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CREATE MAINTAIN DISTRIBUTE
CO2 Monitoring und Reporting auf Basis von 3D-Stadtmodellen
Richard Redweik
AK 3D-Stadtmodelle
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virtualcitySYSTEMS – Übersicht
2 Workshop 3D-Stadtmodelle
Experten und Lösungsanbieter für semantische 3D-Stadtmodelle
• Beratung
• Schulung
• Software
• Services
Sitz in Berlin
16 Beschäftigte
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3 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and What-If
Scenarios
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4 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and Thematic
Mapping
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5 Workshop 3D-Stadtmodelle
Urbane Simulationen
Wind und Turbulenzen Rauchausbreitung
Detonationen Hochwasser
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6 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and Energy
Scenario Planning
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Low Carbon City Lab (LoCaL)
7 Workshop 3D-Stadtmodelle
Innovationsplattform im Climate KIC
Städte & Investoren zu GHG-Projekten zusammenbringen
Städten einen Überblick über ihre Treibhausgas (GHG) Daten zu ermöglichen
Bereitstellen von Lösungen zum Überblick der GHG-Emissionen, zur Planung, Investition und Evaluierung einer Low-Carbon-Strategie
LoCaL hilft Städten ihre Potentiale zu entfalten
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Low Carbon City Lab (LoCaL)
8 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Reduktionspotential für Städte - LoCaL
9 Workshop 3D-Stadtmodelle
Transport Abfall Grünflächen
Gebäude Energie Bürgerbewusstsein zur Energiereduktion
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LoCaL Ecosystem (2015)
10 Workshop 3D-Stadtmodelle
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LoCaL: 3DGPC
11 Workshop 3D-Stadtmodelle
Geografische Dimension in GHG Reporting von Städten
Basierend auf CityGML
• Planungsentscheidungen verbunden mit GHG Effekten
• Informationen auf Gebäudeebene benötigt • Energieverbrauch/-effizienz, CO2
Emissionen • Optimierung und Verifizierung von Emissions-
Reduktionsplänen • Folgenabschätzung von politischen
Entscheidungen durch Monitoring von neuen Immobilien
GPC + 3D = 3DGPC GPC: Global Protocol for Community-Scale Greenhouse Gas Emission Inventories
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GPC Sektoren
12 Workshop 3D-Stadtmodelle
Stationary Energy
• Residential Buildings
• Commercial and instituational buildings and facilites
• Manufactoring industries
• Agriculture, forestry, and fishing activities
• Etc.
Transportation
Waste
Industrial Processes and Product Use (IPPU)
Agriculture, Forestry and other Land Use (AFOLU)
Other Scope 3
Kann aus function bzw. usage abgeleitet werden
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Aktivitäten innerhalb der Stadt können verantwortlich für GHG Emissionen innerhalb der Stadtgrenzen als auch außerhalb sein (z.B. Kraftwerk, Flughafen)
Aggregation von Inventaren möglich durch Kombination von Scope 1 (territoriale) Emissionen von Städten, deren Grenzen sich nicht überlappen
GPC Scopes
13 Workshop 3D-Stadtmodelle
Scope Definition
Scope 1 GHG Emissionen aus Quellen innerhalb der Stadtgrenzen
Scope 2 GHG Emissionen aus Nutzen von Strom, Wärme, oder Kälte aus einem Netz innerhalb der Stadt
Scope 3 Alle anderen GHG Emissionen, die außerhalb der Stadtgrenzen entstehen, aber Resultat von Aktivitäten innerhalb der Stadtgrenzen sind
• Nicht abzuleiten aus 3D Stadtmodell • Zusätzliche Daten benötigt
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Beispiel Report
14 Workshop 3D-Stadtmodelle
Scope GHG Emissions Source Gases in tonnes
CO2 CH4 N2O …
STATIONARY ENERGY
Residential Buildings 70,000
1 Emissions from fuel combustion within the city boundary 20,000
2 Emissions from grid-supplied energy consumed within the city boundary
30,000
3 Emissions from transmission and distribution losses from grid-supplied energy consumption
10,000
Commercial and institutional buildings and facilities …
1 Emissions from fuel combustion within the city boundary …
… …
TRANSPORTATION
…
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3DGPC (2015)
15 Workshop 3D-Stadtmodelle
Energie-Szenario Planung und CO2 Reporting basierend auf 3D Stadtmodell und Immobiliendaten • Energiequelle +
Energieverbrauch/-bedarf
• Basierend auf 3DCityDB
Erstellung eines verlässlichen MRV-Systems als zentralen Informations-Hub und Datenintegrationsplattform
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Architektur
16 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D City Database virtualcityMAP
fully automated process chain
Expose with Energy Certificate: • Energy Source • Thermal
Characteristic
Umweltatlas Berlin: • Emission Factors • Energy Source
District Heating
3D City Model Berlin
3D CityDB WFS
Attribute data
emissions = thermal_characteristic * emission_factor
Import
Import
Import
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Erstellung eines Energie-Demonstrators mit der Stadt Helsinki
Helsinki stellt Energie-Daten von öffentlichen Gebäuden (hauptsächlich Schulen) bereit
• Energieverbrauch
• CO2 Emissionen
• Wasserverbrauch
Demonstrator:
• Darstellung der räuml. Verteilung der Energiedaten
• Abfrage nach Gebäuden basierend auf Energiedaten
• Zeitliche Änderung über Jahre
• Prototypisches CO2 Reporting
3DGPC (2016): Demonstrator Helsinki
17 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Stadt erhält Überblick über Energieperformance der öffentlichen Gebäude
• Gebäudescharf
• Zeitlicher Verlauf
• Automatisierte Erstellung eines stadtweiten GHG-Reports (GPC)
• Planungsentscheidungen können mit GHG Effekten verknüpft werden
• Optimierung und Verifizierung von Emissions-Reduktionsplänen
Demonstrator Helsinki
18 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Streetlight Energy Simulator
Im Rahmen von 3DGPC & SSD Green Moabit (Climate KIC)
Kooperation zwischen • European Institute For Energy Research (EIFER)
• Electricité de France (EDF)
• CHORA city & energy (Chair for Sustainable Planning and Urban Design) der TU Berlin
• virtualcitySYSTEMS
Demonstrator zur energetischen Simulation in Städten • Austausch bestehender Gaslaternen durch LED-Leuchten in Berlin-Moabit
Kollaborative Energiesimulation
19 Workshop 3D-Stadtmodelle
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http://hosting.virtualcitysystems.de/demos/moabit/
Streetlight Energy Simulator
20 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Streetlight Energy Simulator
21 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Streetlight Energy Simulator
22 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Entwickelt an der TU Berlin (Chora City & Energy)
Interaktives Urban Media Lab
Erlaubt kollaborative Entwicklung von Szenarien und Entscheidungsfindung
Integration in BrainBox (Metropolitan Solutions)
23 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Architektur
24 Workshop 3D-Stadtmodelle
virtualcityMAP
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Leitung: Norwegian University of Science and Technology (NTNU)
Climate KIC + LoCaL
Umfassendes Monitoring und Evaluation von GHG Emissionen
• Automatisiertes Sensor-Netzwerk für GHG Emissionen (Stadt)
• Verknüpfung von aktuellen Emissionen zu Mitigation Handlungen
Zwei Pilotstädte:
• Trondheim (Norwegen)
• Vejle (Dänemark)
Carbon Track & Trace (CTT) 2.0
25 Workshop 3D-Stadtmodelle
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CTT 2.0
26 Workshop 3D-Stadtmodelle
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Standartisiertes Datenmodell für Urbane Energie Analysen
Will Austauschformat zwischen unterschiedlichen urbanen Modellierungstools und Expertendatenbanken sein
Entwickelt seit 2014 im internationalem Konsortium
• SIG3D, HFT Stuttgart, TU München, KIT, RWTH Aachen, EDF/EIFER, AIT…
Ermöglicht standartisierte Speicherung von Energieinformationen
Energy ADE gibt standartisierte und robuste Basis für GHG Reporting und Berechnung von Energie-Szenarien
Zukunft: CityGML Energy ADE
27 Workshop 3D-Stadtmodelle
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3D Stadtmodelle ideale Plattform zur Integration von stadtweiten Energiedaten und Simulationsergebnissen
3D Stadtmodelle ermöglichen
• Kommunikation/Visualisierung von Ist-Zuständen und Simulationensergebnissen
• Erstellung von GHG Reportings
• Schnittstelle zu Fachsimulationen (Energy ADE)
Zusammenfassung
28 Workshop 3D-Stadtmodelle
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The next generation of 3D city models
virtualcitySYSTEMS
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Richard Redweik