Variantenstudie-KI

In dieser Leistung generiert Metabuild eine Vielzahl möglicher Sanierungsvarianten und wertet diese mittels dynamischer Ganzjahressimulationen und Kostenanalysen aus.
Die Ergebnisse zeigen die sinnvollsten Sanierungsmaßnahmen und deren Einfluss auf Energiebedarf, CO₂-Emissionen, Stranding-Zeitpunkte und Komfortparameter, inklusive Kostenermittlung nach DIN 276 und DIN 18960.

Es handelt sich um einen dynamischen Optimierungsprozess mit bis zu 4.000 auto­matisierten Ganzjahres­simulationen für Ihr Gebäude. Metabuild generiert automatisch Planungs­varianten, die jeweils simuliert, ausgewertet (siehe Analyse-Methodik und Auswertungskriterien) und verbessert werden.

So werden im Rahmen eines Server-Laufs auf datenanalytischer Basis technisch-wirtschaftlich optimale Gebäudevarianten ermittelt.

Bei jeder Simulation berücksichtigt Metabuild das dynamische Zusammenspiel sämtlicher Parameter, u.a. Architektur, Materialien, Gebäudetechnik, Wetterdaten, Kosten, Komfort und Nachhaltigkeit.

Siehe Auswertungskriterien.

Bei Metabuild kommen verschiedene KI-Algorithmen zum Einsatz. Das betrifft vor allem das automatisierte Anlegen von Szenarien während der Variantenstudie zur Sanierung.

Im Bereich der künstlichen Intelligenz sind evolutionäre Algorithmen ein Ansatz zur Lösung komplexer, multikriterieller Optimierungsprobleme. Evolutionäre Algorithmen verwenden Mechanismen, die von der biologischen Evolution inspiriert sind, wie beispielsweise Reproduktion, Mutation, Rekombination und Selektion.

Der evolutionäre Algorithmus von Metabuild wurde speziell auf die Bedürfnisse von BIM und Gebäudesimulation zugeschnitten. Das ermöglichte es uns, die erste Plattform zu schaffen, die evolutionäre Optimierung mit der Leistungsfähigkeit von Gebäudesimulation und Cloud Computing verbindet.

Im folgenden werden alle Planungsoptionen aufgeführt, die im Optimierungsprozess in verschiedensten Kombinationen untersucht werden. Optionen können vom Kunden flexibel eingeschränkt und/oder vorgegeben werden.

1. Architekturoptionen (Neubau)

• Variable Fensterflächenanteile (10 – 100%; Minimalwerte für Fensterhöhen und Fensterbreiten lassen sich fassadenspezifisch festlegen)
• Variable Gebäudeausrichtungen (Prüfung in 1°-Schritten möglich; Bereiche können vom Kunden vorgegeben werden.)

2. Tragwerk und Gebäudehülle

Stahlbetonbauweise:

• Stahlbeton-Massivdecke mit metallgerahmter, verkleideter Fassade
• Stahlbeton-Massivdecke mit Holzrahmenfassade
• Stahlbeton-Massivdecke mit gemauerter Fassade/Mauerwerksfassade
• Stahlbeton-Massivdecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
• Stahlbeton-Massivdecke mit Ortbetonfassade
• Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit metallgerahmter, verkleideter Fassade
• Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Holzrahmenfassade
• Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Mauerwerksfassade
• Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
• Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Ortbetonfassade
• Stahlbeton-Fertigteildecke mit Mauerwerksfassade
• Stahlbeton-Fertigteildecke mit Stahlbetonfassade
• Stahlbeton-Fertigteildecke mit Ortbetonfassade

Stahlverbundbauweise:

•  Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit metallgerahmter Paneelfassade
• Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Holzrahmenfassade
• Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Mauerwerksfassade
• Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
• Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Ortbetonfassade

Holz- und Holz-Hybridbauweise:

• Holzkonstruktion mit metallgerahmter Paneelfassade
• Holzkonstruktion mit Holzrahmenfassade
• Holz-Beton-Hybriddecken mit vorgefertigter Holz-Paneel-Fassade
• Dämmstoffe für Außenwand-, Dach- und Bodenkonstruktionen:
• Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm
• Polyurethanhartschaum (PUR); 0 bis 32 cm
• Extrudiertes Polystyrol (XPS); 0 bis 32 cm
• Zellulose; 0 bis 32 cm
• Glaswolle; 0 bis 32 cm
• Steinwolle; 0 bis 32 cm
• Holzfaser; 0 bis 32 cm
• Polyisocyanurat (PIR); 0 bis 32 cm

Verglasung:

• Zweifachverglasung, U = 1,3, Argon und doppelte Sonnenschutzschicht
• Zweifachverglasung U = 1,1, emissionsarmer (LoE) Film Argon
• Zweifachverglasung, U = 1,0, emissionsarmer (LoE) Film mit doppelter Sputterschicht
• Dreifachverglasung U = 0,9, klar Argon
• Vierfachverglasung U = 0,8, emissionsarmer (LoE) Film Krypton
• Dreifachverglasung, U = 0,7, Argon und Schichten zur optischen Aufwertung

Fensterrahmenmaterial:

• Holzrahmen
• Verbundwerkstoff
• Aluminium- oder Metallrahmen
• Vinyl-Rahmen

Sonnenschutz:

• Innenliegende Verdunkelungsrollos
• Innen-Jalousien
• Vorhänge
• Plissees
• Markisen
• Markisoletten
• Außen-Jalousien

3. Heizung, Lüftung, Klimatisierung

Wärme- und Brauchwassererzeuger:

• Fernwärme
• Erdwärmepumpe
• Luftwärmepumpe
• BHKW
• Kondensationskessel (Öl)
• Kondensationskessel (Gas)

Wärmeverteilungssystem:

• Elektrische Heizkörper
• Warmwasser-Heizkörper
• Warmwasser-Fußbodenheizung
• Gebläsekonvektor (Fan-Coil)

Kälteerzeuger:

• Wassergekühlter elektrischer Schraubenkühler
• Luftgekühlter elektrischer Schraubenkühler
• Wassergekühlte Kolbenkompressor-Kältemaschine
• Luftgekühlte Kolbenkompressor-Kältemaschine

Mechanische Lüftung:

• Abluft (keine Wärmerückgewinnung)
• Zu- und Abluft (Wärmerückgewinnung möglich)
• Mit Warmwasser-Heizregister
• Mit elektrischem Heizregister
• Mit wassergekühltem Kühlregister
• Mit DX-Heizregister
• Wärmerückgewinnung über Plattenwärmetauscher
• Wärmerückgewinnung über Rotationswärmetauscher

4. Beleuchtung

• Halogen
• Leuchtstofflampe (T5/T8/T12)
• Natriumhochdruck
• LED

5. Energieerzeugung

Vor-Ort-Primärenergiesysteme (KWK):

• Verbrennungsmotor auf Erdgasbasis

Photovoltaikanlagen:

• PV-Module aus polykristallinem Silizium
• Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) PV-Module
• PV-Module aus amorphem Silizium
• Monokristalline Silizium-PV-Module

Batterien:

• Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien
• Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Batterien

Ja, jedem Projekt wird ein ökonomisches Szenario zugrunde gelegt. Siehe Analyse-Methodik.