Simulationsrechnungen in den Bereichen Energienetz, Gebäude und Verkehr sind oft zeit- und ressourcenintensiv, was die evidenzbasierte Entscheidungsfindung in Gemeinden erschwert. Veränderungen einzelner Parameter erfordern lange Neuberechnungen, und ihre Auswirkung wird erst nach der Simulation deutlich. Das macht es praktisch unmöglich, alle Parameterkombinationen zu testen. Eine Lösung, welche die Auswirkungen von Änderungen sofort und mit ausreichender Genauigkeit abschätzen kann, würde den Verwaltungen ein besseres Verständnis und die gezielte Formulierung optimierter Szenarien ermöglichen.
Ziele und Innovationsgehalt
DataScience4SmartQuarters entwickelt eine Proof-of-Concept-Studie (TRL3-4) für ein laienverständliches, schnelles und kostengünstiges Planungstool für Gemeinden. Dieses ermöglicht die schnelle Abschätzung von Simulationsergebnissen in den Bereichen Gebäude/Energie (z.B. Stromverbrauch), sowie Mobilität (z.B. Modal-Split und Verkehrserzeugung) infolge von Neuansiedlungen oder Flächennutzungsänderungen. Das Tool soll die Auswirkungen von Parametern (Sanierungsrate, Heizungstausch, PV-Ausbau, E-Mobilität) in „Echtzeit“ abschätzen. Das erlaubt Gemeinden Entscheidungen schnell und kosteneffizient treffen zu können und Klimaziele schneller zu erreichen.
In der entwickelten Methode wird bei Änderung der Simulationsparameter zunächst eine Schätzung der Ergebnisse erzeugt, die mithilfe von Data Science-Methoden (z.B. Machine Learning, Regressionsmethoden) erstellt wird. So können interessante Szenarien vorab getestet werden, bevor eine detaillierte Simulation erfolgt. Neue Simulationsdaten fließen in die Verbesserung der lokalen Trainingsdaten ein. Obwohl diese Möglichkeit in der Literatur diskutiert wird, ist ihre Umsetzung im kommunalen Kontext noch unerprobt.
Methodik und Synergien
Zur Sicherstellung der nationalen Übertragbarkeit der Ergebnisse werden großräumige Daten und Studien, wie "Österreich unterwegs", auf Raumstrukturen hin untersucht. Modelle werden entwickelt und getestet, die auf typische Siedlungsstrukturen und demographische Belegungen angewendet werden können. Dazu werden verschiedene Modelle untersucht, um aussagekräftige Eingabeparameter mit relevanten Ausgabegrößen zu verbinden. Eine Anbindung an bestehende Datenbanken und Systeme wird geprüft. Die Simulationsdaten aus SmartQ+ (FFG 893499) dienen als wertvolle Grundlage und Trainingsdaten. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Expertinnen aus Raumplanung, Datenvisualisierung, Bauphysik, Energiewirtschaft und Verkehrsplanung ermöglicht einen wissenschaftlichen Vergleich und Erprobung dieser Methoden. Workshops binden Stakeholder und zukünftige Anwenderinnen in die Entwicklung ein.
Nutzen und Auswirkungen
Das Projekt richtet sich an Entscheidungsträger, Planer, Bauträger und weitere Akteure der Quartiersentwicklung. Es bietet eine schnelle, kostengünstige Möglichkeit, Planungsentscheidungen zu bewerten und Szenarien zu optimieren, bevor diese detailliert simuliert werden. Der Workflow kann in partizipativen Planungsprozessen eingesetzt werden, da Simulationsergebnisse „auf Knopfdruck“ verfügbar sind. Gemeinden können eigenständig Simulationen durchführen und an veränderte Bedingungen anpassen, was eine zielgerichtete energiepolitische Strategieentwicklung und eine schnellere Entscheidungsfindung ermöglicht. Dies fördert Maßnahmen zur Reduzierung von CO2-Emissionen. Das Projekt strebt eine breite Dissemination und Anwendung der Ergebnisse an.
