nt 03 | 2025 Industriell-urbane Symbiosen
Partizipative Entwicklung von zirkulären urbanen Systemen
Laura P. Spinadel, Bianca Severin, Gina Urazan Razzini, Petra Bußwald, Vera Besse, Peter Gruber
Übergang zu nachhaltigen Städten und Regionen erfordert neue Wege in der Planung. Herkömmliche Ansätze stoßen an ihre Grenzen – denn urbane Räume sind komplexe Gefüge, in denen technische, soziale und wirtschaftliche Interessen aufeinandertreffen. Statt isolierter Einzelmaßnahmen braucht es kooperative, datenbasierte Entscheidungsprozesse, die ökologische, ökonomische und soziale Auswirkungen gemeinsam denken. Die Gestaltung von lebenswerten, wirtschaftsfreundlichen und gesunden (urbanen) Räumen kann als kooperativer Prozess gedacht werden. Die Hypothese ist, dass anstelle einseitiger Entscheidungen auf neue Kooperationsformen in produktiven Städten/Regionen und die Minimierung von Ressourcenverlusten zu setzen, einen erfolgsversprechenden konsistenten Ansatz mit hoher Ergebnis-Qualität darstellt. Hohe Ergebnis-Qualität bedeutet hohe Kreislaufwirtschafts-Kooperations-Niveau, gleichzeitig hohe Lebensqualität und zukunftsorientierte Nachhaltigkeits-Kriterien. Grundlage dafür ist eine ganzheitliche Wirkungsanalyse, unterstützt durch digitale 3D-Visualisierung und partizipative Entscheidungsprozesse. Das webbasierte Tool URBAN MENUS®1 stellt Zukunftsvisionen urbaner und ländlicher Räume in 3D dar und macht ökonomische, soziale und ökologische Auswirkungen sichtbar. Es unterstützt den Konsensfindungsprozess unter verschiedenen Interessengruppen. Im Projekt „Circularity Optimizer“, gefördert durch die FFG in der Ausschreibung TECXPORT Bilateral Cooperation Austria - Jiangsu/People's Republic of China / JSTD 2023, wird die URBAN MENUS®-Software um kreislaufer- möglichende Technologien und Algorithmen ergänzt und ermöglicht dadurch eine urbane Raumplanung mit Bezug auf industriell-urbanen Symbiosen (IUS).
Partizipative räumliche Entwicklung mit URBAN MENUS®
URBAN MENUS® ist eine Methodologie- und Softwareplattform für partizipative räumliche Entwicklungsprozesse. Auf Grundlage umfassender Datenanalysen kombiniert sie Modellierung, Visualisierung und Wirkungsbewertung in einer benutzerfreundlichen, interaktiven Echtzeit-Anwendung mit 3D-Darstellung. Die Plattform ermöglicht bereits in frühen Projekt-Visions-/Planungs-Phasen die Erstellung von Zukunftsszenarien, virtuelle Rundgänge darin und die Bewertung ihrer Auswirkungen in unterschiedlichen Dimensionen. So unterstützt sie fundierte, ganzheitliche Entscheidungen und fördert resiliente Raumplanung und Investitionssicherheit. Zentrale Elemente hierfür sind fundiertes Wissen und Einschätzungen in Bezug auf den Planungsraum, sowie die Einbindung relevanter Akteur*innen – hier wird bewusst NICHT auf Simulationen mit großen Datenmengen gesetzt, vielmehr liegt der Fokus auf den für das Optimierungsziel wesentlichen Daten. URBAN MENUS® bietet digitale Beteiligungstools zur Erfassung des Status quo und zur Entwicklung gemeinsamer Zukunftsvisionen entlang dreier Hauptkriterien, welche auch zur Wirkungsanalyse herangezogen werden: (1) Ökologie & Nachhaltigkeit, (2) Urbanität & Gesellschaft, (3) Dichte & wirtschaftliche Effizienz.
Im Hintergrund wird URBAN MENUS® durch ESG-Cockpit2 unterstützt, ein etabliertes Tool zur Berechnung von Nachhaltigkeits-Kennzahlen auf Basis einer umfangreichen Datenbank. Durch eine integrierte Wirkungsanalyse kann eine Bewertung der Szenarien hinsichtlich der Hauptkriterien – ganz im Einklang mit EU Green Deal, UN SDGs, Diversitäts- und Genderaspekten – durchgeführt werden. Die Plattform unterstützt dadurch transparente Kommunikation, objektiven Dialog sowie die Bildung wirkungsvoller Allianzen für zukunftsfähige Stadtentwicklung.
Kreislaufermöglichende Technologien in industriell-urbanen Symbiosen
Im Projekt Circularity Optimizer wird URBAN MENUS® um eine Methodik zur systematischen Integration von Schlüsseltechnologien erweitert. Diese Technologien sollen dazu beitragen, stoffliche und energetische Kreisläufe zu schließen und damit die Ressourcenabhängigkeit zu reduzieren und die Resilienz der Systeme zu erhöhen. Ziel ist es, Technologien nicht nur zu beschreiben, sondern sie gezielt in symbiotische Systeme einzubetten und deren Wirkungen zu bewerten. Drei zentrale Bausteine bilden das Fundament der Methodik:
- Strukturierter Technologiekatalog:
Technologien werden mithilfe standardisierter Factsheets dokumentiert. Diese enthalten technische, funktionale und wirtschaftliche Parameter sowie eine Darstellung der Stoff- und Energieströme. Zusätzlich ist eine „Matchmaking“-Logik integriert: Für jede Technologie werden Mindestanforderungen definiert (z. B. benötigte Inputströme oder Standortbedingungen), die eine gezielte Integration in Symbiosesysteme ermöglichen. Diese bildet die Grundlage für die Auswahl und Kombination geeigneter Technologien in der Entwicklung von Szenarien.
- Szenario-Erstellung mit hybridem Input-Output-Modell:
Jedes urbane, industrielle oder technische Objekt3 wird mit Hilfe eines Objektvektors beschrieben. Die Gesamtheit der ausgewählten Objektvektoren bildet das Symbiose-Modell. Dieses Modell verknüpft physische Stoffflüsse (z. B. Wärme-, Wasser-, Materialflüsse) mit weiteren Daten wie z. B. wirtschaftliche Kennzahlen. So entsteht eine umfassende hybride Systembilanz, die Wechselwirkungen und Synergien sichtbar macht.
- Wirkungsanalyse mit mehrdimensionalem Indikatorensystem:
Die Wirkung der Szenarien wird anhand eines mehrdimensionalen Indikatorensystems bewertet, das ökologische, ökonomische, technische und soziale Aspekte umfasst. Die soziale Dimension basiert auf den Daseinsgrundfunktionen4, deren Erfüllung je Objekt bzw. im betrachteten Gebiet gezählt wird. Zusätzlich wird die konkrete Nutzbarkeit in Personenstunden nach Alters- und Personengruppen differenziert erfasst, was eine detaillierte Bewertung gesellschaftlicher Funktionalität ermöglicht. Diese kombinierte Wirkungsanalyse schafft eine belastbare Entscheidungsgrundlage für zukunftsfähige Räume.
Im Rahmen eines ersten Prototyps wurde die entwickelte Methodik auf ein reales Gebiet in der Region Gleisdorf (Steiermark) angewendet. Untersucht wurden zwei Szenarien mit identischer Infrastruktur, bestehend aus einer Kläranlage (WWTP), urbanen Einrichtungen (z. B. Gewerbe, Gesundheit, Sport) und Wohnbauten, die sich ausschließlich im Grad der Technologieintegration unterscheiden.
- Basis-Szenario:
Stellt den Status quo mit Integration von Photovoltaik (PV) und Wärmepumpe (HP) dar
- Technologie-Szenario:
Zusätzlich Integration von Biogas-KWK (CHP), Membrandestillation (MD) und Phosphorrückgewinnung (P-MRS)
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede in mehreren Wirkungskategorien. Im Technologie-Szenario steigt die zirkuläre Output-Quote5 durch gezielte Verwertung von Abfällen von Null auf 38,65 Prozent. Die elektrische Selbstversorgung steigt durch die Verstromung von Biogas von 1,44 auf 26,19 Prozent, wobei die thermische Deckungsrate gleichzeitig durch die zusätzlichen Bedarfe der Implementierten Technologien sinkt. Eine positive soziale Wirkung ist durch die Erhöhung der Anzahl erfüllter Daseinsgrundfunktionen um ca. 3 Prozent ersichtlich. Dem steht ein höherer Investitionsbedarf (+ 1,53 Mio. €) durch die zusätzlichen Technologien gegenüber, wobei die jährlichen Treibhausgasemissionen in der Region dadurch um etwa 272,5 tCO2eq/a reduziert werden können. Diese vergleichende Analyse macht sichtbar, wie gezielte Technologieintegration zur Verbesserung ökologischer und sozialer Wirkungen bei gleichzeitig transparentem Blick auf ökonomische Auswirkungen beitragen kann.
CIRCULARITY OPTIMIZER – Entscheidungsgrundlage für zukunftsfähige Regionen
Mit dem Circularity Optimizer entsteht ein digita- les Werkzeug, das technologische Optionen und deren Auswirkungen frühzeitig vergleichbar macht. Nutzer*innen aus Gemeinden, Wirtschaft, Forschung oder Zivilgesellschaft können Zukunftsszenarien gestalten, grüne Technologien kombinieren und die Ergebnisse aus verschiedenen Stakeholder-Perspek- tiven bewerten. Die klare, interaktive Darstellung komplexer Zusammenhänge macht das Tool auch für Personen ohne Fachwissen intuitiv nutzbar und ermöglicht so breite Beteiligung an transparenten, gemeinschaftlich getragenen Entscheidungen.
Weitere Informationen
- https://urbanmenus.com/
- https://akaryon.com/produkte/esg-cockpit-umweltdaten-tool/
- Urbane Objekte bezeichnen städtische Einheiten wie Wohngebäude, Quartiere oder öffentliche Einrichtungen. Industrielle Objekte umfassen Produktionsstätten, Unternehmen oder Anlagen, die Material- und Energieströme verarbeiten. Technische Objekte sind Technologien, die zur Schaffung von energetischen oder stofflichen Kreisläufen beitragen.
- Daseinsgrundfunktionen sind seit den 1960er-Jahren gebräuchliche Kategorien der Raumanalyse. Sie umfassen menschliche Grundbedürfnisse wie Wohnen, Arbeiten, Versorgung, Bildung, Erholung oder Mobilität und dienen als Maßstab zur Bewertung der funktionalen Ausstattung eines Stadt- oder Raumgebiets.
- Misst den Anteil der Outputs, die stofflich weiterverwendet oder rückgeführt werden.
Autor*innen
Dr.in Mag.a Arch.in Arq. Laura P. Spinadel, BUSarchitektur ZT GmbH, Competence Center URBAN MENUS Gründungspartnerin & Geschäftsführerin. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, https://x.com/BUSarchitektur
Dipl.Ing.in Bianca-Daniela Severin, BUSarchitektur ZT GmbH, Multimedia Developerin im „Bereich Digitalisierung“.
Arq. Gina Urazan Razzini, BUSarchitektur ZT GmbH, Mitarbeiterin im Bereich „Design & Kommunikation“
Petra Bußwald, Gründerin und Geschäftsführerin akaryon GmbH, Förderstrategin und Expertin für Nachhaltigkeitsdaten-Management bzw. innovative IT-Lösungen. Vera Besse, Projektmanagerin, akaryon GmbH
Peter Gruber, BSc. ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich „Industrielle Systeme“ bei AEE INTEC. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!