Zeitschrift EE

Zurück zu den Beiträgen

HOTSPOTS - Neuartige Einblicke und Ausblicke einer Stadt

von Karl Höfler und Claudia Windisch

Die Projektidee verknüpft messtechnische Innovationen in der Erfassung und Generierung stadtbezogener Daten mit neuartigen Prozessketten in der Datenauswertung und Analyse. Auf Basis wissenschaftlicher Ansätze erarbeitet HOTSPOTS eine durchgängige Verfahrenskette, welche zukünftig Auswahlverfahren im Bereich von baulichen und gebäudetechnischen Sanierungsmaßnahmen einer Stadtentwicklung aufzeigen soll. Somit soll das Risiko von ad-hoc Entscheidungen oder Fehlinvestitionen für politisch Verantwortliche reduziert werden.

Abbildung 1: Modellbild der Stadt Gleisdorf (Quelle: Siemens)

Einleitung und Zielsetzung

Bislang liegen stadtbezogene Daten in unterschiedlicher Qualität, Aktualität und räumlicher Auflösung fragmentiert bei unterschiedlichen Datenhaltern auf. Somit mangelt es oft an einer gemeinsamen Datenbasis konsolidierter und harmonisierter Datensätze. Energieeffizienz ist ein wichtiges Kriterium moderner Stadtplanung und Optimierung. Bisher fehlen Datenerhebungen, die sicherstellen, dass das Wissen um den tatsächlichen Energieverbrauch, um das NutzerInnenverhalten sowie die Verursachung - im Gegensatz zur zeitlich/räumlich vermengten Auswirkung - zeitnah und ortsbezogen erfasst werden.

HOTSPOTS verfolgt das Ziel Städten Werkzeuge und wissenschaftlich fundierte Methoden in die Hand zu geben, um den aktuellen Zustand des Baubestandes hinsichtlich Energieeffizienz zu erfassen und Entscheidungsgrundlagen zu liefern, um diesen Zustand zielgerecht zu verbessern.

Das Projekt wird von der FFG im Rahmen des Programms „Stadt der Zukunft“ gefördert und an der Modellstadt Gleisdorf validiert werden. Dadurch sollen Städte zukünftig Optimierungspotentiale erkennen, bewerten und treffsicher adressieren können.

Inhalte und Lösungsansätze

Im Projekt HOTSPOTS wird eine methodisch geschlossene Verfahrenskette von ineinandergreifenden Projektmodulen realisiert (Abbildung 2).

Abbildung 2: Projektablauf (Quelle: Siemens)

Mit dem 3D THERMAL KATASTER wird die Datengrundlage für das Projekt generiert. Aufgabe ist hierbei die flächendeckende Erfassung von Thermaldaten im Stadtgebiet (Abbildung 3). Die Einzelbilddaten werden zu einer holistischen stadtweiten Datenbasis verknüpft und in die dritte Dimension gehoben, indem generalisierte 3D-Gebäudemodelle aus den Bilddaten abgeleitet werden (Abbildung 1).

Abbildung 3: Thermografieaufnahmen mittels Heißluftballon (Quelle: Siemens)

In FOKUS werden aus dem 3D-THERMAL-KATASTER sowie weiteren Datenquellen "Critical Spots" identifiziert. Critical Spots in der Stadt definieren Infrastrukturzellen, welche ein besonders großes Potential zur Optimierung aufweisen. Diese Critical Spots werden dann im Detail analysiert.

DEEP DIVE umfasst eine mobile Datenaufnahme in einer ausgewählten Infrastrukturzelle (Critical Spot), insbesondere um zusätzlich Fassaden detailliert zu den Luftbildaufnahmen zu erfassen sowie die Generierung von "Voll 3D"-Modellen. Als weiterer Forschungsaspekt wird die punktuelle Erfassung und Verdichtung der Daten im Sinne eines dreidimensionalen Luftgasschichtenmodelles untersucht.

In INSIGHT erfolgt zellenweit eine gezielte Schwachstellenanalyse der Infrastrukturelemente. Anschließend erfolgt die Erstellung eines Effektivmaßnahmenkataloges, inklusive Einflussfaktoren für die definierten Critical Spots in der Stadt, welche ein besonders großes Potential zur Optimierung aufweisen. Dabei wird neben den thermisch hochwertigen Sanierungsvorschlägen auch die Gebäudeautomatisierung zukünftig eine wichtige Rolle spielen.

In IMPROVE wird ein Decision Support Instrument für die interaktive Auswahl, Verortung von Energieeffizienzmaßnahmen und der Simulation der sich ergebenden Effekte mit der Berechnung von optimalen Maßnahmenkombinationen für Teilräume entwickelt.

 

Erwartete Ergebnisse

Die Highlights des Projekts können wie folgt zusammengefasst werden:

  • Messtechnische Innovationen:
    • Flächendeckende Thermographie des Stadtgebiets in 3D 
    • Messtechnische Erfassung und Generierung eines dreidimensionalen Luftgasschichtenmodelles
    • Einsatz von Heißluft- und Fesselballonen, sowie Drohnen in der Datenaufnahme
    • Korrektur der erfassten Thermalmessdaten durch Interpretation der Bildinhalte 
  • Semi-automatisches Update der Zustandsdaten durch neuerliche Befliegung und damit die Möglichkeit eines Monitoring der Effekte von Energieeffizienz und Heizungsoptimierungsmaßnahmen im Hinblick auf die Erfüllung von Smart City Zielen.
  • Simulation der bauzustandsabhängigen individuellen Energieeinsparungsmaßnahmen und Gebäudeautomatisierungen.
  • Aufzeigen von realistisch umsetzbaren Lösungswegen, die eine höchstmöglich erneuerbare bzw. CO2-neutrale Umsetzung von Sanierungsstrategien erlauben.
  • Entwicklung von konkreten Umsetzungsszenarien in Verbindung mit kurz-, mittel- und längerfristigen Maßnahmenplänen.
  • Generierung von Methoden und Bewertungszahlen, die eine Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf andere Kleinstädte und Stadtteile erlauben.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch das Aufzeigen von „Critical Spots“ durch 3D-Thermografieaufnahmen und der neuartigen Prozesskette in der Datenauswertung und Analyse gezielte Sanierungsmaßnahmen zur Energieeinsparung und Reduktion von CO2 in Stadtteilen erzielt werden können.

Autorenbeschreibung

DI Dr. Karl Höfler ist Leiter des Bereichs „Nachhaltige Gebäude“ bei AEE INTEC
( This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. )

DI Claudia Windisch ist Leiterin des Forschungsbereichs Video Analytics bei Siemens AG Österreich
( This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. )

Top of page