Erstellung eines Digitalen Zwillings eines Gebäudes zur Unterstützung der Entwicklung eines intelligenten Steuerungskerns

Projekt: Borealis

Art: Gebäudesimulation

Betreuung: Dr. techn. Sascha Hammes, M.Sc., Assoz. Prof. Dr.-Ing. Rainer Pfluger

Beginn: ab sofort

Tätigkeitszeitraum/Ausmaß: 6 Monate

Honorar: 2500€ + 2500€ Erfolgshonorar

Sprache: Deutsch oder Englisch

Projektinhalt und Motivation

Die Masterthesis hat das Ziel, ein Simulationsmodell eines Gebäudes zu entwickeln, welches als Grundlage für die Erprobung und Optimierung eines bereitgestellten Steuerungskerns dient und letztendlich als Grundlage eines digitalen Zwillings fungiert. Hierbei sollen insbesondere einzelne Räume des Bauingenieurgebäudes der Universität Innsbruck hochdetailliert modelliert werden, um realistische Bedingungen für die Erprobung von Steuerungsalgorithmen zu schaffen. Die Simulationsumgebung soll langfristig durch sukzessive Integration der in Testbeds erhobenen Daten stetig verbessert werden. Die Steuerungsalgorithmen sind nicht Inhalt, jedoch die Bereitstellung entsprechender Ausgabedaten.

Die Motivation für das Projekt liegt in der wachsenden Bedeutung von digitalen Zwillingen und datenbasierten und selbstlernenden Steuerungssystemen im Gebäudemanagement. Die Kombination aus hochdetaillierter Simulation und fortschrittlichen Steuerungslösungen soll Energieeffizienz- und Komfortziele sichern.

Mögliche Forschungsfrage: Wie kann ein hochdetailliertes Simulationsmodell von Gebäuderäumen entwickelt und optimiert werden, um als präzise Grundlage für die Erprobung und Verbesserung datenbasierter Steuerungssysteme im Gebäudemanagement zu dienen?

Arbeitsablauf bzw. Methodik:

• Recherche geeigneter Simulationssoftware in Abstimmung mit dem Projektteam (z. B. EnergyPlus, TRNSYS, oder vergleichbare Tools).
• Entwicklung einer Simulationsumgebung für ein Gebäudemodell, wobei der Fokus auf der detaillierten Modellierung einzelner Räume liegt (z. B. Materialeigenschaften, Sensorik & Aktorik). Modellierung physikalischer Prozesse und technischer Systeme (z. B. Heiz- und Beleuchtungssysteme).
• Validierung der Simulationsumgebung anhand definierter Testfälle.
• Integration erhobener Testbed-Daten in die Simulationsumgebung zur kontinuierlichen Verbesserung der Modellgenauigkeit. Die Erhebung der Testbed-Daten ist nicht Inhalt der Arbeit.
• Dokumentation der entwickelten Methoden und der erzielten Ergebnisse.

Erworbene Qualifikation:

• Kenntnisse in der Entwicklung und Optimierung von Simulationsmodellen für Gebäudesysteme.
• Expertise in der Integration und Verarbeitung realer Testdaten in virtuelle Umgebungen.
• Erfahrungen im Umgang mit Simulationssoftware und physikalischen Modellierungsansätzen.
• Verständnis für die Schnittstellenanforderungen mit Drittanwendungen
• Fähigkeiten in der systematischen Validierung und Optimierung technischer Modelle.

Interessierte wenden sich bitte an:

Dr. techn. Sascha Hammes, M.Sc.
Fakultät für technische Wissenschaften, AB Energieeffizientes Bauen

Assoz. Prof. Dr.-Ing. Rainer Pfluger
Fakultät für technische Wissenschaften, AB Energieeffizientes Bauen