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Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

Masterarbeit

Digital Twin for Smart Schools - Energieeffizienz durch Sensorik verstehen und verbessern

Der energetische Zustand von Gebäuden spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von Energiesparmaßnahmen. Auch die Luftqualität in Schulgebäuden hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Wohlbefinden und die Lernfähigkeit der Schüler*innen.

Zur Untersuchung dieser Faktoren wurde ein Sensornetzwerk in drei Schulen installiert, das kontinuierlich relevante Raumluftparameter wie CO2-Konzentration, Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfasst. Zur Datenauswertung wurde bereits mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings begonnen, der die Raumgeometrien abbildet und eine Visualisierung der Messdaten in einem 3D-Modell ermöglicht.

Auf dem Bild ist ein dreidimensionales Modell einer Schule ohne Dach zusehen. Es sind von oben 7 Räume zu sehen, die unterschiedlich eingefärbt und beschriftet sind. Folgende Räume sind zu sehen: Raum1: "Klasse, 9480 W/m²K" Raum2: "Leseparadies, 4461 W/m²K" Raum3: "Klasse, 4461 W/m²K" Raum4: "Pumi. 0W/m²K" Raum5: "Klasse, 4461 W/m²K" Raum6: "0 W/m²K" Raum7: "Klasse, 4461 W/m²K" © Michael Schlafke

Ziel der Arbeit

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll der bestehende digitale Zwilling erweitert und zur Analyse des energetischen Gebäudezustands sowie der Heizungsanlage genutzt werden. Dabei sollen insbesondere folgende Aspekte im Mittelpunkt stehen:

  • Integration weiterer Gebäudeteile in den digitalen Zwilling

  • Ableitung bzw. Berechnung geometrieabhängiger Parameter für die Datenauswertung (z. B. Energieeintrag durch Sonneneinstrahlung)

  • Analyse des energetischen Zustands auf Basis von Aufheiz- und Abkühlphasen in den Räumen

  • Datenauswertung hinsichtlich möglicher Optimierungsmaßnahmen der Heizungsanlage

Betreuung

Die Arbeit wird vom Team der Professur Sensorik betreut und interessierte Kandidat*innen wenden sich für weitere Fragen bitte an:

abschlussarbeiten.sen.etit@tu-dortmund.de