OpenSKIZZE

Forschungsprojekt im Überblick

OpenSKIZZE: Open Source Entwicklungstools für Stadtentwicklung: Klimafolgenanpassung mit kooperativen KI-gestützten Entscheidungsprozessen. OpenSKIZZE soll als Open-Source KI-Assistent die Erkenntnisse aus Klimamodellen in konkrete Bauprojekte überführen. Dieses System soll alle Stakeholder frühzeitig in den Prozess einbinden und sie über die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf das lokal-städtische Klima aufklären.

Schlagworte

Nachhaltigkeit Künstliche Intelligenz Machine Learning

Fachbereiche und Institute

Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE)

Förderungsart

Öffentliche Forschung

Zeitraum

01.03.2024 to 31.08.2025

Projektleitung an der H-BRS

Alexander Hagg

Projektbeschreibung

Die Herausforderungen des Klimawandels machen ein nachhaltiges und klimafolgenangepasstes Planen und Bauen in Städten unumgänglich. Doch trotz existierender Forschungs- und Modellierungsansätzen, wie ZURES und KliMoPrax, fehlt es an der breiten Implementierung dieser Erkenntnisse in praktische Bauprojekte. Die Gründe liegen in der Komplexität der Entscheidungsprozesse aufgrund vieler beteiligter Stakeholder, hoher Zeitdrücke, unterschiedlicher lokaler Gegebenheiten, teils fehlendem Fachwissen und Daten in frühen Prozessschritten und hohen Kosten für Expertise und Softwarelizenzen.

OpenSKIZZE soll als Open-Source KI-Assistent die Erkenntnisse aus Klimamodellen in konkrete Bauprojekte überführen. Dieses System soll alle Stakeholder frühzeitig in den Prozess einbinden und sie über die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf das lokal-städtische Klima aufklären. OpenSKIZZE nutzt KI-gesteuerte Optimierungsalgorithmen und maschinelles Lernen, um die Auswirkungen von städtebaulichen und architektonischen Entscheidungen und Maßnahmen auf Klima und Umwelt frühzeitig im Planungs- und Entwurfsprozess zu ermitteln. OpenSKIZZE generiert nicht nur Planungs- und Entwurfslösungen, sondern beinhaltet auch die visuelle Aufbereitung der Ergebnisse, um eine gemeinsame Sprache zwischen allen Beteiligten zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine effektive Abstimmung zwischen verschiedenen Akteuren. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen wird der Energieverbrauch signifikant gesenkt, indem (um drei Größenordnungen) weniger Simulationsvorgänge benötigt werden.

OpenSKIZZE wird an zwei konkreten Bauvorhaben der Montagstiftung Urbane Räume gAG und Neuer Stadtgärtnerei e.V. in Bonn evaluiert. Die Partner stellen Fachwissen, Prozesswissen und Anforderungsanalysen zur Verfügung. Die Datenbasis wurde bereits von der Stadt Bonn zur Verfügung gestellt. Die Bauvorhaben finden auf dem Gelände der alten Stadtgärtnerei in Bonn statt, das sich in einer Kaltlufteinströmungsschneise befindet. Das Ziel ist es, die Bebauung so zu gestalten, dass die Kaltluftströmung und Wärmestrahlung durch die Bebauung optimiert werden, um die Wärmebelastung in der nördlich angrenzenden Wohnsiedlung, die sich in einem Urban Heat Island befindet, zu verringern. Es wurde in unterschiedlichen Studien nachgewiesen, dass eine Reduzierung der UHI-Temperatur zu erheblichen Energiekosteneinsparungen und einer Verringerung der CO2-Emissionen führt.

Die im Rahmen dieses Projekts entwickelten Tools werden frei zugänglich sein und daher eine multiplikatorische Wirkung für zukünftige Anwendungen haben. Der Antrag bittet darum, nicht nur die direkte CO2-Einsparung zu bewerten, sondern auch das zukünftige Potenzial zu berücksichtigen.