Digital Twin Prototype, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW

Ein digitaler Zwilling (Digital Twin) im Bau- und Immobilienwesen ist ein digitales Bauwerksmodell (DBM) sowie ein digitales Replikat der Struktur und des Verhaltens eines Bauwerks (Physical Twin) mit interaktiven Verbindungen zu einem physischen Zwilling. Diese digitalen Verbindungen übertragen Informationen (u.a. Zustands-, Nutzungs- oder Analysedaten und Steuerungsbefehle) zwischen dem digitalen und dem physischen Zwilling. Ein digitaler Zwilling bildet damit bauliche und betriebliche Zustände eines realen Bauwerks über die Zeit ab.

Gebäudeautomationskonzepte und Algorithmen kann man kaum in Echtzeit und direkt im Gebäude demonstrieren, da der Zugriff auf die Anlagen nicht gegeben oder die Umwelt nicht beeinflussbar ist. Deswegen werden viele dieser Aspekte meist theoretisch vermittelt. Das Veranschaulichen der smarten Lösungen durch Einsatz der «IoT»-Technologien im Gebäude führt zu den gleichen Schwierigkeiten wie bei der Vermittlung der Gebäudeautomationskonzepte und Algorithmen. Ein physisches Modell mit Kopplung zu einem digitalen Zwilling kann die theoretischen Erläuterungen in der Lehre äusserst hilfreich unterstützen.

Das Unterrichten des Themas «Digitaler Zwilling» kann zusätzlich zum digitalen Bauwerksmodell mit einem echten Zwilling erfolgen – einem physischen Modell, welches das reale Gebäude repräsentiert, leicht zu manipulieren und in den Unterrichtsräumen verfügbar ist. Dieser Prototyp ist ermöglicht den Studierenden die Einstellungen der Umgebung ändern und die Funktionalität sowie Interaktivität zwischen den digitalen und physischen Zwillingen zu analysieren.

Der in diesem Projekt geschaffene Prototyp ist ein Modell für die Simulation realer moderner Gebäude. Der Prototyp kann somit zum einen für die Vermittlung der Themen Digital Twin und smarte Automation genutzt werden und steht darüber hinaus den Studierenden für ihre digitalen themenbezogenen Experimente zur Verfügung.

• Wahbeh, W., Kunz, D., Hofmann, J., & Bereuter, P. (2020). Digital twinning of the built environment-an interdisciplinary topic for innovation in didactics. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 5(4).