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Belastbare Städte schaffen

Die Infrastruktur moderner Städte wird durch Bevölkerungswachstum, rapide Urbanisierung und Klimawandel stark belastet. Mit Technologien von Siemens können Stadtplaner auf diese Herausforderungen reagieren – dank unserer innovativen Lösungen und unserem Know-how in Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung.

Introduction

Technologie sorgt für Belastbarkeit

Eine stabile wirtschaftliche Entwicklung, umfassende öffentliche Sicherheit, zuverlässige Infrastrukturen, nachhaltiger und bezahlbarer Wohnraum – das alles sind entscheidende Aspekte für Erfolg und Wachstum von Städten. Die Bewohner müssen sich darauf verlassen können, dass ihre Städte mit dem Bevölkerungswachstum und der weltweiten Urbanisierung zurechtkommen.

Eine widerstandsfähige Infrastruktur ist keine Option – sie ist ein Muss!

Roland Busch, Member of the Managing Board of Siemens AG

Die Herausforderung annehmen

Der effektive und zuverlässige Betrieb von urbanen Infrastruktursystemen sichert die Energie- und Wasserversorgung sowie die Abwasserentsorgung, Kommunikation und Mobilität für die Bewohner – im täglichen Leben und auch unter ungeplanten oder unvorhergesehenen Umständen. Es passiert jedoch immer öfter, dass Unternehmen und Gemeinden Notfällen wie wetterbedingten Extremsituationen ausgesetzt sind. Die Stadtplaner müssen deshalb umdenken, wenn es um Planung, Konzeption, Bau und Verwaltung ihrer Städte unter solchen schwierigeren Bedingungen geht.

 

Siemens unterstützt die Verantwortlichen bei der Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der städtischen Systeme, mit internationalem Know-how. Unsere Aufgabe ist es, Ballungsgebieten dabei zu helfen, ihre physischen, sozialen und wirtschaftlichen Strukturen so zu stärken, dass sie die ständig wachsenden Herausforderungen des 21. Jahrhunderts bewältigen können. Dafür arbeiten wir mit Behörden und Unternehmen zusammen und unterstützen Stadtverwaltungen, Bewohner, Gemeinschaften und Institutionen dabei, den Anforderungen und plötzlichen Belastungen durch die rapide Urbanisierung, Globalisierung und den Klimawandel standzuhalten. Widerstandsfähigkeit ist nicht nur wichtig für das Überleben, sondern auch für die Lebensqualität – egal, vor welcher Herausforderung wir stehen.

Infografik

Belastungstest

Solange in Notfallsituationen die Versorgung mit Wasser und Strom aufrecht erhalten werden kann, lassen sich Krisen besser bewältigen und so im Endeffekt Leben retten.

Wassermanagement

Stromnetz

Verkehrsnetz

Gebäudemanagement

Water Management System

Wassermanagement


Water Management System

Wassermanagement in Städten beinhaltet verschiedene relevante und zusammenhängende Services:

  • 1. Sammlung, Behandlung und Verteilung von Trinkwasser

  • 2. Beseitigung, Behandlung und Entsorgung bzw. Wiederverwendung von Abwasser

  • 3. Beseitigung, Behandlung und Entsorgung bzw. Wiederverwendung von Regenwasser (Unwetter)

  • 4. Schutz von Menschen und wichtigen Einrichtungen vor Hochwasser

The Grid Electricity System

Stromnetze


The Grid Electricity System

Energie ist fundamental für das Leben in Städten und essentiell für die Behandlung von Wasser und Abwasser sowie dessen Verteilung; den Zugverkehr, Tram- und Metro Netzwerke; medizinische Dienste und Notfallservices; Strom, Heizung, Belüftung und Sicherheit.

Stromnetze umfassen 3 primäre Aktivitäten:

  • 1. Generierung

  • 2. Übertragung

  • 3. Vertrieb und Versorgung

The Transportation Network

Verkehrsnetz


The Transportation Network

Das Verkehrsnetz ist ein hochgradig diverses System, welches aus festen Bestandteilen (Straßen, Schienen, Brücken, Häfen) und flexiblen Teilen (Züge, Busse, Autos, Schiffe und Fahrräder )besteht.

Beide Bereiche müssen operabel sein um sicherzustellen, dass das Netz auch im Notfall funktioniert.
Durch multimodale Services und Systeme wird Diversität ermöglicht, welche während unerwarteter System-Ausfälle mittels integrierter Reiseinformationen Abhilfe schaffen kann.

Building Systems

Gebäudesysteme


Building Systems

In Gebäuden ist die Infrastruktur angelegt, die notwendig ist um Energie und Wasser zum Endverbraucher zu leiten. Außerdem bieten Gebäude Endziele für die meisten Transportsysteme.

In Notfallsituationen, in denen Gebäude sicher und strukturell stabil sind und Energieversorgung gewährleistet werden kann, ermöglicht Technologie den Komfort der Bewohner und stellt Informationen zur Notlage bereit. Um Störungen von IT Services vorzubeugen, sind sichere, widerstandsfähige und energieeffiziente Datenzentren essentiell.

Wassermanagement


Water Management System

Wassermanagement in Städten beinhaltet verschiedene relevante und zusammenhängende Services:

  • 1. Sammlung, Behandlung und Verteilung von Trinkwasser

  • 2. Beseitigung, Behandlung und Entsorgung bzw. Wiederverwendung von Abwasser

  • 3. Beseitigung, Behandlung und Entsorgung bzw. Wiederverwendung von Regenwasser (Unwetter)

  • 4. Schutz von Menschen und wichtigen Einrichtungen vor Hochwasser

Stromnetz


The Grid Electricity System

Energie ist fundamental für das Leben in Städten und essentiell für die Behandlung von Wasser und Abwasser sowie dessen Verteilung; den Zugverkehr, Tram- und Metro Netzwerke; medizinische Dienste und Notfallservices; Strom, Heizung, Belüftung und Sicherheit.

Stromnetze umfassen 3 primäre Aktivitäten:

  • 1. Generierung

  • 2. Übertragung

  • 3. Vertrieb und Versorgung

Verkehrsnetz


The Transportation Network

Das Verkehrsnetz ist ein hochgradig diverses System, welches aus festen Bestandteilen (Straßen, Schienen, Brücken, Häfen) und flexiblen Teilen (Züge, Busse, Autos, Schiffe und Fahrräder )besteht.

Beide Bereiche müssen operabel sein um sicherzustellen, dass das Netz auch im Notfall funktioniert.
Durch multimodale Services und Systeme wird Diversität ermöglicht, welche während unerwarteter System-Ausfälle mittels integrierter Reiseinformationen Abhilfe schaffen kann.

Gebäudesysteme


Building Systems

In Gebäuden ist die Infrastruktur angelegt, die notwendig ist um Energie und Wasser zum Endverbraucher zu leiten. Außerdem bieten Gebäude Endziele für die meisten Transportsysteme.

In Notfallsituationen, in denen Gebäude sicher und strukturell stabil sind und Energieversorgung gewährleistet werden kann, ermöglicht Technologie den Komfort der Bewohner und stellt Informationen zur Notlage bereit. Um Störungen von IT Services vorzubeugen, sind sichere, widerstandsfähige und energieeffiziente

Das Stromversorgungsnetz

Netzausfälle vermeiden

Energie ist lebenswichtig für jede Stadt und beeinflusst jeden einzelnen Bereich ihrer Infrastruktur. Wasserversorgung, Verkehrssysteme, Kommunikation und medizinische Versorgung sind nur einige Beispiele für all die Bereiche, die eine zuverlässige und leistungsfähige Energieversorgung benötigen: Die sichere Stromversorgung ist damit entscheidend für Gemeinden und Unternehmen gleichermaßen. Insgesamt gesehen, umfasst die Energieversorgung in Ballungsgebieten  unterschiedliche Energiequellen und -arten: von Großkraftwerken und Fernwärme bis hin zu dezentraler Energieerzeugung und Öl- und Gasheizsystemen. Ist ein Versorgungsnetz jedoch extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt, können Millionen Kunden vom Stromnetz abgeschnitten werden.

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Um die Stromversorgung in Städten zuverlässiger und nachhaltiger zu gestalten, muss ein Wandel zu dezentralen, automatisierten und ferngesteuerten Energiesystemen stattfinden.

Eine Microgrid-Infrastruktur, bei der kleine, unabhängige Strom- oder Wärmenetze lokal erzeugte Energie an Kunden in der Nähe verteilen, kann auch bei hoher Belastung der Energienetze eine durchgängige Versorgung sicherstellen. Sollte sich in einem Großkraftwerk oder im Übertragungsnetz eine ernste Katastrophe ereignen, könnten Microgrids Energie an kritische Infrastruktur wie Krankenhäuser und andere Notfalldienste liefern.


Fernüberwachung, flexible Integration und dezentrale Energieerzeugungs- und -speichersysteme bieten Möglichkeiten, um die Stromversorgung zuverlässiger und gleichzeitig effizienter zu machen und sauberere Energiequellen zu nutzen. Bei extremen Wetterphänomenen wie Wirbelstürmen oder bei ernsten Vorfällen an Transformatorstationen können zum Beispiel mobile widerstandsfähige Transformatoren dabei helfen, die Anlagen schon in Tagen anstatt von Wochen zu ersetzen. So beliefert Siemens beispielsweise Con Edison, das Energieversorgungsunternehmen für New York City und Umgebung, mit kompakten, leichten und umweltfreundlichen Transformatoren. Dank der mobilen widerstandsfähigen Transformatoren kann Con Edison auf solche Ereignisse reagieren, da hier mehrere Transformatoren ausfallen können und gewöhnlich Ersatzsysteme oder redundante Systeme keine Abhilfe schaffen.

Verkehr

Intelligente Verkehrssysteme

Mobilität stärkt die soziale und wirtschaftliche Aktivität jeder Stadt. Eine offene und nachhaltige Verkehrsinfrastruktur schafft die Lebensadern dafür. Obwohl die meisten städtischen Verkehrsnetze viele verschiedene Verkehrsmittel und Routen bieten, entscheiden sich viele Verkehrsteilnehmer und Transportanbieter für vertraute Wege. Rechnet man die Abhängigkeit von einer stabilen Energie- und Kraftstoffversorgung hinzu, ergibt das ein hochsensibles und störungsanfälliges System. Da nach neuesten Belegen die Häufigkeit und Schwere von extremen Wetterphänomenen merklich zunehmen wird, müssen städtische Verkehrsnetze in dieser Hinsicht besondere Aufmerksamkeit erhalten. Intelligente Systeme, welche die Auswirkungen von Naturkatastrophen vorhersagen und entsprechend reagieren können, sorgen dafür, dass Störungen von möglichst kurzer Dauer sind und die langfristige wirtschaftliche Nachhaltigkeit nicht negativ beeinflusst wird.

Gebäudesysteme

Gesundheit, Komfort und kontinuierlichen Informationsfluss gewährleisten

Gebäude haben eine wichtige Schutz- und Strukturfunktion und bestimmen gleichzeitig den kulturellen Charakter und das Erscheinungsbild einer Stadt. Sie sind ein entscheidendes Element für eine widerstandsfähige Infrastruktur, denn sie sind die Endpunkte, an denen Energie und Wasser zu den Verbrauchern gelangen, und die Ziele der meisten Verkehrssysteme. Sollen Gebäude oder auch ganze Stadtgebiete mit technischen Einrichtungen ausgestattet oder modernisiert werden, die den höchsten Ansprüchen an eine belastbare Infrastruktur entsprechen, ist es entscheidend, eingehende Kenntnisse über Gefahren- oder Notsituationen zu haben. Nur so kann schnellstmöglich reagiert und sicher evakuiert werden. Bei der Ausstattung müssen Gelände und Gebäudekonstruktion sowie technische Möglichkeiten gleichermaßen in Betracht gezogen werden. Siemens bietet eine Reihe technischer Lösungen, die die Belastbarkeit von Gebäudesystemen unterstützen und ihre fortlaufende Funktion gewährleisten.

Im 101 Stockwerke hohen Wolkenkratzer Taipei 101 gehen jeden Tag 40.000 Menschen ein und aus. Deshalb sind Brandschutz- und Notfallpläne seit Baubeginn im Jahr 2000 von höchster Bedeutung. Sie basieren auf einem stufenweisen Ansatz und sichern eine schnelle Reaktion im Katastrophenfall. Neben vielen anderen Funktionen ist der Taipei 101 mit einer besonderen Frühwarnfunktion für die Brandmeldesysteme, Rauchmelder, Rauchableitung und automatischen Löschsystemen ausgerüstet, die über eine Katastrophenschutzzentrale koordiniert werden.

Eine schnelle Reaktion hängt auch von der korrekten Beurteilung des Verhaltens der Gebäudenutzer in einem Notfall ab. Dies kann mithilfe von modernster 3D-Simulationssoftware bereits modelliert werden, bevor ein solcher Notfall auftritt. Die Software kann die Bewegung durch ein Gebäude oder über ein Gelände zehnmal schneller vorhersagen als in Echtzeit – und das mit ziemlicher Genauigkeit. Mithilfe dieser Information können Evakuierungsstrategien geplant und an die Gebäudenutzer kommuniziert werden, um die Menschen im Notfall schnell in Sicherheit bringen zu können. Dieser Ansatz wurde bereits in einer Reihe hoher Gebäude implementiert, unter anderem im One Canada Square im Bürokomplex Canary Wharf. Der Wolkenkratzer war bis 2012 das höchste Gebäude in London.

Um in einer Notfallsituation gezielte Benachrichtigungen mit Anweisungen an die Gebäudenutzer schicken zu können, kann ein Mass Notification Systems (MNS) wie zum Beispiel am Medicine Hat College in Alberta, Kanada, eingesetzt werden. Die Nachrichten werden über mehrere redundante Kanäle wie Sprachalarmsysteme, LED-Signale und LAN-Netzwerke verbreitet und auch über persönliche Geräte wie Mobiltelefone. Die Systeme geben den Gebäudenutzern Anweisungen zu den Maßnahmen, die sie ergreifen sollten, und koordinieren so die Abläufe, um eine sichere und effiziente Reaktion zu ermöglichen.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Rechenzentren gehören Verfügbarkeit und Datensicherheit. Integrierte Lösungen schützen gegen Netzausfälle, Sicherheitsbedrohungen und Brandgefahr und gewährleisten, dass die richtige Umgebungstemperatur für den Betrieb der Server herrscht. Das Rechenzentrum Safe Host SA in Genf, Schweiz, ((Hyperlink)) verfügt zum Beispiel über ein zentrales Managementsystem mit über 800 Rauchmeldern und Videoüberwachung an allen größeren Eingängen.

Wassermanagementsystem

Kontinuierliche Wasserversorgung sicherstellen

Die Trinkwasserversorgung und Abwasseraufbereitung ist eine weltweite Herausforderung. Sie ist von entscheidender Bedeutung für alle Ballungsgebiete, vor allem in Hinsicht auf die Wasserknappheit, die in naher Zukunft auf uns zukommen wird. Über dezentrale Ansätze, redundante Infrastruktur, Automatisierung und Anlagenüberwachung können wir auch bei Unregelmäßigkeiten, extremen Wetterbedingungen oder allgemeiner Wasserknappheit eine sichere und kontinuierliche Wasserversorgung sicherstellen. Als Branchenexperten für die Wasserwirtschaft bieten wir leistungsstarke und innovative technische Lösungen.