Insbesondere bei Industrie- und Zweckgebäuden verhindern komplexe Bestandsstrukturen, heterogene technische Systeme und eine unvollständige Dokumentation bislang eine konsistente digitale Abbildung des tatsächlichen Gebäudebetriebs. Gleichzeitig kommt gerade bestehenden Industrie- und Zweckgebäuden eine Schlüsselrolle für die Reduktion von Energieverbrauch und CO₂-Emissionen zu, deren Potenziale ohne durchgängige Datentransparenz jedoch vielfach ungenutzt bleiben. 

Genau hier setzt das Forschungsprojekt an: 

„Bisher war die energetische Sanierung im Bestand oft ein Blindflug auf Basis veralteter oder unvollständiger Informationen. Mit Hybrenergy machen wir den energetischen Ist-Zustand nachvollziehbar und können CO₂-Einsparpotenziale belastbar quantifizieren“, sagt Projektleiter Ingo Gitschier, der verantwortlich für die Projektkoordination bei Schneider Electric zeichnet. „Dabei verfolgen wir primär den Ansatz, Energieverbräuche durch Transparenz gezielt zu vermeiden, statt pauschal auf kostenintensive bauliche Maßnahmen zu setzen. So lassen sich Investitionen gezielt dort einsetzen, wo sie den größten Effekt auf Energieeffizienz und Klimaschutz erzielen.“ 

Hybrenergy etabliert eine einheitliche Datenbasis für Planung, Betrieb und Optimierung

Das im Oktober 2023 gestartete Forschungsprojekt zeigt, wie diese Transparenz technisch realisiert wird. Im Kern werden digitale Verfahren entwickelt, die Gebäudedaten integrieren und mithilfe von Simulationen belastbare Entscheidungsgrundlagen bereitstellen.

Eine zentrale Herausforderung liegt darin, dass Gebäudedaten über Planung, Betrieb und Instandhaltung hinweg häufig in unterschiedlichen Systemen vorliegen und nicht durchgängig nutzbar sind. Dies erschwert eine konsistente Bewertung des energetischen Gebäudebetriebs und führt dazu, dass Informationen für verschiedene Anwendungen vielfach separat erfasst und aufbereitet werden müssen. Ein Kernziel von Hybrenergy ist deshalb die Überwindung proprietärer Insellösungen: Durch die Entwicklung softwareübergreifender Datenstandards wird sichergestellt, dass Informationen aus der Planung verlustfrei in den Betrieb fließen – ohne zeitaufwendige Mehrfacherfassungen.

In seiner Rolle als Konsortialführer bringt Schneider Electric seine Expertise aus Gebäudeautomation, Energiemanagement und Digitalisierung ein, um die entwickelten Methoden in skalierbare Lösungen für den Gebäudebestand zu überführen. Initiiert wurde das Projekt von Professor Dr. Dr.-Ing. Dr. h.c. Jivka Ovtcharova vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Zum interdisziplinären Konsortium gehören unter anderem das KIT, die RWTH Aachen und das FZI Forschungszentrum Informatik sowie Industriepartner wie Lumoview, Actimage oder Archis. Während Schneider Electric die Datenerfassung sicherstellt, nutzen Partner wie die RWTH Aachen diese Informationen zur Optimierung energetischer Simulationen. Dabei kommen Analyseverfahren zum Einsatz, die sich im Maschinenbau und in der Automatisierungstechnik bewährt haben und nun auf Gebäude übertragen werden.

Industrieller Referenzstandort ermöglicht Validierung unter realen Betriebsbedingungen

Als Referenzstandort dient der Produktions- und Gebäudestandort der ABN GmbH by Schneider Electric in Neuenstadt am Kocher mit insgesamt elf Gebäudeeinheiten aus unterschiedlichen Bauphasen, teilweise aus den 1960er-Jahren. Als Teil des Schneider Electric-Produktionsnetzwerks repräsentiert der Standort typische strukturelle und technische Rahmenbedingungen industrieller Bestandsgebäude. Mit seinen über Jahrzehnte gewachsenen Gebäudestrukturen steht der Standort exemplarisch für die Herausforderungen vieler industrieller Bauten in Deutschland.

Der für den Standort entwickelte hybride Gebäudezwilling ermöglicht es, energetische Zusammenhänge unter realen Betriebsbedingungen zu analysieren und die Auswirkungen von Effizienzmaßnahmen in interaktiven ‚Was-wäre-wenn‘-Szenarien vor deren Umsetzung zu bewerten. Der hybride Zwilling fungiert als digitale Entscheidungshilfe, die Sanierungsszenarien wirtschaftlich vergleicht und dabei hilft, begrenzte Budgets mit maximalem Wirkungsgrad einzusetzen. Auf der Light + Building 2026 können Besucher am digitalen Zwilling simulieren, wie sich beispielsweise die Installation zusätzlicher PV-Panels auf die Energiebilanz auswirken, noch bevor der erste Euro investiert wird.

Integration in CAFM-Systeme ermöglicht kontinuierliche Steuerung des Gebäudebetriebs

Für die operative Nutzung werden die Gebäudedaten in bestehende Systeme überführt. Auf Basis standardisierter Datenstrukturen werden relevante Gebäudedaten erfasst und in CAFM-Systeme wie RIB IMS integriert.

Auf diese Weise stehen konsistente und strukturierte Gebäudedaten für den laufenden Betrieb zur Verfügung. Eigentümer und Betreiber können die energetische Performance ihrer Immobilien über den gesamten Lebenszyklus überwachen und gezielte Effizienzmaßnahmen ableiten. 

Da Industrie- und Zweckgebäude über Jahrzehnte betrieben werden, entscheidet die kontinuierliche und tagesaktuelle Verfügbarkeit belastbarer Betriebsdaten maßgeblich über ihre langfristige Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit.