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Forschungsbericht: Integrierte Lebenszyklusoptimierung - Methoden zur systematischen Variantenexploration in frühen Phasen der Planung unter besonderer Berücksichtigung von Lebenszyklusaspekten. Abschlussbericht

Integrierte Lebenszyklusoptimierung - Methoden zur systematischen Variantenexploration in frühen Phasen der Planung unter besonderer Berücksichtigung von Lebenszyklusaspekten. Abschlussbericht

Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3093
Dirk Donath, Jürgen Ruth, Julia Tschetwertak, Alexander Hollberg, Sven Schneider, Bert Liebold, Martin Bielik, Ekaterina Fuchkina
Bauhaus-Univ. Weimar, Lehrstuhl für Informatik in der Architektur -InfAR-
Bauhaus-Univ. Weimar, Lehrstuhl für Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre
2018, 57 S., 48 Abb. u. 17 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. F 3093 (Kopie des Manuskripts)
ISBN 978-3-7388-0247-4

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Inhalt

Bei der Planung lebenszyklusoptimierter Gebäudes sind verschiedene Einflussfaktoren sorgfältig aufeinander abzustimmen. Zwischen diesen Einflussfaktoren existieren jedoch zahlreiche Abhängigkeiten, die eine manuelle Vorgehensweise zur Optimierung schwierig und zeitaufwändig macht. Im Projekt wurden Methoden entwickelt, die es Planern ermöglichen, in kurzer Zeit systematisch nach Optima für lebenszyklusgerechte Gebäude zu suchen. Hierbei lag der Fokus auf zwei Themenfeldern: erstens, der Berechnung der Lebenszyklusperformance (LCP) auf Basis der wenigen im Entwurfsstadium vorhandenen Informationen und zweitens, der Entwurfsraumerkundung bei einander bedingenden Entwurfsparametern. Für ersteres wurde eine Methode zur Abschätzung der LCP in Echtzeit auf Basis verschiedener Lebenszyklusdatenbanken und parametrischer Modelle entwickelt. Für letzteres wurde ein Framework entwickelt, welches erlaubt, die mittels parametrischer Modelle erzeugten Varianten nach verschiedenen Kriterien systematisch zu vergleichen. An verschiedenen Szenarien wurde die Funktionsfähigkeit der entwickelten Methoden überprüft. So konnte zum einen gezeigt werden, dass sich mit der parametrischen Methode zur Lebenszyklusanalyse sehr schnell valide Berechnungsergebnisse erzeugen lassen. Zum anderen konnte gezeigt werden, wie sich verschiedene Methoden zur Variantenexploration koppeln und mehrstufige Variantenräume organisieren und visualisieren lassen.

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
Lebenszyklus, Gebäudeplanung, Bauplanung, Optimierung, Planungsmethode, Digital, Planungsphase, Variante, Qualitätssicherung, Baukosten, Umweltschutz, Herstellung, Betrieb, Unterhaltung, Rückbau, Abriss, Planungsprozess, Energiebedarf,

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25., Aufl.
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Dieses Lehr- und Arbeitsbuch für Studierende und die Praxis bietet eine grundlegende theoretische Einordnung der Landschaftsplanung. Die Autorinnen und Autoren stellen Basismethoden zur Erfassung und Bewertung von Landschaftsfunktionen bzw. Ökosystemleistungen vor und zeigen Wege der Ableitung von raumkonkreten Zielen und Maßnahmen auf. Zahlreiche Anwendungsbeispiele und Abbildungen erleichtern den Wissenszugang sowie den Theorie-Praxis-Transfer. Die zweite Auflage wurde komplett überarbeitet und modern gestaltet. Neu hinzugekommen sind praxisrelevante Methoden für die Themenfelder Klimaschutz oder erneuerbare Energien sowie Anpassungen, die aufgrund neuer umweltbezogener Anforderungen notwendig wurden. Der Schwerpunkt des Buches liegt jedoch weiterhin auf einem Überblick über grundlegende rechtliche und fachliche Anforderungen sowie auf praxisgerechten Erfassungs- und Bewertungsmethoden. Eine systematische Kapitelstruktur sowie Überblicke, Stichwörter und Illustrationen erleichtern die Orientierung.

Achim Hamann
Bauprojekte erfolgreich entwickeln, realisieren und betreiben
Kommunikation und Projektmanagement
2021, 294 S., 77 Abb., 26 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Bauen+ Schwerpunkt: Gebäudetechnik
Edition Bauen+, Band 1
Ausgewählte Fachartikel und Interviews aus der Bauen+.
2021, 92 S., 130 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

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Forschungsberichte

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Integration Scan-Basierter-Techniken und Parametrischer-Methoden in einen Prozess zur Verbesserung der Effizienz im Planungs- und Bauablauf komplexer Fassaden

Peter Mehrtens
Integration Scan-Basierter-Techniken und Parametrischer-Methoden in einen Prozess zur Verbesserung der Effizienz im Planungs- und Bauablauf komplexer Fassaden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3158
2020, 12 S., 15 Abb. u. 2 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

Das Projekt untersuchte inwiefern Scan-basierte Techniken (terrestrische 3d-Scans bzw. deren Auswertung) geeignet sind für die Einbindung in parametrische Planungsprozesse für Fassaden. Grundsätzliche Feststellung ist, dass obwohl für die einzelnen Arbeitsschritte des Vermessens und auch der Planung von Fassaden entsprechende digitale Werkzeuge existieren, die bestehenden Werkzeuge aufgrund ihrer jeweiligen Bedienungskonzepte nicht direkt zueinander kompatibel sind. Bei der Auswertung von Punktwolken wird üblicherweise Software verwendet, deren Ergebnis variiert je nach Interaktion des Benutzers mit der grafischen Benutzeroberfläche. Parametrische Planungsmethoden hingegen verwenden möglichst Funktionen, deren Argumente in replizierbarer Art aus vorherigen Schritten abgeleitet werden. Bedarf an weiterführender Forschung in diesem Bereich ist anzunehmen.

Jutta Albus, Hans Drexler
PREFAB HOUSING
Untersuchung von Produktionsprozessen im Hinblick auf Effizienzsteigerung und Kostensenkung für bedarfsgerechten Wohnraum
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3195
2020, 71 S., 48 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

In dieser Studie werden industrielle Fertigungsprozesse für Bausysteme mit hohem Vorfertigungsgrad im Hinblick auf ihr Potenzial zur Schaffung von kostengünstigem und hochwertigem Wohnraum untersucht. Im Fokus steht nicht das Gebäude als Produkt, sondern die Produktion der Subsysteme und deren Zusammenspiel. Gegenstand der Untersuchungen sind Systeme, zu deren Referenzdaten Zugang besteht und aktuelle Produktionsverfahren, die den vorgefertigten Wohnungsbau repräsentieren. In der best-practice Studie wird nicht nur die Konstruktion eines Gebäudes, sondern auch die Produktionskette einer genauen Analyse unterzogen. 4 bis 6 Referenzprojekte ausgewählter Firmen werden einer einheitlichen Analyse von Produktionszeiten und Kostenanteilen unterzogen. Die Analyse der Produktion der baukonstruktiven Bereiche zusammen mit der Betrachtung von Montage, Fertigungs- und Bauzeiten sowie Kostenanteilen lässt eine Bewertung des Gesamtsystems und des Optimierungspotenzials für künftige Umsetzungen und Veränderungen der Stückzahlen ableiten. Die Herstellungsmethoden und der Grad der Vorfertigung werden untersucht und in Verhältnis zu den Kosten und Qualitäten gesetzt. Ein Vergleich der Systeme und Materialien kann Grenzen und Potenziale der Systeme aufzeigen. Die Baukonstruktionen sollen zum einen im Hinblick auf die besonderen konstruktiven und bautechnischen Anforderungen im Wohnungsbau betrachtet werden, zum anderen sollen die Gebäudetypologien und Gebäudeklassen benannt werden, für deren Einsatz sie sich eignen.

Detaillierte Entwicklung von BIM-basierten Prozessen des Betreibens von Bauwerken zur Integration in eine lebenszyklusübergreifende Prozesskette

Manfred Helmus, Anica Meins-Becker, Agnes Kelm, Norbert Damerau, Matthias Kaufhold, Daiki John Feller, Michael Zibell, Melanie Quessel
Detaillierte Entwicklung von BIM-basierten Prozessen des Betreibens von Bauwerken zur Integration in eine lebenszyklusübergreifende Prozesskette
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3211
2020, 188 S., 47 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Das Forschungsprojekt "BIM-basiertes Betreiben" ordnet sich in die Prozesslandkarte des Lehr- und Forschungsgebiets Baubetrieb und Bauwirtschaft der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) mit dem Fokus auf den Gebäudebetrieb ein. Hierbei wurden die Prozesse des Immobilienbetriebs in das lebenszyklusübergreife Prozessmodell der BUW eingebettet; das BUW-Prozessmodell verfolgt den Ansatz, sämtliche Prozesse und Informationen über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes verfolgbar zu machen und stellt so Bestrebungen des Forschungsteams zur Schaffung von Transparenz und Standardisierung der Methode BIM dar. Im Ergebnis wurde der fachliche Informationsfluss erfasst, analysiert und in das BUW-Prozessmodell integriert. Es wurden diverse BIM-Anwendungsfälle identifiziert werden, wovon sechs bis auf Attributebene modelliert wurden; diese können aus dem Prozessmodell ausgegeben und verfügbar gemacht werden, beispielsweise auf Basis der Struktur der DIN EN ISO 29481 (Handbuch der Informationslieferung). Darüber hinaus wurde der aktuelle Stand der Technik von der Bereitstellung bis zur Integration und Datendurchgängigkeit von Bauwerksinformationen in CAFM-Zielsystemen untersucht und so auf Probleme und Potentiale eingegangen werden.

Einfach Bauen. Ganzheitliche Strategien für energieeffizientes, einfaches Bauen - Untersuchung der Wechselwirkung von Raum, Technik, Material und Konstruktion

Florian Nagler, Tilmann Jarmer, Anne Niemann, Antonia Cruel, Thomas Auer, Laura Franke, Hermann Kaufmann, Stefan Winter, Stephan Ott, Marco Krechel, Christoph Gehlen, Charlotte Thiel
Einfach Bauen. Ganzheitliche Strategien für energieeffizientes, einfaches Bauen - Untersuchung der Wechselwirkung von Raum, Technik, Material und Konstruktion
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3151
2019, 213 S., 92 Abb. u. 32 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Komplexität der Konstruktionen und Gebäudetechnik steigt seit Jahrzehnten stetig. Dies betrifft die Anforderungen an Standsicherheit, Wärme-, Feuchte-, Brand- und Schallschutz, Hygiene und Gesundheit wie auch den allgemeinen Nutzerkomfort. Das äußert sich in einer fast unüberblickbaren und weiter steigenden Zahl an Normen und Baugesetzen. Das damit anvisierte Ziel der Qualitätssicherung wird oft nicht erreicht: Die Folge der Komplexität ist eine hohe Fehlerquote in Planung und Ausführung sowie eine Überforderung von Bauherren und Nutzern. Ziel von "Einfach Bauen" ist es, den Anfangspunkt zu einer neuen, gegenläufigen Bauentwicklung zu markieren und so einen wichtigen Impuls in der deutschen Bauwirtschaft zu setzen. Im Forschungsprojekt "Einfach Bauen 1" wurde untersucht, inwiefern Gebäude mit einfacher und robuster Konstruktion als auch Gebäudetechnik gebaut werden können und wie diese bezüglich Umweltwirkung und Lebenszykluskosten im Vergleich - auch unter Betrachtung des Nutzerverhaltens - zu üblichen Wohngebäuden und Wohngebäuden in Niedrigenergiebauweise über einen Betrachtungszeitraum von 100 Jahren abschneiden.

Stofffluss- und Akteursmodell als Grundlage für ein aktives Ressourcenmanagement im Bauwesen von Baden-Württemberg StAR

Rebekka Volk, Richard Müller, Frank Schultmann, Jeremy Rimbon, Thomas Lützkendorf, Joachim Reinhardt, Florian Knappe
Stofffluss- und Akteursmodell als Grundlage für ein aktives Ressourcenmanagement im Bauwesen von Baden-Württemberg "StAR
Produktion und Energie, Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion und Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung, Band 32
2019, 418 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

Der Bericht untersucht aktuelle und zukünftige Stoffströme in einem integrierten, regionalen Stoffstrom- und Akteursmodell für Gebäude und Straßeninfrastrukturen. Die drei Maßnahmen Besteuerung von Primärrohstoffen, Erhöhung von Deponiegebühren und Anpassung von Ausbildungsinhalten ergeben in den Modellberechnungen ein mittleres Ressourcenschonungspotenzial von 30,8 % für Baden-Württemberg bis 2030, also eine Verringerung der kumulierten Stoffstrombilanzen von 119 auf 82 Mio. Tonnen.; The report investigates current and future material flows in an integrated, regional material flow and stakeholder model of buildings and road infrastructures. The three measures taxing primary raw materials, increasing landfill fees and adjusting training content result in a mean resource conservation potential of 30.8% for Baden-Württemberg until 2030, that is a reduction of the cumulated material flow balances from 119 to 82 million tons.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Stroetmann, Richard; Otto, Jens; Eisele, Johann; Bleicher, Volkmar; Wisnewski, Joachim; Dorn, Charlotte; Trautmann, Benjamin; Bauer, Max
Bewertung der Adaptivität von Geschossbauten für den städtischen Raum
Bautechnik, 2022

Schnellenbach-Held, Martina; Steiner, Daniel
KI-Methoden zur Integration tragwerksplanerischen Wissens in frühe Phasen des Gebäudeentwurfsprozesses
Bautechnik, 2022

Behn, Julia; Maasberg, Markus
Digitaler Modulbau in Serie (kostenlos)
DBZ Deutsche Bauzeitschrift, 2022

Braml, Thomas; Wimmer, Johannes; Varabei, Yauhen; Maack, Stefan; Küttenbaum, Stefan; Kuhn, Thomas; Reingruber, Maximilian; Gordt, Alexander; Hamm, Jürgen
Digitaler Zwilling: Verwaltungsschale BBox als Datenablage über den Lebenszyklus einer Brücke
Bautechnik, 2022

Loges, Sören
Digitale Zwillinge und BIM - Perspektiven für die kommunale Praxis.
fub Flächenmanagement und Bodenordnung, 2021

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