Durch die Auswertung großer Datenmengen und Simulation von Szenarien in Echtzeit können Planungsprozesse erheblich beschleunigt und verbessert werden. So lassen sich Ideen ausprobieren, bevor sie Realität werden.
Es ist eine Krux: begrenzter Raum, konkurrierende Flächennutzungen, und das bei steigendem Bedarf an Wohnraum sowie an hochwertigen öffentlichen Freiräumen. Hinzu kommt noch die Klimakrise, die zusätzliche Anpassungen erfordert. Unsere Städte befinden sich in einem dauerhaften Aushandlungsprozess. Diese vielschichtigen Bedingungen erschweren und verzögern Planungsprozesse. Mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) können ebenjene Anforderungen gebündelt und Planungsentscheidungen beschleunigt werden. Dabei haben sich in den letzten Jahren sowohl die Leistungsfähigkeit der KI-Modelle als auch die Durchlässigkeit zwischen Medienformaten stark verbessert. Für Stadtplanerinnen und -planer bedeutet das, dass sich Informationen, Entwürfe und Analysen in Formaten weiterverarbeiten lassen, die bisher kaum miteinander verknüpft waren.
„Genauso wichtig wie die Daten sind die Algorithmen und Modelle, die sie verarbeiten“, erklärt Rico Herzog. Er forscht am City Science Lab der HafenCity Universität (HCU) Hamburg zu digitalen Zwillingen und betreut KI-gestützte Partizipationsprojekte. Herzog spricht von algorithmisierter Planung, bei der es einen Input gibt, die zu einem Output transformiert wird und damit komplexe Prozesse vereinfacht und beschleunigt. In der Praxis zeigt sich das bereits: KI kann Beiträge aus der Bürgerbeteiligung auswerten, Wettbewerbsverfahren durch digitale Vorprüfungen unterstützen und innerhalb kurzer Zeit unterschiedliche Szenarien für Gutachten erstellen.
Bürgerbeteiligung: Große Datenmengen, knappe Ressourcen
2017 startete in Hamburg das Digitale Partizipationssystem (DIPAS), das ermöglicht, Ideen und Feedback zu Stadtentwicklungsprojekten auf Karten zu verorten. So wurden im Rahmen des Bezirksroutenkonzeptes Hamburg-Mitte 2024 sowohl digital als auch vor Ort Rückmeldungen zu Wegeverbindungen für Radfahrende gesammelt. Bürgerinnen und Bürger konnten über QR-Codes direkt auf einer digitalen Karte Eingaben machen, Konfliktstellen markieren und Verbesserungsvorschläge einreichen.
In Stadtwerkstätten, einem ergänzenden Partizipationsformat, sammelte die Stadt an drei Terminen zusätzliche Informationen und Feedback auf einem Touchtisch. Über 5.500 Beiträge gingen so ein, die Mitarbeitende der Stadt Hamburg auswerten sollten. Large Language Models hätten dabei helfen können, die Beiträge zu strukturieren und die Ergebnisse für die Weiterverarbeitung aufzubereiten.
Über 5.500 Rückmeldungen, teils mehrere Absätze lang, müssen ein bis zwei Mitarbeitende auswerten. Das dauert Wochen, wenn nicht Monate.
Rico Herzog
„Was-wäre-wenn“-Szenarien und der digitale Zwilling
Dass bestimmte Szenarien innerhalb weniger Stunden bereitgestellt werden können, zeigt die Urban Model Platform (UMP). Sogenannte „Was-wäre-wenn“-Szenarien erlauben Planenden und Bürger:innen, Varianten zu bewerten. So können beispielsweise Lärm- und Windkomfortanalysen Auskunft darüber geben, wie neue Baukörper die Schallbelastung in Innenhöfen beeinflussen, Windschneisen entstehen und welche Straßenführungen die Lärmsituation in Wohnbereichen verändern. Bisher beauftragte man externe Ingenieurbüros, die nach wochenlanger Bearbeitung statische PDF-Dokumente lieferten. Das Projekt Connected Urban Simulations, Teil des Smart-City-Projekts Connected Urban Twins (CUT) der Städte Hamburg, Leipzig und München nutzt UMP, um Simulationen direkt am Arbeitsplatz durchzuführen.
Planende griffen für Lärmanalysen auf das EU-weit standardisierte Berechnungsmodell CNOSSOS-EU zurück und banden dieses an UMP an. Variantenprüfungen, die früher Monate dauerten, lassen sich nun in wenigen Stunden berechnen. Für Windsimulationen werden KI-Modelle eingebunden, die aufwendige sogenannte „Computational Fluid Dynamics“-Modelle (CFD-Modelle) in Sekunden approximieren. Die Genauigkeit ist zwar geringer als bei klassischen Verfahren, für eine Vorprüfung aber ausreichend.
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Offene Fragen: Validierung und Zuständigkeit
Die neuen Planungsmöglichkeiten werfen Fragen auf: Wie werden die Ergebnisse überprüft, um falsche Resultate zu vermeiden? In Hamburg nutzte man vorhandene Daten bestehender Areale und Gutachten als Vergleichsmaßstab. Die Modelle lieferten belastbare Ergebnisse und deckten in einigen Fällen Fehler in Gutachten auf. Unklar bleibt, wer die Algorithmen zertifiziert und auditiert. „Gibt es in Zukunft Zertifikate dafür? Wer erstellt sie? Der TÜV oder die Stadt?“, fragt Rico Herzog. Auch die Frage nach dem lokalen Wissen bleibt offen: Wie kann dieses in die Prozesse einfließen?
Für die Datensouveränität verfolgt Hamburg einen hybriden Ansatz: Sensible Daten werden auf lokalen Servern verarbeitet, weniger kritische Daten nutzen externe Dienste. „Man muss wissen, welche Daten wohin gehen, was auf den Servern bleibt, was zurückkommt und wie man die Daten weiterverarbeitet. Es ist eine Einzelfallentscheidung“, erklärt Herzog. Diese Infrastruktur erfordert jedoch Ressourcen, die viele Kommunen nicht haben.
Das, was wir gesehen haben, ist, dass die Performance und die Ergebnisse belastbar sind und mit verstreichender Zeit auch immer besser werden.
Rico Herzog
Zukunft der KI-gestützten Stadtplanung
Wo steht die KI-gestützte Stadtplanung in den nächsten Jahren? Rico Herzog sieht durch die rasche Entwicklung generative Medien immer weiter ineinanderfließen. Texte lassen sich in Bilder umwandeln, Bilder in Videos übertragen, 3D-Modelle aus Videos exportieren und CAD-Zeichnungen aus Bildern generieren. So könnte ein World Model entstehen, durch das man sich in 3D bewegt. „Wo fühle ich mich unsicher? Wie kann man das schnell ändern, etwa durch mehr Licht oder eine veränderte Raumstruktur?“, erläutert der wissenschaftliche Mitarbeiter des City Science Lab der HCU. Halbautonome KI-Agenten, die Planungsvorschläge generieren, immersive 3D-Welten, die in Echtzeit reagieren, und automatisierte Wirtschaftlichkeitsberechnungen existieren bereits in Ansätzen oder sind in greifbarer Nähe.
Was jedoch fehlt, ist der normative Rahmen: Welche Planungsschritte sollen automatisiert werden? Welche Entscheidungen bleiben zwingend menschlich? Und wer haftet, wenn ein algorithmusgestützter Planungsbeschluss zu Schäden führt? „Nicht die KI entscheidet über die Zukunft der Stadtplanung, sondern die Menschen, die mit ihr arbeiten“, erklärt Herzog. Die Gefahr besteht nicht darin, dass KI zu schnell eingesetzt wird, sondern dass die Profession zu langsam reagiert. Stadtplanende, die heute beginnen, die Potenziale algorithmisierter Planung zu verstehen und aktiv mitzugestalten, definieren morgen die Schnittstellen.
Rico Herzog ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am City Science Lab der HafenCity Universität Hamburg (eine Kooperation mit dem MIT Media Lab) und Referent am Zentrum Digitaler Zwilling in der Senatskanzlei der Freien und Hansestadt Hamburg. Von 2021 bis 2025 leitete er die Forschung zu Modellierung, Simulation, KI und Machine Learning im Rahmen von Deutschlands größtem Smart-City-Projekt Connected Urban Twins (CUT) und war für die wissenschaftliche Begleitung von DIPAS Analytics verantwortlich, einem KI-unterstützten Auswertungssystem für offene Partizipationsdaten. Mit Scherpunkt auf dem Zusammenspiel von digitalen Modellen und Simulationen mit der Planungspraxis und der öffentlichen Verwaltung erforscht er neue Multi-Modellierungsansätze zur Erfassung urbaner Komplexität im digitalen Raum. Er ist Initiator und Co-Entwickler von mehreren Open-Source Projekten für nachhaltige Stadtentwicklung wie der Urban Model Platform, dem Urban Model Builder sowie dem Szenario Explorer.
Die deutschen Städte stehen unter Druck. Neben den bekannten Themen der Stadt- und Projektentwicklung müssen auch Raumfragen, die mit dem Energiesystemwandel einhergehen, neu gedacht werden. Deshalb ist das Motto zur zwölften Ausgabe der polis Convention bewusst gewählt: „Neue Horizonte“ – nicht als Versprechen, sondern als Arbeitsauftrag.
Chance oder Risiko für die Architektur? Wie Wandel zu Obsoleszenz führen kann
Teil 1 von 3: Die Polykrise dominiert als Thema die Diskussionen – auch in der Stadt- und Regionalplanung. Doch das alte Gewissheiten verschwinden, um Neuem Platz zu machen, ist so alt wie die Menschheit selbst. Es lohnt ein konstruktiver Blick auf Transformation, abseits des grassierenden Pessimismus.
