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Vor dem Hintergrund zunehmender Urbanisierung und klimabedingter Faktoren wie Luftverschmutzung oder Extremwetterereignissen ist es mehr denn je erforderlich, Wege zu finden, um die Lebensqualität in Städten zu verbessern und nachhaltige Initiativen umzusetzen. Darauf macht auch der Welttag der Städte aufmerksam, den die Vereinigten Nationen auf den 31. Oktober datiert haben. Eine zentrale Rolle nehmen dabei Maßnahmen zur Förderung ökologischer Nachhaltigkeit in Städten ein, die Umweltauswirkungen verringern und eine lebenswerte Umgebung schaffen.

Virtueller Zwilling als Schlüssel zur urbanen Nachhaltigkeit

Virtual-Twin-Technologien ermöglichen es der Stadtplanung – von Infrastruktur bis zu Mobilität und Energieerzeugung – ein virtuelles Abbild des jeweiligen Bereichs zu erstellen. Anhand dieses Modells lassen sich Planungsszenarien visualisieren, simulieren und optimieren und damit essenzielle Fragen beantworten: Welche Auswirkungen haben Quartiersentwicklungen auf CO₂-Belastung, Luftverschmutzung und Lärmpegel? Wie verändern sich klimatische Bedingungen wie Luft und Temperatur in einer Stadt, wenn an einer bestimmten Stelle ein Gebäude errichtet oder ein Park angelegt wird? Welche Maßnahmen können ergriffen werden, um die Nachhaltigkeit und Lebensqualität in der Stadt weiter zu verbessern?

Mit der 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes erhalten Verantwortliche im Bereich Stadtentwicklung die Möglichkeit, durch eine gemeinsame Datenbasis die Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen zu vereinfachen. Der Einsatz von virtuellen Zwillingen liefert ihnen detaillierte Ergebnisse, um geeignete Maßnahmen für eine nachhaltige Stadtentwicklung zu implementieren.

Vorteile der Virtual-Twin-Technologie bei der Stadtentwicklung:

• Wissensaustausch: Silos werden aufgebrochen und Wissen wird interdisziplinär geteilt, was die Transparenz und Effizienz komplexer Projekte erhöht.
• Datengestützte Entscheidungen: Stakeholder können evidenzbasierte Entscheidungen treffen, da sie auf fundierte Daten aus Simulationen zugreifen können. Das erleichtert und beschleunigt den Entscheidungsprozess.
• Schnelle Politikgestaltung: Politische Beschlüsse können dank virtueller Tests schneller umgesetzt werden, da alle Beteiligten auf die gleichen Daten zugreifen.
• Verbesserte Bürgerkommunikation: Der virtuelle Zwilling ermöglicht es, Konzepte mit 3D als »universelle Sprache« anschaulich zu gestalten und Bürger besser zu informieren.

Virtual Rennes – digitales Abbild der französischen Metropole

Ein Beispiel eines solchen Projekts ist Rennes. Die französische Stadt hat mit der 3DEXPERIENCE Plattform ein virtuelles Modell erstellt, das die Komplexität der Stadt verständlich abbildet. Genutzt wird es in verschiedenen Anwendungsfeldern: Im Bereich Mobilität dient der virtuelle Zwilling beispielsweise als gemeinsamer Bezugspunkt für Stadtplaner und Mobilitätsverantwortliche, um den ÖPNV zu optimieren. Auch Umweltfaktoren wie Überflutungen lassen sich visualisieren und so entsprechende Schutzmaßnahmen ausarbeiten.

Dassault Systèmes ©

© Dassault Systèmes

Nachhaltige Stadtentwicklung ist eine Herausforderung, aber auch eine Chance

Eine nachhaltige Stadtentwicklung ist ein Prozess, der darauf abzielt, die Lebensqualität der Menschen in urbanen Räumen zu verbessern, ohne die Umwelt oder die Bedürfnisse zukünftiger Generationen zu gefährden. Dabei spielen verschiedene Aspekte eine Rolle, wie zum Beispiel:

• Die Reduzierung des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen durch den Einsatz erneuerbarer Energien, die Förderung des öffentlichen Nahverkehrs und die Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden.
• Die Erhaltung und Schaffung von Grünflächen, die sowohl ökologische als auch soziale Funktionen erfüllen, wie zum Beispiel die Verbesserung der Luftqualität, die Regulierung des Stadtklimas, die Bereitstellung von Erholungsmöglichkeiten und die Förderung der biologischen Vielfalt.
• Die Förderung einer sozialen und kulturellen Integration, die die Partizipation und das Zusammenleben von Menschen unterschiedlicher Herkunft, Geschlecht, Alter und Lebensstil ermöglicht und respektiert.
• Die Sicherstellung einer gerechten Verteilung von Ressourcen und Chancen, die den Zugang zu grundlegenden Dienstleistungen wie Bildung, Gesundheit, Wasser und Abfallentsorgung gewährleistet und die Bekämpfung von Armut und sozialer Ausgrenzung unterstützt.

Eine nachhaltige Stadtentwicklung erfordert eine langfristige Vision, eine integrierte Planung und eine kooperative Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren auf lokaler, regionaler, nationaler und internationaler Ebene. Sie ist eine Herausforderung, aber auch eine Chance, um Städte zu lebenswerten, innovativen und resilienten Orten zu machen.

Wie kann eine nachhaltige Stadtentwicklung mit Hilfe der IT umgesetzt werden?

Nachhaltige Stadtentwicklung ist ein wichtiges Ziel für viele Städte, die sich den Herausforderungen des Klimawandels, der Urbanisierung und der sozialen Gerechtigkeit stellen wollen. Dabei kann die Informationstechnologie (IT) eine wichtige Rolle spielen, um die Lebensqualität, die Ressourceneffizienz und die Partizipation der Bürgerinnen und Bürger zu verbessern. In diesem Blogpost möchte ich einige Beispiele vorstellen, wie IT zur nachhaltigen Stadtentwicklung beitragen kann.

Ein Beispiel ist die digitale Vernetzung von Gebäuden, die es ermöglicht, den Energieverbrauch, die CO₂-Emissionen und die Luftqualität zu überwachen und zu optimieren. Durch intelligente Sensoren, Algorithmen und Cloud-Dienste können Gebäude ihren Energiebedarf an das Angebot anpassen, erneuerbare Energien integrieren und Energie mit anderen Gebäuden teilen. Dies kann zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs um bis zu 40 Prozent führen, wie eine Studie der Universität Stuttgart zeigt.

Ein anderes Beispiel ist die Nutzung von IT für die Mobilitätswende, die eine Verringerung des Autoverkehrs und eine Förderung von alternativen Verkehrsmitteln wie Fahrrad, ÖPNV oder Carsharing anstrebt. Durch digitale Plattformen, Apps und Daten können Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer individuelle Routen planen, Echtzeitinformationen erhalten und verschiedene Verkehrsmittel kombinieren. Dies kann zu einer Verbesserung der Verkehrsflüssigkeit, der Sicherheit und der Umweltbilanz führen, wie eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation zeigt.

Ein drittes Beispiel ist die Einbeziehung von IT in die Stadtplanung und -gestaltung, die eine stärkere Beteiligung der Bevölkerung an Entscheidungsprozessen ermöglicht. Durch digitale Werkzeuge wie Online-Umfragen, virtuelle Simulationen oder Augmented Reality können Bürgerinnen und Bürger ihre Meinungen, Bedürfnisse und Ideen einbringen, sich informieren und mit anderen austauschen. Dies kann zu einer Erhöhung der Transparenz, der Akzeptanz und der Qualität der Stadtentwicklung führen, wie eine Studie der Technischen Universität Berlin zeigt.

Diese Beispiele zeigen, dass IT ein wichtiger Faktor für eine nachhaltige Stadtentwicklung sein kann, wenn sie sinnvoll eingesetzt wird. Dabei müssen jedoch auch mögliche Risiken und Herausforderungen berücksichtigt werden, wie zum Beispiel der Datenschutz, die digitale Spaltung oder die Abhängigkeit von externen Anbietern. Um diese zu minimieren, braucht es eine klare Regulierung, eine ethische Orientierung und eine partizipative Gestaltung der IT-Lösungen. Nur so kann IT zu einer lebenswerten, zukunftsfähigen und gerechten Stadt beitragen.

Genki Absmeier