Integration der grauen Energie und weiterer Ökobilanzdaten in die BIM-Methodik

Es soll anhand der erarbeiteten Informationen und Ablaufszenarien geklärt werden, wie der ideale Ablauf zur Bilanzierung der grauen Energie und weiterer Ökobilanzdaten in der BIM- Methodik aussieht und welche Daten möglicherweise zusätzlich bereitgestellt werden sollen.

Ökobilanzdaten können auch im Rahmen von BIM Projekten angewendet werden. Es ist für Bauherren und Planer klar, wie Ökobilanzdaten in der BIM Methodik eingefordert und angewendet werden können. Der Bauherr erhält aus dem Bauwerksmodell zusätzliche Informationen und damit eine umfassende Entscheidungsgrundlage für seinen Bauentscheid. Es gibt Beispiele, wie Ökobilanzdaten in Bauprojekten gewinnbringend eingesetzt werden können.

Ausgangslage
Dieser Use case wurde durch die vom BFE unterstützen Projekte von eco-bau und Lignum zum
Thema Graue Energie initiiert.
Beide Projekte beschäftigen sich mit der Ökobilanzierung von Gebäuden und Bauteilen für die
Optimierung der grauen Energie bereits ab der frühen Planungsphase (Vorprojekt).
Lignum und eco-bau ist es ein Anliegen, die bereits aus unterschiedlichen Quellen verfügbaren
Informationen für die Ökobilanzierung von Gebäuden auch für das Planen und Bauen mit BIM
verfügbar zu machen.
Für die Berechnung der grauen Energie und weiteren Ökobilanzen im Rahmen von Bauprojekten
gibt es beim SIA, der KBOB und eco-bau bereits seit vielen Jahren ein aufeinander abgestimmtes
Set von Instrumenten, das die Ökobilanzierung vom Produkt über das Bauteil bis zur
Gebäudebilanz möglich macht. Die Berechnung und Optimierung der grauen Energie wird auch
für die Erreichung von Nachhaltigkeitsstandards wie Minergie-Eco und SNBS eingefordert.
Im internationalen Standard von Building smart gibt es für Ökobilanzdaten bereits die Entity
„IfcEnvironmentalImpactValue“ mit einem eigenen Property-Set
„Pset_EnvironmentalImpactIndicators“.

Beschreibung
Im Zentrum steht die Fragestellung, wie die graue Energie und weitere Ökobilanzdaten, am
einfachsten in die BIM-Methodik integriert werden können. Damit sollen Architekten und Planer
die Ökobilanzen des gesamten Bauprojekts von der Planung bis zur Realisierung optimieren
können. Hauptziel ist es, ein breit abgestützter Konsens (Verständigung) zu erarbeiten und erste
Anwendungen von Ökobilanzdaten in BIM zu testen.
Ausserdem soll im Rahmen des Use Case untersucht werden, wie bereits verfügbare Bauteil-
Bibliotheken mit Informationen von Lignum (www.lignumdata.ch) und eco-bau
(www.bauteilkatalog.ch) für die Anwendung der BIM Methode zur Verfügung gestellt werden
sollen.
Im Rahmen des Projekts sollen die Informationen den international definierten Properties
zugewiesen werden. Fehlende ifc-Properties werden zunächst einheitlich für die Schweiz
definiert und wo sinnvoll zum internationalen Abgleich über bauen digital Schweiz bei Building
smart international zur Harmonisierung der Begrifflichkeiten im Property-Set eingegeben.
Das Projekt soll entsprechend auch einen internationalen Austausch anregen und aufzeigen, wie
andere Länder mit den jeweiligen Informationen in BIM umgehen.

Der Use Case ist interdisziplinär und in vier Stufen gegliedert:
1. Ist Situation
2. Beschreibung der Prozesse nach Phasen & Einheitliches Verständnis
3. Transformation in BIM
4. Erste Nutzung und Bericht

Ist Situation
Lignum und eco-bau zeigen die bestehenden Informationen im Bereich Ökobilanzdaten auf und
beschreiben, in welchen Phasen diese heute genutzt werden können. Es wird erläutert, welche
passenden Entities und Properies in ifc bestehen und welche noch fehlen. Auslegeordnung zu
den Ökobilanzkennwerten der Schweiz und Europa. Bestehende BIM Systeme, die in der Schweiz
und im Ausland verwendet werden angeschaut.

Beschreibung Prozesse nach Phasen
In einem ersten Workshop soll eine Auslegeordnung gemacht werden, wie die bestehenden
Ökobilanzdaten künftig in der BIM-Methodik integriert werden können. Dabei werden verschiede Prozesse skizziert und verglichen. Es wird dabei auch angeschaut, wie in anderen Ländern Ökobilanzinformationen bereits in BIM genutzt werden. Als Verständigung wird der Prozess gemeinsam abgestimmt und definiert.
Daraus ergeben sich Anforderungen und die zu erbringenden Leistungen nach Projektphase an die Projektbeteiligten.
Fehlende Entities und Properies werden benannt. Hierfür wird über „bauen digital Schweiz“ ein Antrag an Building Smart international eingegeben.
* Noch fehlende Informationen werden aufgelistet.

Transformation in BIM
In frühen Planungsphasen können Ökobilanzdaten zur Auswahl der Bauweise und zum Vergleich der geeigneten Systeme genutzt werden. Ziel ist es, die bestehenden Bauteile von eco-bau und Lignum über Bauteilkatalog.ch, lignumdata.ch zumindest mit den KBOB Ökobilanzdaten zu ergänzen und den Nutzern von BIM über gängige Libraries in der Planung zur Verfügung zu stellen. Auf Basis der gemeinsamen Verständigung werden innerhalb der Projekte von Lignum und ecobau die bestehenden Informationen erfasst, strukturiert und den entsprechenden Properties in IFC 4 zugewiesen.

Definition von IFC Modulen und weitere Projektumsetzungen
An mindestens einem Projektbeispiel soll die Projektumsetzung getestet werden. Planer nutzen die durch die beiden Projekte von eco-bau und Lignum erarbeiteten Daten und geben Feedback für Verbesserungen.
Fehler werden behoben.
Entities und Properties können angepasst und Informationen können ergänzt werden.
Ausserdem können in Zusammenarbeit mit Spezialisten in der Ökobilanzierung
Projektbeschriebe für zusätzliche Softwareapplikationen (z.B. im Solibri) erarbeitet werden.
Es soll eine breit abgestützte Empfehlung erarbeitet werden, wie Ökobilanzdaten in Bauprojekten mit BIM Methodik eingesetzt werden können.
Erkenntnisse werden damit den entsprechenden Gremien zur Verfügung gestellt.

Als Grundlage der Projekte werden die in der Schweiz anerkannten Ökobilanzdaten der KBOB- Empfehlung 2009/1:2016 (jeweils der aktuelle Stand) und die Methodik gemäss SIA Merkblatt 2032 graue Energie mit den definierten Amortisationszeiten verwendet. Die Daten gemäss KBOB Empfehlung „Ökobilanzdaten im Baubereich“ geben über verschiedene Indikatoren Auskunft über die Umweltbelastungen, welche aus den Phasen Herstellung und
Entsorgung entstehen. Dabei spielen primär folgende Grössen eine Rolle:
Umweltbelastungspunkte UBP (Pt/m2)
Verbrauch von erneuerbarer Primärenergie PERT (MJ-eq/m2)
Verbrauch von nicht erneuerbarer Primärenergie PENRT (MJ-eq/m2), in der Schweiz als "graue Energie" bezeichnet
Treibhausgaspotential, GWP (kg CO2-eq/m2)

Im Weiteren werden von Lignum für jedes Bauteil aus Holz folgende ökologischen Informationen zur Verfügung gestellt:
Biogener Kohlenstoffspeicher C: Speicherleistung aus biogenen Materialien (kg CO2-eq/m2) nach EN 16449:2014
Biogener Energiespeicher aus biogenen Materialien (MJ-eq/m2 )

Nebst den Ökobilanzdaten können auch weitere, technische Informationen integriert werden:
Informationen von Lignum wie z.B. Luft- und Trittschalldämmwerte, Verweise bezüglich Brandschutz, Wärmedämmwerte
Informationen von eco-bau (z.B. Indikatoren von Minergie-Eco oder Eco-BKP Vorgaben)
* Informationen zu bauphysikalischen Werten (z.B. vom SIA).

Betreffend BIM Methodik dient das SIA Merkblatt 2051 „Anwendung der BIM Methode“,
bezüglich IFC Datenformat gelten die internationalen Grundlagen von Building smart als
Grundlagen.