Hintergrund und Ziel Mit dem Green Deal verdeutlicht die Europäische Union die Dringlichkeit von Maßnahmen zum Klimaschutz und zur Klimaanpassung. Dem weltweit für 38 % an CO2 Emissionen verantwortlichen Gebäudesektor kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Bisherige Ansätze zur Quartiersentwicklung sind jedoch häufig auf einzelne Aspekte fokussiert, da die ganzheitliche Bewertung komplexer Quartiersysteme kaum umsetzbar scheint. Es gilt daher Rahmenbedingungen zu identifizieren, die Klimaschutz und Klimaanpassung vereinen sowie einen positiven Beitrag zur Regeneration der Biokapazitäten unseres Planeten leisten. Diese Dissertation zeigt, wie Wechselwirkungen zwischen Gebäuden und Außenraum untersucht werden können und welche Relevanz sie für damit verbundene Entscheidungsprozesse mit Blick auf resultierende Synergien und Trade-offs haben. Zudem werden Methoden entwickelt, um die gewonnenen Erkenntnisse der Planungspraxis zugänglich zu machen. Methodischer Ansatz Zunächst erfolgt eine Analyse bestehender Definitionen zu den Begriffen Synergie und Trade-off in verschiedenen Themenfeldern. Die Übertragung auf den Bausektor liefert die Grundlage zur Ableitung entsprechender Bewertungskennzahlen und zur Konzeption eines generischen Prozesses für die multikriteriell optimierte Entscheidungsunterstützung in der Quartiersentwicklung, der Urban Systems Exploration. Mittels parametrischer Gebäude- und Quartiersmodelle werden das synergetische Wirken von Maßnahmenkombinationen sowie multikriterielle Trade-offs hinsichtlich der lebenszyklusbasierten Treibhausgasemissionen, der Lebenszykluskosten und des thermischen Außenraumkomforts in Fallstudien untersucht. Die daraus entwickelten Quartiersteckbriefe dienen zur Integration der Erkenntnisse in Planungs- und Entscheidungsprozesse. Die Nutzbarkeit dieser Steckbriefe wird schließlich anhand von Expert:inneninterviews überprüft und verbessert. Ergebnisse und Fazit Mit dem entwickelten Prozess der Urban Systems Exploration und der Bewertung von Synergieeffekten in der gebauten Umwelt wird ein Grundstein für die Integration von Wechselwirkungen zwischen Gebäuden und Außenraum in Entscheidungsprozessen gelegt. Dabei zeigt sich, dass die Ermittlung des Pareto-optimalen Handlungsspielraums wesentlich zur ausgewogenen Quartiersplanung beiträgt. Dies unterstützt Planer:innen und Entscheider:innen bei der fundierten Abwägung von Zielkonflikten im Quartier, erfordert jedoch interdisziplinäre Herangehensweisen und ausgeprägtes Systemdenken aller Beteiligten. Die erstellten Quartiersteckbriefe bieten hierzu bereits in frühen Planungsphasen eine niedrigschwellige Diskussionsgrundlage. Die Ergebnisse der Fallstudien zeigen unter anderem, dass Außenraumbegrünungen in Kombination mit hohen Energiestandards und Photovoltaikflächen zur parallelen Verbesserung der lebenszyklusbasierten Treibhausgasemissionen, der Lebenszykluskosten und des Außenraumkomforts beitragen. Zudem sind diese Planungsvariablen gut geeignet, um Pareto-optimale Trade-offs gezielt zu steuern und dadurch Planungsentwürfe an den jeweiligen Quartierskontext anzupassen. Zusammenfassend ist die Notwendigkeit einer systemischen Betrachtung des urbanen Raums für die nachhaltige Transformation des Bausektors feststellbar. Es wird daher empfohlen, bei Planungsprozessen eine multikriterielle Betrachtungsweise anzustreben und Entscheidungen basierend auf der vollständigen Exploration des Handlungsspielraums abzuwägen.      «

Hintergrund und Ziel Mit dem Green Deal verdeutlicht die Europäische Union die Dringlichkeit von Maßnahmen zum Klimaschutz und zur Klimaanpassung. Dem weltweit für 38 % an CO2 Emissionen verantwortlichen Gebäudesektor kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Bisherige Ansätze zur Quartiersentwicklung sind jedoch häufig auf einzelne Aspekte fokussiert, da die ganzheitliche Bewertung komplexer Quartiersysteme kaum umsetzbar scheint. Es gilt daher Rahmenbedingungen zu identifizieren, die Klimaschutz un...     »

Background and Goal With the Green Deal, the European Union highlights the urgency of climate change mitigation and adaptation. The building sector is responsible for 38% of CO2 emissions worldwide and offers high potential for improvement. However, previous approaches to neighborhood development often take a one-sided view, as a holistic assessment of the complex urban system seems hardly feasible. Therefore, it is important to identify frameworks that combine climate change mitigation and adaptation while contributing positively to the regeneration of our planet's biocapacity. This dissertation shows how interactions between buildings and outdoor space can be investigated and what relevance they have for decision-making in neighborhood development with regard to resulting synergies and trade-offs. Additionally, this work explores how to make this knowledge accessible to professionals. Methodology First, existing usages of the terms synergy and trade-off in various disciplines are analyzed. These interpretations are then transfered to the building sector and allow to derive corresponding evaluation indicators and establish a generic process for optimized multi-objective decision support in neighborhood development, called here the Urban Systems Exploration. Parametric building and neighborhood models allow to investigate the synergetic effect of measure combinations as well as multi-objective trade-offs with regard to lifecycle-based greenhouse gas emissions, lifecycle costs, and outdoor thermal comfort. Based on the results, neighborhood fact sheets are developed. These allow for the integration of the findings into planning and decision-making processes. Finally, expert interviews are conducted to ensure the usability of these fact sheets and to improve their visualization. Results and Conclusion The proposed Urban Systems Exploration process and the evaluation of synergistic effects within the built environment establish a foundation for integrating interactions between buildings and outdoor spaces into decision-making processes. Several case study applications show that exploring the Pareto-optimal scope for action significantly contributes to balanced neighborhood planning. This supports planners and decision-makers in identifying well-founded framework conditions for urban neighborhoods. However, Urban Systems Exploration requires an interdisciplinary approach and pronounced systems thinking of all stakeholders. The neighborhood fact sheets offer a low-threshold basis for discussing prevailing interactions in the early planning phases. The case studies demonstrate that outdoor greening, in combination with high building energy standards and photovoltaic surfaces, contributes to the parallel improvement of lifecycle-based greenhouse gas emissions, lifecycle costs, and outdoor thermal comfort. In addition, these planning variables are well suited to specifically control Pareto-optimal trade-offs and thus adapt designs to the respective neighborhood context. In summary, the need for a systemic view of urban space for the sustainable transformation of the building sector is evident. Therefore, it is recommended to adopt a multi-objective approach in planning processes and to base decisions on a complete exploration of the scope for action.      «

Background and Goal With the Green Deal, the European Union highlights the urgency of climate change mitigation and adaptation. The building sector is responsible for 38% of CO2 emissions worldwide and offers high potential for improvement. However, previous approaches to neighborhood development often take a one-sided view, as a holistic assessment of the complex urban system seems hardly feasible. Therefore, it is important to identify frameworks that combine climate change mitigation and ada...     »