Die Nutzung von Weltraumdaten und digitalen Zwillingen in Städten fördern
Verantwortlich für 40 % des gesamten Energieverbrauchs der EU, ist Europas Gebäudebestand der größte einzelne Energieverbraucher(öffnet in neuem Fenster) und einer der Hauptverursacher von Kohlendioxid – dem größten Treiber des Klimawandels. Wenn Europa sein ehrgeiziges Ziel, bis 2050 klimaneutral zu werden, erreichen will, muss es die Energieeffizienz seiner Gebäude verbessern. Die nachgelagerten Daten des Weltraums können bei der Erreichung dieses Ziels behilflich sein. „Mithilfe von Weltraumdaten und -diensten haben wir die Möglichkeit, Stadtentwicklung und Baupraktiken zu verändern“, sagt Stamatia Rizou, F&E-Managerin bei SingularLogic(öffnet in neuem Fenster). Das von SingularLogic in Griechenland koordinierte Projekt BUILDSPACE(öffnet in neuem Fenster) demonstriert, wie Daten des Weltraumprogramms Copernicus(öffnet in neuem Fenster) und der Erdbeobachtung(öffnet in neuem Fenster) in Verbindung mit digitalen Zwillingstechnologien energieeffiziente Gebäude und klimaresistente Städte unterstützen können. „Unser Ziel ist es, die Lücke zwischen fortschrittlichen Weltraumdaten und realen operativen Bedürfnissen im Bau- und Stadtplanungssektor zu schließen, indem wir technisch robuste und unmittelbar einsatzbereite Lösungen liefern“, fügt Rizou hinzu.
Digitale Zwillinge zur Ermittlung von Wärmeverlusten nutzen
Das Projektteam verfolgte einen nutzerzentrierten, auf gemeinsame Entwicklung ausgerichteten Ansatz, an dem über 100 Interessengruppen beteiligt waren – darunter Stadtbehörden, Stadtplaner, Ingenieure und Forscher aus neun Ländern (Belgien, Frankreich, Griechenland, Lettland, Polen, Slowenien, Spanien und dem Vereinigten Königreich). Dabei wurden fünf einzigartige Dienstleistungen entwickelt und getestet. Zwei dieser Dienstleistungen zielten darauf ab, die betriebliche Effizienz eines Gebäudes durch die Rekonstruktion eines digitalen Zwillings der baulichen Struktur zu optimieren. Dies wurde mithilfe einer Kombination aus Drohnen, Thermografie und simultaner Lokalisierung und Kartierung (simultaneous localisation and mapping, SLAM) erreicht – drei Ansätze, die von der präzisen Navigation und Positionierung profitieren, welche durch ein Galileo-fähiges(öffnet in neuem Fenster) globales Navigationssatellitensystem(öffnet in neuem Fenster) (GNSS) bereitgestellt werden. SLAM ermöglicht das autonome robotergestützte mobile Scannen von Innen-, Außen- und Untergrundbereichen. „Diese Dienste helfen Gebäudemanagern, Stadtplanern sowie Immobilien- und Bauunternehmen, den Zustand des Gebäudes mit Blick auf Wärmeverluste oder andere energiebezogene Ereignisse zu verstehen, die im digitalen Zwilling beobachtet werden können“, erklärt Rizou.
Klimakontrolle und Anpassung auf der Grundlage von EU-Weltraumdaten
Darüber hinaus lieferte das Projekt drei städtische Dienstleistungen, mit denen sich vorhersagen lässt, wie sich Klimawandel, städtische Hitze und Überschwemmungen auf die gebaute Umwelt einer Stadt auswirken. Alle drei Dienste nutzen Daten und Produkte von Copernicus. Das Werkzeug zur Analyse städtischer Wärmeinseln verwendet beispielsweise Copernicus-Daten sowie sozioökonomische und demografische Daten, um zu bewerten, wie sich städtische Wärmeinseln auf den Energiebedarf eines Gebäudes auswirken. Der Dienst für Klimaszenarien in der gebauten Umwelt kombiniert hingegen Geodaten, standardisierte Modelle und Klimaprojektionen von Copernicus. Das Ergebnis ist ein interaktives, webbasiertes Werkzeug, welches den Energiebedarf des Wohngebäudebestands unter den gegenwärtigen und zukünftigen Klimabedingungen schätzt und prognostiziert. Schließlich integriert der Dienst zur Verbesserung der Resilienz gegenüber Überschwemmungen in Städten Copernicus-Landnutzungsdaten und lokale Daten, um den Nutzern kartenbasierte Berechnungen zur Verfügung zu stellen, mit denen sie zu erwartende Überschwemmungsschäden an Gebäuden abschätzen und Hotspots der Überschwemmungsgefährdung in Städten ermitteln können. Alle Dienstleistungen des Projekts wurden in Pilotprojekten unter realen Bedingungen in Griechenland, Lettland, Polen und Slowenien getestet.
Unterstützung wichtiger EU-Prioritäten
Das Projekt BUILDSPACE hat die praktische Nutzung von Weltraumdaten und digitalen Zwillingen in der gebauten Umwelt erfolgreich vorangebracht. „Wir haben konkret demonstriert, wie Weltraumdaten in umsetzbare Entscheidungshilfen umgewandelt werden können, um Gebäude energieeffizienter und Städte klimaresistenter zu machen“, schließt Rizou. Damit unterstützt das Projekt wichtige Prioritäten der EU wie den europäischen Grünen Deal(öffnet in neuem Fenster), die Renovierungswelle(öffnet in neuem Fenster) und die Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden(öffnet in neuem Fenster). Die zahlreichen Projektpartner sind nun damit beschäftigt, die Ergebnisse von BUILDSPACE in weitere Forschungsarbeiten, kommunale Arbeitsabläufe sowie kommerzielle und dienstleistungsbasierte Angebote zu integrieren.
