Projekt DigiTwinPlan

Gebäude und ihre technischen Anlagen werden in der Planung häufig auf Basis standardisierter Annahmen dimensioniert. Das führt fast immer zu überdimensionierten Anlagen, höheren Investitionskosten und einem ineffizienten Betrieb. Gleichzeitig steigt der Bedarf, CO₂-Emissionen im Gebäudesektor zu reduzieren und erneuerbare Energiesysteme wirtschaftlich zu integrieren.

Hier setzt das Verbundprojekt DigiTwinPlan (»Digitaler Gebäudezwilling von der simulationsgestützten Planung bis zum energieeffizienten Betrieb«) an. Ziel ist die Entwicklung eines digitalen Gebäudezwillings, der die simulationsgestützte Planung mit dem energieeffizienten Betrieb von Gebäuden verbindet. Dafür werden BIM-Daten, Simulationsmodelle und intelligente Regelungsverfahren durchgängig miteinander verknüpft.

Projektziele

Im Mittelpunkt von DigiTwinPlan steht die stärkere Integration simulationsgestützter Verfahren in die Gebäudeplanung. Dazu soll ein standardisierter BIM2SIM-Workflow entstehen, der BIM-Modelle für thermische Gebäude- und Anlagensimulationen nutzbar macht.

Die entwickelten Simulationsmodelle sollen auch im späteren Betrieb eingesetzt werden können. Dadurch sollen regenerative Energiesysteme bedarfsgerechter dimensioniert sowie Energie- und Betriebskosten reduziert werden. Eine nutzerfreundliche Online-Plattform soll insbesondere kleineren Planungsbüros den Zugang zu simulationsgestützten Verfahren erleichtern.

Lösungsansatz

Im Projekt werden digitale Planungsdaten mit physikalischen Simulationsmodellen und intelligenten Regelungsverfahren verbunden. Gebäudegeometrien, Bauphysik und Anlagentechnik werden in wiederverwendbaren digitalen Modellen und Templates abgebildet.

Über Schnittstellen auf Basis des Standards FMI (Functional Mock-up Interface) werden Simulationsmodelle mit Regelungsstrategien gekoppelt. Für die vorausschauende Regelung sollen unter anderem Wetterdaten, Strompreise und Betriebszustände berücksichtigt werden. Zusätzlich werden KI-basierte Datenanalyse und Reinforcement Learning untersucht.

Monitoringdaten sollen genutzt werden, um Simulationsmodelle anhand des realen Betriebs zu kalibrieren und Anomalien zu erkennen. Eine Online-Plattform soll die Erzeugung generischer Gebäudemodelle und die Simulation von Lastgängen auf Basis weniger Eingabeparameter ermöglichen.

Beitrag des Fraunhofer IIS

Das Fraunhofer IIS entwickelt Simulationsmodelle für prädiktive Regelungen, unterstützt die Kopplung von BIM und FMI und untersucht KI-basierte Verfahren zur Analyse von Betriebsdaten. Damit trägt das Institut dazu bei, Simulationsmodelle nicht nur für die Planung, sondern auch für den späteren Gebäudebetrieb nutzbar zu machen. Die entwickelten Ansätze sollen eine zuverlässigere Energiebedarfsprognose, eine bedarfsgerechtere Dimensionierung von Anlagen und einen energie- und kosteneffizienteren Betrieb ermöglichen.

Projektpartner: Fraunhofer IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme, EA-Systems Dresden GmbH, VICUS Software GmbH und IPROconsult

Förderzeitraum: 01.09.2025 - 31.08.2027