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Webbasierte Berechnung der Energiebedarfe und Sanierungspotenziale von Wohngebäuden auf der Basis semantischer 3D-Stadtmodelle

Robert Kaden

Die Berechnung der Nutzenergiebedarfe eines Gebäudes basiert auf der Hypothese, dass eine starke Korrelation zwischen den Energieverbräuchen und einer Reihe von Gebäudeeigenschaften, z.B. der geometrischen Ausprägung, der bauphysikalischen Zustände und der Gebäudenutzung, besteht. Zur Berechnung der Heizwärmebedarfe wurde das Gebäudesimulationsverfahren nach DIN V 18599 (2011) implementiert, welches auf der detaillierten Bilanzierung der Wärmeverluste durch die einzelnen Hüllflächen und durch das regelmäßige Lüften eines Gebäudes bei einer bestimmten Außentemperatur sowie auf den Wärmegewinnen durch Sonneneinstrahlung und durch innere Wärmequellen basiert. Die bauteilbasierte Methode ermöglicht darüber hinaus die Analyse und Simulation der Einsparpotenziale durch Gebäudesanierung und ist Bestandteil der geltenden Rechtsvorschrift Energieeinsparverordnung (EnEV) (2009) zur energetischen Bewertung von Gebäuden. Für die Berechnung des Strom- und Warmwasserbedarfs wurden hingegen nutzungs- bzw. bewohnerabhängige statistische Verfahren gewählt. Als Datenbasis dienten integrierte Geobasis- und statistische Daten, welche in der Regel in einer klar definierten (z. T. amtlichen) Qualität flächendeckend für eine Region zur Verfügung stehen. Zum Beispiel wurden die Hüllflächenzahlen und Volumen der Gebäude aus dem virtuellen 3D-Stadtmodell berechnet und die Einwohnerzahl sowie die Gebäudealter aus Webdiensten der Stadt Berlin bezogen. Im Anschluss an die Berechnung und Ermittlung der Eingangswerte erfolgte die eigentliche Berechnung der Energiebedarfe innerhalb einer Webapplikation. Die Webapplikation ermöglicht es, verschiedene Varianten von Maßnahmen dynamisch und in Echtzeit zu berechnen, z.B. mögliche Auswirkungen einer Gebäudesanierung auf den Energieverbrauch und die Energieeffizienz (Kaden 2016). 

Schlüsselwörter:3D-Stadtmodelle, Geobasisdaten, Energiebedarfsberechnung, CityGML

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