Sensornetzaufbau für das Monitoring bauphysikalischer Messgrößen. Foto: IMMS.
Sensornetzaufbau für das Monitoring bauphysikalischer Messgrößen. Foto: IMMS.

Digital Engineering

Forschergruppe „Digital Engineering für Planungs- und Revitalisierungsprozesse von Stadtquartieren“

Drahtlose Sensornetze und Konzepte für deren Qualitätssicherung und Optimierung fließen in das Monitoring bauphysikalischer Messgrößen ein.

Dem anhaltenden massiven Zuzug von Menschen in die Städte verdankt das novellierte Baurecht die neue Kategorie „Urbane Gebiete“, die auf weniger Flächenverbrauch bei der Stadtentwicklung zielt. Gebäude dürfen danach, sofern bestimmte Umwelt-, Lärm- und Bürgerbeteiligungsvorgaben eingehalten werden, höher und dichter aneinander gebaut sowie Gewerbe- und Wohnflächen unter bestimmten Voraussetzungen stärker vermischt werden. Bereits ohne die neuen, komplexeren Randbedingungen bremsen schon heute oft lückenhafte Planungsgrundlagen und intransparente oder ineffektiv kommunizierte Prozesse schon wichtige Bauprojekte. 

Um komplexe Wohnungsbau- und Sanierungsmaßnahmen in Städten künftig hocheffizient planen und ausführen zu können, arbeitet die Forschergruppe „Digital Engineering für Planungs- und Revitalisierungsprozesse von Stadtquartieren“ an innovativen computergestützten Verfahren und Methoden. Mit diesen sollen Daten von Bauwerken, Quartieren oder ganzen Städten und Geländen vollständig digitalisiert sowie automatisiert erfasst, verarbeitet, gespeichert, visualisiert und validiert werden. Die neuen Ansätze sollen dazu beitragen, nicht nur Planungsgrundlagen konsistent zu erheben, sondern auch zuverlässige Zustandsbewertungen von Bauwerken und Prognosen abzugeben sowie alle Auswirkungen zu bewerten, um neuen Wohnraum in Innenstadtlagen schnell bereitstellen zu können.

Die Forschergruppe unter der Leitung der Bauhaus-Universität Weimar setzt dabei auf Technologien verschiedener Fachgebiete. So werden unter anderem Geometrie- und Thermographiedaten von Bestandsbauten drohnengestützt erfasst und dabei innovative Verfahren der automatischen Bildanalyse angewandt, um Bauwerksschäden zu erkennen und dreidimensionale Gebäude-, Quartier- und Geländemodelle, Kartierungen identifizierter Schäden sowie energetische Auswertungen zu generieren. Die Daten sollen sowohl in die Bauwerkdatenmodellierung (BIM) als auch in die Visualisierung und Interaktion in Virtual-Reality-Umgebungen einfließen.

Das IMMS bringt sein Know-how im Bereich drahtloser Sensornetze ein, um in und an Gebäuden oder in Stadtquartieren räumlich verteilt und damit in größerem Umfang bauphysikalische Messgrößen zu erfassen und zu überwachen, wie z.B. Oberflächentemperaturen, Wärmeströme und Windanströmungen. Für das Monitoring mit drahtloser Multisensorik stellen verschiedene Gebäude- und Geländestrukturen sowie Ausdehnungen besondere Herausforderungen an die Netzwerkarchitektur dar. Es soll dabei auch geklärt werden, inwieweit sich herkömmliche bauphysikalische Messtechnik durch preiswertere Drahtlossensorik ergänzen lässt, mit der man Messdaten großflächig erheben kann. Das IMMS untersucht außerdem Methoden zur Qualitätssicherung der im Sensornetz erhobenen Daten. Auf dieser Basis soll ein Konzept entwickelt werden, mit dem sich Sensoreinsätze optimieren lassen bezüglich der Anzahl der Messstellen und der Messdatenqualität.

Die verschiedenen im Projekt eingesetzten Technologien und entwickelten Methoden werden in mehrwöchigen Zyklen an einem Referenzobjekt, der Schule an der Hart in Weimar, erprobt.

  • Förderung

    Gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds. Die Forschergruppe „Digital Engineering für Planungs- und Revitalisierungsprozesse von Stadtquartieren“ wird unter dem Kennzeichen 2016 FGR 0026 gefördert.

Laufzeit

2016 – 2019 (IMMS 2018 – 2019)