Wie können Emissionszertifikate für klimaneutrale Gebäude dynamisch und automatisch erstellt werden? Die Antwort auf diese Frage ist das Ziel des Forschungsprojekts „GEFION“, das die Hochschule Esslingen in Kooperation mit verschiedenen Unternehmen aus dem Südwesten in diesem Jahr gestartet hat. Die Landesregierung unterstützt die Hochschule für das Projekt mit einer Fördersumme von 560.000 Euro für die nächsten zwei Jahre. In Göppingen entsteht ein Reallabor.
Neue Wege zu mehr Nachhaltigkeit in der Baubranche erschließen – das ist das Ziel des Forschungsprojekts „GEFION“, das die Fakultäten Informatik und Informationstechnik sowie Wirtschaft und Technik der Hochschule Esslingen in enger Kooperation mit verschiedenen Unternehmen aus Stuttgart und Karlsruhe jüngst gestartet haben.
Viele Treibhausgasemissionen durch Bau- und Gebäudebereich
„Der Bau- und Gebäudebereich verursacht einen großen Teil der Treibhausgasemissionen in Deutschland. Nachhaltigem, also ressourcen- und energieeffizientem, Bauen kommt aus diesem Grund eine große Bedeutung zu. Dabei dürfen aber nicht nur die Emissionen berücksichtigt werden, die beim Bau selbst entstehen. Auch der Energieverbrauch, der bei der Gebäudenutzung entsteht, muss in die Berechnungen miteinbezogen werden“, erklärt Prof. Dr. Anke Bez aus dem Fachbereich Informatik und Informationstechnik. „Werden Gebäude im Laufe der Zeit unterschiedlich genutzt, verändert sich deren Energiebedarf. Diese Dynamik erschwert ihre Ökobilanzierung. Unser Lösungsansatz dafür ist die Entwicklung eines verbesserten, computerimplementierten Verfahrens, das die Treibhausgasemissionen eines Gebäudes bei unterschiedlichen Nutzungsweisen berechnet und automatisch in Emissionszertifikate einfließen lässt.“
Diese Zertifikate sind digital verschlüsselt und sollen zum Beispiel für unternehmensexternen oder -internen Emissionshandel verwendet werden können. Neu ist der Ansatz, dass eine dynamische Ökobilanzierung vorliegt, bei der Verfahren der Künstlichen Intelligenz erprobt werden. Diese Ökobilanz-Daten fließen dann in die Zertifikate ein, die automatisch generiert werden.
Digitaler Zwilling zur Simulation von Energiebedarfen
Um den Energiebedarf und die damit verbundenen Emissionen eines Gebäudes je nach Nutzungsweise und Aufstellungsort schon vor seinem Bau und vor allem auch nach Änderungen während seiner Lebensdauer simulieren zu können, wird die Fakultät Wirtschaft und Technik der Hochschule Esslingen im Rahmen des Forschungsprojekts den digitalen Zwilling eines mobilen Holzsystemhauses entwickeln.
Prof. Dr. Ulrich Nepustil führt aus: „Beim digitalen Zwilling eines Gebäudes lassen sich dessen Standort und die gewünschte Nutzung eingeben, der Energiebedarf wird dann automatisch berechnet und auch eine Veränderung der Nutzung lässt sich simulieren.“
Verifikation der Daten durch Bau eines Holzsystemhauses
Um die Daten, die für das digitale Gebäude generiert werden, zu verifizieren, entsteht auf einer Freifläche bei der Hochschule Esslingen Campus Göppingen der Nachbau des digitalen Zwillings als Reallabor. „Für die Verifikation der Algorithmen werden Realdaten benötigt, weswegen wir nun das Gebäude errichten und in den nächsten zwei Jahren für verschiedene Nutzungsszenarien verwenden“, so Prof. Doerte Laing-Nepustil von der Fakultät Wirtschaft und Technik.
Das GEFION-Konsortium besteht aus der mittelständischen Firma NETSYNO Software GmbH als Konsortialführer, dem Praxispartner Architekturbüro and OFFICE Blatter Ertel Probst Freie Architekten Part GmbB, dem Forschungspartner Hochschule Esslingen und dem Praxispartner Wooden Valley gGmbH. Das Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien (IREES) unterstützt das Projekt mit wissenschaftlicher Expertise zum Thema Lebenszyklusanalyse. Die Freifläche, auf der das Gebäude errichtet wird, wird der Hochschule von der Stadt Göppingen zur Verfügung gestellt.
Umfangreiche Förderung des Landes
Das Land Baden-Württemberg fördert das Forschungsprojekt, das einen Umfang von insgesamt 2,6 Millionen Euro hat, mit einer Summe von 1,8 Millionen Euro über die nächsten zwei Jahre, wovon die Hochschule Esslingen rund 560.000 Euro erhält.
Prof. Dr. Ulrich Nepustil ist überzeugt: „Das zeigt uns, wie groß das Interesse an dem Forschungsprojekt ‚GEFION‘ ist, und dass wir damit einen wichtigen Beitrag leisten für den Neubau klimapositiver Gebäude und der Sanierung von Bestandsgebäuden sowie für die Transformation der Baubranche hin zu einer digitalen und klimaneutralen Industrie.“
