© 2024 SURF
Het doel van het Nederlandse Klimaatakkoord is een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen met 49% in 2030 en met 95-100% in 2050. In alle Nederlandse wijken en buurten (13.000) dient daarvoor een transitie naar een hernieuwbare energievoorziening plaats te vinden. Dit initiatief richt zich op het uitvoeren van verkennend onderzoek in Twente, expliciet Hengelo en Enschede.
Als fundament van een wijkaanpak is het noodzakelijk data te integreren, in te winnen en te combineren, en dit op het gewenste moment aan de verschillende disciplines beschikbaar te stellen. Een digitale representatie van de fysieke bebouwde omgeving is één van de modellen waarvan data kan worden gebruikt. Hoe deze zogenaamde Digital Twin van een wijk eruit zou kunnen zien, is tot op heden nog niet doordacht. Om hier meer inzicht te geven stonden de volgende vragen centraal in dit onderzoek:
• Welke gedetailleerde informatiebehoefte is aanwezig bij de belangrijkste stakeholders in wijktransities?
• In hoeverre kan op basis van open data een complete Digital Twin worden opgesteld van gebouwen in publieke ruimte?
• Hoe ziet op hoofdlijnen een model eruit waarin Digital Twin-data gestructureerd kan worden opgeslagen?
• Hoe kunnen deze functies in een digitaliseringslab worden opgeschaald via bestaande financiering?
Pilotwijken
Dit onderzoek is gericht op twee pilotwijken en aangevuld met twee cases uit Enschede die eerder zijn gebruikt. In samenwerking met de Gemeente Enschede en Hengelo zijn de twee pilotwijken nader beschreven en met elkaar vergeleken voor de aanpak van een wijktransitie en voor een experimentele energiebehoefte simulatie. De wijken zijn vergelijkbaar wat betreft inwonersaantallen, aantal adressen, stedelijkheid en de mate van heterogeniteit van bouwperiode.
Experimentele Digital Twin en data-acquisitie
Vanuit de beschikbare open data is voor beide wijken een Digital Twin geconstrueerd. Er is een routine uitgevoerd om experimenteel de warmtebehoefte per object (gebouw) te simuleren vanuit de Digital Twin. De resultaten zijn gevalideerd aan de hand van de standaard jaarverbruiken zoals deze worden geregistreerd door de netbeheerders.
Initieel wordt de warmtebehoefte bepaald op basis van de voor het bouwjaar gebruikelijke thermische eigenschappen en veronderstellingen voor het gebruikersgedrag. Voor met name oudere (<1980) woningen kan worden veronderstelt dat inmiddels (energetische) renovatiemaatregelen zijn toegepast, waarde de actuele bouwfysische eigenschappen feitelijk gunstiger zijn dan in de simulatie aangenomen.
Meer informatie is benodigd om de simulatieresultaten te verfijnen. Data-acquisitie in de vorm van inspecties op locatie om de huidige bouwkundige staat nader te beschrijven is daarin van groot belang. Dergelijke inspecties dienen te worden gericht op zowel de technische domeinen, zoals bouwtechnische en installatietechnische, als op administratieve domeinen. Zoals beschreven hebben deze inspecties als doel de simulatie van energiebehoefte meer accuraat te maken en informatie te verzamelen voor stappen die volgen met betrekking tot het vormen van praktische transitieplannen voor bijvoorbeeld aannemers.
Structuur van gegevens
Met het acquireren van additionele data komt belangrijke informatie vrij. Om aansluiting te vinden bij de juiste stakeholders dient de informatie goed ontsloten te worden. Class Models spelen hierin een belangrijke rol. Deze verbinden de data met het overkoepelende digitale model volgens een logische structuur. Dergelijke structuren zijn gestandaardiseerd op microniveau voor modellen, zoals IFC voor modellen per object. Het kent echter nog een domein overstijgende standaardisatie. Het is van belang om te komen tot uniformiteit van informatiedeling door het standaardiseren van Class Models voor Digital Twins. Daar is een uitdaging voor de betrokken stakeholders.
Eerder onderzoek toont aan dat leerlingen en leerkrachten primair onderwijs in staat zijn om te komen tot functioneel programmeren met ICT-roboticaomgevingen. Programmeren wordt binnen het primair onderwijs veelvuldig als “stand-alone” activiteit gehanteerd en als een vak erbij gezien. Om een meer veelzijdige en opbrengstgerichte toepassing van programmeren in onderwijs met navenante opbrengst op een versterkende wijze te realiseren kan het vakintegratief inbedden van programmeren in het schoolcurriculum, met een gerichte verbondenheid aan schoolvakken, een betekenisvolle impuls geven. Het via vakintegratie ontwikkelen van computational thinking en de vereiste competenties voor begeleiden en uitvoeren van programmeren kan leerlingen en leerkrachten beter voorbereiden op de benodigde 21ste eeuwse vaardigheden in relatie tot een curriculum voor de toekomst.
Het doel van het onderzoek is drieledig:
1 Nagaan in hoeverre vakintegratief programmeren van robots als doorgaande lijn in het curriculum van de basisschool gerealiseerd kan worden;
2) Bepalen in welke mate vakintegratief programmeren een bijdrage levert aan de ontwikkeling van computational thinking;
3) In beeld brengen welke factoren (leerkracht-handelen, door MKB-partner beschikbaar gesteld programmeermateriaal) van invloed zijn op de resultaten
De beoogde resultaten op basis van dit vernieuwend karakter moeten in beeld brengen dat:
-Leerkrachten in staat zijn om uitdagend integratief programmeeronderwijs te ontwerpen, implementeren en te begeleiden.
-Leerkrachten een doorgaande lijn van programmeren kunnen ontwikkelen en implementeren.
-Leerlingen onderbouw, middenbouw, bovenbouw in staat zijn om:
*te programmeren met fysiek LEGO We-do-robotica programmeermateriaal;
*een groei op computational thinking skills laten zien binnen 21ste eeuwse vaardigheden;
-Aanbevelingen naar de MKB-partner afgegeven kunnen worden betreffende bruikbaarheid, toepasbaarheid en implementatiemogelijkheid van het programmeermateriaal.
Aanvullend is het interessant om te onderzoeken is of verschillen in opbrengst van computational thinking skills ontstaan wanneer leerlingen leren programmeren in programmeeromgevingen met een visuele, on-screen output of fysiek tastbare output via aan te sturen robots.