1. Platz „urban energy design tool – Energierelevante Betrachtung von Gebäuden für die Entscheidungsunterstützung der Stadtentwicklung“
Bereich Architektur
Das Projekt
Im Zuge der Masterarbeit wurde ein Prototyp zur energierelevanten Betrachtung für die Entscheidungsunterstützung der Stadtentwicklung realisiert. Mithilfe der entwickelten Methode kann der Heizwärmebedarf einzelner Gebäude oder eines Quartiers automatisiert berechnet werden. Dies ist durch eine Abwicklung der Bauteilflächen und der Verwendung statistischer Eingangsdaten möglich. Bei der Suche nach einer automatisierten Heizwärmebedarfsberechnung wurde das Monatsbilanzverfahren als die geeignetste Methode zur Berechnung identifiziert. Die Verschattung durch Nachbargebäude und Umgebung haben einen wesentlichen Einfluss auf den Energiebedarf und werden in der Berechnung des Prototyps berücksichtigt. Darüber hinaus kann der Standort ausgewählt werden, wodurch standortspezifische Klimadaten in die Berechnung miteinbezogen werden. Auf einfache Weise lassen sich verschiedene Sanierungsmaßnahmen für Gebäude anwenden, wodurch sich der Heizwärmebedarf und die Ergebnisdarstellung im Modell automatisch anpasst. Im Vergleich zur konventionellen Bedarfsberechnung ergibt sich eine detaillierte und zeiteffiziente Bedarfsberechnung auf Quartiersebene. Für die Stadtplanung ist die Betrachtung energierelevanter Aspekte großflächiger Quartiere interessant, um räumliche Bezüge sowie Energieaspekte gemeinsam zu betrachten. Der Prototyp zeigt eine energierelevante Echtzeitberechnung im 3D-Stadtmodell auf, die die Entscheidungsfindung der Stadtentwicklung unterstützt und auf Basis derer weitere Analysen möglich sind.
Bewertung der Jury
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit einer computerunterstützten Bilanzierung der Energiebedarfe sowohl in Gebäuden wie auch in Stadtquartieren in verschiedenen Klimazonen in Deutschland. Der Bestand wird dabei analysiert und die Energieperformance optimiert. Es wurde eine energieoptimierte Betrachtung von Nachverdichtungsvarianten im semantischen 3D-Gebäude/-Stadtmodell untersucht sowie alle notwendigen bauphysikalischen Berechnungen berücksichtigt. Die Jury würdigt neben dem hohen Praxisbezug bei energieeffizienter Gebäudeplanung und Sanierung vor allem den hohen wirtschaftlichen Nutzen der Arbeit sowie die Qualität und Tiefe der Ausarbeitung. Insbesondere die durch das Tool ermöglichten Varianten, die auch in einem 3D-Stadtmodell veranschaulicht werden, können eine wichtige Entscheidungsgrundlage für die Stadtplanung sein. Dabei wird die Komplexität verschiedener Einflussfaktoren, wie Klima, Verschattung, Nachhaltigkeit und Energie durch ein Tool in die Stadtplanung integriert.
Der Preisträger
Während des Bachelorstudiums an der Technischen Universität Wien konnte sich Jakob Fellner das Handwerkszeug und Verständnis für Architektur und Gestaltung aneignen. Anschließend absolvierte er den Master für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen an der Technischen Universität München und arbeitete als Werkstudent im Ingenieurbüro Hausladen. Durch das Belegen von Modulen am Architekturinformatik Lehrstuhl konnte er die Themengebiete der Nachhaltigkeit und des digitalen Bauens verknüpfen und sich im Zuge der Masterthesis mit der energierelevanten Betrachtung von digitaler Stadtplanung vertieft auseinandersetzen. Seit Oktober 2018 ist Herr Fellner am Leonhard Obermeyer Center und am Lehrstuhl für Architekturinformatik tätig, wo er seine Kompetenzen im digitalen Bauen weiter ausbaut.
Das Besondere am Projekt
In frühen Planungsphasen ist eine energierelevante Betrachtung auf der Gebäudeoder Quartiersebene und das Erstellen verschiedener Varianten sinnvoll, um den Planer bei entwurfsrelevanten Entscheidungen auf Städtebauebene zu unterstützen, wodurch bei langfristiger Planung nachträgliche Änderungen vermieden werden können. Um diese Varianten automatisiert zu generieren, wurde ein Prototyp in einer benutzerfreundlichen und technologieoffenen 3D-Umgebung entwickelt. Je nach Anwendungsgebiet lassen sich verschiedene Plug-Ins miteinander verbinden, welche bei geringer Datenbasis für eine realistische Informationsbasis am Gebäudebestand sorgt. Der Prototyp zeigt eine Echtzeitberechnung von Energiebedarfen im Stadtmodell auf und ermöglicht das Erstellen verschiedener Sanierungsvarianten.
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