Erhalten Sie Gebäude­planungen. Ganzheitlich optimiert mit KI-basierten Variantenanalysen.

Basierend auf ersten Architektur-Entwürfen (Kubatur/Grundrisse) und Ihren Zielen generiert Metabuild 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

    Metabuild nutzt einen wissenschaftlich abgesicherten dynamischen Optimierungsprozess mit 4.000 auto­matisierten Ganzjahres­simulationen für Ihr Gebäude. Dabei werden in einem iterativen Prozess automatisch Planungs­varianten generiert, die anschließend jeweils simuliert, ausgewertet und verbessert werden.

    So lassen sich auf datenanalytischer Basis technisch-wirtschaftlich optimale Gebäudevarianten ermitteln. 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

    • Stahlbeton-Skelettbauweise:
      Deckenvarianten:
      Massivdecke
      Hohlsteindecke
      Hohlplattendecke
      Verbundträger mit Ortbetondecke
      Verbundträger mit Verbunddecke
      Fassadenvarianten:
      Holzrahmenfassade (kalt/warm)
      Mauerwerksfassade (Ziegel/Kalksandstein/Porenbeton) (kalt/warm)
      Stahlbetonfertigteilfassade (kalt/warm)
    • Stahl-Skelettbau:
      Deckenvarianten:
      Massivdecke
      Hohlsteindecke
      Hohlplattendecke
      Verbundträger mit Ortbetondecke
      Verbundträger mit Verbunddecke
      Fassadenvarianten:
      Mauerwerksfassade (Ziegel/Kalksandstein/Porenbeton) (kalt/warm)
      Stahlbetonfertigteilfassade (kalt/warm)
    • Mauerwerkkonstruktion (Ziegel/Kalksandstein/Porenbeton):
      Deckenvarianten:
      Stahlbeton-Massivdecke
      Hohlsteindecke
      Hohlplattendecke
      Fassadenvarianten:
      Kaltfassade (VHF, Verblendmauerwerk, Paneele, etc.)
      Warmfassade (WDVS, Sandwichpaneele, Außenputz, etc.)
    • Tragende Ortbetonwand:
      Deckenvarianten:
      Stahlbeton-Massivdecke
      Hohlsteindecke
      Hohlplattendecke
      Fassadenvarianten:
      Kaltfassade (VHF, Verblendmauerwerk, Paneele, etc.)
      Warmfassade (WDVS, Sandwichpaneele, Außenputz, etc.)
    • Holzrahmenbauweise:
      mit Holzdecken und Holzrahmenfassade
    • Holz-Hybridbauweise:
      mit Holz-Beton-Decken und Holzpaneelen
    • Dämmstoffe für Außenwand-, Dach- und Bodenkonstruktionen:
      Außenwand:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm (Klasse B1)
      Extrudiertes Polystyrol (XPS); 0 bis 32 cm (Klasse B1)
      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 (Klasse B1)
      Dachkonstruktion:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm (Klasse B1)
      Polyurethanhartschaum (PUR); 0 bis 32 cm (Klasse B1)
      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 (Klasse B1)
      Deckenkonstruktion:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm (Klasse B1)
      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 (Klasse B1)
      Außenwände gegen Erdreich:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm
      Polyurethanhartschaum (PUR); 0 bis 32 cm
      Extrudiertes Polystyrol (XPS); 0 bis 32 cm
      Polyisocyanurat (PIR); 0 bis 32 cm
      Bodenkonstruktion:
      Expandiertes Polystyrol (EPS); 0 bis 32 cm
      Extrudiertes Polystyrol (XPS); 0 bis 32 cm

    Untersuchte Optionen im Bereich Fenster und Sonnenschutz

    • Verglasung:
      Zweifachverglasung, U = 1,3, Argon und doppelte Sonnenschutzschicht
      Zweifachverglasung, U = 1,1, Argon und Low-E-Beschichtung
      Zweifachverglasung, U = 1,0, Low-E-Beschichtung (doppelte Sputterschicht)
      Zweifachverglasung, U = 0,9, Argon klar
      Dreifachverglasung, U = 0,7, Argon und Schichten zur optischen Aufwertung
    • Fensterrahmenmaterial:
      Holzrahmen
      Holz-Alu-Verbundrahmen
      Aluminiumrahmen
      Kunststoffrahmen
    • Sonnenschutz:
      Plissees
      Markisen
      Markisoletten
      Außen-Jalousien / Raffstore

    Untersuchte Optionen für Heizung, Lüftung, Klimatisierung

    • Wärme- und Brauchwassererzeuger:
      Fernwärme
      Erdwärmepumpe
      Luftwärmepumpe
      Ölkessel (nur für Bestand)
      Gaskessel (nur für Bestand)
    • Wärmeverteilungssystem:
      Warmwasser-Heizkörper
      Warmwasser-Fußbodenheizung
      Heiz-/Kühl-Deckensegel
      Elektrische Heizkörper
      Gebläsekonvektor (Fan-Coil)
    • Kälteerzeuger:
      Fernkälte
      Wassergekühlter elektrischer Schraubenkühler
      Luftgekühlter elektrischer Schraubenkühler
      Wassergekühlte Kolbenkompressor-Kältemaschine
      Luftgekühlte elektrische Hubkältemaschine
    • Mechanische Lüftung:
      Abluft (keine Wärmerückgewinnung)
      Kombinierte Zu- und Abluftanlage (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

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

    Untersuchte Optionen für die Energieerzeugung

    • Vor-Ort-Primärenergiesysteme (KWK):
      KWK-Anlage 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

     

  • 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
  • Für welche Planungsphasen eignet sich dieser Service?

    Nutzen Sie diesen Service in folgenden Phasen

    • Grundlagenermittlung
    • Vorplanung
    • Entwurfsplanung

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