Inhalte Nachverdichtung im Kontext des Klimawandels
Ziele
Simulation zur Quantifizierung:
- Praxisrelevante Abschätzungen zu den Auswirkungen von Nachverdichtungsvorhaben auf den Innen- und Außenraumkomfort sowie Ressourcenbedarf. Hierbei werden die Wirksamkeit grüner Infrastruktur und der ressourceneffiziente Materialeinsatz der Gebäude über den gesamten Lebenszyklus hinweg berücksichtigt.
- Konzeption von digitalen Werkzeugen zur Entscheidungsunterstützung bei Nachverdichtungsvorhaben, aufbauend auf der Collaborative Design Platform (CDP), die an der TU München entwickelt wurde.
Methodik
Im Fokus des Projekts steht die Simulation und Visualisierung in einem Decision-Support-Tool für den Einsatz in Planungsverfahren. Dazu werden zunächst Potenziale aufgezeigt (AP1). Anschließend steht die Quantifizierung von Auswirkungen unterschiedlicher Nachverdichtungsszenarien in einem ausgewählten Siedlungstyp auf den Klimaschutz (Energiebedarf, THG-Emissionen) und die Klimaanpassung (Mikroklima, Außenraum) im Mittelpunkt (AP 2 und 3), bevor das 3D-Tool spezifiziert wird (AP 4). Zudem wird die Übertragbarkeit in die Praxis behandelt und Workshops mit Kommunalvertretern durchgeführt (AP 5).
Die Nachverdichtungspotenziale verschiedener Siedlungstypen werden über Literaturrecherche ermittelt. Planungswerkzeuge sowie bau- und planungsrechtliche Rahmenbedingungen werden erfasst und analysiert. Gleichzeitig wird eine Gute-Praxis-Datenbank zu erfolgreichen Nachverdichtungsstrategien aufgebaut.
Die betrachteten Nachverdichtungs-szenarien werden hinsichtlich Energie und Komfort quantifiziert. Durch die Modellkopplung einer thermischen Gebäudesimulation mit einer Mikroklimasimulation erfolgt die Betrachtung des Komforts sowohl für den Innen- als auch den Außenraum. Dies erlaubt die Quantifizierung von baulichen (z.B. Dämmung) und grünen Maßnahmen (z.B. Dachbegrünung). Um den Entscheidungsprozess interaktiv zu unterstützen, werden Ergebnisse in Echtzeit ausgegeben. Hierzu wird ein Verfeinerungsverfahren angewandt, das die Simulationen mit steigender Wartezeit iterativ verbessert. Einfache Berechnungen liefern schnelle Ergebnisse, dynamische Simulationen reduzieren die Unschärfe.
Neben der klimaresilienten Umsetzung von Nachverdichtungsvorhaben in Bezug auf deren Betrieb müssen auch Auswirkungen auf Umwelt und Ressourcenverbrauch in die Bewertung mit einbezogen werden. Eine hierfür etablierte Methode stellt die Lebenszyklusanalyse dar. Der Fokus der durchzuführenden Untersuchungen liegt auf den Energie- und Stoffströmen der Herstellungs- und Entsorgungsphase. Zusätzlich soll eine Möglichkeit zur Bewertung von städtischem Grün im Kontext der CO2- sowie der Primärenergieeinsparung entwickelt und implementiert werden.
Durch Kombination der Ergebnisse aus ökologischer Bewertung und Betriebssimulation können Handlungsempfehlungen in Bezug auf verschiedene Nachverdichtungsszenarien gegeben werden.
Die Motivation hinter dem interdisziplinären Forschungsprojekt CDP ist, die gegenwärtige Diskrepanz zwischen den bekannten analogen Arbeitsweisen in den frühen Phasen des Architekturentwurfs und dem immer stärkeren Einsatz digitaler Werkzeuge in der Büropraxis aufzulösen. Daraus entstand eine prototypische Realisierung einer interaktiven Arbeitsumgebung für den Einsatz in den frühen Entwurfsphasen. Durch die direkte Verknüpfung bekannter analoger Arbeitsweisen mit digitalen computergestützten Designwerkzeugen stellt das CDP eine Entwurfsplattform im städtischen Kontext dar, die es den Designern ermöglicht, so zu arbeiten, wie sie es gewohnt sind und gleichzeitig das Potenzial von Computern zu nutzen.
Zu den relevanten Personenkreisen, welche in Zukunft das Visualisierungswerkzeug in ihrem beruflichen Alltag nutzen bzw. davon profitieren, zählen Stadtverwaltungen, Stadtplaner, Forschungseinrichtungen, politische Entscheidungsträger, Wohnungsbaugenossenschaften und Bürger. In einer Online-Umfrage werden alle bayerischen Kommunen, die ein prognostiziertes Bevölkerungswachstum von mind. 2,5% haben, nach ihren Erfahrungen im Umgang mit Nachverdichtung befragt (Teil 1). Über diese Online-Umfrage sollen außerdem Interessenten für weiterführende Interviews gewonnen werden (Teil 2). Hierfür wurde ein Leitfaden entworfen. Die Befragungen sollen Erkenntnis über die Bedürfnisse und Anforderungen von Nachverdichtungsvorhaben liefern, um festzustellen, welche Funktionen eines Visualisierungswerkzeuges bei der Planung unterstützen können. Nach Durchführung der Interviews ist die Vorbereitung eines Workshops vorgesehen, bei dem die Teilnehmer das Visualisierungswerkzeug kennenlernen und testen können.