ermöglicht einen optimierten Betrieb, z.B. durch die Einführung eine Online-Steuerung der TGA, oder der beanspruchungsabhängigen Wartungen und Instandhaltungen.
Thomas Kirmayr
Thomas Kirmayr leitet die Arbeitsgruppe für „Gebäudesystemlösungen“ am Fraunhofer IBP in der Abteilung „Energieeffizienz und Raumklima“. Die Forschungsschwerpunkte liegen in der Entwicklung und Bewertung energieeffizienter Systeme, Konzepte und Technologien, die das Raumklima ressourcenschonend nutzer- und nutzungsorientiert gestalten. Es werden Lösungen entwickelt, die eine Vielzahl an Nutzungsanforderungen erfüllen. Die jeweiligen Zielgrößen wie Behaglichkeit, Energieeffizienz, Arbeits- und Betriebssicherheit werden über ganzheitliche Planungsansätze für Neubau- oder Bestandsvorhaben adressiert.
T. Kirmayr
Fraunhofer IBP
Von Co-Validation zum Digital Twin