Mobilität in der Stadt von morgen: So stellen sich die Experten von TEAMOBILITY im Szenario „Future City Mobility" die Zukunft vor.

Klassische Denkweisen Aufbrechen

Durch clevere Transportkonzepte das Verkehrsaufkommen und Emissionen reduzieren, Ressourcen wie Bausand oder Stahl schonen und Funktionen in Gebäude integrieren – das sind zentrale Herausforderungen, auf die man in den kommenden Jahren Antworten finden muss. Wo Architektur und Mobilität noch mehr zusammenwachsen müssen, welche Rolle die Digitalisierung bei Planung sowie Konstruktion spielt und wie die – ganz persönliche – Vision für die Stadt der Zukunft aussieht, darüber hat #6789 hat mit Architekt Arnold Walz (Design-to-Production), SMART-Erfinder Prof. Johann Tomforde (TEAMOBILITY GmbH) und Leichtbau-Experte Dr. Wolfgang Seeliger (Leichtbau BW GmbH) gesprochen.

#6789: Wie sieht ihre Vision für die Stadt der Zukunft aus? Was ist heute schon möglich und welche Prozesse müssen heute bereits eingeleitet werden, um die Entwicklung voranzutreiben?

Walz: Ich habe zwar Städtebau studiert, aber eben auch Planungstheorie. Letzteres sagt mir, dass eine Stadt ein sehr komplexes System ist. Ein Teil unserer heutigen Probleme ist dadurch entstanden, dass man in den Nachkriegsjahren geglaubt hat, man könne das System einer Stadt einfach auseinander dividieren, etwa in Bereiche wie Wohnen, Bildung, Arbeiten, Konsumieren oder Erholen, und diese Bereiche durch Straßen wieder verbinden. Diese Situation können wir nicht durch einen individuellen Ansatz mit ein paar Kameras, Sensoren und Apps korrigieren. Um eine Stadt nachhaltig weiterzuentwickeln und zu optimieren braucht man geeignete Werkzeuge. Aus unserer Sicht fehlt ein digitales Beschreibungsmodell einer Stadt, um dieses komplexe System als Ganzes zu erfassen, auszuwerten und zu optimieren. Gleichzeitig sollten wir versuchen einen breiten Konsens darüber zu erreichen wohin wir wollen und was morgen anders sein sollte als heute.

Tomforde: Mit den Zukunftsvisionen war es in der Vergangenheit so eine Sache, da sie meist technologiegetrieben waren. Das hat sich zwar in den vergangenen Jahren schon gewandelt, hin zu mehr Nutzerorientierung, zu ökologischem und gesellschaftspolitischem Wertewandel in den Produktentwicklungen. Aber mir geht das Ganze nicht weit genug. Wir brauchen insbesondere für die steigende Urbanisierung und zur Erhaltung der Mobilität eine interdiszipliänre Zusammenarbeit der Branchen, um zu systemischen, ressourcenschonenden Gesamtlösungen für das Wohnen, Arbeiten und das Versorgen von Urbanisationen unterschiedlichster Art zu kommen.

Seeliger: Ich denke, wir müssen vor allem klassische Denkweisen aufbrechen und die Kästchen zwischen Architektur und Mobilität öffnen, voneinander lernen und miteinander denken. Ein mögliches Szenario wären zum Beispiel kapselartige Module, die sich an ein Gebäude andocken beziehungsweise integrieren und gleichzeitig mit dem Auto transportieren lassen. So könnte man zum Beispiel vereinfacht gesagt in die Kapsel sein Büro mit Schreibtisch packen, dank autonomem Fahren unterwegs die Zeit zum Arbeiten nutzen und am Firmensitz sein Büromodul wieder andocken.

Mobilität in der Stadt von morgen: So stellen sich die Experten von TEAMOBILITY im Szenario „Future City Mobility" die Zukunft vor.
Mobilität in der Stadt von morgen: So stellen sich die Experten von TEAMOBILITY im Szenario „Future City Mobility” die Zukunft vor. //Foto: TEAMOBILITY GmbH

Und wo stoßen wir andererseits noch an Grenzen?

Walz: Es gibt meiner Ansicht nach zu wenig Menschen oder Organisationen, die in der Lage sind, ein so komplexes System sowohl in Bezug auf ein gemeinsames Ziel in der Zukunft, in Bezug auf den zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten, wie auch mit der nötigen Toleranz gegenüber den vielen individuellen Lebensentwürfen in einer Stadt, zu verwalten. Wir suchen nicht die eine Person, die uns sagt, wo es lang gehen soll, sondern wir müssen einen Weg finden gemeinsame Ziele zu bestimmen.

 


Zur Person: Arnold Walz

Arnold Walz. //Foto: Design-to-Production

Arnold Walz leitet das Stuttgarter Büro von Design-to-Production. Das Team bringt die Welt der Architektur und der Informatik zusammen und hat sich auf komplexe Gebäudedatenmodellierung spezialisiert. Über 35 Projekte konnten in Zusammenarbeit mit renommierten Architektur-
büros bereits realisiert werden, etwa das von UNStudio entworfene Mercedes-Benz Museum, für das Design-to-Production ein 3D-Modell des Tragwerks und der Fassade generiert hatte.
www.designtoproduction.com


 

Wie können – und müssen vielleicht – Architektur und Mobilität zusammenwachsen, um etwa das Verkehrsaufkommen zu reduzieren?

Tomforde: In diesen Bereich möchte ich zugleich die Ver- und Entsorgung von großen Urbanisationen mit alltäglichen Gütern – zum Beispiel E-Commerce, mittlerweile der größere Teil des städtischen Verkehrsaufkommens – mit integrieren. Denn Mobilitäts- und Versorgungsfragen wurden bisher nur zweidimensional, also mit horizontal beweglichen Fahrzeugen gelöst. Mit zunehmender Verdichtung nähern wir uns in vielen Großstädten und Megacities dem Verkehrskollaps mit nicht mehr vertretbarer Luftverschmutzung. Nach jahrelanger Ursachenforschung und Entwicklungsprojekten für Mobilitäts- und Versorgungssystemlösungen für große Personentransport- und Logistikfirmen kamen wir nicht umhin, die verschiedenen Infrastruktur- und Stadtentwicklungen mit einzuschließen. In diese disruptiven Systemlösungsansätze nehmen wir dann auch die dritte Dimension, die vertikale Mobilität zum Beispiel in Hochhäusern mit auf.

Walz: Ich bin sicher, dass es da ein großes Optimierungspotential gibt, aber ich denke, dass wir das in einem größeren Zusammenhang sehen müssen. Die grundsätzlichen digitalen Voraussetzungen sind vorhanden, konkrete Werkzeuge eher nicht.

Wie lassen sich Leichtbauprinzipien auf ganze Stadtsysteme anwenden?

Tomforde: Wir arbeiten momentan in einer von Leichtbau BW initiierten Projektgruppe an der beispielhaften Konzeption und Konstellation von ressourcenschonenden und ultraleichten Transport- und Versorgungslösungen in drei Dimensionen mit. Also vernetzenden Systemen von horizontal sich auf Straßen und Schienen bewegbaren Fahrzeugen mit modularen, flexiblen Transportkapseln, die dann voll automatisiert in hohen Gebäuden vertikal und horizontal ihren Transport- und Versorgungsaufgaben nachgehen – quasi ein technologisch neuzeitliches Paternoster-Prinzip in einer tragenden zentralen Gebäudestruktur mit seitlich „atmenden” Auslegern.

Seeliger: Der Betonkern, der die Struktur des Gebäudes trägt, wird um eine Transportfunktion der Pakete von A nach B, die sonst auf der Straße ablaufen würde, erweitert. Das heißt, wir integrieren eine Transportfunktion in das Gebäude.

Walz: Leichtbau – im übertragenen Sinne – heißt, integriert zu planen, das heißt ein vieldimensionales Optimum unter Berücksichtigung aller wesentlichen Aspekte anzustreben. Das lässt sich „von Hand” oder mit „der Maus” selten erreichen. „Digital” zu denken heißt, die Aufgaben so zu strukturieren, dass man die zur Verfügung stehenden digitalen Werkzeuge optimal nutzen kann.

Welche Rolle spielt der Leichtbau auch hinsichtlich der immer stärker werdenden Ressourcenverknappung?

Tomforde: Alles was bewegt werden will oder muss, sollte wegen der dafür aufzuwendenden Start- und Bewegungsenergie so leicht wie möglich und so stabil wie nötig sein. Eigentlich simpel, aber genau darin liegt die Herausforderung des systemischen Ultraleichtbaus bei gleichzeitig geringtsmöglichem Ressourcenverbrauch und bester Energieeffizienz.

Seeliger: Beim Leichtbau geht es immer um Massenreduzierung – sei es im Bereich Mobilität durch eine leichtere Karosserie mit der sich Materialeinsatz, Treibstoffverbrauch und so auch Emissionen senken lassen, oder im Bereich Architektur, wenn sich durch Leichtbaukonstruktionen etwa Beton einsparen lässt. Weltweit wird beispielsweise der Bausand knapp. Und die Produktion von Zement macht rund fünf Prozent der globalen CO2-Emissionen aus. Das heißt, wenn wir hier durch pfiffige Konstruktionen Material einsparen können, machen wir einen großen Fortschritt – denn wir senken nicht nur den Verbrauch und somit die Kosten für das Baumaterial, sondern reduzieren gleichzeitig den Ausstoß von CO2.

Kann man Autos oder Gebäude heute überhaupt noch auf dem Papier entwickeln? Was geht digital? Wo ist es notwendig? Was geht nicht?

Walz: Wenn wir all die neuen Anforderungen, die wir an Autos oder Gebäude stellen, wirklich ernst nehmen und sie im Sinne einer „Leichtbauphilosopie” umsetzen wollen, ist das meiner Ansicht nach mit konventionellen Planungsmethoden nicht zu schaffen.

Seeliger: Dem kann ich nur zustimmen. Wenn wir Gebäude oder Fahrzeuge wirklich optimieren wollen, kann man sie eigentlich nicht mehr auf dem Papier entwickeln, das ist der Punkt. Im Automobilsektor sind besonders Rückkopplungsschleifen und variierte Simulationen enorm wichtig, um die Konstruktion nach und nach zu verbessern. Die Anzahl der Schleifen nimmt zu, denn die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Teilen der Konstruktion werden immer komplexer. Da brauchen wir die Digitalisierung, um ein leichtbauoptimiertes Produkt herstellen zu können – und zwar eine Digitalisierung über die gesamte Wertschöpfungskette.

Tomforde: Nun, in der ersten kreativen Konzept- und Entwurfsphase ist mir ein weißes Blatt Papier lieber als ein Computerprogramm, das auf bestehenden CAD-Konstruktionen aufbaut, weil es frei macht von den typischen Produktoptimierungsansätzen. Aber komplexe und branchenübergreifende Systemlösungen können nur noch digital vernetzt mit begleitenden Simulationsprogrammen und ganzheitlichen Bilanzierungen bewältigt werden – von fachkundigen Leuten, die die erzeugten Ergebnisse auch bewerten können.

 


Zur Person: Prof. Johann Tomforde

Prof. Johann Tomforde. //Foto: TEAMOBILITY GmbH

Prof. Johann Tomforde ist geschäftsführender Gesellschafter der TEAMOBILITY GmbH mit Sitz in Böblingen. Dort arbeitet er mit einem interdisziplinären Expertenteam an Smart City- und Mobilitätskonzepten von morgen. Tomforde gilt als der „Vater des smart”: Zu Studentenzeiten entwickelte er 1969 die ersten Konzeptstudien, baute bei Mercedes-Benz die neue „City Car-Marke” auf und war in den 90er Jahren für Entwicklung und Produktion des smart zuständig.
www.teamobility.de


 

Von der aktuellen Dieseldiskussion profitiert die E-Mobilität. Ist sie ein Allheilsbringer oder doch nur eine von vielen Möglichkeiten? Und noch sind die Batterien in E-Autos richtige Schwergewichte – macht das den Leichtbau zu einer Schlüsseltechnologie für E-Mobilität, etwa um mit einer leichteren Karosserie das Gewicht des Fahrzeugs zu senken?

Walz: Es kann zum jetzigen Zeitpunkt immer nur eine von mehreren Möglichkeiten sein, gerade weil wir die Entwicklung hin zu neuen Mobilitätsaspekten immer auch im Kontext generell neuer „Gesamtkonzepte” sehen müssen und so lange nicht alle Faktoren im Sinne des übergeordneten Zieles bewertbar sind, sollte man nach wie vor auch an Alternativen arbeiten. Leichtbauprinzipien spielen sicherlich eine große Rolle bei der Entwicklung von zukünftigen Fahrzeugen. Es muss uns aber auch gelingen, auf diese Weise Sicherheitsaspekte zu realisieren, die im Konflikt mit großen SUVs Überlebenschancen bieten.

Tomforde: Auch wenn ich seit meiner Studienzeit ein großer Verfechter der Elektromobilität bin – aber immer mit Fokus auf den Personen- und Gütertransport in verdichteten urbanen Regionen – so machen batterieelektrische Fahrzeuge für lange Distanzen wenig Sinn. Universell eingesetzte Langstreckenfahrzeuge wären wegen ihres hohen Batteriegewichts, des damit verbundenen Sekundärmehrgewichts für die Karosseriestruktur, des schwereren Fahrwerks mit E-Antrieb sowie der höheren Anforderungen an die Crashsicherheit, aber auch wegen der negativen ökologischen Gesamtbilanzierung der falsche Weg.

Aber egal welchen Antrieb, welche Energiequelle und welche Bauart von Fahrzeug man zukünftig präferiert – das Eigengewicht aller Fahrzeugsysteme muss runter, um die aufzuwendende Bewegungsenergie zu reduzieren. Dazu müssen alle Register des intelligent-konzeptionellen Leichtbaus schon in den ersten Phasen der Gesamtsystem-Entwicklung gezogen werden.

Seeliger: Natürlich ist E-Mobilität allein kein Allheilsbringer. Wenn man bei E-Mobilität nur an Autos mit Batterien denkt, ist das zu kurz gegriffen. Wir verstehen darunter beispielsweise auch Brennstoffzellen.

Im Hinblick auf die Konstruktion eines Autos kann der Leichtbau dann ein zentraler Möglichmacher sein, um das Fahrzeug komplett neu zu denken. Das Stichwort heißt hier Konzeptleichtbau und ich glaube, dass wird eines der großen Zukunftsthemen sein. Wenn man weg von einem „klassischen” Auto mit schwerem Motor und einem großem Kühler vorne und einem Tank hinten im Fahrzeug geht, dann haben wir dank Konzeptleichtbau in Kombination mit E-Mobilität ganz andere Möglichkeiten, ein Auto zu denken.

 


Zur Person: Dr. Wolfgang Seeliger

Dr. Wolfgang Seeliger. //Foto: Leichtbau BW GmbH

Dr. Wolfgang Seeliger ist seit Mitte 2013 Geschäftsführer der Leichtbau BW GmbH in Stuttgart. Das 100-prozentige Landesunternehmen fungiert unter dem Motto „Weniger ist mehr. Wert.” als neutraler und branchenübergreifender Ansprechpartner für Industrie, Forschung und Gesellschaft. Dabei unterstützt die Leichtbau BW die Vermarktung von
baden-württembergischem Know-How und fördert Innovationspotenziale.
www.leichtbau-bw.de


Die Fragen stellte #6789-Redakteur Alexander Hauber.

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