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3. AIR-Business-Frühstück am 25. Mai 2011, Thema: Geodaten zur energetischen Optimierung von Bestandsgebäuden

 

Das 3. AIR-Business-Frühstück führte Ende Mai 2011 im Herner Innovations- und Gründerzentrum (IGZ) rund 20 Fachleute aus Geoinformations- und Energiebranche zusammen. Thematisiert wurde die Nutzung von „Geodaten zur energetischen Optimierung von Bestandsgebäuden“.

 

AIR-Geschäftsführer Dr. Hartmut Dienst stellte in seiner Begrüßung den branchenübergreifenden und Dialog-fördernden Charakter der Veranstaltung heraus. Olaf Büscher, der Moderator der Veranstaltung und zuständiger Projektleiter der gastgebenden EFTAS GmbH, legte in seinen Grußworten dar, dass „Energie-Themen“ in der Geoinformationsbranche hochaktuell seien, der Austausch mit den potenziellen Anwendern in der Energiebranche aber deutlich ausbaufähig erscheine.

In der Tat erfreuen sich Energie-relevante und - etwas weiter gefasst - Klimaschutz-relevante Themen aktuell eines großen Interesses in der Geoinformationsbranche, wie Blicke auf die Programme einschlägiger Veranstaltungen, wie dem Deutschen GeoForum 2011 in Berlin, der AGIT 2011 in Salzburg oder der Geoinformatik 2011 in Münster, dokumentieren. Dieses Interesse ist nicht weiter verwunderlich, werden doch inzwischen zu Zeiten der propagierten Energiewende durch die Politik belastbare Forderungen hinsichtlich nationaler Klimaschutzziele und konkrete Vorgaben zum Ausbau der erneuerbaren Energien formuliert. Diskutiert und entwickelt wird in unterschiedlichste Richtungen. Aber egal, ob die Schlagworte dabei Smart Grid, E-Mobility, Facility-Management oder erneuerbare Energien heißen – allen Themenfeldern gemein ist ein starker Raumbezug.

 

Zu den traditionellen Aufgabengebieten der Geoinformationsbranche gehört z.B. der Aufbau von Fachkatastern und Geoinformationssystemen etwa für Standort- oder Potenzialanalysen. So sind die Entwicklungen von Fachinformationssystemen zu Themen wie Photovoltaikanlagen auf Dachflächen, aber auch hinsichtlich Geothermienutzung oder Biomassepotenzialen bereits fortgeschritten. Sie bilden die Basis für verschiedene aktuelle Ansätze zur Analyse der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Erzeugungspotenzialen erneuerbarer Energien in Verbindung mit zu erwartenden Verbrauchslasten. Aus den resultierenden Nachfragemodellen leiten sich die Anforderungen zu Aspekten wie Verfügbarkeit, Transport, Speicherbedarf etc. ab.

 

Das 3. AIR-Business-Frühstück widmete sich mit dem Thema „Geodaten zur energetischen Optimierung von Bestandsgebäuden“ bewusst einem Bereich, der noch nicht sehr stark im Fokus der Entwicklungen steht, wo aber dringender Handlungsbedarf unbestritten ist.

 

So sind z.B. drei von vier Wohnungen in Deutschland älter als 25 Jahre und entsprechend in der Regel nicht auf dem Stand der gebäudetechnischen Möglichkeiten. Diese Wohnungen sind mit ihrem Heizwärmebedarf für rund 15% der CO2-Emission in Deutschland verantwortlich. Getreu dem Motto „Die Energie, die nicht genutzt wird, muss auch nicht erzeugt werden!“ ist durch Maßnahmen zur effizienteren Energienutzung im Gebäudebestand eine signifikante Reduzierung der CO2-Emission zu erreichen.

 

Die Nutzung von Geodaten kann dabei durchaus einen Beitrag zur Verbesserung der Situation leisten, sei es, um effektiv Maßnahmenpotenziale zu erkennen, die Maßnahmenplanung und deren Durchführung zu unterstützen oder aber auch ein Maßnahmen-Monitoring durchzuführen.

 

Da Bauwerke jedem Menschen täglich präsent und Karten mit Gebäudegrundrissen ebenfalls jedermann mehr oder minder vertraut sind, bietet sich das Thema an, um auch weniger Geo-affinen Zielgruppen, ausgehend vom angesprochenen gemeinsamen „Grundverständnis“, die Möglichkeiten komplexer Geodaten näher zu bringen.

 

Im Rahmen dieses AIR-Business-Frühstücks wurde daher das Thema „Geodaten zur energetischen Optimierung von Bestandsgebäuden“ sowohl thematisch als auch in Bezug auf den Maßstab aus verschiedenen Richtungen beleuchtet. Die Impulsvorträge des Business-Frühstücks näherten sich dabei sozusagen Schritt für Schritt dem Gebäudebestand an.

 

Prof. Dr. Carsten Jürgens von der Ruhr-Universität Bochum startete mit dem Blick aus dem Weltraum auf den Gebäudebestand zum „GeoMonitoring für Energieeffizienz in NRW“.

  

Professor Jürgens stellte Ansätze vor, bei denen mittels Satellitenaufnahmen im spektralen Wellenbereich des thermischen Infrarots Rückschlüsse auf die Oberflächentemperatur von Gebäuden und damit auf deren Wärmeabstrahlungseigenschaften getroffen werden konnten. Somit ist eine Möglichkeit gegeben, für große Raumausschnitte, z.B. im wahrsten Sinne des Wortes „hot-spots“, zu identifizieren oder auch mittels Zeitreihenvergleiche Monitoring-Aufgaben wahrzunehmen.

 

Thyssen-Krupp-Stahl AG Duisburg-Bruckhausen am 14.02.2002 und 15.10.2009

 

Die anschließende Diskussion verdeutlichte, dass aufgrund der Spezifikationen der eingesetzten Satellitensysteme sich zwangsläufig Herausforderungen an die Methodenentwicklung und Modellierung der physikalischen Parameter ergaben. So sind die potenziell besten Aufnahmezeitpunkte zur Detektion der Gebäudeabstrahlungswerte häufig nicht mit den Aufnahmefenstern der Satellitensysteme in Einklang zu bekommen. Zudem liegt die räumliche Auflösung des eingesetzten ASTER-Satellitensystems mit 90 Metern Kantenlänge pro Pixel in einem Bereich, der nur die eindeutige Zuordnung der Temperaturinformation für Gebäudeeinheiten, wie größere Wohnblöcke oder Industrieanlagen, zulässt und die Berücksichtigung von Phänomenen wie Windverwehungen oder nutzungsbedingte Unschärfen schwierig gestaltet.

 

Im Dialog der Teilnehmer wurde aber klar, dass mit den entwickelten Methoden durchaus eine Art „Machbarkeitsnachweis“ erbracht wurde und interessante Ansatzpunkte zur Weiterentwicklung vorliegen. Andreas Gries gab als Manager des Netzwerkes „Energieeffizientes und solares Bauen“ der EnergieAgentur.NRW zu bedenken, dass im Vorfeld weiterer Entwicklungen unbedingt der Bedarf von Akteuren wie großen Immobilienverwaltungen ermittelt werden sollte.

 

Technisch denkbar ist aber zum einen durch die Nutzung flugzeuggestützter Sensoren eine höhere zeitliche Flexibilität zu erzielen und eine bessere räumliche Auflösung zur genaueren Gebäudedifferenzierung einzusetzen. Zum anderen bietet es sich an, weitere Geodaten in die Methoden zu integrieren. Hochgenaue 3D-Stadtmodelle könnten z.B. – mit entsprechenden Informationen versehen - auch gebäudescharfe Informationen zur Bausubstanz liefern.

 

Dieser Ausblick führte direkt über zum nächsten Impulsvortrag. 3D-Stadtmodelle sind nur dann für verschiedenste Anwendungen mit energetischen Fragestellungen zu nutzen, wenn sie höchsten Ansprüchen auch hinsichtlich ihrer Genauigkeit sowie geometrischen Integrität und logischen Konsistenz genügen. Nur dann sind sie auch effektiv für stadtgebietsabdeckende Analysen etwa zur Errechnung von Wärmebedarfsprognosen oder Potenzialen zur solaren Energiegewinnung zu nutzen.

 

Heiner Rößmann von der EFTAS GmbH stellte dazu mit dem Projekt HABIS (Hybrid Automatic Building Interpretation System) einen Ansatz vor, der nach den genannten Qualitätskriterien entwickelt wird, um vollautomatisch Dachflächen dreidimensional zu erfassen. Es steht dabei die integrative „Nutzung von 3D-Lasersanner-Daten, hochaufgelösten Stereo-Luftbilddaten und amtlichen Grundrissdaten zur vollautomatischen Ableitung von detaillierten 3D-Gebäudemodellen“ im Fokus.

 

Kombiniert werden also Geobasisdaten mit zusätzlichen, in der Regel flugzeugbasierten, Fernerkundungsdaten. Die Fertigstellung des Software-Prototyps ist noch für 2011 vorgesehen.

 

HABIS Prozesskette

 

Die anschließende Erörterung brachte die Vorteile des Systems auf den Punkt: Die vollautomatischen Prozesse bieten erhebliche Kostenvorteile im Vergleich zu den üblichen manuellen Verfahren. Zudem gewährleisten die angesetzten Qualitätsstandards alle Möglichkeiten der Nutzung, zumal die Gebäude-Geometrien im CityGML-Standard des OGC (Open Geospatial Consortium) abgelegt werden und somit keinen Einschränkungen unterliegen.

 

Damit sind sowohl öffentlichkeitswirksame Web-Anwendungen, wie die zur Zeit sehr beliebten Solarkataster, abzubilden als auch Anwendungen zu realisieren, bei denen „belastbare“ Vermessungsaussagen gefordert sind, wie bei Versiegelungskatastern für das Abwassergebührensplitting. Anwendungen in verschiedensten Aufgabenbereichen der Städte sind ebenfalls möglich – Wirtschaftsförderung, Tourismus oder Lärmausbreitungsanalysen sind weitere Beispiele.

 

Als Anregung der Teilnehmer nehmen die Entwickler mit, dass eine Möglichkeit realisiert werden sollte, welche die Integration von oder zumindest den Abgleich mit bestehenden 3D-Modellen ermöglicht.

 

Peter Loef von der CENALO GmbH näherte sich mit dem letzten Impulsvortrag „Gewinnung von hochaufgelösten Luftbilddaten mit unbemannten Quadrokoptern zur 3D-Modellbildung, 3D-Visualisierung, Zustandsbewertung und Baudokumentation sowie thermografischen Erfassung von Dächern“ dem Gebäudebestand aus Sicht der Fernerkundung maximal an.

 

Der Quadrokopter ist Träger für verschiedenste Kamerasysteme, so dass das Spektrum der gängigen Fernerkundungssensoren abgebildet werden kann. Im Vergleich zur satelliten- und flugzeuggestützten Fernerkundung wird der Einsatz des Quadrokopter zwar auf wesentlich kleine Raumausschnitte begrenzt, ermöglicht dafür aber Aufnahmen in deutlich höherer Auflösung bis in den Millimeterbereich.

 

Quadrocopter und Aufnahmen des Systems

 

Die Vertreter der EnergieAgentur.NRW sahen daher Möglichkeiten des Einsatzes insbesondere im Rahmen der Bauüberwachung und signalisierten, einen Gastvortrag im entsprechenden Arbeitskreis der EnergieAgentur.NRW zu ermöglichen.

 

Der Austausch zwischen den Experten der Energie- und Geoinformationsbranche im Rahmen des dritten AIR-Business-Frühstücks machte deutlich, dass der Dialog immer dort sehr fruchtbar ist, wo es um konkrete Leistungen, Projekte oder - besser noch - Produkte geht. Kosten und Nutzen sollten dabei klar werden und wiederum im vernünftigen Verhältnis zueinander stehen. In dieser Art und Weise ist der Mehrwert des Einsatzes der Geoinformationstechnologien insbesondere für Zielgruppen außerhalb der Geoinformationsbranche wie potenziellen Anwendern oder Investoren einfach sehr anwendungsbezogen und nachvollziehbar zu kommunizieren.

 

Vor diesem Hintergrund ist die Ankündigung nachvollziehbar, dass der AIR weitere Veranstaltungen dieses Formats zum Bereich Energie folgen lässt, gibt es doch, wie eingangs erwähnt, noch eine Reihe weiterer lohnender Themen.

 

Bereits beim diesjährigen Wo?-Kongress am 7. und 8. Dezember im Wissenschaftspark Gelsenkirchen – übrigens auch Sitz der EnergieAgentur.NRW für die Bereiche Forschung und Netzwerke – werden unter dem Oberthema GeoMobility „neue Lösungen der Auftragsverwaltung und Navigation in der Energiewirtschaft“ auf die Agenda gestellt.

 

Die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) ist also nicht nur hinsichtlich des Themas Geoinformation für die Energiebranche von Bedeutung – auch die anderen IKT-Bereiche, wie Mobile Communications oder Breitband, sind hochrelevant.

 

Olaf Büscher beendete die Veranstaltung so auch mit dem Hinweis auf den nächsten Wettbewerb "IKT.NRW", der im Herbst diesen Jahres ausgerufen werden soll, und der Hoffnung, dann auch den einen oder anderen Teilnehmer dieser dritten Ausgabe des Business-Frühstücks mit einer „Cross-Cluster“-Projektidee zwischen IKT- und Energiebranche unter den Wettbewerbssiegern zu entdecken.


 
 
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