GreenFDT – Green Facade Digital Twin – Fassadenbegrünung mit digitalem Zwilling

In interdisziplinärem Rahmen werden die Möglichkeiten zur Optimierung des Hinterlüftungsabstandes von Fassadenbegrünungselementen und deren Wirkungspotenziale auf Raum- und Stadtklima untersucht. Die genaue und umfassende Untersuchung dieser Zusammenhänge wird durch den Einsatz umfangreicher Messtechnik, sowie die Entwicklung und Integration eines Digitalen Zwillings in ein BIM-Modell ermöglicht.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation / Motivation

Das vorliegende Forschungsvorhaben mit dem Titel "Green Fassade Digital Twin" hat zum Ziel, die Potentiale von grünen Fassaden zur Ertüchtigung von Bestandsgebäuden (teilweise auch unter Denkmalschutz) anhand eines realen Fallbeispiels zu erforschen. Konkret soll an der Fassade der Favoritenstraße 9-11, ein von der TU-Wien gemietetes Objekt, eine Fassadenbegrünung im Ausmaß von 4 bis 16 Elementen in den oberen Etagen und potenzielle trog gebundene Begrünung der Erdgeschosszone realisiert werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Durch die Konzipierung, Modellierung und das Monitoring von vorgehängten hinterlüfteten Fassadensystemen wird eine Forschungslücke geschlossen, da bisher keine genauen Daten zur Leistungsfähigkeit solcher Begrünungs-Systeme mit verschiedenen Abständen zur Wand vorliegen.

Neben winterlichem Wärmeschutz soll das Reduktionspotential der sommerlichen Überwärmung im städtischen Straßenraum durch positive hygrothermische Effekte erfasst und im idealen Fall gesteigert werden. Um diese Qualität der Fassadenbegrünung detailliert zu quantifizieren werden die Fassadensysteme mit einer hohen Dichte von sensiblen Sensoren ausgestattet und somit ununterbrochen bauphysikalisch überwacht.

Methodische Vorgehensweise

Mittels digitaler Technologien - Digitaler Zwilling der Grünen Fassade - werden die Begrünungssysteme und Bestandsfassaden modelliert und mit den Sensordaten gekoppelt.Diese Integration von engmaschig eingesetzten Hardwarekomponenten mit einem semiautomatisierten Softwarepaket und darüber hinaus der erprobten BIM-Technologie ermöglicht es, das Monitoring des physischen Zwillings, die Datenauswertung und die Prognose für die Lebenszyklus-Performance der Grünen Fassade zu generieren und verifizieren.

Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Simulation des solaren Strahlungseintrags, die eine davon abhängige Pflanzenauswahl ermöglichen soll. Die Aggregation dieser Erkenntnisse bildet die Wissensbasis für die Entscheidungsunterstützung bei der zukünftigen Konzeption und Planung von Fassadenbegrünungssystemen. Weiters sollen mit Hilfe von photogrammetrischer Dokumentation der Begrünung auch Simulationsmodelle, die das Wachstum der Pflanzen simulieren validiert werden.

Erwartete Ergebnisse

Dank der vielfältigen und umfangreichen Publikationsmöglichkeiten, die durch die Projektansiedlung an der TU-Wien niederschwellig gegeben sind, ist zu erwarten, dass die gewonnenen Erkenntnisse, neben Lehre und Veröffentlichungen, schnell ihre Anwendung in den einschlägigen Projekten der Fassadenbegrünung im Bestand und den entsprechenden ausführenden Betrieben finden werden. Dieser Mehrwert wird durch den Firmenpartner, der eine bekannte Größe in der österreichischen Landschaft der Fassadenbegrünenden Firmen darstellt, weiter gesteigert.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Univ. Prof. Azra Korjenic - Forschungsbereich Ökologische Bautechnologien, Institut für Werkstofftechnologie, Bauphysik und Bauökologie, TU Wien

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

Univ.Prof. Iva Kovacic - Forschungsbereich Integrale Planung und Industriebau, TU Wien
Univ.Prof. Michael Wimmer - Advanced Computational Design, TU Wien
Univ.Ass. Gernot Steindl - Forschungsbereich Automation Systems, TU Wien
Mag. Sascha Haas - Tech Metall Erzeugungs-, Handel und Montage GesmbH

Kontaktadresse

Univ.Prof. Dr. Azra Korjenic
Karlsplatz 13/E207-03
A-1040 Wien

Tel.: +43 (1) 58801 207300
E-Mail: azra.korjenic@tuwien.ac.at
Web: www.obt.tuwien.ac.at