Die Planung klimaneutraler Stadtquartiere erfordert die integrative Berücksichtigung komplexer Datensätze. Herkömmliche Planungswerkzeuge stoßen dabei, insbesondere in der Kommunikation komplexer Zusammenhänge an Entscheidungsträger:innen und andere Stakeholder, an ihre Grenzen. Vor diesem Hintergrund adressierte das Projekt VR4UrbanDev die Forschungsfrage, wie diese heterogenen Datenströme durch die Kombination von Digitalen Zwillingen mit Virtual Reality (VR) intuitiv erfahrbar gemacht werden können. Ziel war die Steigerung der Effizienz und Transparenz in Planungsprozessen durch einen interdisziplinären Ansatz an der Schnittstelle von Informatik, Energietechnik und Sozialwissenschaften. 

Daten aus Building Information Modeling (BIM)-Modellen, Gebäudeenergiesimulationen (UBEM) und Internet of Things (IoT)-Echtzeitmonitoring werden zusammengeführt und aufbereitet. Technologisch wurde die Unreal Engine 5 über eine eigens entwickelte Middleware, den Data-Translation-Layer, mit der Simulationssoftware IDA ICE und einer auf FIWARE basierenden IoT-Plattform – dem Inframonitor, gekoppelt. Ein zentraler Bestandteil der Methodik war der User-Centred Design-Prozess: Der Prototyp wurde in iterativen Co-Creation-Workshops mit Planer:innen, Facility Manager:innen und Energieforscher:innen entwickelt. Hauptergebnis des Projekts ist ein voll funktionsfähiger, immersiver Digitaler Zwilling des Innovation District Inffeld der TU Graz in VR. Es gelang, die semantische Lücke zwischen abstrakten Energiedaten und geometrischen Modellen zu schließen, indem intelligente Objekte unsichtbare Phänomene – wie Energiebedarf oder CO2e-Emissionen – direkt auf Gebäudemodellen und anderen Objekten im virtuellen Raum visualisieren. Die Evaluierung bestätigte mit einem System-Usability-Scale (SUS) Score von 75,3 eine gute Gebrauchstauglichkeit. 

Das Feedback aus unseren Nutzer:innenbefragungen und Userworkshops zeigte zudem, dass die immersive Darstellung das Verständnis für komplexe Zusammenhänge in der integrativen Quartiersentwicklung verbessern kann. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Geschäftsmodellansätze und Verwertungsstrategien für die Projektpartner abgeleitet. Abschließend demonstriert das Projekt, dass moderne Consumer-VR-Hardware (z.B.: Meta Quest 3) in Kombination mit automatisierten Datenpipelines eine solide Grundlage für die zukünftige Forschungsarbeit darstellt. Die Ergebnisse bilden die Basis für ein Living Lab an der TU Graz sowie für weiterführende Forschungsprojekte im Projektkonsortium und zeigen das hohe Potenzial der Technologie für vielfältige Anwendungsbereiche wie die integrative Stadtentwicklung, Wissenschaftskommunikation, Stakeholder-Beteiligungsprozesse, Qualitätssicherung im Bau oder effizientes Facility Management.

Projektleitung

Technische Universität Graz, Institut für Wärmetechnik

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• DiLT Analytics
• EQUA Solutions AG
• Ernst RAINER – Büro für resiliente Raum- und Stadtentwicklung
• Institute of Interactive Systems and Data Science, TU Graz

Technische Universität Graz
Institut für Wärmetechnik
Inffeldgasse 25b
A-8010 Graz

Hermann Edtmayer
E-Mail: hermann.edtmayer@tugraz.at
Web: www.iwt.tugraz.at

Thomas Mach
E-Mail: thomas.mach@tugraz.at