Handlungsfeld 1

Nachhaltige Stadtentwicklung und energetische Quartierskonzepte

In Handlungsfeld 1 wurden strategische Konzepte für die nachhaltige Entwicklung sowohl von Wohn- als auch von Mischgebieten erarbeitet.

Die Verknüpfung energetischer Quartierskonzepte mit Planungskonzepten wie der Bauleitplanung und Sanierungsrahmenplanung ermöglichte es, den Ausbau erneuerbarer Energien mit Fragen des Denkmalschutzes, des Städtebaus und der sozialen Verträglichkeit abzuwiegen, und mündete in einem integrierten Ansatz des Stadtumbaus/der Stadtplanung.

Leitung: Prof. Dr. Christina Simon-Philipp
Kontakt: christina.simon@hft-stuttgart.de

Integrierte Nahwärmekonzepte als Strategie der Energieleitplanung auf Quartiersebene am Beispiel der Keltersiedlung in Stuttgart

Die Keltersiedlung aus den 1930er Jahren in Stuttgart-Zuffenhausen weist einen bauzeitlich typisch hohen Erneuerungsbedarf und Defizite bei der Grundrissgestaltung auf. Es wurde ein integrierter Quartiers-Energieleitplan erarbeitet, der die energetischen und ökologischen Ziele mit sozialen, gestalterischen und wirtschaftlichen Anforderungen verbindet.

Leitung: Prof. Dr. Christina Simon-Philipp

Partner: Stuttgarter Wohnungs- und Städtebaugesellschaft mbH (SWSG)

 

Projekt
1.1
Grafik eines städtebaulichen Entwurfs

Blue City: Integrierte Entwicklungsszenarien für ein BUGA Modellquartier 2023 auf der Militärbrache Spinelli Barracks in Mannheim

In Mannheim-Käfertal wurde eine nachhaltige, integrierte beispielhafte Neubebauung auf den ehemaligen Spinelli Barracks entwickelt. Dafür wurden im Rahmen des Forschungsprojekts innovative Strategien und Ideen erarbeitet, die Impulse für den von der Stadtverwaltung erstellten Rahmenplan lieferten.

Zur Projektpublikation

Leitung: Prof. Dr. Christina Simon-Philipp

Partner: Drees & Sommer AG, MVV Energie AG, MWS Projektentwicklungsgesellschaft mbH

Projekt
1.2
Grafische Darstellung eines Energiekonzepts

Handlungsfeld 2

Informationsplattform und Urbane Simulation

In mehreren Projekten werden eine serviceorientierte Modellarchitekturen zur Lösung gekoppelter verteilter Simulations-, Optimierungs- und Energiemanagementaufgaben erstellt. Durch die Verwendung des CityGML-Datenmodells werden erstmalig integrierte urbane Szenarien für Energie, Akustik, Emissionen und Mikroklima sowie Mobilität erstell- und berechenbar. Verschiedene Methoden in unterschiedlichsten urbanen Fallbeispielen dienen der erstmaligen Untersuchung von Granularitäten der Betrachtung und Simulation. Die erfolgversprechendsten Methoden werden in die HFT-Entwicklung der urbanen Simulationsplattform mit 3D-GIS-basierten Datenmodellen und Webservices integriert.

Leitung: Prof. Dr. Volker Coors
Kontakt: volker.coors@hft-stuttgart.de

Urbane Akustik

Die Lärmbelastung in Stadtquartieren beeinflusst die Lebensqualität der Bewohner. Gängige Simulationsverfahren werden adaptiert und weiterentwickelt, um ein Werkzeug für die Analyse und Optimierung der akustischen Verhältnisse in Stadtquartieren bereitzustellen.

Leitung: Prof. Dr. Karl Georg Degen, Prof. Dr.-Ing. Berndt Zeitler

Partner: SoundPLAN GmbH, Land Baden-Württemberg (LBW) Vermögen und Bau Amt Stuttgart

Projekt
2.1

Flächendeckende Feinstaubmodellierung im urbanen Raum

Im Projekt werden Methoden zur flächendeckenden Erfassung der Feinstaubbelastung mit Hilfe von Satellitenbildern entwickelt. Feinstaubkarten werden auch für die Zeitpunkte zwischen den Satellitenaufnahmen verfügbar gemacht.

Leitung: Prof. Dr. Michael Hahn

Partner: Laserdata GmbH

Projekt
2.2

Monitoring und Energieleitplanungs- Plattform für Klimaschutzmanager

Die an der HFT entwickelte SimStadt-Plattform, der ein 3D-Datenmodell aller Gebäude einer Kommune oder eines gesamten Landkreises hinterlegt ist, ermöglicht Systemsimulationen, in denen mehrere physikalische Domänen gemeinsam simuliert werden.

Leitung: Prof. Dr. Volker Coors

Partner: Ludwigsburger Energieagentur LEA e. V, Landratsamt Ludwigsburg - Bereich Umwelt/Klimaschutz

Projekt
2.3

Werkzeuge und Verfahren zur Simulation des urbanen Mikroklimas

Einen wesentlichen Einfluss auf das urbane Mikroklima haben Luftströmungen, die für Luftaustausch und damit u.a. für Schadstofftransport und Abkühlung sorgen. Da eine detaillierte messtechnische Erfassung der komplexen Luftströmungen im urbanen Umfeld nur bedingt möglich ist, helfen numerische Strömungsssimulationen mit einer interaktiven 3D-Visualisierung zu einem besseren Verständnis von Zusammenhängen.

Leitung: Prof. Dr. Volker Coors, Prof. Dr. Ursula Voss

Partner: M.O.S.S. Computer Grafik Systeme GmbH, virtualcitySYSTEMS GmbH

Projekt
2.4

Handlungsfeld 3

Energiemanagement, Informations- und Kommunikationstechnologien

Das dritte Handlungsfeld ist ein wesentliches integrierendes Forschungsfeld der iCity Partnerschaft, da hier die Intelligenz im Betrieb nachhaltiger Stadtquartiere entwickelt und in prädiktiven Regelungskonzepten für smarte Einzelgebäude oder ganze gewerbliche Standorte, sowie zu neuen Geschäftsmodellen für flexible Energiesysteme der Zukunft, umgesetzt wird.

Leitung: Dr. Dirk Pietruschka
Kontakt: dirk.pietruschka@hft-stuttgart.de

Effizienzsteigerung durch intelligente Vernetzung von Erzeugern und Verbrauchern in Gewerbegebieten (Bosch Standort Schwieberdingen)

Eine zentrale Aufgabenstellung der Forschungskooperation ist die Entwicklung einer Methodik zur Ermittlung, kontinuierlichen Überwachung und Optimierung aller Energieflüsse der Liegenschaft.

Leitung: Dr. Dirk Pietruschka

Partner: Robert Bosch GmbH

Projekt
3.1
Projektgrafik

Smartmeter und flexible Stromtarife – Geschäftsmodelle für Stadtwerke

Schon unabhängig vom weiteren Ausbau von EE-Anlagen werden Stromlieferanten mit sich verändernden Kundenstämmen konfrontiert. Ein nationales Roll-out von Smartmetern für Haushalte wird die Geschäftsmodelle von Energieversorgern massiv beeinflussen.

Leitung: Prof. Dr. Wolfram Mollenkopf

Partner: enisyst GmbH, Stadtwerke Tübingen GmbH

Projekt
3.2
Projektgrafik

IoT Sensorik, Cloud und Big Data im Bereich HLK Anlagen

Im Projekt werden Technologien und Protokolle zur IoT-Cloud basierten regionalen Vernetzung von HLK Geräten und zugehöriger Infrastruktur, beispielsweise Sensoren und Aktoren, erforscht und prototypisch realisiert.

Leitung: Prof. Dr. Stefan Knauth

Partner: Bosch Thermotechnik GmbH

Projekt
3.3

Handlungsfeld 4

Innovative Gebäude und Technologien

Das Handlungsfeld 4 spannt den Bogen von innovativen Werkstoffen, Konstruktion, Komponenten und Systemen bis hin zum Gebäude und größeren Gebäude- und Quartierstrukturen. Dabei werden vor allem Anforderungen im Bereich Energie, Komfort, Schallschutz und Akustik bearbeitet, aber auch ganzheitliche Methoden wie Life-Cycle-Asses-sment (LCA) eingesetzt.

Leitung: Prof. Dr. Berndt Zeitler
Kontakt: berndt.zeitler@hft-stuttgart.de

Effizienzsteigerung Hochwärmedämmende Gebäudehüllen aus biegeweichen Membranwerkstoffen

Wärmeverluste über die Randprofile von Membrankissenkonstruktionen sind durch  unzureichende thermische Trennung erheblich. Im Projekt werden zukünftige spezifische Norm- u./od. Ausschreibungsanforderungen berücksichtigt, um Randprofile thermisch zu optimieren.

Leitung: Prof. Dr. Jan Cremers

Projekt
4.1

imaF - Intelligentes motorisch angetriebenes Fenster

Ein komfortables Innenraumklima mittels mannueller, natürlicher Lüftung aufrechtzuerhalten ist schwierig, da es stark von schwankenden Außenbedingungen (insbesondere der Wind- und Temperaturverhältnisse) abhängt. Deshalb werden Regelungsalgorithmen gesucht, die auf die sich veränderten Innen – und Außenbedingungen reagieren und Fenster entsprechend automatisch öffnen und schließen. Randbedingungen wie Feuchtetransport, Wetterlage, Lärmpegel, Feinstaubbelastung oder Pollenflug werden dabei berücksichtigt.

Leitung: Prof. Dr. Jan Cremers

Partner: Aumüller Aumatic GmbH, Schüco International KG

Projekt
4.2
Projektgrafik Messung

Akustik von energetisch optimierten Fassaden

Fortschritte zur Steigerung der Energieeffizienz des urbanen Raumes tangieren in starkem Maße die Lärmsituation betroffener Bewohnerinnen und Bewohner und sorgen für zusätzliche Lärmbelastung. Im Sinne von Nachhaltigkeit und Akzeptanz der energetischen Maßnahmen sollen Lärmauswirkungen soweit reduziert werden, dass ein akustischer Komfort, der den heutigen und zukünftigen Erwartungen genügt, sichergestellt werden kann.

Leitung: Prof. Dr. Berndt Zeitler

Partner: Schöck Bauteile GmbH, SIEGENIA-AUBI KG

Projekt
4.3
Grafische Darstellung

Handlungsfeld 5

Nachhaltige Mobilität

Im Fokus des fünften Handelsfelds stehen die Verkehrsarten mit positiver Umweltbilanz, wie der öffentliche Verkehr, der Radverkehr und der Fußgängerverkehr. Diese gilt es intelligent so zu verknüpfen, dass auch hier hohe Komfortkriterien erreicht werden. Der Nutzer soll den für sich individuell vorteilhaftesten Verkehrsmodus wählen können – ohne für eine Vorhaltung und Organisation des Angebots selbst sorgen zu müssen. Dies begünstigt Sharing-Mobilitätsangebote, die zudem den Platzbedarf an wertvollen urbanen Raum für den ruhenden Verkehr reduzieren.

Die Forschungsaktivität im iCity-Handlungsfeld Nachhaltige Mobilität generierte während der Projektlaufzeit diverse Impulse für die Forschung an der Hochschule für Technik Stuttgart. 2019 wurde die Fachgruppe "Neue Mobilität" an der HFT gegründet. 2020 resultierte die Gründung des Kompetenzzentrums Mobilität und Verkehr (MoVe). Der Sprecher des Kompetenzzentrums ist Prof. Dr.-Ing. Lutz Gaspers.
Ebenso wurde bereits im Jahr 2018 das iCity-Folgeprojekt HFTmobil angestoßen und verstetigt.

Leitung: Prof. Dr. Lutz Gaspers
Kontakt: lutz.gaspers@hft-stuttgart.de

Effizienzsteigerung eBike-Sharing-Konzept für Stuttgart und Tuttlingen

Stuttgart bietet auf Grund seiner topografischen Lage in einem Talkessel mit vermischten Quartiersstrukturen sehr gute Voraussetzungen für ein Testsystem zum eBike-Sharing. Gemeinsam mit Forschern der HFT Stuttgart soll in einem interdisziplinären Team aus Mobilitätsforschern, Wirtschaftspsychologen und Geoinformatikern das Konzept für ein eBike-Sharing-System entwickelt und prototypisch getestet werden.

Leitung: Prof. Dr. Lutz Gaspers, Prof. Dr. Volker Coors

Partner: Daimler TSS GmbH, Stadt Tuttlingen

Projekt
5.1
Screenshot eines Stadtmodells

Handlungsfeld 6

Finanzierung und Akzeptanz

Das Projekt iCity trägt der Entwicklung von innovativen Lösungen zu gesellschaftlichen Herausforderungen entlang der Hightech Strategie 2025 des Bundes Rechnung. Im Rahmen des projektübergreifenden Handlungsfeldes 6 „Finanzierung und Akzeptanz“ werden Geschäftsmodelle und Finanzierungskonzepte für iCity-Projekte in den Bereichen Energie, nachhaltige Stadtentwicklung, Gebäude, urbane Simulationen und Mobilität erarbeitet. Der hier zugrunde gelegte Innovationsprozess begünstigt und fördert das Entstehen von innovativen Lösungen, die zu marktreifen Geschäftsmodellen weiterentwickelt werden sollen.

Leitung: Prof. Dr. Tobias Popović
Kontakt: tobias.popovic@hft-stuttgart.de

Querschnittsprojekt Finanzierung und Akzeptanz

Leitung: Prof. Dr. Tobias Popović

Projekt
6.1

Explorative Projekte