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TU Kaunas entwickelt mit Technologie von Bentley Systems einen digitalen Zwilling im City-Maßstab und überwacht damit den Energieverbrauch von Gebäuden in Echtzeit

Kaunas
Die Technische Universität Kaunas entwickelte einen digitalen Zwilling im städtischen Maßstab, der Informationen über die Bedingungen und den Energieverbrauch in Gebäuden umfasst. (Bild: Technische Universität Kaunas)

Das Team kann den Energieverbrauch optimieren und den Einsatz von erneuerbaren Energien bestimmen

Von Prathamesh Gawde*

Entwicklung eines digitalen Zwillings im städtischen Maßstab

Das Team für Smart Cities and Infrastructure (CSCI) der >Technischen Universität Kaunas erstellte einen digitalen Zwilling im städtischen Maßstab. Dies war ein Beitrag zur Mission der Universität, führende Forschung zu betreiben, die globale wissenschaftliche Erkenntnisse erzielt. Der digitale Zwilling sollte nicht nur die Universität selbst abbilden, sondern auch die Altstadt und zentrale Bereiche von Kaunas, der zweitgrößten Stadt Litauens. Digitale Zwillinge im städtischen Maßstab können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Das Team war jedoch daran interessiert, eine Reihe führender Technologien zu integrieren, um beispielsweise das Raumklima zu analysieren und den Energieverbrauch von Gebäuden zu optimieren.

Anwendung zahlreicher Technologien

Um die Projektziele zu erreichen, nutzte CSCI Reality-Scanning, einschließlich Fotogrammetrie und LiDAR, sowie Sensoren für das Internet der Dinge und maschinelles Lernen. Zuvor verwendete das Team 2D-GIS-Daten für die Entwürfe. Dabei gab es jedoch Einschränkungen bei der Genauigkeit, und die Modellierung der Umgebung gestaltete sich zeitaufwendig und schwierig. CSCI wollte zwar auf 3D-Daten umsteigen, erkannte jedoch, dass viele verschiedene Anwendungen erforderlich wären, um all diese Funktionen inklusive der Gebäudeklima-Analysefunktion einzubauen. Dies würde möglicherweise auch Kompatibilitätsprobleme mit sich bringen. Das Team benötigte eine intuitive, einheitliche Plattform, um die Ziele für den digitalen Zwilling im städtischen Maßstab zu erreichen.

Kohlenstoffarmes Reality Modeling

CSCI kam nach Prüfung verschiedener Möglichkeiten zu dem Schluss, dass sowohl die Bentley iTwin-Plattform als auch die Bentley-Anwendungen geeignet waren, einen einheitlichen digitalen Zwilling im städtischen Maßstab mit den benötigten Energieanalysefunktionen zu entwickeln. Zuerst scannten sie die Stadt Kaunas mit Drohnen, was zu einem detailgetreuen Ergebnis führte und die CO2-Auswirkungen des Projekts im Vergleich zu durch Menschen durchgeführten Scans niedrig hielt. Anschließend erstellte das Team ein 3D-Raster-Modell der Stadt, das detaillierte Informationen über jedes Gebäude enthielt. Für die Universitätsgebäude wurden Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Raumluftqualität, Temperatur und Kohlendioxidgehalt in Echtzeit erfasst. So können die Bedingungen im digitalen Zwilling einfach überwacht werden (siehe Bild unten).

Optimierung des Energieverbrauchs von Gebäuden

CSCI entwickelte einen dynamischen und detaillierten digitalen Zwilling, der die Universität und die umgebende Stadt abbildet. Die detaillierten Echtzeitdaten der Universitätsgebäude werden auf den digitalen Zwilling übertragen. Dadurch kann die Universität bestimmen, wie der Energieverbrauch und die Umweltbelastung der Einrichtungen verringert werden können und gleichzeitig die Arbeitsumgebung für Mitarbeitende und Studierende verbessert werden kann. Das Team will mit dem digitalen Zwilling herausfinden, wie erneuerbare Energiequellen, einschließlich Sonnenkollektoren, in das Hochschulnetz integriert werden können. Der digitale Zwilling kann darüber hinaus für virtuelle Campus-Touren verwendet werden, die potenzielle Studierende dazu ermutigen sollen, sich einzuschreiben und weiterführende Studiengänge zu absolvieren.

Projektspezifisches Playbook:
>ContextCapture
>Descartes
>iTwin
>LEGION
>LumenRT
>MicroStation
>OpenBuildings
>OpenCities Planner

Ergebnis/Fakten:

  • Die Technische Universität Kaunas entwickelte einen digitalen Zwilling im städtischen Maßstab, der Informationen über die Bedingungen und den Energieverbrauch in Gebäuden umfasste.
  • Mit der Bentley-Technologie konnte eine Reihe von Technologien nahtlos in den digitalen Zwilling integriert werden, wodurch dieser flexibel zahlreiche Funktionen unterstützte.
  • Mit dem digitalen Zwilling kann die Universität nun den Energieverbrauch auf dem Campus reduzieren und herausfinden, wie erneuerbare Energiequellen effektiv integriert werden können.

Darius Pupeikis, Head of Centre for Smart Cities and Infrastructure, Technische Universität Kaunas: „Die Technische Universität Kaunas möchte ein intelligentes Campus-Ökosystem entwickeln, in dem die Infrastruktur der Universität für die Bildung, Forschung und Innovation genutzt wird. Dieses Ökosystem geht über den Campus hinaus und erstreckt sich auch auf die Stadt Kaunas.“

* Über den Autor
Prathamesh Gawde
Director, Senior Product Marketing Manager
Bentley Systems

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