Mikroklimatische Analysen im Digitalen Zwilling Buildplace
Die Form Follows You GmbH ist ein interdisziplinäres Software- und Beratungsunternehmen mit Sitz in Berlin. Gegründet 2018 als universitäres Spin-Off von Martin Dennemark, Max Rudolph und Benedikt Wannemacher, vereint das Unternehmen Expertise aus Architektur, Stadtplanung, Urbanistik, Softwareentwicklung, Game-Development sowie Technologie- und Transformationsmanagement. Unser Team verbindet raumbezogenes Verständnis von Stadt- und Gebäudeplanung mit der Dynamik moderner Informations- und Kommunikationstechnologien. Dabei setzen wir auf innovative digitale Werkzeuge, die Planungsprozesse effizient, transparent und partizipativ gestalten.
Mit Buildplace bieten wir eine digitale Planungsplattform, die es Kommunen, Planenden und Entscheidungsträger:innen ermöglicht, städtische Räume in Echtzeit zu visualisieren, zu analysieren und klimaangepasst zu gestalten. Buildplace ist ein Digitaler Zwilling, der amtliche 3D-Gebäude- und 2D-Flurstücksdaten integriert. Nutzer:innen können deutschlandweit direkt in die bestehende Datenumgebung einsteigen, ohne zusätzliche Datenerhebung. Die Plattform kombiniert 3D-Gebäudemodelle im Level of Detail 2 (LoD2) mit Flurstücksdaten aus dem amtlichen Liegenschaftskataster (ALKIS) und erlaubt die Einbindung weiterer Geodaten über WFS/WMS-Schnittstellen oder den Upload eigener Dateien.
Die browserbasierte Software ermöglicht die Erstellung und Analyse städtebaulicher Szenarien – von ersten Volumenstudien bis zu komplexen Planungsszenarien und Visionen für neue Stadtquartiere. Integrierte Modellierungswerkzeuge erlauben die dreidimensionale Ausarbeitung von Bebauung, Dach- und Freiflächen. Der Digitale Zwilling integriert zudem Daten zu thermischem Komfort, Besonnung, baulicher Dichte, Flächennutzung und Beteiligungsprozessen, sodass Planer:innen frühzeitig fundierte Entscheidungen treffen können. Alle Funktionen sind direkt über gängige Webbrowser nutzbar und erforderliche Datengrundlagen wie Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD), LOD2-Gebäudemodelle der Länder oder Geländedaten des Bundes sind bereits angebunden.
Durch die Kombination aus Softwareentwicklung und stadtplanerischem Fachwissen unterstützen wir sowohl öffentliche Institutionen als auch private Akteur:innen bei der nachhaltigen Gestaltung urbaner Räume. Buildplace wird bereits von diversen kommunalen Kund:innen eingesetzt. Unsere Projekte zeichnen sich durch hohe Nutzerfreundlichkeit, interaktive Visualisierung und praxisnahe Szenarien aus, die direkt in die städtische Planung einfließen können.
Die Besonderheit von Buildplace liegt darin, Geodaten, Gebäudemodelle, Umweltparameter und Planungsinformationen in einem interaktiven 3D-Modell zu verbinden. Dadurch entsteht eine gemeinsame Datengrundlage, auf der Stadtplanungsämter, Planungsbüros, Wohnungsunternehmen und Beteiligungsprozesse mit Bürger:innen zusammenarbeiten können. Besonders wirkungsvoll ist der Einsatz Digitaler Zwillinge bei der frühzeitigen Abschätzung der Klimawirksamkeit von Planungen, da Entwürfe mit simulationsgestützten Analysen zu thermischem Komfort, Luftzirkulation, Verschattung oder Wasserretention bereits in frühen Planungsphasen sichtbar und vergleichbar gemacht werden können.
Für die Challenge „100 m Zukunft“ sehen eine Chance darin, den Objekttypenkatalog in der Plattform um Baum- und Pflanzenarten zu erweitern und gleichzeitig übergreifende Schnittstellen zwischen digitalem Zwilling und realem Raum zu erproben, um praxisnahe, klimaresiliente und gesunde Quartierslösungen innerhalb dieses Vorhabens zu testen.
Mikroklimatische Analysen gewinnen in der Stadtentwicklung und im Kontext urbaner Gesundheit zunehmend an Bedeutung. Mit der Planungsplattform Buildplace hat die Form Follows You GmbH einen Digitalen Zwilling entwickelt, der klimatische Faktoren bereits in frühen Planungsphasen berücksichtigt und Planer:innen dabei unterstützt, Maßnahmen zur Klimaanpassung fundiert abzuwägen. Neben der Möglichkeit, Beschattungs- und Besonnungsanalysen durchzuführen, wurden zwei spezielle Tools entwickelt, die die Integration mikroklimatischer Analysen direkt im Digitalen Zwilling ermöglichen. Diese Tools werden im Folgenden näher erläutert und anschließend im Hinblick auf ihre Anwendung und mögliche Erweiterung im Kontext der Challenge „100 m Zukunft“ näher beschrieben.
Flächenbezogene Analysen von Klimawirksamkeit
Die flächenbezogene Analyse von Klimawirksamkeit wurde gemeinsam mit der TU Berlin und dem Bezirk Charlottenburg-Wilmersdorf im Rahmen des Forschungsprojekts ClimateHOOD entwickelt. Ziel war es, ein praxistaugliches Werkzeug zu schaffen, das planerische Entscheidungen zur Klimaanpassung datenbasiert unterstützt. In Buildplace können Nutzende den einzelnen Flächen im digitalen Quartiersmodell sogenannte Flächentypen zuweisen, wie etwa versiegelte Parkfläche, Wiese, Versickerungsmulde oder Gründach. Jeder Flächentyp ist mit wissenschaftlich validierten Kennwerten hinterlegt. Diese umfassen z. B. Versiegelungsgrad, Einflusstiefe, Kühlvolumen, volumetrische Wärmekapazität, Emissivität, Biotopfaktor sowie Investitions- und Betriebskosten. Die Parameter der geplanten Flächen können so automatisch mit der Größe der jeweiligen Fläche verrechnet werden. Daraus ergibt sich eine Vielzahl relevanter Indikatoren, die auf Ebene einzelner Grundstücke oder ganzer Quartiere ausgewertet werden können. Auf Knopfdruck lassen sich so Kennzahlen ablesen wie der Gesamtversiegelungsgrad, die potenzielle Retentionskapazität (durch Versickerung und Verdunstung), die Kühlleistung der Begrünung oder der Anteil ökologisch wirksamer Flächen.
Thermische Komfortanalyse
Die Analyse des thermischen Komforts wurde gemeinsam mit der Stadt Halle (Saale) für den Digitalen Zwilling „HAL-Plan“ auf Basis von Buildplace entwickelt. Für die integrative und hitzeresiliente Gestaltung von Quartieren erweist sich der thermische Komfort als zentraler Indikator, der frühzeitig mitgedacht und berücksichtigt werden muss. Der thermische Komfort beschreibt, wie Menschen die klimatischen Bedingungen ihres Umfeldes wahrnehmen, und ist damit ein entscheidender Faktor für Aufenthaltsqualität und Gesundheit in urbanen Räumen. In den Analysen werden Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung und Verschattung berücksichtigt. Diese Faktoren haben gemeinsam Auswirkungen darauf, wie lebenswert ein Quartier an heißen Tagen ist.
Die Basis der Berechnung des thermischen Komforts bildet der Universal Thermal Climate Index (UTCI). Er beschreibt, wie stark Menschen unterschiedlichen Kälte- und Hitzebelastungen ausgesetzt sind. Diese Analyse erlaubt es Planer:innen, die Wirkung geplanter Maßnahmen nicht nur abstrakt, sondern räumlich konkret nachzuvollziehen und ermöglicht so weitere Optimierungen, beispielsweise durch zusätzliche Verschattung oder die gezielte Anordnung von Vegetation entlang von Luftleitbahnen. So greifen die Erkenntnisse aus dem Projekt ClimateHOOD und thermischem Komfort unmittelbar ineinander und bilden gemeinsam eine datenbasierte Grundlage für klimaresiliente Quartiersgestaltung.
Objekte und Objekttypenkatalog
Buildplace erlaubt es zudem, durch den Einsatz von Bäumen, Wasserspeichern oder Rigolen planerische Maßnahmen direkt zu evaluieren und ihre Wirkung auf Klima, Aufenthaltsqualität und Ressourceneinsatz abzuschätzen. Die Kombination aus räumlicher Visualisierung und datenbasierter Bewertung macht Planungsentscheidungen transparenter, vergleichbarer und fundierter. Zuletzt wurde die Funktion um den Objekttypenkatalog in Buildplace erweitert. Dieser Katalog ermöglicht es, Objekte mit wichtigen Zusatzinformationen zu hinterlegen. So können Objekte nicht nur visuell dargestellt, sondern auch mit relevanten Attributen versehen werden, darunter Betriebs- und Investitionskosten, Porenvolumen oder Kühlvolumen, die wiederum in ddieklimatischen Analysen zum thermischen Komfort, Kühlfunktion und Regenwassermanagement einfließen.
Die zuvor beschriebenen Funktionen erlauben es, Standorte im Digitalen Zwilling hinsichtlich auf Werte und Aussagen zur Urbanen Gesundheit zu untersuchen. Mit diesen Funktionen bietet Buildplace Nutzer:innen ein umfassendes Werkzeug, um Standorte nicht nur visuell, sondern auch datenbasiert auf ihre klima- und gesundheitsrelevanten Eigenschaften zu analysieren. Durch die Kombination aus Flächen- und thermischen Komfortanalysen sowie der Integration von Objekten aus dem erweiterten Katalog lassen sich Maßnahmen gezielt planen, vergleichen und im räumlichen Kontext nachvollziehen.
Problemstellung
Extremwetterereignisse wie Starkregen, Hitzeperioden und lange Trockenzeiten belasten zunehmend die städtische Infrastruktur und die Lebensqualität der Bewohner:innen. In dicht versiegelten Quartieren, in denen Asphalt und Beton dominieren, verstärkt sich das Urban Heat Island (UHI)-Phänomen, die Temperaturen steigen, Regenwasser kann nicht versickern und Aufenthaltsqualität sowie Gesundheit werden eingeschränkt. Um städtische Räume frühzeitig klimaresilient zu gestalten, sind digitale Werkzeuge besonders wirkungsvoll. Buildplace ermöglicht es bereits, städtische Planungen mit simulationsgestützten Analysen zu verbinden und Faktoren wie thermischen Komfort, Verschattung, Luftzirkulation und Wasserretention bereits in frühen Planungsphasen sichtbar und vergleichbar zu machen.
Auf dieser Grundlage verfolgen wir für das Projekt „100 m Zukunft“ das Ziel, Maßnahmen für klimaresiliente, gesunde und sozial nutzbare Straßenräume zu identifizieren, zu simulieren und fundiert abzuwägen. Die meisten Funktionen stehen hierfür bereits zur Verfügung. Zusätzlich planen wir, den bestehenden Objekttypenkatalog weiterzuentwickeln, um unterschiedliche Baum- und Pflanzenarten abzubilden und Analysen sowie Maßnahmen zur Klimaresilienz noch präziser zu gestalten.
Erweiterung des Objekttypenkatalogs für klimaangepasste, gesunde und lebendige Straßenräume
Für die Challenge „100 m Zukunft“ verfolgen wir das Ziel, Werkzeuge bereitzustellen, mit denen klimaresiliente Maßnahmen transparent vergleichbar und direkt im räumlichen Kontext überprüfbar werden. Mit der Erweiterung des Objekttypenkatalogs in Buildplace entwickeln wir eine digitale Lösung, die die Planung von Straßen und Quartieren gezielt um mikroklimatische Analysen, Klimawirksamkeit und soziale Nutzung ergänzt. Kern des Ansatzes ist die Ergänzung des Objekttypenkatalogs um weitere Baum- und Pflanzenarten. Diese werden in 3D visualisiert und um relevante Attribute wie Pflegeaufwand, Kühlleistung, Wasserspeicherung sowie Investitions- und Betriebskosten erweitert. Auf dieser Grundlage lassen sich im Digitalen Zwilling realitätsnahe Szenarien zu Verschattung, Regenwasser- und Bodenmanagement sowie Kühlungsfunktionen präzise untersuchen und bewerten.
Überschneidungen mit anderen Lösungsanbieter:innen
Wir sehen großes Potenzial darin, die im Digitalen Zwilling erzeugten Analysen direkt mit Lösungen anderer Anbieter:innen zu verknüpfen. Damit könnten identifizierte Herausforderungen nicht nur visualisiert, sondern unmittelbar in konkrete Maßnahmen überführt werden. So ließe sich zum Beispiel prüfen, wie gezielte Eingriffe vor Ort, etwa zusätzliche Bepflanzungen, sich auf das Mikroklima auswirken und neue Aufenthaltsqualitäten im Standort schaffen.
Mögliche Anwendungsfelder:
Übertragung geplanter Maßnahmen ins Testfeld:
In Buildplace modellierte Maßnahmen – etwa neue Flächen, Objekttypen oder Pflanzen – könnten im realen Testfeld durch temporäre Bepflanzungen oder Interventionen erprobt werden. Im Digitalen Zwilling als „kühl“ identifizierte Orte bzw. Aufenthalte mit hoher Qualität ließen sich so gezielt aufwerten und durch Mobiliar oder weitere Maßnahmen als Aufenthaltsbereiche nutzbar machen.
Visualisierung zusätzlicher Mess- und Sensordaten im Digitalen Zwilling
Werden im Projektverlauf weitere Daten (z. B. durch Sensorik) erhoben, kann Buildplace zur Visualisierung dieser Daten genutzt werden. Über bestehende Schnittstellen (WMS/WFS) sowie den einfachen Upload unterschiedlicher Datenformate lassen sich erhobene Daten nahtlos mit wenigen Klicks einbinden.
Die Erweiterung des Objekttypenkatalogs macht es somit möglich, Maßnahmen nicht nur theoretisch zu planen, sondern ihre Wirkung realitätsnah zu simulieren und zu evaluieren. Die Fasanenstraße würde somit als Testfeld agieren, diese durch die Weiterentwicklung und Anwendung im realen Kontext, die Planungsqualität zukünftiger Projekte weiter zu steigern, fundiertere Entscheidungen zu treffen und lebendige, klimaresiliente Quartiere, die sowohl ökologisch als auch sozial wirksam sind im Digitalen Zwilling zu schaffen. Darüber hinaus sind auch Maßnahmen zur Skalierbarkeit denkbar und nach erfolgreicher Erprobung im Testfeld, kann diese noch auf andere Berliner Straßen, Wohnquartiere, Gewerbegebiete und anderen Umgestaltung von Freiräumen eingesetzt werden.
Welche Mehrwerte ergeben sich daraus?
Digitaler Zwilling für das Projektgebiet mit mikroklimatischen Simulationen (Verschattung, thermische Belastung, Klimawirksamkeit).
Vergleich und Bewertung verschiedener Maßnahmen zur Aufenthaltsqualität und urbanen Gesundheit.
Verzahnung von digitaler Planung und realer Umsetzung im iterativen Prozess.
Visualisierung der Szenarien im Testfeld und digital zugänglich für unterschiedliche Zielgruppen.
Praxisnahe Grundlage für klimaresiliente und lebendige Straßenräume.
