Viele digitale Methoden im Bauwesen stecken noch in Kinderschuhen – so ist zumindest das Bild, welches Planungsprozesse momentan nach außen zeichnen. Viele Planungsschritte laufen nach vorgefertigten Prozessen ab, dabei sind genügend digitale Methoden vorhanden, um das Bauwesen in das 21. Jahrhundert zu holen. Mehrere Beispiele hierfür wurden am 29.10.2020 in der Onlineveranstaltung „HFTmeetsIBA: Digitaler Stadtzwilling und Simulationstools“ von HFT- Forscherinnen und – Forscher vorgestellt.
Die Kombination von künstlicher Intelligenz mit einer schier unbegrenzten Rechenkapazität erlaubt es heutzutage, auch im Bereich Stadtentwicklung und Architektur völlig neue Dienstleistungen und Planungen bildlich und dreidimensional darzustellen. Dazu gehört nicht nur die einfache Darstellung von Stadtplanungen, sondern vielmehr die Simulation von verschiedenen Situationen. Durch die Verknüpfung verschiedener Daten ist die Breite an Simulationen schier endlos und ermöglicht eine viele genauere Darstellung von Planungsprozessen.
So können zum Beispiel über Geodatensysteme Orte mit besonderem Entwicklungsbedarf identifiziert und anhand digitaler Zwillinge auf deren zukünftigen Energiebedarf getestet werden. Die Algorithmen künstlicher Intelligenz können aus einer Vielzahl an Konzepten die beste Lösung identifizieren und somit Planungsprozesse erleichtern.
Die HFT-Forschenden Prof. Dr. Volker Coors (Professor für Informatik im Fachbereich Vermessung, Informatik und Mathematik), Prof. Dr. Ursula Voß (Professorin für Mathematik), David Offtermatt (Akademischer Mitarbeiter im Bereich KlimaEngineering) und Alexander Lee (Akademischer Mitarbeiter im Bereich Akustik) haben in Ihren Vorträgen Möglichkeiten aufgezeigt, welche Simulationstools für einen Stadtzwilling zur Verfügung stehen.
SimStadt – eine Simulationsumgebung wird geschaffen
Prof. Dr. Volker Coors hat in seiner Präsentation „3D-Stadtmodelle und energetische Simulation von Stadtquartieren“ anhand von „SimStadt“ gezeigt, welche Möglichkeiten der Darstellung bereits erforscht und erarbeitet worden sind. SimStadt ist der Name einer an der HFT entwickelten urbanen Simulationsumgebung und eines gleichnamigen Projekts. SimStadt ist in der Lage, Daten einer realen städtebaulichen Situation oder eines Planungszustandes für energetische Analysen von Gebäuden, Stadtquartieren, ganzer Städte und sogar Regionen zu nutzen. Die Anwendungsszenarien reichen hierbei von der zeitlich hochaufgelösten Simulation des Gebäudeheizwärmebedarfs über Potenzialstudien für Fotovoltaik bis hin zur Simulation von Gebäudesanierungs- und erneuerbaren Energieversorgungsszenarien.
„Mit unseren Ansätzen schaffen wir es nicht nur, den Zeitaufwand bei der Vorbereitung der Daten für die Simulation deutlich zu reduzieren, sondern wir schaffen auch eine Verbindung zu Smart Cities: eine interaktive und web-basierte Visualisierung macht die Ergebnisse einem breiteren Anwenderkreis verfügbar“, so Ursula Voß.
Mit ihren Forschungen um Berechnungen zu Windströmungen kann sie beispielhaft aufzeigen, welchen Einfluss diese auf den Schadstofftransport, das urbane Mikroklima oder auf das Potenzial von Kleinwindkraftanalgen haben. Eine numerische Strömungssimulation ermöglicht eine detaillierte Analyse solcher Strömungen.
Und durch weitere vorgezogene kleinere Simulationen können schon einige Fragestellungen beantwortet werden, wie David Offtermatt ausführlich in seinem Beitrag „Mikroklima und Außenkomfort“ gezeigt hat.
Einen wichtigen Beitrag hat auch Alexander Lee in seinem Vortrag „Lärmkartierung und Schallfeldprognose“ aufgezeigt: Laut einer Studie der europäischen Umweltbehörde (https://www.eea.europa.eu/publications/healthy-environment-healthy-lives) haben Luftverschmutzung und Lärmbelastung einen deutlichen Einfluss auf den Anstieg bei vorzeitigen Todesfällen. Eine gesunde Umgebung sorgt also für eine bessere Gesundheit des Menschen.
In einer anschließenden Diskussion mit den IBA27 GmbH - Mitarbeitenden Tobias Schiller (Kommunikation & Presse) und Sascha Rudolf (Architekt und Projektleiter) wurden mögliche Zukunftsszenarien weiter betrachtet und ebenso weitergedacht.
Die nächste Veranstaltung der Reihe HFTmeetsIBA findet am 19.11.2020 um 15.30 Uhr zum Thema Partizipatorische Planung wieder im reinen Onlineformat ab. Mehr Informationen hierzu und Anmeldung unter: https://eveeno.com/HFTmeetsIBA4
Veranstalterin der Reihe „HFT meets IBA“ ist das M4_LAB der HFT Stuttgart in Kooperation mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) und IBA’27 GmbH. Das M4_LAB der HFT ist ein Transfervorhaben, das von der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ gefördert wird.