Space4Cities – Urban Energy Scan

Plattform zur Analyse und Simulation des Energieverbrauchs von Gebäuden in Städten und Kommunen

© AI generated

Mit KI, Geo- und Satellitendaten die städtische Energieplanung effizient gestalten

Den Energieverbrauch zu senken, ist eines der wichtigsten Ziele europäischer und deutscher Städte – aus wirtschaftlicher, ökologischer und gesetzlicher Sicht. Um jedoch wirksame Maßnahmen ergreifen und klimaresilienter werden zu können, benötigen kommunale Planer, politische Entscheider und Stadtentwickler valide Daten. Das Problem: Genaue und skalierbare Informationen zum Gebäudebestand und Energiebedarf liegen oft nur veraltet oder lückenhaft vor – oder fehlen ganz.

Im Projekt Space4Cities – Urban Energy Scan, gemeinsam mit Pauliyni and Partners, entsteht deshalb eine KI-basierte Plattform zur Simulation des Energieverbrauchs von Gebäuden und Quartieren. Fraunhofer IIS entwickelt hierfür Methoden, die KI-Modelle mit satellitengestützter Erdbeobachtung (Earth Observation, EO) kombinieren, um relevante Gebäude- und Standortdaten automatisiert zu extrahieren. Durch die Verknüpfung von EO, KI und digitalen Zwillingen werden Daten gewonnen, aufbereitet und für eine vorausschauende städtische Energieplanung nutzbar gemacht. Dafür werden ausgewählte Gebäudeattribute aus Geo- und Satellitendaten erhoben, mit Energiemodellen verknüpft und auf einer Simulationsplattform zusammengeführt.

KI- und satellitengestützte Identifikation und Analyse von Gebäude- und Standortdaten

Methoden und Vorgehen

  • Integrierte Datenverknüpfung: Kombination von Copernicus-Daten (Sentinel, DEM, Climate Change Service, Land Monitoring Service) mit hochauflösenden Bildern und Katasterdaten
  • Automatisierte EO-AI-Pipelines: Deep-Learning-Methoden (Transformers) zur Extraktion von Gebäudegrundrissen, Fassadentypen und Fenster-zu-Wand-Verhältnissen sowie zur Erfassung von Veränderungen
  • Digitale Zwillinge und Dashboards: Visualisierung der Ergebnisse in interoperablen Formaten (SHP, IFC, CityGML), Verknüpfung mit Energiesimulationstools wie City Energy Analyst und Civil 3D, Anzeige in interaktiven KPI-Dashboards für szenariobasierte Entscheidungen
  • Skalierbarer und modularer Aufbau: Harmonisierte Datensätze, basierend auf offenen Standards (FIWARE-Interoperabilität), ermöglichen Wiederverwendbarkeit und schnelle Integration in verschiedene städtische Planungssysteme

Ziel: Urbane Energie- und Smart-City-Anwendungen

Die im EU-Projekt Space4Cities zu entwickelnde Plattform soll Städte und Kommunen künftig bei der Umsetzung nachhaltiger Energiestrategien unterstützen. Sie ermöglicht u. a.:

  • Simulation energetischer Sanierungs- und Nachrüstungsmaßnahmen auf Gebäude- und Quartiersebene
  • Analyse gebäudebezogener Emissionen zur Bewertung von Klimaschutzpotenzialen
  • Planung klimaneutraler kommunaler Energiestrategien mit belastbaren Daten
  • Integration erdbeobachtungsbasierter (EO) Daten in städtische Energiemodelle, z. B. zum Aufbau digitaler Zwillinge

Damit können Städte Emissionen und Verbräuche gezielt senken, Sanierungs- und Nachrüstungsmaßnahmen – etwa im Kontext erneuerbarer Energien – besser planen und gesetzliche Vorgaben sicher erfüllen. Das stärkt die Widerstandsfähigkeit und Klimaneutralität urbaner Räume.

Das könnte Sie auch interessieren

 

Forschungsschwerpunkt

Datenzentrierte Raum- und Risikoforschung

Wir verwenden AI zur Analyse von geografischen Bilddaten und natürlich-sprachlichen Texten für mehr zivile Sicherheit, widerstandsfähigere Supply Chains und nachhaltigere Standortentscheidungen: Für mehr Transparenz und Sicherheit bei der Entscheidungsfindung.