SmartQ+ Bruck/Leitha - Potenziale der Quartiers­entwicklungsplanung auf dem Weg zum Plus-Energie-Quartier

Status

Ausgangssituation/Motivation

Um die im internationalen Klimaübereinkommen von Paris festgelegten Klimaziele zu erreichen, bieten neben dem Umstieg auf nachhaltige Energieträger und der Schaffung energieeffizienter Gebäude vor allem der Verkehr und die Transformation unseres Mobilitätssystems einen großen Hebel zur Reduktion des Energieverbrauchs und von Klimagasen. Der steigende Bedarf nach emissionsfreier Mobilität (z.B. Elektromobilität) aber auch Wärmeversorgung mit Wärmepumpen, hat unmittelbare Auswirkung auf die Stromverbräuche von Gebäuden und Siedlungen.

Noch lassen sich die Aus- und Wechselwirkungen von Maßnahmen, welche auf die Siedlungsstruktur (Dichten, Nutzungsverteilung und -mischung), Mobilität und Verkehr wirken, nur schwer simulieren. Durch Konzepte nachhaltiger Stadtentwicklung mit Fokus auf qualitativ hochwertiger Nachverdichtung und Nutzungsmischung in Siedlungen können viele tägliche Wege verkürzt und anstatt mit dem Auto zu Fuß oder per Rad zurückgelegt werden. Das verringert den Energieverbrauch und reduziert den Ausstoß von Treibhausgasen.

Auf dem Weg zur Sektorenkopplung fehlt es an verständlichen Tools zur Ex-Ante-Evaluierung von Planungsmaßnahmen auf Gemeindeebene und die Verknüpfung von domänenspezifischen Modellen (Energie, Verkehr) für kleinräumige Prognosemodelle. Die Datenverfügbarkeit und Datenqualität für die eingesetzten Simulationsmodelle sind auf verschiedenen Skalen sehr heterogen.

Inhalte und Zielsetzungen

Deshalb wird für die Methodenentwicklung ein digitaler Zwilling der Gemeinde Bruck an der Leitha auf Basis eines offenen Datenmodells aufgebaut, mit dessen Hilfe Maßnahmen zur Verbesserung der Siedlungsstruktur innerhalb der Gemeinde simuliert werden können (Abb. 1).

Das Projekt verfolgt einen interdisziplinären Ansatz, in dem erstmalig eine Verknüpfung von Verkehrsnachfragemodellen mit Energiesimulationen erfolgt, die kleinräumige Phänomene auf lokaler Ebene abbilden können. Dabei soll eine interaktive Visualisierung als Kommunikationsgrundlage dienen und eine kooperative interdisziplinäre Auseinandersetzung mit den Modellergebnissen, die auf Basis von Entwicklungsszenarien und -varianten erstellt werden, ermöglichen.

Dazu werden Prognosemodelle für die Mobilität, das Energienetz und den Gebäudebestand entwickelt bzw. angewendet und über das offene Datenmodell verknüpft, um Entwicklungsszenarien und Varianten anhand konkreter Fragestellungen durchspielen zu können.

Die im Projekt geschaffenen Prognose- und Visualisierungsmöglichkeiten bilden die Grundlage zur Ex-Ante-Evaluierung von Maßnahmen und Policies auf dem Weg zum Plus-Energie-Quartier. Durch die Identifizierung und Erhebung fehlender Daten werden Datenlücken für die Simulation präziser Modelle im konkreten Untersuchungsraum geschlossen.

Methodische Vorgehensweise

Das im FFG Projekt "SIMULTAN" entwickelte IT Ökosystem mit seinem offenen Datenmodell bietet bereits die Möglichkeit Gebäude mit spezifischen Parametern (Nutzungsinformationen, Geometrie, Bautechnik und Gebäudetechnik) als Gebäudemodell zu halten. Aufbauend darauf werden nun für den Gebäudeverband Daten für Energieverbrauchssimulationen und Prognosen bereitgestellt und der Einfluss auf die Netzwerke analysiert.

Dafür müssen zuerst die Konzepte, Gebäudemodelle, Netzwerkmodelle erstellt, sowie die Gebäude- und Netzdaten erhoben werden. Darauf aufbauend kann eine gekoppelte Netz- und Gebäudesimulation durchgeführt und der Einfluss der Mobilität anhand von Szenarien analysiert werden. Mit Hilfe des offenen Datenmodells ist es möglich die Daten zu halten und dann an die Proof-of-Concept Visualisierung weiterzuleiten. Die aussagekräftige Datenvisualisierung hilft die Modellergebnisse in kooperativen und kommunikativen Prozessen unter Einbeziehung unterschiedlicher Expert:innen und Akteur:innen zu erörtern und zu evaluieren.

Erwartete Ergebnisse

Für die Untersuchung der Prognoseergebnisse und der unterschiedlichen Szenarien wird ein Proof-of-Concept für ein intuitives Decision Support Tool in Form eines digitalen, interaktiven 3D Modells erstellt. Dieses dient als Kommunikations- und Entscheidungsgrundlage zur Verbesserung von Planungs- und Policymaßnahmen für die Plus-Energie-Quartier-Siedlungsentwicklung.

Neben der Entwicklung von Simulationsmodellbausteinen zu spezifischen Fragestellungen über die Wirksamkeit von Veränderungen der Siedlungsstruktur (Nutzungsmischung, Mobilität, ...) hinsichtlich der Energiebilanz von Quartieren, entstehen Schnittstellendefinitionen und Datenbeschreibungen für die Simulation von gesamten Siedlungssystemen. Das verwendete offene Datenmodell erlaubt die Gegenüberstellung der Ergebnisse unterschiedlicher Simulationsmodelle.

Projektleitung

TU Wien - Institut für Raumplanung, Forschungsbereich Örtliche Raumplanung - Raumsimulationslabor (Simlab)

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• TU Wien - Institut für Werkstofftechnologie, Bauphysik und Bauökologie, Forschungsbereich Bauphysik
• Energiepark Bruck/Leitha
• y-Verkehrsplanung GmbH

TU Wien - Institut für Raumplanung
Forschungsbereich Örtliche Raumplanung
Raumsimulationslabor (Simlab)
Karlsgasse 11
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801 280430
E-Mail: stefan.bindreiter@tuwien.ac.at
Web: https://simlab.tuwien.ac.at