Mit BIM zur Smart City

Die heutige Welt ist geprägt von der Digitalisierung und der Urbanisierung. Mittlerweile wohnen mehr als die Hälfte der weltweiten Bevölkerung in einer Stadt und das zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit. Abgesehen davon steigt auch die Anzahl der allgemeinen Bevölkerung, weshalb auch der Strom- und Energiebedarf stetig zunimmt. Die Vernetzung von Ballungsräumen ist immens und somit ist das Zusammenspiel zwischen Digitalisierung und Urbanisierung ein spannendes Feld, welches einen Einblick in die Städte von morgen geben kann.

Das Konzept der Smart City findet immer mehr Fälle auf der ganzen Welt. In Deutschland allein seien es zwei Drittel der Städte, die an einer Smart City Strategie arbeiten. Ein weiterer Faktor für das Smart City Konzept ist, dass 70 Prozent des weltweiten BIP aus Städten stammt. Ziel des Konzepts ist es das menschliche Verhalten innerhalb der Stadt zu verstehen und daraus zu lernen. Daraufhin können aus den Daten neue Ansätze konzeptioniert werden und die Lebensqualität in der Stadt verbessert werden. Es gibt viele Probleme, die innerhalb von Städten aufkommen. Beispiele dafür sind Staus auf den Straßen, Luftverschmutzung und Smog, Mangel an Energie, das allgemeine Wohlergehen und soziale Ungleichheiten. Um diese Probleme zu lösen, muss ein ganzheitliches Stadtkonzept erstellt werden.

Was ist eine Smart City?

Eine Smart City (“intelligente Stadt”) verfolgt das Prinzip eines nachhaltigen und zukunftsorientierten Stadtbetriebs. Dieses neue Konzept hat sich aus den Trends der Globalisierung, Urbanisierung, steigenden Bevölkerungszahlen, Klimaschutz und Digitalisierung ergeben. Der Begriff wird seit den 2000er Jahren verwendet, um technische Fortschritte in urbanen Lebensräumen zu definieren. Ähnlich wie im Internet der Dinge (IoT) werden in einer Smart City also beispielsweise Infrastrukturen miteinander vernetzt. Ziel ist es eine Erleichterung des Lebensalltags innerhalb der Stadt zu ermöglichen. Die durch Sensoren gesammelten Daten werden in einer Cloud gespeichert und ermöglicht eine andauernde Interaktion zwischen Bewohnern der Stadt und der Stadt selber.

Wie funktioniert eine Smart City?

Das Stichwort in Bezug auf die Smart City ist Big Data. Diese setzt sich aus vielerlei gesammelten Daten zusammen und soll diese analysieren sowie verwerten. Aber woher kommen diese Daten? Die Grundsteine für eine Smart City setzen sich zusammen aus Sensor-Technik, Vernetzung und Daten. Dabei sind diese miteinander verknüpft und interagieren miteinander. Aufgrund der gesammelten Daten ist es also beispielsweise möglich mit dem Smartphone einzusehen, welche Verkehrsmöglichkeiten die Umweltschonendsten sind, um von A nach B zu kommen. Mithilfe der Daten wird dann eine Kombination aus umweltschonenden Verkehrsmitteln angezeigt, welche einen am schnellsten ans Ziel bringen.

Aber woher genau stammen die Daten? Die Daten werden durch die Sensoren anhand der Interaktionen zwischen Menschen und der Stadt gemessen und verarbeitet. Da es sich um Millionen von Daten handelt, die durch verschiedenste Menschen gemessen wurden, wird von der Schwarmintelligenz geredet. Durch diese Schwarmintelligenz wird also beispielsweise analysiert um welche Uhrzeiten die U-Bahnen und Straßen besonders voll sind und gibt dann eine Alternative, um zur Arbeit zu gelangen. Die Daten werden also nach den Bedürfnissen der Mehrheit analysiert, sodass dessen Alltag erleichtert und effizienter werden kann.

Bedeutet dies also, dass sich die Städte von morgen zu Überwachungsstädten entwickeln? Darauf gibt es keine genaue Antwort. Auf der einen Seite: Ja, die Sensoren innerhalb des urbanen Lebensraumes nehmen Daten von Personen auf. Auf der anderen Seite kann eine Smart City beliebig intensiv “smart” werden. In der südkoreanischen Stadt Songdo beispielsweise wurden 50.000 Kameras aufgestellt und jede Wohnung mit einem Tablet ausgestattet, sodass die ganze Stadt zu einer sehr ausgeprägten Form einer Smart City wurde. Dies ist jedoch auch ohne personenbezogene Daten möglich. Durch strenge Datenschutzverordnungen können die Daten nicht ohne Weiteres auf einzelne Personen zurückverfolgt werden.

Beispiel für eine Smart City

Mittlerweile gibt es viele Städte weltweit, die sich die Aufgabe einer Smart City aufgetragen haben. Santander ist eine nordspanische Stadt, die eine App herausgebracht hat, welche die Bewohner mit der Stadtverwaltung verbindet. In dieser App ist es beispielsweise möglich sich über städtische Probleme zu beschweren. Als Beispiele dienen still liegende Baustellen oder nicht abgeholter Müll. Außerdem wird auch der öffentliche Nahverkehr innerhalb dieser App in Echtzeit einsehbar. Somit ist es möglich zu sehen, wo sich der Bus befindet, auf den gewartet wird. In den USA wird mithilfe der Sensortechnik bereits die Müllabfuhr geregelt. Wenn ein Müllcontainer voll ist, sendet der Sensor einen Auftrag heraus, der der Müllabfuhr mitteilt, dass dieser entleert werden muss. So wird nicht mehr nach normalen Strecken gefahren, sondern nur dort, wo es wirklich nötig ist.

Abgesehen von den Beispielen aus dem Ausland, gibt es das Phänomen Smart City auch in Deutschland. In diesem Video zeigen verschiedene Akteure aus der Stadtplanung oder Infrastruktur, wie Hamburg sich dem Thema nähert und eine Vorreiterrolle einnehmen möchte.

Natürlich gibt es im Ausland viele weitere und auch fortgeschrittenere Beispiele einer Smart City. In China leben über 1 Milliarde Menschen, die in Mega-Metropolen wie Peking und Shanghai leben. Daher ist es logisch, dass dort die Konzeption der Smart City schnell Anklang gefunden hat. Einer der größten Technologie-Hersteller der Welt ist Huawei. Das Unternehmen beschreibt seine Smart City Lösungen als das Gehirn und Nervensystem der Stadt. Mithilfe von ICT (Informations- und Kommunikationstechnik) können viele Prozesse innerhalb der Stadt automatisiert werden. So laufen beispielsweise die Straßenlaternen in einem Teil von Dubai auf 25 % Leistung, bis ein Sensor eine Bewegung durch ein Fahrzeug wahrnimmt und die Leuchtkraft auf 100 % erhöht. Dies hat die Instandhaltungskosten von Straßenlaternen um 45 % und die Energiekosten um 35 % reduziert.

Was sind die Vorteile einer Smart City?

Nachhaltigkeit

Durch Vermeidung von Stau, umweltfreundlichem Nahverkehr oder intelligenter Müllabfuhr werden viele Abgase gespart.

Steigerung der Lebensqualität

Kein stundenlanges Stehen im Stau durch die Stauvermeidung oder Temperaturanpassungen in Gebäuden tragen bei zu einer Steigerung der Lebensqualität.

Vorausschauendes Planen

Mithilfe von BIM und einer vorausschauenden Stadtplanung entsteht ein effizientes und gut durch überlegtes Stadtbild.

Schwarmintelligenz

Die gesammelten Daten stammen von Millionen von Menschen innerhalb des urbanen Ballungsraumes und sorgen gemeinsam für signifikante Daten.

Welche Rolle spielt BIM in einer Smart City?

Durch die wachsende Urbanisierung weltweit werden immer mehr Gebäude und urbane Lebensräume benötigt. Um diese effizient zu planen und dementsprechend auch vorausschauend zu planen, bietet BIM die beste Möglichkeit. Insbesondere in Städten, die einen großen Zuwachs erwarten, ist es wichtiger denn je im Zeit- und Budgetplan zu bleiben. Der Bau neuer Gebäude, egal ob privat oder gewerblich, erfordert viel Planung und bereits vor dem eigentlichen Bau sollten die technologischen Komponenten als auch die Effizienz des Gebäudes während des Betriebes festgelegt sein. Mithilfe von BIM ist dies möglich und sorgt für einen reibungslosen Projektablauf von der Planung bis zum Betrieb des Gebäudes. Dank des Digitalen Zwillings ist es außerdem möglich die Gebäude smart zu gestalten (Smart Building).

Dabei sollte zwischen Smart Building und Smart Home unterschieden werden. Ein Smart Building wird vor allem bei gewerblichen Flächen, wie beispielsweise Bürogebäuden oder Einkaufszentren, verwendet. Es handelt sich hier um eine Gebäudeautomation, die sich, im Gegensatz zum Smart Home, auf das gesamte Gebäude bezieht und nicht auf eine einzelne Wohneinheit. Der wichtigste Unterschied zwischen Smart Building und Smart Home ist, dass sich ersteres auf gewerbliche Gebäude bezieht, während das Smart Home den Privathaushalt bedient. In einem Smart Building werden die technischen Komponenten zusammen erfasst und automatisiert. Hier wird vor allem auf die Sicherheit Energieeffizienz geachtet. Besonders in großen Logistikhallen, Flughäfen, Krankenhäusern oder Fabriken wird auf die Energieeffizienz geachtet. Als Beispiel dient die automatische Temperatur-, Licht- und Heizungsregulierung innerhalb eines Gebäudes, um Strom- und Heizkosten zu sparen.
Ein Smart Home auf der anderen Seite ist die Vernetzung einzelner Haushaltsgegenstände. Es gibt bereits viele Möglichkeiten das eigene Smart Home zu errichten wie beispielsweise die Steuerung der Lampen oder des Rasenmähers über eine App.

Kritik an der Smart City

Es gibt viele Stimmen, die sich dagegen aussprechen die Smart City weiter auszubauen. Sie sei ein Überwachungsinstrument und in gewisser Weise stimmt dies auch: Die Daten werden gesammelt und in einer öffentlichen Cloud gespeichert. Tatsächlich befinden wir uns bereits in einem Stadtleben, in welchem die Mehrheit Daten an Google weitergibt, indem sie Google Maps benutzt oder gibt sein Einkaufsverhalten mit der Payback-Karte preis. Bei der Smart City kann dies andere Dimensionen annehmen. Es wird bereits eine Straßenlaterne entworfen, welche mit einer Fußgängererkennung, Nummernschild-Erkennung und Umweltsensor ausgestattet ist. Neben den vielen Vorteilen aus technologischer, nachhaltiger und zeitbezogener Sicht, müssen auch die Nachteile dieser neuen Strategie beachtet werden. Daten können gehackt werden und für andere Zwecke verkauft werden.

Dagegen sprechen jedoch einige Argumente. Zum einen wird eine Smart City von einer demokratisch gewählten Stadtverwaltung und -regierung koordiniert und zum anderen besitzen die meisten Menschen ohnehin Geräte, die Daten von ihnen sammeln (wie beispielsweise Smartphones, Wearables etc.).

Smart City – Die Zukunft der Stadt?

Da es heutzutage schon positive Beispiele einer Smart City gibt, ist es zu erwarten, dass sich dieses neue Städtekonzept ausweiten wird. Insbesondere mit der 5G-Technologie wird es möglich sein noch mehr Daten für die Smart City zu verwenden und diese zu verbessern. In der Zukunft wird es wahrscheinlich noch Dispute über Datensicherheit und -schutz geben, die jedoch aufgrund der wachsenden Bevölkerung und dem Umweltschutz schnell gelöst werden müssen.

Um immer auf dem Laufenden zu bleiben und die Zukunft der Städte zu verstehen, abonnieren Sie hier unseren Newsletter.