Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

A fenntarthatóság a tervezésben, kivitelezésben és üzemeltetésben a környezetbarát eljárások, hatékony erőforráshasználat és társadalmi felelősségvállalás integrálását jelenti az épület teljes életciklusa során. Az épületmodellezés kulcsfontosságú szerepet játszik a fenntarthatóságban azáltal, hogy a szerkezetek virtuális ábrázolását biztosítja, amelyeket Building Information Model (BIM) néven ismerünk. A digitális modellen belüli szimulációk és elemzések teszik lehetővé az erőforrások megtakarítását, a hulladékok mennyiségének csökkentését és az általános fenntarthatóságot. Mivel a digitális iker (digital twin) egy valós épület virtuális ábrázolása, amely valós idejű megfigyelést, elemzést és optimalizálást tesz lehetővé a jobb teljesítmény és a döntéshozatal javítása érdekében; emiatt kiváló a fenntartható épülettervezési eljárásban. A digitális reprezentációnak a valóságból nyert élő adataival végzett folyamatos frissítése lehetővé teszi a valós idejű megfigyelést, a prediktív elemzést vagy akár a távvezérlést. Ezekben az erőfeszítésekben az Internet of Things (IoT) technológia szolgál adatgyűjtési és kommunikációs elemként.

A kutatás célja az épületinformációs modellek (BIM), a digitális ikertechnológia és a tárgyak (dolgok) internete (IoT) közötti szinergiák és kölcsönhatások feltárása a fenntartható építés és tervezés folyamataiban. A Jelölt azt vizsgálja meg, hogy a virtuális modell hogyan segíti elő a szimulációkat és elemzéseket az erőforrások megtakarítása, a hulladék mennyiségének csökkentése és az általános fenntarthatóság javítása érdekében. Ezen túlmenően foglalkozik a digitális ikertechnológia szerepével is, amely lehetővé teszi a valós idejű megfigyelést, elemzést és optimalizálást a fokozott teljesítmény és a megalapozott döntéshozatal érdekében a fenntartható épülettervezési eljárások során. A kutatás egyik középpontjában a digitális reprezentációk IoT-technológiával történő folyamatos frissítése áll majd. A cél az, hogy hozzájáruljunk a fenntartható gyakorlatok fejlődéséhez az építőiparban azáltal, hogy megértjük a BIM, a digitális ikrek és az IoT közötti összekapcsolódást, valamint ezek együttes hatását az épület üzemeltetésére és a környezetvédelemre.

A PhD-jelölttel szemben az az elvárás, hogy rendelkezzék jártassággal a BIM környezetek komplex építészeti szimulációkhoz való használatában, bemutatva a különböző tervezési elemek zökkenőmentes integrálásának képességét. Emellett a szimulációs szoftverekben, például a MathWorks Simulink-ben szerzett ismerete szintén kulcsfontosságú, amely a fejlett rendszerdinamikai modellezésre és a szimulációs eredmények áttekintő értelmezésére összpontosít, míg az IoT-eszközök, például az Arduino IDE megfelelő használatával várható az érzékelőhálózatok és összekapcsolt hálózatok innovatív és robusztus megvalósítása.

 

***

 

Sustainability in construction and design refers to the integration of environmentally responsible practices, resource efficiency, and social responsibility throughout the entire lifecycle of a building. Building modeling plays a crucial role in sustainability by providing a virtual representation of structures, known as Building Information Models (BIM). Simulations and analysis within the digital model can identify opportunities to conserve resources, reduce waste, and enhance overall sustainability. Because digital twin is a virtual representation or mirror of a physical building, that allows real-time monitoring, analysis, and optimization to improve performance and decision making, it is an excellent platform in the sustainable building design procedure. Continuous updating of digital representation with live data from the physical world allows facilitating real-time monitoring, predictive analytics, and remote operation. In these efforts, Internet of Things (IoT) technology serves as the data collection and communication element.

The research aims to explore the synergies and interplay among Building Information Models (BIM), digital twin technology, and Internet of Things (IoT) in the context of sustainable construction and design. The study will investigate how the virtual representation facilitates simulations and analyses for identifying opportunities to conserve resources, reduce waste, and improve overall sustainability throughout a building's lifecycle. Additionally, it will delve into the role of digital twin technology enabling real-time monitoring, analysis, and optimization for enhanced performance and informed decision-making in sustainable building design procedures. The research will focus on the continuous updating of digital representations with IoT technology. The goal is to contribute to the advancement of sustainable practices in construction by developing a comprehensive understanding of the interconnectivity between BIM, digital twins, and IoT, and their collective impact on building performance and environmental conservation.

PhD candidate is expected to demonstrate advanced proficiency in utilizing BIM building modeling tools for complex architectural simulations, showcasing an ability to integrate diverse design elements seamlessly. Additionally, expertise in simulation software such as MathWorks Simulink is crucial, with a focus on advanced system dynamics modeling and insightful interpretation of simulation outcomes, while adept use of IoT tools for example Arduino IDE is expected for innovative and robust implementation of sensor networks and interconnected systems in the research.