Anlass und Zweck der Planung/Forschung
Der sich verschärfende Klimawandel fordert innovative Lösungen für eine nachhaltige Strom- und Wärmeversorgung. In Deutschland entfällt rund ein Drittel des Gesamtenergieverbrauchs auf den Gebäudebereich, der zum Beispiel Wohn-, Industrie-, aber auch Gewerbegebäude und öffentliche Einrichtungen inkludiert. Daher sind sektorenübergreifende Effizienzsteigerungen und die verstärkte Integration von erneuerbaren Erzeugern ein wichtiges energiepolitisches Ziel. Eine Möglichkeit, den Energiebedarf zu senken, ist die Energieversorgung von Gebäudegruppen anstatt einzelner Häuser.
Das Kernziel von dem Projekt MEMAP (Multi-Energie Management und Aggregations-Plattform) ist die Entwicklung und Erprobung einer offenen Aggregationsplattform mit Softwareschnittstellen, die unterschiedliche Gebäude eines Quartiers wie Wohngebäude, Bürogebäude, produzierendes Gewerbe oder Lagerhallen vernetzt. Das Ziel: Synergieeffekte im energetisch optimierten Verbundbetrieb sichtbar und wirtschaftlich nutzbar machen, die Effizienz der Energieversorgung verbessern und CO₂ einsparen.
Lage und Geltungsbereich
Die Software wird unter realen Bedingungen im CoSES-Labor der Technischen Universität München in Garching getestet und die Optimierungsmodelle validiert. Als Basis für das Labor dienen aufgezeichnete Lastgangkurven, wie beispielsweise jene für das Gewerbegebiet Riemerling. Im Testgebiet in München/Riemerling werden Realdaten in hoher Auflösung aufgezeichnet. Diese ermöglichen es, den geplanten Energieverbund realitätsnah zu simulieren und vor Realisierung bereits wirtschaftlich fundiert zu bewerten.
Rahmenbedingungen
Es gab für das Forschungsvorhaben keine vorlaufenden Forschungsprojekte. Das Forschungsprojekt ist Teil des Forschungsnetzwerkes „Energie in Gebäuden und Quartieren“ und bündelt die BMWi-Förderinitiativen EnOB, EnEff:Stadt, EnEff:Wärme und Niedertemperatur-Solarthermie sowie die thermische Energiespeicherung und richtet diese auf den Kurs der Energiewende aus. Dabei sollen die Forschungsergebnisse fortgeschrieben, erfasst und aufbereitet werden. Auf Grundlage der Stammdaten der Projekte und unter Berücksichtigung der Erfahrungen der bisherigen Begleitforschungen, der Struktur der DIN V 18599, bauökonomischer Aspekte und Akteurskonstellationen.
Planungsverlauf
Das im Jahr 2017 begonnene Forschungsvorhaben MEMAP verfolgt das Ziel, eine Softwareplattform zu entwickeln, die es ermöglicht, Gebäude im energetischen Verbund zu betreiben, d.h. in nachhaltigen Quartieren.
(Abb. 3D-Heizzentrale_Revit)
Ein Energieverbund von Gebäuden birgt erhebliche Einsparungen in der Energieversorgung, da er eine bessere Ausnutzung von regenerativen Energien wie auch von dezentralen Energieerzeugern und Energiespeichern ermöglicht. Schlussendlich lässt sich so eine wirtschaftlichere Energieversorgung bei geringerem CO2-Ausstoß erzielen. Um die technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, haben sich insgesamt sieben Unternehmen und Forschungseinrichtungen an der Entwicklung einer offenen Softwareplattform beteiligt, die die Planung und den Betrieb von Quartierslösungen ermöglichen wird. Die Multi-Energie Management und Aggregations-Plattform (MEMAP) wird es erlauben, Gebäude mit unterschiedlichen Anforderungen an Energie zusammenzuschließen, um dadurch die Energieeffizienz im Verbund zu steigern. Als Testgebiet dient das Gewerbegebiet Riemerling bei München. Der Energieverbrauch der dort befindlichen fünf Gebäude wird mittels LoRa-Funktechnik minütlich erfasst. Mit den gewonnenen Lastprofilen werden Berechnungen zu einem möglichen Energieverbund erstellt. Die Lastprofile werden darüber hinaus auch im Reallabor CoSES der TU München eingesetzt, um den geplanten Energieverbund realitätsnah nachzubilden und zu bewerten. Das Reallabor ermöglicht damit ideale Voraussetzungen für den Praxistest der Softwareplattform und eine Verifizierung der Energieeinsparung.
Unsere Aufgabe war es Möglichkeiten der Bestandsaufnahme abzuwägen und in zukünftige Planungsprozesse einzubinden. Dabei wurden verschiedene Möglichkeiten ausprobiert. Für die Bestandsaufnahme wurden mehrere Scan-Aufnahmen kombiniert und in Abhängigkeiten zueinander verknüpft um die Technik 1:1 aufnehmen zu können.
(Abb. 3D-Scan-Heizzentrale_Recap)
Dabei wurde eine Transparenz für alle Forschungsteilnehmer geschaffen. Die Punktwolken wurden mit Hilfe von Faro-Scannern aufgenommen und mittels Autodesk Recap aufbereitet und mit Autodesk Revit konstruiert. Die Auslegung wurde mit einer Linear Auslegungssoftware durchgeführt und mittels eines AVA-Programms (California-Pro) im Investitionsvolumen bewertet. Außerdem wurden Möglichkeiten erforscht, Schnittstellen zu schaffen für eine Verknüpfung von BIM-Modellen zu einem eigens im Forschungskonsortium geschaffenem Planungstool. Zudem ist eine Plattform mitentwickelt worden, um Live-Daten aus der Datenaufnahme (Langzeitmessung) in BIM-Modellen darstellen zu können.
