Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenDe toekomst uitproberen en verbeteren

De toekomst uitproberen en verbeteren

Vrijdag 17 december 2021Afbeelding De toekomst uitproberen en verbeteren

Wat als overheidsprofessionals, planners en beleidsmakers de impact van hun toekomstplannen razendsnel kunnen berekenen, ervaren én visualiseren? Als burgers nu al door hun toekomstige duurzame buurt kunnen wandelen? En we bij de planvorming van een nieuwe stad of dijkversterking, de ondergrond – in samenhang met de bovengrond – nog veel beter, en in één model kunnen analyseren en begrijpen?

Bij Geodan geloven we dat de toepassingen van digital twinning oneindig zijn, en zijn we al enkele jaren succesvol met het inzetten ervan. Dat doen we door alle digitale informatie samen te brengen in een digitale omgeving en versie van de werkelijkheid. Met behulp van slimme 3D-modellen, AR en VR kan die omgeving – en daarmee de toekomst – verkend, getest en verbeterd worden. We zien dat het gebruik van Digital Twins leidt tot nieuwe inzichten, betere oplossingen en meer draagvlak voor besluitvorming. Het heeft toegevoegde waarde in de grote ruimtelijke uitdagingen waar we voor staan: van de energietransitie, klimaatadaptatie tot de woningbouwopgave. Thema’s die passen in onze missie om samen met de verbindende kracht van location intelligence de wereld een stukje veiliger, slimmer en duurzamer te maken.

Met behulp van twee praktijkcasussen laten we zien hoe we bij Geodan (als onderdeel van de LOCATIQS Group) invulling geven aan de Digital Twin. Bij Brainport Smart District ligt de nadruk op het kunnen ervaren van de impact van bepaalde toekomstplannen. Bij het praktijkvoorbeeld Amsterdam Amstelstad draait het om het meewegen van de ondergrond bij de inrichting van de bovengrond.

Digital twinning als brug tussen droom en werkelijkheid

Case 1 Brainport District

Bij de stap van droom naar werkelijkheid in de ontwikkeling van Brainport Smart District (BSD), speelt innovatieve technologie een belangrijke rol. Speciaal voor BSD ontwierpen Geodan en WoonConnect daarom een Digital Twin, waarmee bewoners hun toekomstige huis en wijk samen kunnen vormgeven, beleven en verkennen. Maar waarmee ze ook snel duidelijkheid krijgen of hun plannen matchen met de verschillende duurzaamheidsdoelstellingen van de wijk.

Wat doet de digital twin voor BSD?

“De Digital Twin voor BSD geeft toekomstige bewoners de mogelijkheid een virtueel bezoek te brengen aan de wijk”, aldus Peter Portheine”, directeur van BSD. “Zo krijgen geïnteresseerden en toekomstige bewoners met behulp van slimme 3D-modellen, gebaseerd op allerlei data, een realistisch inkijkje in de impact van de verschillende toekomstplannen. Maar daar eindigt het niet. In 3D en met behulp van VR en AR, kun je de toekomst hier verkennen, aanpassen en levensecht beleven. En bijvoorbeeld razendsnel de impact van allerlei toekomstplannen- en scenario’s berekenen en – in 2D en 3D – visualiseren.”

Link met omgevingswet

Ga je nog een stap verder, dan kunnen die plannen en verschillende scenario’s automatisch getoetst worden aan de actuele wet- en regelgeving. Dat is de toekomst, en in lijn met het gedachtegoed van de Omgevingswet. In deze proof of concept heeft Geodan daarom al verschillende voorbeeldregels uit het bestemmingsplan van BSD geladen. Maar bijvoorbeeld ook de BSD-doelstellingen op het gebied van energieverbruik. Portheine: “Het inzetten van de Twin past bij de manier waarop we binnen BSD omgaan met data. In de Twin verbinden we alle relevante data uit de fysieke leefomgeving aan de specifieke plannen van BSD. Voor bewoners en partners wordt hun droomwoning en omgeving niet alleen tastbaar, het helpt ons ook om samen tot goede en duurzame keuzes te komen bij de inrichting van de wijk. Deze technologie leent zich dan ook bij uitstek voor cocreatie en multi-stakeholderprocessen.”

Voorspellen en voorspelen

Door elementen van gamification toe te voegen aan de Twin, wordt het ontwerpen, aanpassen en finetunen een intuïtief proces. Want hoe duurzamer je ontwerp voor je huis is, des te meer punten je ervoor krijgt. En je kunt je huis pas terugplaatsen in de Twin als het voldoet aan de verschillende BSD-doelstellingen op het gebied van energieverbruik, waterbesparing en duurzaamheid. Voor de ontwikkeling van de Digital Twin in Brandevoort, werkte Geodan nauw samen met Stichting Brainport Smart District, Gemeente Helmond, Provincie Noord-Brabant, TU/e en WoonConnect.

Van stedelijke ontwikkeling tot energietransitie

In BSD gaat het specifiek om het ontwerpen en vormgeven van een nog te bouwen wijk. Maar digital twinning is geschikt voor tal van andere uitdagingen in de fysieke leefomgeving. Denk aan de lokale energietransitie, waarin er samen met de bewoners gezocht moet worden naar de ideale plek van een wind- of zonnepark aan de rand van een stad of dorp. Een uitdaging waarin een Digital Twin kan helpen bij het verbeteren van het besluitvormingsproces en het vergroten van draagvlak en betrokkenheid. Zo kun je bijvoorbeeld de impact, het geluid maar ook de schaduw van een windmolen op de omgeving levensecht ervaren. Welke informatie en mogelijkheden een Digital Twin moet bieden hangt altijd af van de toepassing en het doel.

Onder- en bovengrond scherp in beeld

Case 2 digital twinning bij Amsterdam Amstelland

Klimaatverandering, de enorme bouwopgave, de energietransitie en het toekomstklaar maken van onze infrastructuur: complexe ruimtelijke vraagstukken die beslag leggen op dezelfde beperkte ruimte in ons land. En die dus vragen om een andere manier van denken en werken. Daarin bepaalt de ondergrond in steeds grotere mate hoe we de bovengrond inrichten en ontwikkelen.

Vanuit deze gedachte en urgentie ontwikkelt de gemeente Amsterdam een integrale aanpak voor een optimale en duurzame inrichting van boven- en ondergrond. Een aanpak waarin 3D-technologie belangrijk en specifiek inzicht biedt en digital twinning de ruimtelijke dimensies onder én boven de grond integreert.

Afbeelding 2. In rood de warme bronnen, in blauw de koude bronnen. De ‘cilinders’ zijn de thermische invloedsferen van de OBES: deze geven een modelmatige impressie weer van de maximale reikwijdte van het in de bodem gepompte water vanaf het filter van de bron.

De uitdagingen van Amstelstad

De zone tussen het Amstelstation en het ziekenhuis AMC staat voor een uitdagende transformatie- en nieuwbouwopgave. Daarnaast liggen er complexe opgaven vanuit klimaatadaptatie in een lastig kwelwatergebied, de energietransitie (hergebruik van restwarmte uit verschillende bronnen, warmte-koude-opslag), ambities voor een circulaire economie, en de ontwikkeling naar 5G-datatransport. In een pilot onderzocht Geodan in opdracht van het Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (BZK) en de gemeente Amsterdam, hoe de gegevens uit de Basisregistratie Ondergrond (BRO) kunnen bijdragen aan het plannen van optimale gebiedsontwikkeling, met name wat betreft de aanleg van open bodemenergiesystemen (OBES).

Spel van koude en warmte

Bodemenergiesystemen en het gebruik van restwarmte dragen bij aan duurzamer gebruik van energie. Bij een open bodemenergiesysteem wordt het grondwater benut voor het opslaan van warmte of koude. OBES hebben twee bronnen: een koude en een warme bron. Deze bronnen moeten op enige afstand naast elkaar gelegen zijn of met voldoende afstand onder elkaar. In de zomer wordt grondwater uit de koude bron gebruikt voor koeling. In de winter wordt grondwater uit de warme bron opgepompt voor verwarming.

Belangrijke afstand tussen de bronnen

De warme en koude bronnen hebben een thermische invloedsfeer die ervoor zorgt dat de verschillende bronnen met elkaar kunnen interfereren als ze te dicht bij elkaar zijn aangelegd. Daarbij koelt het koude water van de ene bron het warme water van de andere bron af, of vice versa.

3D maakt het verschil

Om vast te stellen of dit daadwerkelijk het geval is moeten de thermische invloedssferen in 3D worden bekeken: de bellen kunnen immers ook verticaal van elkaar gescheiden zijn. In dat geval is in de ondergrond een scheidende laag of voldoende verticale afstand tussen de bellen nodig. Bij deze analyse is gebruikgemaakt van de gegevens van bestaande OBES en een model voor hun maximale invloedsfeer. Door dit te combineren met de doorlatende eigenschappen van de ondergrond, ontstaat inzicht in de natuurlijke barrières tussen de verschillende warmte- en koudebronnen. Afbeelding 2 laat zien hoe belangrijk het is om op wijk- of gebiedsniveau regie te voeren op de ruimtelijke ordening in de ondergrond. In dit geval dus om te voorkomen dat naast elkaar liggende OBES gaan interfereren.

Afbeelding 3. Visualisatie uit project Sterke Lekdijk waarbij GeoTop (links) wordt gecombineerd met een visualisatie van boringen.

Belangrijke vertaling van beeld en informatie

Het voorbeeld van Amstelstad laat zien dat een Digital Twin waarin ook de ondergrond is opgenomen, voor veel soorten toepassingen bijzonder waardevol is. Alleen is de informatie uit de BRO niet voor iedereen eenvoudig te begrijpen of te interpreteren. Naast kennis van de BRO, is ook begrip nodig van de geologische en geomorfologische samenstelling van de bodem. Deze specifieke kennis en ervaring hebben we als Geodan in diverse praktijkcases in opdracht van het Ministerie van BZK toegepast. Zo hebben we in het project ‘Sterke Lekdijk’ laten zien dat het combineren van verschillende informatie over de ondergrond, het visualiseren van deze informatie in een Digital Twin, en een goede interpretatie van deze informatie, leidt tot een ‘risico-DNA’ van de dijk. Het risico-DNA van een dijk geeft een inschatting van de kwaliteit van de dijk en de urgentie van een dijkverbetering. Zie voor meer informatie over deze case: bit.ly/ondergrondLekdijk

Meer technologie en digital twinning

In samenwerking met BSD en verschillende stakeholders maakte Geodan vorig jaar een podcast over de inzet van innovatieve technologie en de ambities van BSD. De Podcast is terug te luisteren via: bit.ly/podcastgeodanbsd De praktijkvoorbeelden van de Basisregistratie Ondergrond, die we in opdracht van het Ministerie van BZK maakten, waaronder die van Amsterdam Amstelstad en Sterke Lekdijk, zijn te vinden op https://basisregistratieondergrond.nl/praktijk

Afbeelding voor Annita Vijverberg

Annita Vijverberg

Annita Vijverberg is product manager data services bij Geodan.

Reacties

    Plaats een reactie

    Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.



    Gesponsorde berichten