Beyond

Virtual Reality-fähige Energiedienstleistungen für intelligente Energiesysteme

Ausgangssituation/Motivation

Europa tritt in die vierte Welle der Energieeffizienz ein, die durch die zunehmende Digitalisierung der Gesellschaft, den Einsatz dezentraler Energieressourcen (DER) und den sich ändernden Charakter des Energieangebots und der Energienachfrage gekennzeichnet ist.

Die nachfrageseitige Einführung von IoT-Technologien in Wohngebäuden, Gewerbe- und Industriegebäuden sowie Bildungs- und Gemeinschaftseinrichtungen bietet ein enormes Potenzial zur Effizienzsteigerung durch umfassendere Energiemanagementsysteme.to

Intelligente E-Energy-Dienste wie Predictive Maintenance, Demand Side Management und Model Predictive Control sind zentrale Komponenten, um den Energieverbrauch von Gebäuden zu senken und Gebäude zu aktiven, intelligenten Akteuren in übergeordneten intelligenten Energiesystemen der nächsten Generation zu überführen.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel von BEYOND ist es, das technologische Fundament für die „Next Generation Energy Services“ zu entwickeln, welches durch ein Zusammenspiel der folgenden Technologien ermöglicht wird: Virtual Reality zur Visualisierung und Echtzeitinteraktion mit dem realen Bauwerksobjekt; Machine Learning und physikalische Simulation um die reales Auswirkungen von Handlungen und Entscheidungen darzustellen. IoT-Plattformen für die bidirektionale Echtzeitkommunikation mit dem Gebäude und den NutzerInnen. Die technologischen Entwicklungen werden anhand von zwei Anwendungsfällen, der Energy Services „Menschliche Aspekte in Gebäuden“ und „Vorausschauende Instandhaltung und Fehlerdiagnose“ getestet und evaluiert.

Anwendungsfall 1 "Menschliche Aspekte in Gebäuden"

Der erste Anwendungsfall „Menschliche Aspekte in Gebäuden“ wird es ermöglichen, die Auswirkungen von Benutzerentscheidungen auf die Performance von Gebäuden zu verstehen. Zu diesem Zweck werden White Box-Modelle von bestehenden BIM-Modellen in Kombination mit Blackbox-Modellen zur Vorhersage des Energieverbrauchs in Gebäuden und Gebäudesimulationen zur Bewertung des Tageslichts. Diese Modelle werden in die VR-Technologien integriert, um die Wahrnehmung der Nutzer durch visuelle Informationen (z. B. Wärmeverlust, Wärmeleistung, Tageslicht usw.), akustische Warnungen (z. B. akustische Warnhinweise bei Überschreitung von Temperaturen oder niedrigen Tageslichtwerten usw.) und haptische Informationen (z. B. Temperaturänderungen usw.) zu stärken.

Anwendungsfall 2 "Vorausschauende Instandhaltung und Fehlerdiagnose"

Im zweiten Anwendungsfall „Vorausschauende Instandhaltung und Fehlerdiagnose“ werden erweiterter Analysen und Daten zur (Vorhersage) des Ausfalls und der Zuverlässigkeit der Systeme (z. B. HLK Systeme) verwendet und zur genauen Planung zukünftiger Wartungsvorgänge verwendet.

Erwartete Ergebnisse

Die Entwicklung der beiden Anwendungsfälle im Zusammenhang mit VR wird die Grundlagen für die Erforschung interaktiver Lernmethoden und benutzerfreundlicher Gebäudeoptimierungsmechanismen und der Wartung von Systemen schaffen. Dies wird das Know-how für die Gebäudeplanung, aber auch für die Nutzung bestehender Gebäude liefern.

Von den Entwicklungen in BEYOND profitieren unter anderem innovative Firmen im Bereich von Energiedienstleistungen, Gebäudeautomation, Simulationssoftware oder VR-Technologie. Weiteres profitieren politische EntscheidungsträgerInnen und EndbenutzerInnen von den neuen Möglichkeiten der Interaktion mit Energy Services.

Projektlaufzeit

10/2021 – 09/2023

Projektleitung

Univ. Prof. Dr. Christina Hopfe (Institutsleistung), IBPSC Institute of Building Physics, Services and Construction (IBPSC), Technische Universität Graz

Projektpartner

Institute of Interactive Systems and Data Science (ISDS), Graz University of Technology
Institute of Software Technology (IST), Graz University of Technology
EAM Systems GmbH
EnAlytics

Finanzierung

Das Forschungsprojekt Beyond wird durch die Österreichische Forschungsfördergesellschaft im Rahmen der 8. FFG Stadt der Zukunft Ausschreibung unterstützt.

Stadt der Zukunft ist ein Forschungs- und Technologieprogramm des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie. Es wird im Auftrag des BMK von der Österreichischen Forschungsförderungs- gesellschaft gemeinsam mit der Austria Wirtschaftsservice Gesellschaft mbH und der Österreichischen Gesellschaft für Umwelt und Technik ÖGUT abgewickelt.