Nachhaltige Architektur mit sozialem Mehrwert

Die EU verfolgt mit der EU-Taxonomie und dem Green Deal das Ziel einer nachhaltigen, fairen Wirtschaftsweise. Die Taxonomie bewertet, ob wirtschaftliche Aktivitäten ökologisch und sozial gerecht sind, und lenkt Investitionen in zukunftsfähige Bereiche. Neben Umweltzielen sind soziale und Governance-Kriterien wie Menschenrechte, faire Arbeitsbedingungen und soziale Inklusion zentral. Davon profitieren nicht nur Nutzer:innen von Gebäuden, sondern auch Investor:innen und Bauherr:innen, die so die Nachhaltigkeit ihrer Projekte belegen können. Bei Carpus+Partner wird im Rahmen der ESG Verifikation häufig das Umweltziel Klimaschutz gewählt, ein Ansatz mit ökologischer Wirkung und Betriebskostenvorteilen. Als konkrete Maßnahme dient z. B. der EG40-Standard. Gleichzeitig rückt der Einfluss von Gebäuden auf Gesundheit und Wohlbefinden stärker in den Fokus: Menschen verbringen über 20 Stunden täglich in Innenräumen. Lärm, schlechte Luft oder Überhitzung wirken sich negativ aus. Ziel ist es, Umwelteinflüsse zu minimieren und lebenswerte Räume zu schaffen. Digitale Werkzeuge wie BIM, VR oder Mikroklimasimulationen ermöglichen eine realitätsnahe Bewertung vor Baubeginn. Carpus+Partner nutzt diese Tools, um technische, soziale und klimatische Aspekte früh sichtbar zu machen, für gesunde, nachhaltige Gebäude mit echtem Mehrwert.

Gebäude im Klimakontext

Das Mikroklima beschreibt lokale klimatische Bedingungen in begrenzten Bereichen, etwa Innenhöfen, Straßen oder Campusflächen. Bebauung, also Infrastruktur, Kubaturen und Farben, sowie Vegetation, wie Bäume, Wiesen oder Fassaden- und Dachbegrünungen, beeinflussen das Mikroklima wesentlich. So lassen sich Klimaeffekte im urbanen Raum gezielt steuern. Die Analyse aktueller und potenzieller Mikroklimabedingungen liefert wertvolle Erkenntnisse, die projektspezifisch bewertet werden müssen.

In hitzebelasteten Städten haben sich grüne Fassaden und Dachbegrünungen bewährt: Sie spenden Schatten, kühlen durch Verdunstung, wirken dämmend, senken den Energiebedarf und fördern die Biodiversität. Zudem schützen sie vor Überhitzung, verbessern den thermischen Komfort und steigern die Aufenthaltsqualität. Wasserflächen senken die Umgebungstemperatur und bieten visuelle sowie akustische Reize. Helle, reflektierende Materialien an Fassaden und Dächern reduzieren die Wärmeaufnahme durch Sonnenlicht und mildern den Wärmeinseleffekt. Durchlüftete Freiräume und Frischluftschneisen fördern die Luftzirkulation. Wasserdurchlässige Beläge unterstützen die Regenwasserversickerung,
senken die Oberflächentemperatur und begünstigen Verdunstungskühlung.

Ungünstige Gebäudeanordnungen können hingegen Windkanäle oder Hitzestaus erzeugen und den Komfort verschlechtern. Die Wirksamkeit von Begrünungen hängt vom jeweiligen Standort ab.

Simulationen und Digitalisierung als Planungsgrundlage für Außenräume

Zur Bewertung dieser Maßnahmen dienen Mikroklimasimulationen. Auf Basis physikalischer Grundlagen bildet die 3D-Software ENVI-met urbane Mikroklimata realistisch ab. Sie simuliert Temperatur, Luftfeuchte, Wind und Strahlung und unterstützt die gezielte Planung von Stadtgrün, Luftleitbahnen und Materialien.

Carpus+Partner und die OTH nutzen ENVI-met, um Klimaverhältnisse unter Berücksichtigung von Gebäuden, Albedo, Wasserflächen und Strukturen zu simulieren. Mithilfe von Testreferenzjahren, TRY, des Deutschen Wetterdienstes entstehen belastbare, datenbasierte
Planungsgrundlagen.

Handlungsempfehlungen für klimaresiliente Städte

Gezielte Begrünung, gute Standortwahl und geeignete Materialien zählen zu den wirksamsten Maßnahmen gegen urbane Hitze. Ein verbessertes Mikroklima schafft nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch gesunde, lebenswerte Außenräume – im Sinne der Suffizienz: so viel wie nötig, so wenig wie möglich.

Vom Außenraum zum Innenraum: Die Verbindung von Umwelt- und Nutzerkomfort

Während Mikroklimasimulationen wesentlich zur nachhaltigen Verbesserung der klimatischen Bedingungen im urbanen Außenraum beitragen, rückt mit dem Betreten des Gebäudes ein weiterer zentraler Komfortfaktor in den Fokus. Eine gute Akustik ist entscheidend für die Nutzungsqualität von Innenräumen. Schlechte Akustik verursacht Stress, beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit und kann langfristig gesundheitliche Probleme fördern.

Auralisierung als digitales Planungsinstrument

Mit Hilfe von akustischen Simulationen lassen sich Schallwege digital modellieren, aber auch die Akustik in Räumen hörbar machen. Planer:innen und Bauherr:innen können so den Einfluss akustischer Maßnahmen bereits in der Planungsphase eindrucksvoll erfahren und die spätere Realität erleben. So können mit Hilfe der Auralisierung akustische Maßnahmen realitätsnäher und effizienter geplant werden. Carpus+Partner nutzt für die Auralisierung die Software ODEON. Zunächst wird ein 3D-Modell des zu betrachtenden Raumes importiert. Die Software berechnet unter Berücksichtigung der akustischen Eigenschaften aller Oberflächen Schallausbreitung, Reflexionen und Absorption des Schalls im virtuellen Raum.

Die im Modell platzierten Schallquellen werden nun mit Audiodateien verknüpft. Im Raum lassen sich nun an beliebigen Stellen Empfänger:innen platzieren. Nun wird berechnet, wie die Audiosignale von diesen virtuellen Hörer:innen wahrgenommen werden, so dass die akustische Situation über Kopfhörer Personen vorgespielt werden kann.

Nutzen der Auralisierung

Durch die Auralisierung können akustische Probleme wie Flatterechos oder schlechte Sprachverständlichkeit erkannt und Maßnahmen zur Verbesserung des akustischen Komforts untersucht werden. Hierbei lässt sich sowohl der gezielte Einsatz von Materialien wie Akustikdecken, Wandpaneelen, Teppichböden oder Vorhängen akustisch bewerten. Ebenso kann eine optimierte Anordnung von Trennwänden und Möblierung vorgenommen werden und die Wirkung hörbar gemacht werden. Auch nebeneinander liegende Räume mit Trennwänden lassen sich modellieren. So lässt sich sehr eindrucksvoll hörbar machen, wie Geräusche aus dem Nebenraum in Abhängigkeit der Schallschutzqualität der Trennwand wahrgenommen werden.

Um das Raumgefühl noch zu verbessern ist es möglich, die Auralisierung mit einer visuellen Begehung des Raumes zu verbinden. Visuelle Rundgänge durch Gebäude sind im Bereich der Gebäudeplanung gängige Praxis. Die Visualisierung mit Hilfe von 3D- Modellen und VR-Brillen kann also zusammen mit der Technik der Auralisierung genutzt werden, um ein immersives Erlebnis zu schaffen, bei dem man sowohl visuell als auch akustisch in eine virtuelle Umgebung eintauchen kann.

Fazit:

Nachhaltigkeit ist digital und ganzheitlich

Digitale Technologien wie Mikroklimasimulationen und Auralisierung ermöglichen eine ganzheitliche Planung, die ökologische, soziale und ökonomische Aspekte vereint. So entstehen lebenswerte, resiliente Räume, die Klima, Komfort und Gesundheit gleichermaßen berücksichtigen. Durch den Einsatz datenbasierter Methoden können nachhaltige Investitionen gesichert, Kosten reduziert und die Lebensqualität langfristig gesteigert werden.