Der Sommer ist offiziell noch nicht vorbei und doch wissen wir schon jetzt, dass er weltweit der heißeste Sommer der Messgeschichte war. Damit setzt er die Reihe der Rekordsommer fort. Vor allem städtische und dicht besiedelte Gebiete sind von der Hitze besonders betroffen. Erholung und Abkühlung findet man dann nur außerhalb, auf dem Land und in der Natur. Gefragt sind daher Lösungen, die urbane Räume und Städte klimafit und zukunftsfähig machen.
In unserer Plattform haben wir nach Innovationen und Ideen gesucht, die genau das als Ziel haben: Kühle Rückzugsmöglichkeiten, gutes Wassermanagement und Nachhaltigkeit. Mithilfe neuester Technologien wie KI, VR und neuen Materialien sollen Städte in Zukunft klimafit gemacht werden. Wie das gelingen kann? Drei Innovationen aus dem INNO-VERSE zeigen es vor.
Klimaresilienz mit IoT und KI: Wasserversorgung verbessern, natürliche Ressourcen schützen
Städte klimaresilient zu gestalten, gerät zu einer echten Herausforderung. So ist das Wassermanagement eine zentral wichtige Aufgabe, wenn es immer heißer wird, und gleichzeitig auch die Versorgung und der Schutz natürlicher Ressourcen, wie Parks, Bäume oder Seen.
Das kanadische Start-up Novion hat dafür ein auf künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Wassermanagementsystem entwickelt. Die kurz Sibil genannte Online-Plattform sammelt über das „Internet der Dinge“ (IoT) mit Sensoren, Satellitenbildern und anderen Technologien in Echtzeit Informationen über die Wassernutzung in einem Stadtteil oder Gebäudekomplex und sendet sie an die Cloud. Die KI-Imaging-Technologie identifiziert natürliche Ressourcen automatisch, analysiert und bewertet ihren Zustand und hilft, sie zu überwachen. Sie identifiziert im Wasserverbrauch regelmäßige und abnormale Nutzungsmuster, macht Umweltveränderungen sichtbar und prognostiziert Ergebnisse. Sibil eignet sich insbesondere für den Einsatz in Einkaufszentren, Wohngebäuden und Siedlungskomplexen, aber auch in produzierenden oder verarbeitenden Betrieben, speziell für Lebensmittel und Getränke. Sibil warnt Gemeinden und Betreiber, bevor Schäden auftreten und gibt Eil-Warnmeldungen bei der Überschreitung kritischer Schwellenwerte, z. B. bei Überschwemmungen oder anderen unerwarteten Umweltveränderungen, damit Betreiber frühzeitig und effektiv reagieren können.
So werden die Wasserversorgung optimiert und Engpässe verringert sowie gleichzeitig das „natürliche Kapital“ eines Ortes überwacht und geschützt, um sukzessive die Klimaresilienz zu verbessern.
Virtual-Reality-Technologie für neue Ära nachhaltiger Gebäudeplanung
Die Planung nachhaltiger Gebäude wird immer relevanter. Mithilfe neuester Technologien können die Vor- und Nachteile verschiedener Baumaßnahmen nun in Echtzeit sichtbar gemacht werden. Aktuelle Forschung hat zu innovativen Energiedienstleistungen der nächsten Generation geführt, die Endnutzern dabei helfen sollen, die Vorteile neuer energieeffizienter Technologien oder thermischer Sanierungsmaßnahmen zu verstehen und zu visualisieren.
Das Projekt BEYOND der TU Graz kombiniert Virtual-Reality-Technologie, maschinelles Lernen, physikalische Simulation und das Internet der Dinge, um eine einzigartige Virtual-Reality-Umgebung zu schaffen. Diese ermöglicht es dem Nutzer, die physikalischen Parameter eines Gebäudes zu verändern und die Auswirkungen in Echtzeit zu erleben. Neben seinem Einsatz als Lehrmittel für Studenten ist das Projekt auch für Architekten, Planer und Eigentümer von großem Nutzen.
Das Projekt wurde von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen des Programms „Stadt der Zukunft“ gefördert und ist im Research Center Graz Center of Sustainable Construction sowie in den Fields of Expertise „Sustainable Systems“ und „Information, Communication & Computing“ angesiedelt.
Fensterfolie reduziert Temperaturen
Aufgrund des Klimawandels steigen die Temperaturen und es erfordert immer mehr Energie, um Räume zu kühlen. Dies belastet wiederum die Umwelt. Hier sind smarte Lösungen gefragt.
Forscher der Universität Notre Dame haben nun eine Fensterfolie entwickelt, die einerseits sichtbares Licht durchlässt, andererseits wärmeproduzierendes Licht (also UV- und Infrarotstrahlen) abblockt. Die Folie funktioniert wie eine polarisierte Sonnenbrille, ohne dabei die Sicht einzuschränken bzw. zu verdunkeln. Die Beschichtung ist so aufgebaut, dass sie unabhängig vom Einfallswinkel des Lichts funktioniert – anders als herkömmliche Fensterbeschichtungen, die auf einen Einfallswinkel von 90 Grad ausgerichtet sind. Quantengestütztes aktives Lernen, eine Unterart des maschinellen Lernens, unterstützte die Forscher dabei, die Glasbeschichtung aus planaren mehrschichtigen photonischen Strukturen so zu optimieren, dass sie ihre volle Wirkung zu jeder Tageszeit zeigt. Die Temperatur kann dabei zwischen 5,4 und 7,2 Grad gesenkt werden.
Einsatzmöglichkeiten gibt es viele: Neben Geschäfts- und Wohngebäuden ist die Fensterbeschichtung auch für Autos – sowohl als Sonnendach als auch als Windschutzscheibe – vorteilhaft.
Bei der Anpassung an den Klimawandel müssen wir also verstärkt auf Hightech setzen. Im INNO-VERSE gibt es noch viele weitere Innovationen und Lösungen, die für ein besseres Klima in Städten und dicht besiedelten Gebieten sorgen und sie so fit für die Zukunft machen.
Wenn du mehr darüber erfahren oder selbst an ganz neuen Ideen und Ansätzen arbeiten möchtest, dann melde dich einfach bei uns. Wir freuen uns, dich im INNO-VERSE zu sehen!
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