"Simulation und Visualisierung von Stoffströmen in neuartigen Sanitärsystemen für klima- und ressourcenschonendes Bauen"
Projektförderung:
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Projektlaufzeit:
- Phase 1: 08/2016 bis 08/2018
- Phase 2: 03/2020 bis 02/2021
BUW-Projektleitung:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong
BUW- Projektbearbeiter:
Dr.-Ing. Heinrich Söbke
Projektpartner:
Björnsen Beratende Ingenieure GmbH
Technische Universität Berlin (TUB)
Ifak – Institut für Automation und Kommunikation e.V.
Projektwebsite:
www.uni-weimar.de/sampsons
Problemstellung
Neuartige Sanitärsysteme („NASS“) sind vor dem Hintergrund der Ressourcenverknappung, des sinkenden Wasserverbrauchs und damit einhergehender hydraulischer Probleme in unseren Abwasserkanälen sowie sich stetig ändernder Randbedingungen durch demografischen und klimatischen Wandel in den letzten Jahren auch in Deutschland immer stärker in den Fokus siedlungswasserwirtschaftlicher Betrachtungen gerückt (vgl. von Horn et al., 2013). Ziel ist die Wiedernutzung beschränkter Ressourcen (z. B. Nährstoffe) sowie ein nachhaltigeres Abwassermanagement. Diskussionen zu diesen Technologien werden oft engagiert geführt, bedürfen jedoch einer Versachlichung. Für die Verstetigung von NASS als Stand der Technik fehlen jedoch u.a. Planungswerkzeuge. Die im Projekt TWIST++ entwickelten Werkzeuge PUS und Simulationsspiel leisten hier bereits einen wertvollen Beitrag. Sie sind aber für den Einsatzzweck der ingenieurtechnischen Grobplanung weniger geeignet, da sie zum einen auf Detaildaten beruhen (PUS) und nicht einen direkten Ad-Hoc-Ansatz unterstützen (Spiel).
Zielsetzung
Ziel des Projekts ist es, einen intuitiv zu bedienenden Simulator zu schaffen, der es sowohl dem Ingenieur als auch dem Endanwender erlaubt, Stoff- und Ressourcenströme von neuartigen Sanitärsystemen in der konzeptionellen Grobplanung zu simulieren und zu visualisieren und damit ihr Potenzial bezüglich einer Vielzahl von Kriterien unter den vor Ort gegebenen Randbedingungen zu evaluieren. Neben „klassischen“ Kriterien (Nährstoffbilanzen beispielsweise für Stickstoff und Phosphor, Energiebilanzierung) können hier auch Nachhaltigkeitsindikatoren wie die erweiterte Energiebilanzierung über den Primärenergiebedarf, Treibhausgasemissionen, Eutrophierungspotential sowie Lebenszykluskosten Berücksichtigung finden. Neben der Unterstützung bei der Grobplanung von Sanitärsystemen, die u. a. aus einer vergleichenden Bewertung verschiedener potenzieller Optionen besteht, ergibt sich als weiterer Nutzen des Projektes (insbesondere durch die Visualisierungsoptionen) eine vertiefte Bewusstseinsbildung bei Nutzern sowie bei Multiplikatoren.
Vorgesehene Teilziele sind:
- Übersicht von simulationsrelevanten Basis- und Planungsdaten (Performance, Kosten, Umweltprofil, Stücklisten) verwendeter Technologien
- Erstellung eines leicht handhabbaren, aber dennoch flexiblen Simulators zur Modellierung und Visualisierung der Stoffströme in NASS.
- Erstellung von Modulen, die die Analyse von Neuartigen Sanitärsystemen auch bzgl. ihrer Ressourcenbilanzen, Kosten und potentiellen Umweltwirkungen erlauben. Hierbei ist eine modulare Vorgehensweise geplant, die es erlaubt, weitere Module (z. B. bei Aufkommen neuer Technologien) auch zu einem späteren Zeitpunkt hinzufügen zu können.
- Validierung und Test anhand von bereits implementierten NASS-Fallstudien
- Erstellung von Schulungsmaterial und Durchführung von Schulungen und Präsentationen des Simulators (falls sinnvoll), um die Bewusstseinsbildung bei Multiplikatoren zu fördern.