Smart-City-Entwicklungskonzepte zielen darauf ab, Städte lebenswerter, effizienter, technologisch fortschrittlicher, ökologischer und sozial integrativer zu machen.
Es wird davon ausgegangen, dass bis 2050 rund 70 % der Weltbevölkerung in Grossstädten leben werden. Der Untergrund wird bei der Umsetzung solcher Smart-City-Konzepte eine Schlüsselrolle spielen, da der oberirdische Raum immer knapper wird.
So kann der Untergrund beispielsweise zu Energiemanagementsystemen, Datenmanagement, zur Realisierung von Schwammstädten, zum unterirdischen Wohnen, zur unterirdischen Lebensmittelproduktion und vielem mehr beitragen.
Mit der Entwicklung dieser Städte sind verschiedene Energieebenen wie Verkehrssysteme, intelligente Netze und Mikronetze entstanden, die verschiedene Herausforderungen für das multidimensionale Energiemanagementsystem mit sich bringen.
So muss beispielsweise die Kontrolle und Verfügbarkeit verschiedener Energieformen für Millionen von Menschen auf relativ kleinem Raum sichergestellt werden. Unterirdische Energiesysteme, die miteinander verbunden und steuerbar sind und mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden, können als Leuchtturm für die globale Entwicklung intelligenter Städte mit begrenzten Umweltauswirkungen dienen.
Mehr über die Forschung zu Energielösungen bei Hagerbach.
Die zukünftigen "Smart Cities", die immer dichter besiedelt werden, werden aufgrund des begrenzten verfügbaren Raums und des steigenden Energiebedarfs an räumliche und energetische Grenzen stossen. Das Konzept des "Edge Computing Underground!" stellt eine effiziente Lösung dar, die platzsparend, kostengünstig, sicher und ressourcenschonend ist.
Mehr über den Edge Computing Underground! Prototyp und das Konzept.
Ein weiterer Aspekt intelligenter Städte ist das Konzept der Schwammstadt, das sich auf ein städtisches Umfeld bezieht, das die Fähigkeit eines Schwamms nachahmt, bei Regen Wasser aufzunehmen und zu speichern und dann das gespeicherte Wasser je nach Bedarf freizugeben und zu nutzen, um die Bewegung des Regenwassers innerhalb der Stadt zu erleichtern. Eine Schwammstadt ist sehr widerstandsfähig gegenüber wasserbedingten Katastrophen. Durch die geschickte Nutzung des unterirdischen Raums ist es möglich, unterirdische Wasserreservoirs und Tunnel zu bauen oder zu erweitern.
Eine Schwammstadt kann ihre Fähigkeit zum Schutz vor Überschwemmungen stärken und die Lebensqualität erhöhen, indem sie die Temperaturen in der heissesten Jahreszeit um mehrere Grad senkt. Eine solche organische Integration von Schwammstädten wird der langfristigen Nachhaltigkeit der menschlichen Gesellschaft in Städten förderlich sein.
Die Digitalisierung in künftigen Smart Cities ist für Effizienz, Nachhaltigkeit, Innovation, Bürgerengagement, Widerstandsfähigkeit und Sicherheit unerlässlich. Das Testen verschiedener Szenarien und Optionen vor der Umsetzung ist jedoch entscheidend, um erfolgreiche Ergebnisse zu gewährleisten. Durch die Simulation verschiedener Szenarien können die Städte Herausforderungen vorhersehen, optimale Lösungen finden und Risiken abmildern.
Das Testen ermöglicht Anpassungen auf der Grundlage realer Daten und des Feedbacks von Interessengruppen und stellt sicher, dass die implementierten Lösungen mit den Zielen der Stadt übereinstimmen und die Bedürfnisse der Einwohner erfüllen. Darüber hinaus hilft das Testen dabei, die Ressourcenzuweisung zu optimieren, Störungen zu minimieren und den Nutzen von Digitalisierungsinitiativen zu maximieren.
Insgesamt erhöht ein gründliches Testen vor der Implementierung die Wahrscheinlichkeit erfolgreicher Ergebnisse und fördert die Entwicklung intelligenter und widerstandsfähigerer Städte.
Ein Ort, an dem bereits heute Tests durchgeführt werden können, ist das Tunneldigitalisierungszentrum. Seit 2019 ermöglicht das Zentrum die Demonstration und Simulation in einer realistischen Umgebung. Die Demonstration neuer Technologien und innovativer Konzepte im Massstab 1:1 verbessert das Verständnis für komplexe Prozesse und Abläufe und gewährleistet gleichzeitig eine hohe Wirtschaftlichkeit.
Dies umfasst die kreislauforientierte und erneuerbare Erzeugung, die Umwandlung, die Speicherung vor Ort, die Verteilung von Energie/Wärme und die Schwerpunktbereiche "Stadt" und "Baustellen".
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Dies umfasst alle Forschungs- und Prototyping-Aktivitäten zur Bewertung, Erprobung und Entwicklung unterirdischer oder ausserirdischer Lebens- und Mobilitätsräume.
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Forschungsarbeiten um zu untersuchen wie die Infrastrukturen der Zukunft in einem Kreislaufsystem mit geringem Energieverbrauch und minimalen Emissionen von der Planung über den Bau bis zur Stilllegung gebaut und betrieben werden können.
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