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16.9.2022
Wie Nachhaltigkeit geplant werden kann

Klimaneutralität und Nachhaltigkeit: Wenige Begriffe sind so eng miteinander verknüpft. Die Entwicklung hin zu einer vollständigen emissionsfreien Klimaversorgung und einem CO­­2-freien Alltag bedeutet auch, dass sich die Baubranche sowie der Betrieb von Gebäuden vollkommen verändern muss.

Schließlich ist der Gebäudebereich insgesamt für knapp dreißig Prozent der deutschen Emissionen verantwortlich. Die zunehmende Sektorenkopplung, die Elektrifizierung des Verkehrs und steigende Kältebedarfe in Wohn- und Nichtwohngebäuden führen zu einer stetig wachsenden Komplexität des Gesamtsystems – sowohl im Bau als auch im Betrieb. Eine Antwort darauf sind nachhaltige Quartiere wie solche im Reallabor SmartQuart: Hier wird schon bei der Planung konsequent auf die Vermeidung von CO2-Emissionen geachtet. Die fortschreitende Digitalisierung bietet für solche Planungen neue, vielversprechende Möglichkeiten.

Aus diesem Grund gab es Ende Juni 2022 einen Online-Workshop zu den Herausforderungen und innovativen Möglichkeiten, Quartiere digital zu planen und zu betreiben. Unter dem Titel „Digitalisierte Planung – Komplexität beherrschbar machen“ führten SmartQuart, TransUrban.NRW und die Begleitforschung ENERGIEWENDEBAUEN den Workshop durch, an dem etwa 85 Personen teilnahmen. Um die Organisation kümmerten sich Mitarbeitende der RWTH Aachen und der TU Berlin. Das Ziel des Workshops: anhand konkreter Technologien exemplarisch aufzuzeigen, wie Digitalisierung schon heute für die Planung und den Betrieb eingesetzt werden kann.

Datenmengen nehmen immer weiter zu
Im Mittelpunkt des Workshops standen drei Blöcke mit Vorträgen aus Forschung und Praxis, die eine Annahme gemeinsam hatten: Um der wachsenden Komplexität im Bereich der nachhaltigen Quartiersentwicklung gerecht zu werden, braucht es intelligente Datenverarbeitung und dynamische Planungsmethoden. Während auf der einen Seite die Herausforderungen wachsen, nehmen auf der anderen Seite die zur Verfügung stehenden Datenmengen immer weiter zu. Und genau darin sehen SmartQuart und viele der Workshopteilnehmenden eine entscheidende Chance.

Städtelandschaft vor großen Hürden
Beispielhaft gehen wir in diesem Blogartikel auf die Inhalte und Erkenntnisse aus dem ersten Vortrag genauer ein. Maxim Shamovichmachte in seinem Vortrag deutlich, wie groß das Potenzial zentraler Datenbanklösungen und geometrischer Modellierungen für die Simulation, Optimierung und Planung von Energiewendeprojekten wie SmartQuart ist – insbesondere in der Gebäudetechnik. SmartQuart verwendet unter anderem die geometrische Quartiersmodellierung. Konkret: eine GIS-basierte Geometriemodellierung. Die Abkürzung GIS steht für Geoinformationssystem. Ein solches System dient dem Erfassen, Verwalten, Analysieren und Präsentieren von raumbezogenen Daten. Diese geben Quartiersentwickler*innen Aufschluss über Größe und Beschaffenheit von Gebäuden, aber auch über die vorhandene Infrastruktur, zum Beispiel zur Lokalisierung von Leitungsnetzen. Unter Zuhilfenahme des GIS ist es einfacher, den Umfang, die Kosten oder den logistischen Aufwand zu planen, der zur Realisierung konkreter Projektschritte notwendig ist. Je nach Komplexität eines solchen Systems lassen sich nach Bedarf weitere Informationen einspeisen und modellieren, wie die Dämmungsqualität eines Gebäudes oder die Installation einer PV-Anlage. Vereinzelt werden diese Daten schon heute für Städte und Kommunen erhoben, doch bisher stellt die Zusammenfassung all dieser Daten und deren Standardisierung die deutsche Städtelandschaft noch vor große Hürden.

Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten
Auch der Vortrag von Johannes Mayer der Drees & Sommer SE lieferte den Anwesenden tiefe Einblicke in die Praxis der Digitalisierung von Bestandsobjekten. Mittels Lasertechnik lassen sich heutzutage beispielsweise Daten über den Zustand und die Abmessung von Gebäuden erfassen und zentralisieren. Da diese bislang nur vereinzelt oder gar nicht vorlagen, kam es bei der der Planung häufig zu Fehlern, die jetzt der Vergangenheit angehören können. Darüber hinaus stellte Dr.-Ing. Marcus Fuchs von der heatbeat engineering GmbH die Einsatzmöglichkeiten eines sogenannten Digitalen Zwillings vor. Diese Technik, welche sich im Reallabor TransUrban.NRW bereits im Einsatz befindet, erlaubt beim Projektieren durch eine genaue Simulation des Bestands nicht nur Bedarfe und den Betrieb zu optimieren, sondern hilft auch bei der Strategieentwicklung und dem virtuellen Monitoring. Und das in Echtzeit.

Sie möchten mehr erfahren über die Inhalte der anderen Vorträge und den Ergebnissen des Workshops? Die wichtigsten Informationen und Erkenntnisse finden Sie hier

Die drei Vortragsblöcke in der Übersicht:

  • „Potenziale der GIS-basierten Geometriemodellierung und Datenhaltung von Gebäuden“ Maxim Shamovich (RWTH E3D)
  • „Digitalisierung von Bestandsobjekten mittels Lasertechnologie“ Johannes Mayr (Drees & Sommer SE)
  • „Digitaler Zwilling für Wärme- und Kältenetze“ Dr.-Ing. Marcus Fuchs (heatbeat engineering GmbH)