Preisträger – Wettbewerb Auf IT gebaut 2017 Kurzfassungen der

Kurzübersicht
Preisträger – Wettbewerb Auf IT gebaut 2017
Kurzfassungen der prämierten Arbeiten im Bereich
Bauingenieurwesen
R G - B AU
Unter der
Schirmherrschaft des
Kurzübersicht Preisträger – Wettbewerb Auf IT gebaut (2017) – Bereich Bauingenieurwesen
GIS-basierte Machbarkeitsanalyse von Nahwärmenetzen
Jan-Friedrich Köhle
Ziel der Arbeit
Nahwärmenetze, welche aus zentralen Wärmeerzeugern
und einem rohrbasiertem Verteilsystem bestehen, bieten einige Vorteile im Vergleich zu klassischen, dezentralen Heizungssystemen. So können z.B. industrielle Abwärmen oder regenerative Rohstoffe als Energieträger
genutzt werden, sodass eine Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen und eine regionale Wertschöpfungskette
erreicht wird.
Regenerative Nahwärmenetze liefern durch die Ablösung von bestehenden Öl- und Gasheizungen einen Beitrag zur Energiewende. Häufig können Nahwärmenetze
allerdings nur auf Basis von Genossenschaften realisiert
werden, da die zu erwartenden Gewinnmargen für Investoren zu gering sind. Genossenschaftliche Konzepte
benötigen eine hohe intrinsische Motivation und andererseits wird auch schon für die Machbarkeitsanalyse,
Vorplanung und die ersten Kostenermittlungen ingenieurtechnisches Knowhow erforderlich.
An diesem Punkt setzt das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Konzept für das Software-Toolkit iLDHS – intelligent local district heating system an: Es wird eine WebApplikation auf Basis eines geografischen Informationssystems entwickelt, welche auf Grundlage einer, auch
für Nicht-Experten, einfach zu bedienenden Benutzeroberfläche (Gamifizierung) es ermöglicht Nahwärmenetze mit der Qualität einer Vorplanung zu entwickeln
und zu berechnen. Dazu wird die geografische Lage des
Netzes automatisiert bestimmt und es werden auch
hydraulische Berechnungen durchgeführt sowie Kernparameter wie Rohrdurchmesser, Verluste und kritische
Pfade (etc.) ausgegeben. Der Benutzer kann in diesen
Prozess eingreifen, Parameter wie Verbräuche oder die
Position von Leitungen ändern und diese verschiedenen
Varianten als Szenarien abspeichern und Vergleiche
durchführen.
Dieses Konzept integriert die soziale Intelligenz der Interessenten in den Entwicklungsprozess eines Nahwärmenetzes und ermöglicht es so Nicht-Experten Konzepte für
Nahwärmenetze zu einer frühen Planungsphase zu erstellen.
Kontakt
Jan-Friedrich Köhle / [email protected]
2
www.rkw.link/rgbau
Kurzübersicht Preisträger – Wettbewerb Auf IT gebaut (2017) – Bereich Bauingenieurwesen
BIM-basiertes Simulationsmodell zur Berechnung der
Lebenszykluskosten von Straßentunneln
Marius Mendrina
Straßentunnel erzeugen aufgrund ihrer betriebs- und
verkehrstechnischen Ausrüstung hohe Folgekosten, die
sogar die Erstellungskosten übersteigen können. Ziel
dieser Arbeit ist eine kostenoptimierte Planung der
Ausrüstung von Straßentunneln unter Anwendung der
Methode BIM. Durch die Einführung des Stufenplans
wird das Thema BIM auch für den Tunnelbau präsent.
Hierzu wird ein Modell eines Straßentunnels samt Ausrüstung in Autodesk-Revit erstellt und mit Kosteninformationen verbunden. Die Erstellung des gesamten Modells erfolgt automatisiert mithilfe von Dynamo-Skripten. Dynamo ist ein Programm zur visuellen Programmierung in Revit. Die im Rahmen dieser Arbeit erstellten
Skripte sind so programmiert, dass vom Anwender lediglich die gewünschten Parameterwerte (Typ, Anzahl, Abmessungen, Position) eingetragen werden. Die Skripte
ermöglichen somit die schnelle und einfache Erstellung
von Straßentunnelmodellen in einer BIM-fähigen Software.
www.rkw.link/rgbau
Zudem berechnen die Skripte automatisch die Lebenszyklus- und Initialkosten der Ausrüstung. Hierdurch ist
ein sofortiger monetärer Vergleich verschiedener Varianten möglich. Der Vergleich der Varianten hinsichtlich der
Lebenszykluskosten fördert überdies ein nachhaltiges
Tunneldesign, da die Lebenszykluskostenrechnung nicht
auf die Realisierung kurzfristiger autonomer Einsparungen abzielt, sondern auf die Optimierung der Gesamtkostenentwicklung über den Lebenszyklus.
Nachdem eine Vorauswahl der Ausrüstungsteile getroffen worden ist, können die Kosteninformationen durch
die Skripte zu der im Rahmen dieser Arbeit erstellten
Microsoft Excel-Datei exportiert werden. In der Datei
stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung durch die
Kostentreiber identifiziert, mögliche Kostensteigerungen
einkalkuliert und Risikoprofile erstellt werden können.
Durch die verschiedenen Verfahren ist es möglich genauere Kostenprognosen zu erstellen, wodurch ebenso
ein nachhaltiges Tunneldesign gefördert wird.
Kontakt
Marius Mendrina / [email protected]
3
Kurzübersicht Preisträger – Wettbewerb Auf IT gebaut (2017) – Bereich Bauingenieurwesen
Untersuchung der Qualität des Verkehrsablaufs der Weseler Straße in
Münster mit einem kombinierten optisch/digitalen Erhebungsverfahren
Hendrik Schwegmann
Problemstellung und Zielsetzung
Die Weseler Straße gehört zu den am stärkst belasteten
Hauptverkehrsachsen in Nord/Süd-Richtung der Stadt
Münster. Durch die Verkehrsbelastung entsteht eine
hohe Konzentration an Schadstoffen wie Feinstaub, Kohlenstoffdioxid, verschiedene Stickstoffe sowie Lärm.
In der hier vorgestellten Arbeit sollte geprüft werden, ob
die Qualitätsstufe des Verkehrsablaufs (QSV) der Weseler Straße den Anforderungen der aktuellen Richtlinien
entspricht.
Lösungsansatz
Um diese Aufgabenstellung zu erfüllen, wurde die Koordinierung des 6 km langen Streckenzugs mithilfe einer
GPS-Kamera und einem OBD-II Adapter untersucht. Ein
Hintergrund für die Wahl dieser Lösung war die Herausforderung, visuelle Daten, geographische Daten und numerische Daten miteinander zu verknüpfen, um diese
Informationen so weit wie möglich zu komprimieren
und auswertbar zu machen.
Umsetzung
Die Kamera wird mithilfe einer Halterung an der Windschutzscheibe im Innenraum des Messfahrzeuges angebracht. Die Kamera wird mit der VIRB-App gesteuert, mit
der die Kamera in vollem Umfang konfiguriert und bedient werden kann. Der OBD-II Adapter wird an der dafür
vorgesehenen Schnittstelle im Fahrzeug angebracht und
mit der Kamera per Bluetooth verbunden. Die Verknüpfung der Videoaufnahmen mit den aufgenommenen
Messdaten erfolgt mit der Zusatzsoftware VIRB Edit. Die
Messdaten werden mit einstellbaren Overlays auf dem
Video angezeigt.
4
Beim Exportieren des referenzierten Videos erhält man
eine GPX-Datei, die genau auf das Video zugeschnitten
ist und die sich in Excel als XML-Tabelle einlesen lässt,
wodurch Auswertungen möglich werden.
Anwendungsmöglichkeiten
Die Kamera kann auch mit anderen Erfassungssystemen
verknüpft werden, was es möglich macht unter anderem
folgende Fragestellungen zu beantworten:
– Vorher/Nachher Untersuchungen im Verkehrsstrom
bei geänderten Rahmenbedingungen
– Zeitreihenbetrachtungen auf bestimmten
Verkehrsachsen
– Fahrverhaltensanalysen und Einfluss auf
Verkehrsemissionen.
Kontakt
Hendrik Schwegmann / [email protected]
www.rkw.link/rgbau
Auslober:
Premium-Förderer:
Förderer:
Medienpartner:
www.rkw-kompetenzzentrum.de
Über das RKW Kompetenzzentrum
Das RKW Kompetenzzentrum unterstützt kleine und mittlere Unternehmen in Deutschland dabei,
ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken und zu halten. In der Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Politik und
Wirtschaft werden praxisnahe Empfehlungen und Lösungen zu den Themen Unternehmensentwicklung,
Fachkräftesicherung, Gründung und Innovation entwickelt.
Das RKW Kompetenzzentrum ist eine bundesweit aktive, gemeinnützige Forschungs- und Entwicklungseinrichtung des RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrums der Deutschen Wirtschaft e. V.
Die RG-Bau arbeitet branchenbezogen und unterstützt mittelständische Unternehmen in der Bauwirtschaft zum Beispiel
bei der Entwicklung und Gestaltung von Zukunftsmärkten und bei der Stärkung der Innovationskraft in der gesamten
Wertschöpfungskette Bau. Bei der Einführung neuer digitaler Arbeitsmethoden werden Unternehmen durch regelmäßige
Informationen in der ibr Informationen Bau-Rationalisierung, durch Faktenblätter, in Fachveranstaltungen und Veröffentlichungen von Forschungsergebnissen informiert. Projektergebnisse der RG-Bau und ihrer Partner werden auch in der Veranstaltung „Digitales Planen, Bauen und Betreiben“ im Rahmen der Baufachmessen bautec in Berlin und BAU in München
verbreitet. Hier werden auch die Preise im Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ verliehen.
Impressum
RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrum der Deutschen Wirtschaft e. V.
RKW Kompetenzzentrum, Düsseldorfer Straße 40 A, 65760 Eschborn, www.rkw-kompetenzzentrum.de
Art Direction: Claudia Weinhold, Bildnachweis Titelbild: Kheng Ho Toh – 123 rf
Stand Januar 2017

Download Report