In de Digital Twin Brainport Smart District in Helmond ontwerpen toekomstige bewoners de contouren van hun huis aan en werken ze samen aan realisatie van duurzaamheidsambities.

Vraagstuk

Het Brainport Smart District (BSD) in Helmond wordt een duurzame, slimme wijk met 2000 permanente, 500 tijdelijke woningen. Ambitie is om het ontwerp van de wijk èn realisatie van de duurzaamheidsambities in co-creatie met de toekomstige bewoners en stakeholders vorm te geven. Nieuwe technologieën, waaronder een digital twin, helpen bewoners hierbij.

Aanpak

Bewoners kunnen in de digital twin hun woning configureren. De digital twin toont dan direct hoe je toekomstige huis zich verhoudt tot de beoogde kwaliteit van de leefomgeving. Passen je wensen niet binnen de gestelde regels, dan geeft de digital twin inzicht in aanpassingen die je kan doen om binnen de geldende regels te blijven. Dit is mogelijk doordat de stedenbouwkundige visie en kwaliteitseisen in de digital twin zijn verwerkt.

Bewoners betrekken

In 2020 is een team van Brainport Smart District, de Gemeente Helmond, Provincie Noord-Brabant, TU Eindhoven, WoonConnect en Geodan gestart met dit digital twin project, ondersteund door het Innovatiebudget Digitale Overheid. De eerste stap was het opstellen van een klantreis voor het realiseren van de woonwensen van toekomstige bewoners. Hiervoor is gebruik gemaakt van input afkomstig uit bewonersavonden.

De inzichten uit het participatietraject en sessies met alle stakeholders zijn vervolgens verwerkt in het UX design van de digital twin (zie figuur 1). De belangrijkste stappen in de user experience zijn hieronder weergegeven.

user experience design waarin de klantreis van toekomstige bewoners is uitgetekendFiguur 1 - User experience design van de klantreis voor toekomstige bewoners in Helmond

Samen met de betrokken partners is ook een inventarisatie gemaakt van data(stromen) relevant voor de ontwikkeling van de wijk. Uit het participatietraject bleek bijvoorbeeld dat er specifieke informatie nodig is over de doelstellingen van de wijk. Bewoners verkennen bijvoorbeeld waterbesparende maatregelen en willen weten wat de effecten daarvan in hun huis zijn.

Bewoners genereren ook zelf data. Bijvoorbeeld de vorm van hun toekomstige droomhuis.

Ingrediënten

Na het in kaart brengen van de bewonersvragen, is een inventarisatie gemaakt van de belangrijkste datasets: Landelijke gegevens over voorzieningen (zoals winkels, horeca, scholen, openbaar vervoer) en de omgeving (zoals geluidsoverlast), aangevuld met specifieke gegevens van de gemeente, zoals het bomenregister. Om de digital twin vervolgens te bouwen, is alle beschikbare locatiedata in 2D en 3D verzameld, ontsloten en gevisualiseerd. In de digital twin kan je al deze datasets integreren om een totaalbeeld van de wijk te scheppen en om antwoord te geven op veel gestelde vragen (zie figuur 2).

Twee kaarten. Op de linker worden voorzieningen getoond. op de rechter de geluidsbelasting in de wijk.Figuur 2 - Visualisatie van voorzieningen en geluidsbelasting voor de toekomstige bewoners

Om een realistische weergave van de woningen en de wijk te maken, is gebruik gemaakt van Building Information Modelling (BIM) en geografische informatie (GIS). Er is gebruik gemaakt van moderne open standaarden van het OGC zoals sensorthings API en 3D-tiles (zie figuur 3).

de onderdelen van de digital twin helmond schematisch weergegevenFiguur 3 - Overzicht van de ingrediënten van de digital twin BSD

Interactie en controle

Tijdens het ontwerpen van een woning zal toekomstige bewoner een veelheid aan variabelen aanpassen om een droomhuis te ontwerpen. Hierbij wijzigen de variabelen van de woning continu, denk bijvoorbeeld aan bebouwd oppervlak van het kavel, de hoogte van de nok, of de positionering van de woning op het kavel. De regels van het bestemmingsplan bepalen de waarden waarbinnen deze variabelen zich kunnen bewegen. Geodan FLO Legal heeft deze variabelen gekoppeld aan regelgeving via een API. Door de variabelen van de gebruiker tijdens het ontwerpproces te delen met de vergunningchecker, krijgen bewoners directe feedback op hun ontwerp. Dit werkt met een stoplichtsysteem. Rood betekent dat het niet mag, Oranje dat er een nadere afweging nodig is door de overheid door het aanvragen van een vergunning, en Groen betekent dat het ontwerp vergunningsvrij is. Zodra bewoners een huis hebben ontworpen dat voldoet aan alle eisen, kunnen ze het ontwerp in de Digital Twin plaatsen.

 

Monitoring

Voor het Brainport Smart District zijn er expliciete doelstellingen opgesteld voor realisatie van de duurzaamheidsambities van de wijk. Deze doelstellingen worden vertaald naar digitale regels in de digital twin. Bewoners van de wijk gaan samen werken aan het realiseren van de wijkdoelen (en wijknormen), in plaats van individuele normen te stellen per woning. Ook hier kan de digital twin een rol in spelen. Bijvoorbeeld door via een wijkdashboard inzicht te geven in de daadwerkelijke energiewaarden van de wijk, afgezet tegen de gestelde energiedoelstelling.

Beleef de digital twin als toekomstige bewoner van Brainport Smart District

De waarde

Op dit moment experimenteren de betrokkenen bij het Brainport Smart District met de digital twin (proof of concept). De eerste resultaten zijn veelbelovend. De digital twin wordt echter nog niet breed ingezet in het innovatieve ontwikkelproces van de wijk. Verder onderzoek is nodig om de volledige potentie te verkennen; onderzoek naar het verdienmodel van de digital twin en onderzoek naar de beleving en rol van de bewoners bij het gebruik van de digital twin.

Spelen met de digital twin

Je kan zelf ook een kijkje nemen in de digital twin van Brainport Smart District Helmond. Loop rond in de  digital twin met je muiscursor en beweeg de pijltjes van je toetsenbord. 

Geodan BSD demo

Demonstrator digital twin Brainport Smart District

Meer informatie

Voor deze beschrijving van de digital twin BSD is dankbaar gebruik gemaakt van het kennisdocument “Digital Twin Brainport Smart District, Proof of concept van een digitale klantreis door date en regels in de slimste wijk ter wereld”, Intern kennisdocument BSD.