Prozessmodell zur Unterstützung BIM-basierter Energieberechnungen in einem virtuellen Labor

1. Einleitung 1.1. Problemstellung und Motivation 1.2. Hypothesen und Zielstellung 1.3. Aufbau der Arbeit 2. Grundlagen und existierende Ansätze für BIM-basierte Energieberechnungen 2.1. BIM Definition 2.2. BIM-Ebenen 2.3. Informationsmodelle im Bauwesen 2.3.1. IFC und gbXML 2.3.2. Semantic Web 2.3.3. Multimodelle 2.3.4. BIM Collaboration Format 2.4. Information Delivery Manual 2.4.1. BPMN 2.4.2. Model View Definitions 2.5. Green Building Design 2.5.1. Produktdaten, Konstruktionen und Materialien 2.5.2. Raumnutzungsdaten und Heizungssysteme 2.5.3. Klimadaten 2.5.4. Die Energieeinsparverordnung 2.6. BIM und Energetische Simulationsberechnungen 2.6.1. Thermische Energieberechnungen 2.6.2. Raumbegrenzungen 2.6.3. Verfügbare Simulationsanwendungen und -plattformen 2.7. Diskussion der Defizite und Probleme existierender Lösungen 3. Das energetisch erweiterte Gebäudemodell (eeBIM) 3.1. Grenzen des IFC Modells 3.2. Anforderungen und Aufbau eines erweiterten Gebäudemodells 3.3. Struktur des energetisch erweiterten Gebäudemodells 3.3.1. Energierelevante Parameter aus dem Gebäudemodell 3.3.2. Erweitertes Gebäudemodell (eBIM) 3.3.3. Energetisch erweitertes Gebäudemodell (eeBIM) 3.4. Simulationsmatrix 3.5. Multimodellintegration in dem virtuellen Energielabor 3.5.1. Fachmodellsicht 3.5.2. Modelldienste 3.5.3. eeBIM-Schicht 3.5.4. Geschäftsdienste 3.5.5. Prozessdefinitionen 3.5.6. Zugriffsschicht 3.5.7. Anwendungen 3.6. Zusammenfassung 4. Prozessmodell für energetische Berechnungen 4.1. Typischer Prozessablauf einer stufenweisen thermischen Gebäudeoptimierung 4.2. eeBIM-Prozesse 4.2.1. Validitätsprüfung und Reduktion des Gebäudemodells mit Modellinformationssichten 4.2.2. Konvertierung der Raumbegrenzungen 4.2.3. Überführung von BIM zu eBIM 4.2.4. Erweiterung der eBIMOnto zur eeBIMOnto durch Zuweisung von Green Building Design Parametern 4.2.5. Prüfung des Green Building Designs 4.3. Passive Simulation 4.4. Sensitivitätsanalyse 4.5. Automatisierte Variation des Green Building Designs 4.6. Vollständige Gebäudesimulation 4.7. Entscheidungsfindung 4.8. Zusammenfassung 5. Komponentenbasiertes virtuelles Energielabor 5.1. Softwarearchitektur 5.2. Kernmodul 5.2.1. Plattformverwaltung 5.2.2. Modellverwaltung 5.2.3. BIM Scenario Manager 5.2.4. Simulationsverwaltung 5.3. Navigator 5.3.1. Perspektiven im Navigator 5.3.2. Entscheidungsfindung 5.4. Einsatz des BIM-basierten virtuellen Ingenieurslabor 5.4.1. Anwendungsfälle 5.4.2. Open eeBIM Initiative 5.4.3. Entwurfsprobleme in einem Gebäudemodell hinsichtlich des Green Building Designs 5.5. Zusammenfassung und Diskussion 6. Zusammenfassung und Ausblick 6.1. Zusammenfassung der Kapitel und Forschungsergebnisse 6.2. Diskussion 6.2.1. Wissenschaftliche Beiträge 6.2.2. Einschränkungen 6.3. Zukünftige Forschungsarbeiten A. Anhang A.1. eBIM-Schema A.2. eeBIM-Schema A.3. Model View Definitions für thermische Energieberechnungen A.3.1. Model View Definition in mvdXML A.3.2. Model View Definition in ifcQL A.4. Beispiel einer Simulationsmatrix A.5. Ontologieregeln der vorgestellten Anwendungsfälle A.5.1. Wohnhaus A.5.2. Junge Oper A.6. EnEV 2014 A.6.1. Prüfung auf Energieeinsparmöglichkeiten A.6.2. Brennstoffwerte A.6.3. Berechnung des Transmissionswärmeverlusts eines Wohngebäudes A.6.4. Ontologieregeln zur Prüfung der Wärmedurchgangskoeffizienten A.7. Simulationsmodelle A.7.1. Beispielhaftes Therakles-Simulationsmodell A.7.2. Beispielhaftes NANDRAD-Simulationsmodell Literaturverzeichnis