Hannover Messe 2012

3D-Planungstool für die Stadt der Zukunft

Forschung Kompakt / 2.4.2012

Lärmpegel, Feinstaubbelastung, Verkehrsaufkommen – diese Daten sind für Stadtplaner und für Bürger interessant. Eine dreidimensionale Darstellung soll den Umgang damit künftig vereinfachen: Während der Nutzer sich virtuell durch seine Stadt bewegt, werden die entsprechenden Daten als grüne, gelbe oder rote Punkte angezeigt.

Bild: Stadt
© Foto Fraunhofer IAO

Rote, blaue und grüne Würfel kennzeichnen die Lärmbelastung.

Feinstaub, Fluglärm und das Surren von Autobahnen beeinträchtigen die Anwohner. Städteplaner müssen viele Informationen berücksichtigen, wenn sie etwa neue Autobahnen oder den Ausbau von Flughäfen planen. Wie lässt sich das Bauprojekt am besten durchführen? Inwieweit lassen sich Nerven und Ohren der Anwohner vor Lärm schützen? Dies ermitteln die Experten bisher über Simulationsmodelle. Basis sind die aktuellen EU-Richtlinien. Die Daten erhalten sie als 2D-Übersichtskarten, die jedoch oft schwer zu interpretieren sind, da die räumliche Information fehlt.

In Zukunft geht das einfacher: Der Städteplaner bewegt sich computergestützt virtuell durch eine dreidimensionale Ansicht der Stadt, er »läuft« also durch die Straßen. Eine 3D-Brille ist nicht erforderlich, sie empfiehlt sich allerdings für den perfekten 3D-Eindruck. Die entsprechenden Werte aus der Simulation »schweben« an den zugehörigen Positionen in der 3D-Karte – bei Lärmdaten könnten sie etwa durch rote, gelbe oder grüne Kästen dargestellt sein. Die Abstände der Datenpunkte betragen momentan fünf Meter, dies kann jedoch an den Bedarf angepasst werden. Wie die Karte dargestellt wird, bestimmt der Anwender: Er kann seinen Standpunkt festlegen, in die Straßenzüge hereinzoomen oder eine Übersichtsansicht wählen. Probleme wie Regionen mit zu hoher Lärmbelastung lassen sich somit schnell eingrenzen. Entwickelt wurde die 3D-Karte von Forschern an den Fraunhofer-Instituten für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und für Bauphysik IBP. »Für die Simulationen haben wir Standardprogramme verwendet, die sich an EU-Richtlinien zum Lärmschutz orientieren«, sagt Roland Blach, Abteilungsleiter am IAO. »Die Herausforderung lag vor allem darin, unterschiedliche Simulationsergebnisse nutzerfreundlich darzustellen.«

Lärmpegel sinkt nicht durch E-Autos

Eine weitere interessante Fragestellung, die die Forscher mit diesem Tool visualisieren können: Wie verändert sich der Lautstärkepegel in der Stadt, wenn statt Autos mit Verbrennungsmotoren nur Elektroautos fahren würden? Und wie, wenn sowohl Benziner als auch Stromer unterwegs sind? »Elektroautos sind beim Anfahren zwar kaum zu hören. Ab etwa 30 Stundenkilometern vernimmt man jedoch Rollgeräusche, die bereits bei Geschwindigkeiten von 50 Stundenkilometern recht laut werden können. Nach ersten Simulationen zeigt sich die Tendenz, dass die von den öffentlichen Stellen geforderten gängigen Simulationsmodelle zu stark mitteln: Wir sehen bislang keinen signifikanten Unterschied des Lärmpegels bei Elektrofahrzeugen und Benzinern, da anscheinend die Rollgeräusche überwiegen«, sagt Blach. Auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April stellen die Forscher diese Simulation am Beispiel Stuttgarts vor (Halle 26, Stand C08).

Die 3D-Karte ist nur eines der Werkzeuge, das die Forscher im Projekt »Virtual Cityscapes« entwickelt haben. Ein weiteres ist das parametrische Modellieren. Dabei wird eine Konstruktion von vornherein so aufgebaut, dass maßliche Änderungen später einfach durch Eingabe von neuen Maßen durchgeführt werden: Sollen neue Gebäude geplant werden, analysieren die Wissenschaftler zunächst die logistischen Ströme. Wie viele Menschen passieren welche Flure und Gänge? Welche Waren müssen hindurchgelangen? »Das Programm berücksichtigt diese Nutzungsparameter und nimmt sie automatisch in die Planung auf«, erläutert Blach. Sollen in einem Gebäude beispielsweise nur Standardfenster verwendet werden und vergrößert der Architekt einen Raum, so platziert das Programm die Fenster automatisch in passenden Abständen oder baut noch ein weiteres ein, falls der Platz ausreicht.