MarcSchmailzl,RobertWittek
ErmittlungvonStandortpotenzialenbasierendaufdemdemografischenWandel
LehrstuhlfürArchitekturinformatik FakultätfürArchitektur TechnischeUniversitätMünchen
Lopo
2 Lopo ErmittlungvonStandortpotenzialenbasierendaufdemdemografischenWandel LehrstuhlfürArchitekturinformatik Prof.Dr.-Ing.FrankPetzold Dr.-Ing.GerhardSchubert NickFörster PerformanceBasedDesign Prof.Dr.-Ing.FrankPetzold MarcSchmailzl,RobertWittek 03670556,03666402
3 4 6 8 10 16 18 19 Einleitung Storyboard Konzept Prototyp Diskussion Ausblick Kontakt Inhaltsverzeichnis
Umeinen Ausschluss bzw.eineBenachteiligung dieserGruppezuvermeiden, muss das Themagenauadressiert undzielgerichtet behandelt werden. In diesem Zusammenhang ist dieverminderteMobilitäteinesdergrößten HerausforderungenimAlter.
Einleitung
Für Planer undArchitektensteigtderAnspruch aneinegeschickte Ausarbeitung planerischerProblemstellungen.
Kleine Strecken können sich als anspruchsvoll erweisen und Treppen könnenzueinem unüberwindbarenHindernis werden. Zudem verändern sich im Laufedes Lebens dieBedürtnissedesMenschen. Kinder bzw.Familienfreuen sich über Spielsplätze,wohingegeneine älterePerson sich einenkurzen Weg zurApothekewünscht.
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Im nachfolgendem Kapitelwird die Thematikeinleitenderklärtund der gesellschaftlicheHintergrunderläuert.
Niemandmöchte es, aberjedertutes: Altern.DieAngst vordemÄlterwerdenund die damit verbundenen Assoziationen sindschwerzuignorieren–trotzdemaltert jederMensch.Dieeinenfühlen sich alt, wenn siedaserste graueHaarentdecken und die anderen,wenn siezumersten Maleinen Sitzplatz imBus angeboten bekommen. LangebevordiemeistenMenscheneinhohesAltererreichen,sorgen sichvielebereits darum. Dabei sind insbesondere daswürdevolleAlternunddie PflegealterMenschen einedergroßen Herausforderungen für unsere Gesellschaft.Diedemografische Entwicklung führtzuerheblichen VeränderungeninderBevölkerungsstruktur. Mithilfeeiner Vielzahl von Faktoren ist die durchschnittliche Lebenserwartung in vielen Ländern indenletzten Jahren kontinuierlichgestiegenundeingrößererTeil derMenschenwird immer älter. Eine alterndeBevölkerung stellt dieGesellschaft vorneueHerausforderungen.
Zusammenfassend: das Zieldes Werkzeugs ist dieBestimmung unterschiedlicher StandortpotentialeanhandunterschiedlicherAltersgruppenmobilitäten und das Ergebnis sindgeeignete Gebäudestandortefür ältereoder jüngereGenerationen, umein autarkes/selbstbestimmtes Lebenzugewährleisten.
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Die Erkennungder EignunggewählterOrte anhand individueller Interessen, MöglichkeitenundMobilitäten, sindjedoch aufwendig bzw.oftmalsoberflächlich behandelt.DiesewichtigenFaktorenwerdenmeistenserstimNachhineinersichtlich, wodurch die Feststellungder Eignungeines Standortszu späterfolgt.
DieseBroschürestelltein Entwurfs-/Planungswerkzeug vor,womit sich die Potenzialegewählter Lokalitätenermitteln lassen, umgegen dieobengenannten Problemstellungenvorzugehen.
Hypothese: Unter Eineziehung bestimmter Parameter (Zeit,Distanz/Strecke,Hindernisse) kannein Entwurfs-/Planungswerkzeug Aufschluss über Standortpotenzialefür spezifischeAltersgruppengeben. Lösung: EinEntwurfs /Planungswerkzeug,welches parametrisch die Standortpotenziale für bestimmteAltersgruppen synthetisiert. 4
Problem: DasProblem,welches bereitseingangs beschriebenwurde (siehe Einleitung) ist diealterndeBevölkerung(demografischer Wandel) und die darausresultierende Fragenach geeigneten Standorten (Wohnstandorte)für unterschiedliche Altersgeruppen.
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Storyboard
„Hmm,dasneueProjektsiehtinteressantaus, dochwirdderStandortdenAnforderungeneiner alterndenGesellschaftgerecht?“
DerArchitekt Scanningfor amenities... „DerreferenzierteBereichwirdanalysiertund eswirdeineVielzahlanmöglichenInteressenspunktengeneriertvonwelcheneinStandortprofil definiertwerdenkann.“
Das dargestellte Storyboard illustriert inbildhafterArt und Weise die Problemstellung, die Hypothese und die Lösungdessogenannten Entwurfswerkzeug „Lopo“.Dieses kann insbesondere indenersten Phaseneines Projektsverwendetwerden, umadäquat undreflektiertplanenzu können.
500maway 5minwalk 1obstacleahead suitablefor: elderly,wheelchair -dependantYellow „AbhängigvonderEntfernungkanndiealtersgerechteEigungfüreinenStandortinRelationzu unterschiedlichenInteressenspunktenermittelt werden.“ „LopoanalysiertDistanzen/StreckenzubestimmtenInteressenspunkten(Zielen)inRelationzur Demografieundgehtu.a.aufHindernisseein!“ „LopokannauchfüreingesamtesStadtgebiet angewendetundsomitskaliertwerden.“ Scanningthe Area „EswirdaufwendigdasgesamteGebietzuAnalysieren.GibteseineAnwendung,welchemirdiese Arbeitabnimmtbzw.erleichtert?“ 2 3 5 6
Konzept
DieAusdauer kanndadurch mitInteressen inBezug gesetztwerden unddas daraus resultierendeStandortpotenzialermitteltwerden.
vonInteressens-undMobilätsgruppenermitteltwerdenkann.DasWerkzeugstellt damitdiealtersgerechteEignungbestimmterStandortefestundistsomiteinsehr hilfreichesToolbeiderPlanungfürspezifischeAltersgruppen.
ImnachfolgendenKapitelwirddasKonzeptbetrachtetunddieeinzelnen determinierendenParameterbeleuchtet.
errreichen.KleinereWerteimplizieren
somiteine bessereZugänglichkeit unddamit höheresPotenzialeinesbestimmtenStandortes.
IndiesemZusammenhangsindvorallemZeitundDistanz/Streckezentrale ParameterfürdieStandortanalyse.DieZeitbestimmtdiebenötigteDauerumvon einemStandort(Punkt)zueinemInteressenspunktzugelangenunddieDistanz/ StreckesagtauswieweitdieseStandorte(Punkte)voneinanderentferntsind.Die EignungspezifischerStandortefürbestimmteAltersgruppenwirdaußerdemvon Mobilitätsparameterntangiert,welchewiralsHindernissebzw.Erleichterungen klassifizieren.DieserParameterHindernissebzw.Erleichterungen(wiebspw.eine TreppeoderGelände/Steigung)kannsichnegativ,alsauchpositivaufdieZeitbilanz desIndividuumsauswirken.SokannbeispielsweiseeineabfallendeSteigung dabeihelfeneineStreckeschnellerzurückzulegenodereineTreppedasGegenteil bedeuten.
DieGrundideeisteindigitalesEntwurfs-/Planungswerkzeugzuentwickeln,womit das Potenzial bzw. dieTauglichkeit von Grundstücken, Orten oder Regionen, anhand
DiesedreikonstituierendenParemeterwerdenunterAusdauerzusammengefasst. Generellgilt:JekleinerdieAusdauerinRelationzuZeit,Distanz/Strecken, Hinderniss/Erleichterungist,destowenigerAufwandwirdbenötigtumeinZielzu
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Durchdie VielfaltdermenschlichenInteressenwirddieBewertungder
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EinemStudentenmagwichtigerscheinen,wasderbesteStandortistmitder geringstenAusdauerzurnächstenBaroderU-BahnStation,wohingegeneseinem RentnerwichtigererscheinteinenParkodereineApothekeumdieEckezuhaben.
Abbildung1.1:SchematischeIllustrationverschiedenerParameterundInteressenspunkte.
StandortpotenzialenichtnuraneinemInteressenspunktgemessen,sondernan mehrerenumeinmöglichdiversifiziertesProfilunddamiteingenaueresResultat zugenerieren.DabeiistdasZusammenspielunddieGewichtungdereinzelnen InteressenspunktevonentscheidenerBedeutung.Daherwirdimmerzunächstein Profil erstellt und anschließend dieses mit dem referenzierten Standorten analysiert.
AusdemindividuellenProfilundderAusdauerlassensichdieStandortpotenziale fürdieZielpersongrafischdarstellenundableiten.Eskannermitteltwerdenobein OrtgeeignetistundwosichdiegeeignetestenOrtebefinden.
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Prototyp
ImnachfolgendenKapitelwirdderPrototypgenauererörtert.Indiesem ZusammenhangwirddasGrasshopperSkriptmitdenunterschiedlichen KomponentengenauerbeleuchtetundSchritt-für-SchrittdasAnalyseverfahren erklärt. Fürdie Realisierungunseres parametrischenPrototyps verwendenwir Grasshopper mitdemPluginUrbanoundRhinoceros3DalsSimulationsplattform.DasSkript wurdemitGrasshopper(im VisualSkripting Verfahren)unddeneinzelnen Komponentenerstellt,welcheteilsausderdirektenGrasshopperUmgebungund teilsausderPluginUrbanoUmgebungsind.
AmAnfangdesSkriptsstehtdieGenerierungeiner2Dund3DStadtgeometrie mithilfevonOpenStreet Map(OSM)unddem UrbanoPlugininGrasshopper. Dafür werdenausdenOSMDatendieentsprechendengeografischenKoordinatendes gewünschtenStadtbereichs(inunseremFallinderNähederMünchenerFreiheit anderKatholischenKircheSt.Ursulaauchals
„SchwabingerDom“bekannt) referenziertunddannin2Dundanschließend 3Dmodelliert.WichtigerBestandteil dieser Synthese ist das Herunterladen der entsprechenden Metadaten der Gebäude fürdieunterschiedlichenInteressenspunkte(„Amenities“).Dadurchsindwirinder LageeineListevonallensichindemStadtteilbefindlichenInteressenspunktenzu erstellenundsomiteineAuswahllistefürdieindividuellenNutzerprofilezuhaben. Das ToolbieteteineguteBasisfüreine VielzahlvonAnwendungen. MitSkalierbarkeit,IndividualitätundEinfachheitkanneszueiner großenOptimierungbeiderPlanungundAnalysebeitragen. IndenfolgendenAbbildungensinddieverschiedenenAnalyseverfahrenmit unterschiedlichenDarstellungsvariantenzusehen.
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Abbildung1.2:ReferenzierungderKoordinatenmithilfedesUrbanoPluginsundOSMalsAnalysegrundlage.
Abbildung1.3:Generierung der2Dund 3DStadtgeometriebasierend aufdemzuvor referenziertenStadtgebietund Laden derunterschiedlichenMetadatenfürdieweiterenAnalyseschritte.
Abbildung1.4:AnalyseverfahrenRadiusinRelationzurdemografischenMobilität.(Unterschiedl.FarbenderStrecken/ RadienunddesStandpunkteszurIdentifizierung).
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Abbildung1.4:AnalyseverfahrenStreckezwischenzweiPunkteninRelationzurdemografischenMobilität.(Unterschiedl. FarbenderStreckenundderStandpunktezurIdentifizierung).
Abbildung1.6:Analyseverfahren(2D)StreckezwischenStandpunktundInteressenspunkten(bspw.Restaurants)inRelation zurdemografischenMobilität.(Unterschiedl.FarbenderGebäude,Streckenu.desStandpunkteszurIdentifizierung).
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Abbildung1.7:Analyseverfahren(3D)StreckezwischenStandpunktundInteressenspunkten(bspw.Restaurants)inRelation zurdemografischenMobilität.(Unterschiedl.FarbenderGebäude,Streckenu.desStandpunkteszurIdentifizierung).
Abbildung1.9:DasindividualisierteNutzerprofilmitdenunterschiedlichenInteressenspunkten.(Unterschiedl.Farbender GebäudezurIdentifizierung;jedunklerdestobesser).
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Abbildung1.8:AnalyseverfahrenStreckezwischeneinemStandpunktundmehrerenInteressenspunktenalsNutzerprofil inRelationzurdemografischenMobilität.(Unterschiedl.FarbenderGebäudezurIdentifizierung;jedunklerdestobesser).
Abbildung1.10:AnalyseverfahrenStandortpotenzialeinsgesamtzuallenInteressenspunkteninRelationzurdemografischen Mobilität.(Unterschiedl.FarbenderStandpunktederGebäudezurIdentifizierung;jegrünerdestobesserderStandort).
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Abbildung1.11:RechtssiehtmandasgesamteGrasshopperSkriptmitdeneinzelnenAnalyseverfahren.EineSchritt-fürSchrittBeschreibungdereinzelnenAnalyseteilefindetsichauchnochmalimSkriptselbst.
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Diskussion
ImnachfolgendemKapitelwirddasentwickelte
Tagesform,welcheschwierig pauschalisiertbzw.parametrisiertwerdenkönnen.DerAusdauerverbrauch,also diebenötigteAusdauerzueinembestimmtenZiel,istzusätzlichvonParametern wieFortbewegungsmittelundWetterabhängig,welchewirebenfallsmomentan nichtuntersuchenkonnte(lediglichdiezuFußzuerreichenStandpunktehaben wirmomentanimPrototypenuntersucht).AusdieserKomplexitätentstehenaber auchweitereChancenundPotenzialefürzukünftigeAnwendungen.
Toolszugewährleisten. ZurGenerierungder2Dund3DStadtgeometrienalsabstrakteVoluminamit dazugehörigenMetadatenreichtesaus,jedochmangeltesanGenauigkeit undVollständigkeitdiefürdieAnwendbarkeitunabdinglichsind.Eswerden nurquantitativDatenderOrtevermittelt,wobeiaberkeineAussageüberdie Qualitätgefälltwird.AußerdemfehlengrundlegenddieDatenzurbarrierefreien Erschließung,wasnochwesentlichschwerwiegenderinsGewichtfällt.Eskann jedochein solidesFundament gebildetwerden, welchesspäter jedochmit anderen Quellenergänztwerdenmuss.
Datenschöpfung: OpenStreetMap(OSM)alsQuelleliefertnurbedingtdienötigenDatenum dieZuverlässigkeitundpraktischeAnwendbarkeitdes
Komplexität: DieBestimmungderEignungeinesStandorteswirdinunterschiedlichenFarbenund Wertendargestellt.DieseWertesindhängendabeivonAlterunddamitverbundenen Mobilitätab.JedochsinddieseWerteauchnochzusätzlichbeeinflusst/abhängig vonindividuellenWertenwiebspw.Fitnessoder
Entwurfs-/Planungswerkzeug namens „Lopo“kritischbetrachtet.DazuwerdenzunächstNachteileerörtertund daraufhinmitdenStärkengegenübergestellt.
Optimierung: DeranfänglichePlanungsprozesseinesProjektsoderbereitsdieStandortsuche füreinegeeigneteBebauungfüreineZielgruppekanndurchdasTooloptimiert werden.EskannzurErmittlungderEignungeinesGrundstücksoderauchzur stadtplanerischenAnalysegenutztwerden,indemesgezieltplanerischeAufgaben vereinfachtundurbaneProblemeoffenbart.DurchdievisuelleAufarbeitung werdenkomlexeZusammenhängeeinfachverständlichdargestellt.
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Individualität: AusdieserKomlexitätundderdarausfolgendenInvidualitätmüssenMenschen nichtmehrvereinfachtkategorisertwerden,sonderneskann,einesaufInteressen undMöbilitätangepasstesProfilerstelltwerden.DiesesProfilkannjenach Anwendungöberflächlichoderdetailierterzeugtwerden,wodurchgezielteran Aufgabenherangegangenwerdenkann.
Skalierbarkeit: EinweitererVorteilistdieSkalierbarkeitderAnwendung.DieFunktionfängtin seinerStraße/Gebiet anund kannauf eineganze Stadtausgeweitet werden.Es wird dieSuche nachindiviellen Anforderungenoder auchfür bestimmteInteressen oder Altersgruppenermöglicht.DadurchwerdendieMöglichkeitenderAnwendung vielschichtigundnachProblemstellunggestaltbar.
AußerdemmüssenfüreinepraktischeNutzungneueKlassenfürden Ausdauerverbrauchdefinertwerden.WiebeidenDatengilt:Umsovielfälligter und detaillierterderInputdestogrößerdasPotenzialunddestogenauereErgebnisse könnengeliefertwerden.
ImnachfolgendemKapiteleinerAusblicküberdenMöglichkeitsraumdesTools gegeben. Das ToolbieteteinesolideGrundlagefüreinebreitgefächerteAnwendung. DurchSkalierbarkeit,IndividualitätundEinfachheitkanneszueinergroßen OptimierunginPlanungundAnalysebeitragen.DienächstenAufgaben,welche füreineWeiterentwicklunggelöstwerdenmüssenistdieFragenachDaten.Durch vielfältigeunddetailierteQuellensteigtdasPotenzialderAnwendung.
Ausblick
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19 Kontakt RobertWittek 03666402 1.FSMaster MarcSchmailzl 03670556 3.FSMaster
