Building Renovation: Gebäudesanierung mit Computer Vision und digitalen Zwillingen

    Gebäude verbrauchen in der Schweiz etwa 40 % der Energie des Landes. Wir entwickeln ein System, um digitale Modelle physischer Gebäude zu erstellen und den Sanierungsprozess effizienter zu gestalten.

    drei junge Studierende arbeiten an einem Tablet

    Ausgangslage

    Die langfristige Klimastrategie der Schweiz sieht vor, dass bestehende Gebäude bis 2050 keine Treibhausgasemissionen mehr verursachen sollen. Viele ältere Häuser benötigen bessere Isolierung sowie moderne Heizungs-, Lüftungs- und Klimasysteme, um ihren Gesamtwärmebedarf zu senken. Der optimale Weg zur Sanierung eines einzelnen Gebäudes erfordert Zeit und manuelle Arbeit. Der Sanierer muss zum Beispiel die Grösse und Lage der Fenster und Türen kennen oder wissen, welche Materialien in der Gebäudehülle, in den Wänden, Böden und Decken verwendet wurden.

    Um einen automatisierten Prozess zur Bewertung des energetischen Zustands und des Sanierungspotenzials von Gebäuden zu schaffen, arbeitet das Institut für Data Science FHNW mit dem Industriepartner Ecolution Engineering, einem auf energieeffiziente und nachhaltige Gebäudelösungen spezialisierten Unternehmen, zusammen.

    Ziele

    Die manuelle Datenerfassung für die energetische Bewertung eines Gebäudes ist zeitaufwendig. Zudem führt sie oft zu Datenunterbrechungen und zu lediglich ungefähren Werten. Unser Projekt zielt darauf ab, diesen Prozess zu automatisieren. Basierend auf zweidimensionalen Bauplänen und/oder vor Ort erstellten 3D-Scans des Gebäudes und seiner Umgebung dreidimensionaler digitalen Zwilling eines Hauses erstellt werden können.

    Projektstand

    Das Projekt begann mit einer Machbarkeitsstudie im Juli 2024 und umfasst weitere Teilprojekte, die das Thema vertiefen. In diesen späteren Schritten wird unser Projektteam zum Beispiel neue Methoden vorschlagen und verschiedene Szenarien evaluieren, wie etwa Gebäude ohne vorhandene 2D-Pläne

    Technologien

    Alle Partner bringen ihre Stärken in das Projekt ein. Ecolution ist Experte für die Erfassung relevanter Benchmark-Daten aus Wohngebäuden. Die Forschungspartner FHNW und UZH nutzen ihre Kompetenzen, um öffentliche Datensätze zu evaluieren und eigene zu entwickeln, in Kombination mit neuronalen Netzwerken und Modellen der Computer Vision. Die Forscher*innen verarbeiten die Daten von Ecolution zu einem standardisierten 3D-Modell, welches das Unternehmen für genaue Berechnungen des Wärmebedarfs auf automatisierte Weise nutzen kann.

    Während der Zusammenarbeit sammelt unser Projektteam detaillierte räumliche Daten mithilfe modernster Technologien, wie optische Kameras, Laserscanning und Drohnen. Wir verarbeiten die Daten durch Punktwolkenregistrierung, Mesh-Generierung sowie Objekterkennung und Segmentierung, unterstützt durch Künstliche Intelligenz und Computer Vision. Letztendlich wollen wir Werkzeuge entwickeln, die es den Akteuren des Schweizer Immobiliensektors ermöglichen, das Sanierungspotenzial auf vollständig automatisierte, digitale Weise zu schätzen.

    Informationen

    Auftraggeber

    ecolution engineering

    Ausführung

    Institut für Data Science FHNW
    Institut für Interaktive Technologien FHNW
    Universität Zürich, Visualization and Multimedia Lab 

    Partner

    ecolution engineering

    Förderung

    Innosuisse
    Hasler Foundation
    Hightech Zentrum Aargau

    Projektteam

    Susanne Suter (Institut für Data Science FHNW)
    Simone Bonato (Institut für Data Science FHNW)
    Sebastian Binggeli (Institut für Data Science FHNW)
    Hilko Cords (Institut für Interaktive Technologien)
    Roger Sennhauser (Ecolution Engineering)
    Kevin Imhoff (Ecolution Engineering)
    Pascal Bräm (Ecolution Engineering)
    Renato Pajarola (UZH, Institut für Informatik)

    Kontakt