Nutzen Sie KI-basierte Variantenanalysen in Ihrem Entwurfsprozess

Basierend auf Ihren ersten Entwürfen (Kubatur/Grundrisse) und den Zielen Ihres Auftraggebers generiert Metabuild simulationsbasiert die besten Planungsvarianten für Gebäudehülle, TGA und Energieversorgung.

Über diesen Service

  • Benötigte Eingangsdaten
    • Grundrisse/Kubatur inkl. Planungsdetails (Heizung, Gebäudehülle etc.)
    • Standort
    • Nutzungsart
    • Optional: Annahmen (z.B. Belegungspläne, Sollwerte, etc.)
  • Das Ergebnis

    Das Ergebnis der Berechnungen erhalten Sie in Form eines übersichtlichen PDF-Reports mit  Ergebnispräsentation durch unsere Experten.

    Darin wird Ihnen die am besten geeignete Planungsvariante im Vergleich zu anderen Planungsvarianten vorgestellt. Die generierte Planungsvariante ist eine spezifische Kombination aus allen Planungsoptionen und enthält genaue technische Spezifikationen zu Fenstergröße, Tragwerk und Gebäudehülle, Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Beleuchtung, Energieerzeugung und Wassersparsystem.

    Dazu werden alle Auswertungen detailliert dargestellt zu Wirtschaftlichkeit, Komfort und Nachhaltigkeit.

  • So werden Planungsvarianten generiert

    Es handelt sich um einen dynamischen Optimierungsprozess mit 4.000 auto­matisierten Ganzjahres­simulationen für Ihr Gebäude. Metabuild generiert automatisch Planungs­varianten, die jeweils simuliert, ausgewertet und verbessert werden.

    So werden im Rahmen eines Server-Laufs auf datenanalytischer Basis technisch-wirtschaftlich optimale Gebäudevarianten ermittelt. Bei jeder Simulation berücksichtigt Metabuild das dynamische Zusammenspiel sämtlicher Parameter, u.a. Architektur, Materialien, Gebäudetechnik, Wetterdaten, Kosten, Komfort und Nachhaltigkeit.

     

     

  • Über die KI von Metabuild

    Im Bereich der KI (künstlichen Intelligenz) sind evolutionäre Algorithmen ein Weg zur Lösung komplexer, multikriterieller Optimierungsprobleme. Evolutionäre Algorithmen verwenden Mechanismen, die von der biologischen Evolution inspiriert sind, wie beispielsweise Reproduktion, Mutation, Rekombination und Selektion.

    Der evolutionäre Algorithmus von Metabuild wurde speziell auf die Bedürfnisse von BIM und Gebäudesimulation zugeschnitten. Seine einzigartigen Funktionen ermöglichten es uns, die erste Plattform zu schaffen, die evolutionäre Optimierung mit der Leistungsfähigkeit von Gebäudesimulation und Cloud Computing verbindet.

    Zum Forschungshintergrund: Unsere Software wurde von führenden Wissenschaftlern auf dem Gebiet der Gebäudesimulation und -optimierung entwickelt. Studien über die Leistungsfähigkeit unseres Algorithmus wurden in führenden peer-reviewed Journalen veröffentlicht. Im Rahmen von Partnerschaften mit der TU-Berlin und der NTNU Trondheim arbeiten wir permanent an der Verbesserung unserer Software.

  • Von der KI untersuchte Planungsoptionen

    Im folgenden werden die Planungsoptionen zusammen gefasst, die im Optimierungsprozess unterschiedlich kombiniert untersucht werden. Übrigens, Optionen können flexibel eingeschränkt und/oder vorgegeben werden.

    Untersuchte Architektur-Optionen

    • Fenstergrößen
      Variable Fensterflächenanteile (10 – 100%; Minimalwerte für Fensterhöhen und Fensterbreiten lassen sich fassadenspezifisch festlegen)
    • Gebäudeausrichtung (Prüfung in 1°-Schritten möglich; Bereiche können vom Kunden vorgegeben werden.)

    Untersuchte Optionen im Bereich Tragwerk und Gebäudehülle

    • Stahlbetonbauweise:
      Stahlbeton-Massivdecke mit metallgerahmter, verkleideter Fassade
      Stahlbeton-Massivdecke mit Holzrahmenfassade
      Stahlbeton-Massivdecke mit gemauerter Fassade/Mauerwerksfassade
      Stahlbeton-Massivdecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
      Stahlbeton-Massivdecke mit Ortbetonfassade
      Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit metallgerahmter, verkleideter Fassade
      Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Holzrahmenfassade
      Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Mauerwerksfassade
      Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
      Stahlbeton-Hohlkörperdecke mit Ortbetonfassade
      Stahlbeton-Fertigteildecke mit Mauerwerksfassade
      Stahlbeton-Fertigteildecke mit Stahlbetonfassade
      Stahlbeton-Fertigteildecke mit Ortbetonfassade
    • Stahlverbundbauweise:
      Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit metallgerahmter Paneelfassade
      Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Holzrahmenfassade
      Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Mauerwerksfassade
      Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit vorgefertigter Stahlbetonfassade
      Stahl-/Stahlbeton-Verbunddecke mit Ortbetonfassade
    • Holz- und Holz-Hybridbauweise:
      Holzkonstruktion mit metallgerahmter Paneelfassade
      Holzkonstruktion mit Holzrahmenfassade
      Holz-Beton-Hybriddecken mit vorgefertigter Holz-Paneel-Fassade
    • Dämmstoffe für Außenwand-, Dach- und Bodenkonstruktionen:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm
      Polyurethanhartschaum (PUR); 0 bis 32 cm
      Extrudiertes Polystyrol (XPS); 0 bis 32 cm
      Zellulose; 0 bis 32 cm
      Glaswolle; 0 bis 32 cm
      Steinwolle; 0 bis 32 cm
      Holzfaser; 0 bis 32 cm
      Polyisocyanurat (PIR); 0 bis 32 cm
    • Verglasung:
      Zweifachverglasung, U = 1,3, Argon und doppelte Sonnenschutzschicht
      Zweifachverglasung U = 1,1, emissionsarmer (LoE) Film Argon
      Zweifachverglasung, U = 1,0, emissionsarmer (LoE) Film mit doppelter Sputterschicht
      Dreifachverglasung U = 0,9, klar Argon
      Vierfachverglasung U = 0,8, emissionsarmer (LoE) Film Krypton
      Dreifachverglasung, U = 0,7, Argon und Schichten zur optischen Aufwertung
    • Fensterrahmenmaterial:
      Holzrahmen
      Verbundwerkstoff
      Aluminium- oder Metallrahmen
      Vinyl-Rahmen
    • Sonnenschutz:
      Innenliegende Verdunkelungsrollos
      Innen-Jalousien
      Vorhänge
      Plissees
      Markisen
      Markisoletten
      Außen-Jalousien

    Untersuchte Optionen für Heizung, Lüftung, Klimatisierung

    • Wärme- und Brauchwassererzeuger:
      Fernwärme
      Kondensationskessel (Öl)
      Kondensationskessel (Gas)
      Erdwärmepumpe
    • Wärmeverteilungssystem:
      Elektrische Heizkörper
      Warmwasser-Heizkörper
      Warmwasser-Fußbodenheizung
      Gebläsekonvektor (Fan-Coil)
    • Kälteerzeuger:
      Wassergekühlter elektrischer Schraubenkühler
      Luftgekühlter elektrischer Schraubenkühler
      Wassergekühlte Kolbenkompressor-Kältemaschine
      Luftgekühlte Kolbenkompressor-Kältemaschine
    • Mechanische Lüftung:
      Abluft (keine Wärmerückgewinnung)
      Zu- und Abluft (Wärmerückgewinnung möglich)
      Mit Warmwasser-Heizregister
      Mit elektrischem Heizregister
      Mit wassergekühltem Kühlregister
      Mit DX-Heizregister
      Wärmerückgewinnung über Plattenwärmetauscher
      Wärmerückgewinnung über Rotationswärmetauscher

    Untersuchte Optionen für die Beleuchtung

    • Halogen
    • Leuchtstofflampe (T5/T8/T12)
    • Natriumhochdruck
    • LED

    Untersuchte Optionen für die Energieerzeugung

    • Vor-Ort-Primärenergiesysteme (KWK):
      Verbrennungsmotor auf Erdgasbasis
    • Photovoltaikanlagen:
      PV-Module aus polykristallinem Silizium
      Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) PV-Module
      PV-Module aus amorphem Silizium
      Monokristalline Silizium-PV-Module
    • Batterien:
      Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien
      Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Batterien

    Untersuchte Optionen für Wasserspar-Systeme

    • Grauwasserrecycling naturnah
    • Grauwasserrecycling Membran-Bioreaktor
    • Regenwassersammlung und -wiederverwendung
    • Wasserspararmaturen

     

  • Von der KI durchgeführte Gebäudesimulationen
    • Flächenberechnungen nach DIN 277 auf Basis von 3D-Modellen
    • Baukostenberechnungen nach DIN 276:2018-12 (Kostengruppen 300 + 400) auf Grundlage von BIM-Daten
    • Betriebs- und Lebenszykluskosten (einschließlich Reinvestitionen + Instandhaltung, Inflation, Energiepreissteigerungen usw.) nach DIN 18960
    • Energiesimulationen auf der Grundlage detaillierter bauphysikalischer Simulationsalgorithmen für Wärmeübertragung, Strahlung, Konvektion, Luft- und Feuchtigkeitstransport, Lichtverteilung und Wasserströme
    • Detaillierte Profile für Belegung und Beleuchtung für verschiedene Gebäudenutzungsarten
    • Zeitliche Auflösung der Energiesimulationen: 365 Tage im Jahr, 10-Minuten-Zeitschritte
    • Standortspezifische stündliche Wetterdaten (einschließlich Außenlufttemperatur, Außenluftfeuchtigkeit, Luftdruck, Bewölkungsgrad, Windrichtung und -geschwindigkeit, Niederschlag, kurzwellige Strahlung, atmosphärische und terrestrische langwellige Gegenstrahlung, usw.)
    • Tiefe Integration der leistungsstarken Simulationsengine EnergyPlus
    • Detaillierte ganzjährige Komfortsimulationen: Tageslicht, thermischer Komfort und Luftqualität
    • Zeitliche Auflösung der Komfortsimulationen: 365 Tage im Jahr, 60-Minuten-Zeitschritte
    • Tageslichtkomfortsimulationen nach WELL- und LEED-Standard auf Basis von Radiance (Raytracing-Engine).
    • Thermische Komfortanalysen gemäß ASHRAE 55:2010 und EN ISO 7730
    • Raumluftqualitätsanalysen nach Eurofins, WELL, LEED IEQ Credit 3.2 und BNB BN 3.1.3
  • Von der KI verwendete Auswertungskriterien

    Metabuild enthält alle wesentlichen Auswertungskriterien für die Gebäude-Performance. Nach jeder Iteration wird die Planungsvariante anhand dieser Kriterien analysiert und bewertet.

    Auswertungskriterien zur Wirtschaftlichkeit

    • Investitionskosten (Kostengruppen 300 und 400 der DIN 276)
    • Energiekosten
    • Wartungs- und Wiederbeschaffungskosten
    • Lebenszykluskosten

    Auswertungskriterien zum Komfort

    • Tageslichtkomfort: Kontinuierliche Tageslichtautonomie, Useful Daylight Illuminance, Jährliche Sonnenscheinbelichtung nach WELL Standard und LEED V3
    • Thermischer Komfort: PPD- und PMV-Index, Zugluftrisiko, Vertikaler Lufttemperaturunterschied, Fußbodentemperatur, Strahlungsasymmetrien nach nach ANSI/ASHRAE 55:2010 und EN ISO 7730
    • Luftqualität: Lüftungsrate, CO2-Konzentration, Relative Luftfeuchtigkeit, Flüchtige organische Verbindungen, CMR-Stoffe, Acetaldehyd, Formaldehyd nach Eurofins, WELL und LEED IEQ Credit 3.2

    Auswertungskriterien zur Nachhaltigkeit

    • Gesamtenergieverbrauch
    • Primärenergieverbrauch
    • Stromverbrauch
    • CO2-Emissionen
    • Graue Energie
    • Wasserverbrauch

Werden Sie Metabuild-Technologie-Partner, um unsere Services in Ihrem Entwurfsprozess zu nutzen.

  • Mehr schaffen: Erhöhen Sie die Wertschöpfung in Ihrem Büro, indem Sie bei gleicher Mitarbeiterzahl mehr Projekte abwickeln
  • Flexible Zusammenarbeit: als Subunternehmer, in einer ARGE oder per direkter Beauftragung
  • Einfach: direkt nach kurzer Schulung einsetzbar, inklusive Support
  • Fair: keine laufenden Kosten, projektbezogene Abrechnung auf Basis der BGF – mit flexiblen Abrechnungsmodellen
  • Gut vernetzt: Zugriff auf die Leistungen anderer Metabuild-Technologie-Partner (TGA-Planer, BIM-Experten, Energieplaner, Bauphysiker etc.)

Lernen wir uns kennen.

Erfahren Sie in einem 30-minütigen Online-Meeting mehr über die nächsten Schritte für Ihr Projekt und das Partnerprogramm.

Selbstverständlich ist das Meeting kostenlos und unverbindlich.