RGB Orthophotos und thermische Aufnahmen, Abbildung: Projekt HOTSPOTS

RGB Orthophotos und thermische Aufnahmen, Abbildung: Projekt HOTSPOTS

HOTSPOTS
Neue Werkzeuge zur thermischen Analyse von Stadtteilen

Die Verbesserung der Energieeffizienz ist wichtiger Bestandteil einer zukunftsweisenden Stadtplanung. Um Energieverluste und Optimierungspotenziale ermitteln zu können, brauchen Städte geeignete Daten zum Gebäudebestand. Stadtbezogene Daten liegen in der Regel in unterschiedlicher Qualität, Aktualität und räumlicher Auflösung bei verschiedenen Datenhaltern vor. Im Projekt HOTSPOTS wurden innovative Technologien und Methoden entwickelt, um den aktuellen Zustand des Baubestands ganzer Stadtviertel hinsichtlich Energieeffizienz und Mikroklima zu analysieren. Das Projekt wurde von ForscherInnen der Siemens-Niederlassung in Graz in Kooperation mit dem Austrian Institute of Technology, der AEE INTEC und den Stadtwerken Gleisdorf durchgeführt.

Mit Hilfe neuer Technologien zur Erfassung und digitalen Verarbeitung von Daten zu Energieverlusten und Luftqualität will man den Städten Entscheidungsgrundlagen liefern, um zielgerichtet Modernisierungen und Sanierungen planen zu können. StadtplanerInnen erhalten damit ein Werkzeug mit dem die Effekte verschiedener Optimierungsschritte berechnet und geeignete Maßnahmen für die „Problemzonen“ der Stadt ausgewählt werden können.

3-D Luftbilder zeigen Energieverluste und Luftqualität

Während bisher Energie- und Wärmeverluste einzelner Gebäude isoliert betrachtet wurden, können mit den neuen Methoden kleinere Stadtteile drei-dimensional rekonstruiert und mit thermischen Informationen verknüpft werden. Die Datengrundlage des Projekts bildet ein 3D-Thermalkataster, der aus Luftbildaufnahmen generiert wird. Ziel ist hierbei die flächendeckende Erfassung von thermografischen Daten im Stadtgebiet. Mit Drohnen oder Heißluftballons, die mit Wärmebildkameras und speziellen Messköpfen ausgestattet sind, werden die Luftbilder aus niedriger Höhe aufgenommen. Die Einzelbilddaten werden im Anschluss zu einer holistischen Datenbasis verknüpft. Auf Basis der Bilddaten lassen sich 3D-Gebäudemodelle ableiten, die die Energieverluste im Stadtteil sichtbar machen. So können sogenannte „Critical Spots“ ermittelt werden, d. h. Gebäude oder Gebäudekomplexe, die ein besonders großes Potenzial zur Optimierung aufweisen. Die mit den neuen Methoden ermittelten Daten bilden die Basis für eine gezielte lokale Schwachstellenanalyse und ermöglichen die Auswahl und Verortung geeigneter Energieeffizienzmaßnahmen.  

Potenzialauswertung auf Gebäudeebene, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
Potenzialauswertung auf Gebäudeebene, Abbildung: Projekt HOTSPOTS

In der steirischen Gemeinde Gleisdorf wurde die Methode 2015 erstmals getestet und ein ganzer Stadtteil aus der Luft thermisch untersucht. Zusätzlich wurde im Rahmen des Projekts ein dreidimensionales Luftgasschichtenmodell erstellt, das Aufschluss über die Luftgüte und mögliche Ursachen für die Luftverschmutzung im analysierten Stadtteil geben sollte. Zur Datenaufnahme wurden dabei speziell ausgerüstete Drohnen eingesetzt.

Foto: Siemens AG
DI Claudia Windisch, Foto: Siemens AG

„Die Zusammensetzung des Konsortiums ermöglichte eine ideale Umsetzung der Projekt-idee. Durch das Siemens Know-How in Aufnahmetechnik, 3D Rekonstruktion und Bilddatenanalyse, die Expertise des AIT in der Modellierung der Daten im Energie- und Stadtkontext sowie die technologische Kompetenz und Erfahrung von AEE INTEC bei der Erstellung des Schwachstellen- und Effizienzmaßnahmenkatalogs konnte eine innovative und praxistaugliche Verfahrenskette entwickelt werden. Am Beispiel der Stadt Gleisdorf konnte der Nutzen für Kommunen, Stadtwerke und Gebäudeeigentümer erfolgreich aufgezeigt werden.“

DI Claudia Windisch
Projektleiterin HOTSPOTS, Siemens AG Österreich

Smart City Sensing

In einem aktuell laufenden Nachfolgeprojekt der AEE INTEC werden in Kooperation mit der South China University of Technology exemplarisch vier bis acht innerstädtische Hotspots in Österreich und in der chinesischen Provinz Guangdong mit Hilfe der neu entwickelten Methoden erfasst und analysiert. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf städtische Wärmeinsel-Effekte und die kleinräumige Erfassung von Schadstoffkonzentrationen. Durch die Messung von Luft- und Oberflächentemperaturen bzw. der Luftqualität in verschiedenen Höhenniveaus werden dreidimensionale Mikroklima- und Luftqualitätsmodelle erstellt. Die neuen Methoden sollen auch auf andere Städte unterschiedlicher Größe in Österreich und China übertragbar sein.
www.aee-intec.at/smacise-intelligente-stadtvermessung-n-thermografisches-screening-von-gebaeuden-und-luftqualitaet-im-staedtischen-massstab-p230


Alle Abbildungen aus dem Endbericht zum Projekt HOTSPOTS:
https://nachhaltigwirtschaften.at/resources/sdz_pdf/schriftenreihe_2017-48-hotspots.pdf

 

  • Auswertung – Kriterienkatalog, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
    Auswertung – Kriterienkatalog, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
  • Flugaufnahme und Modellierung eines Einzelgebäudes, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
    Flugaufnahme und Modellierung eines Einzelgebäudes, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
  • Schwachstellenanalyse mit räumlicher Verortung der Ergebnisse im HOTSPOT-Zielgebiet, Abbildung: Projekt HOTSPOTS
    Schwachstellenanalyse mit räumlicher Verortung der Ergebnisse im HOTSPOT-Zielgebiet, Abbildung: Projekt HOTSPOTS