Plus-Energie-Siedlung - E
Werbung
Plus-Energie-Siedlung Abstract / Zusammenfassung des Lernfelds Die Plus-Energie-Siedlung ist der derzeit höchste Entwicklungsstand, was die Umsetzung energieeffizienter Bauweisen betrifft. Auch wenn es noch keine einheitliche Definition von Plus-Energie-Siedlungen gibt, können doch einige Merkmale als Kennzeichen genannt werden (ein Plus an Energiegewinnung, mehr Effizienz durch Synergien im Verbund usw.). Die wesentlichsten Merkmale werden in diesem Lernfeld genauer beschrieben. Auch die geschichtliche Entwicklung von effizienten Siedlungen und funktionalem Bauen wird als Hintergrund anhand von Beispielen dargestellt. Dazu kommen weitere aktuelle Beispiele bereits umgesetzter und geplanter Plus-Energie-Siedlungen sowie Planungsgrundsätze und Ansätze für die Qualitätssicherung. 1 Inhaltsverzeichnis 1. LERNZIELE ..................................................................................................................................... 3 2. ZUM NACHDENKEN ... .................................................................................................................. 3 3. EINLEITUNG ................................................................................................................................... 4 4. WAS SIND MERKMALE EINER PLUS-ENERGIE-SIEDLUNG? .................................................. 6 4.1. Energieversorgung ................................................................................................... 7 4.2. Städtebauliche Aspekte............................................................................................ 8 4.3. Zum Üben ... ............................................................................................................ 8 5. SMART CITY ................................................................................................................................... 9 5.1. Zum Üben ... ...........................................................................................................10 6. ENTWICKLUNG EFFIZIENTER SIEDLUNGSPLANUNG SEIT DEM 20. JAHRHUNDERT (BEISPIELE).......................................................................................................................................... 11 6.1. Zum Üben ... ...........................................................................................................14 7. BEISPIELE FÜR PLUS-ENERGIE-SIEDLUNGEN ...................................................................... 15 7.1. Solarsiedlung Freiburg ............................................................................................15 7.2. Wohnsiedlung SunnyWatt .......................................................................................16 7.3. Plusenergieverbund Reininghaus Süd ....................................................................18 7.4. Masdar City .............................................................................................................22 7.5. Zum Üben ... ...........................................................................................................23 8. PLANUNG VON PLUS-ENERGIE-SIEDLUNGEN ....................................................................... 24 9. QUALITÄTSKONTROLLE UND PLANUNGSINSTRUMENTE ................................................... 27 9.1. EnEff:Stadt und EnEff:Wärme .................................................................................27 9.2. Beispiel Wiener Siedlungsgebiet Seestadt Aspern ..................................................28 9.3. Zum Üben ... ...........................................................................................................30 10. BEISPIELE AKTUELLER ENTWICKLUNGEN IN DER ENERGIEEFFIZIENTEN SIEDLUNGSPLANUNG ........................................................................................................................ 31 10.1. Städtebauliche Aspekte...........................................................................................31 11. QUELLEN .................................................................................................................................. 33 12. ÜBERSICHT AUFGABEN ........................................................................................................ 35 13. ABBILDUNGSVERZEICHNIS .................................................................................................. 36 14. IMPRESSUM ............................................................................................................................. 38 2 1. Lernziele Wesentliche Merkmale einer Plus-Energie-Siedlung aufzählen Einzelmaßnahmen für Plus-Energie-Siedlungen beschreiben Zusammenhänge der Einzelmaßnahmen erklären Beispiele von Plus-Energie-Siedlungen vergleichen und bewerten Wesentlichste Planungsaspekte einer Plus-Energie-Siedlung erörtern Ideen für Plus-Energie-Siedlungen entwickeln 2. Zum Nachdenken ... Aufgabe 1: Welche Funktionen können Gebäude im Verbund, also als Siedlung oder Stadtquartier, gemeinsam effizienter lösen? Abbildung 1: Im Verbund können Gebäude zum Beispiel effizienter ihren Energiebedarf decken, indem sie durch ein Energienetz verbunden sind, das bei Stromspitzen ausgleicht (Quelle: Stefan Prokupek, GrAT) 3 3. Einleitung Eine Plus-Energie-Siedlung ist weit mehr als eine Ansammlung von Plus-Energie-Gebäuden oder die Ausstattung einer Siedlung mit Photovoltaikanlagen. Siedlungsplanung ist ein Teil des Städtebaus, deshalb kommen hier noch sehr viele Faktoren wie zum Beispiel Infrastruktur oder eine soziale Gesamtbetrachtung des Gebiets hinzu. „Aufgrund der Klimaschutzanforderungen sowie steigender Energie- und Rohstoffpreise, zunehmender Energieknappheit sowie rechtlicher Rahmenbedingungen findet im Bausektor ein dynamischer Prozess des Umdenkens statt: Das Plus-Energie-Konzept, basierend auf der Effizienztechnologie des Passivhauses, wird heute von zahlreichen ExpertInnen als das Baukonzept schlechthin gesehen, um im Gebäudesektor die CO2-Emissionen sowie den Energieverbrauch zu reduzieren“ (Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Einleitung, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at). Einer der „Vorläufer“ von Plus-Energie-Siedlungen im weitesten Sinne kann in den ersten Versuchen des gemeinschaftlichen Wohnens gesehen werden, die in Österreich in der Zwischenkriegszeit entstanden. Die zugrunde liegende Idee war, höchste Funktionalität verbunden mit hoher Wohnqualität auf kleinstem Raum zu erreichen. Zudem sollten möglichst viele Funktionen im Verbund und damit effizienter gelöst werden. Bei den Werkbundsiedlungen geschah das zum Beispiel durch effiziente gemeinschaftliche Nutzung von Infrastruktur und Freiraum, während es bei den heutigen Beispielen von Plus-EnergieSiedlungen vor allem Energieversorgung und -verbrauch, aber auch Wasserversorgung, Abfall- und Abwasserentsorgung sowie Gemeinschaftsräume sind, die im Verbund effizienter gelöst werden. Das Energiekonzept sollte individuell je nach Standort, Verfügbarkeit von Ressourcen und Leistbarkeit für die BewohnerInnen erarbeitet werden. Eine einheitliche Definition von Plus-Energie-Siedlungen wird erst erarbeitet. Grundsätzlich ist das Ziel, das Gesamtsystem zu optimieren und im Verbund Synergien zu nutzen. Schauen Sie nach auf YouTube! Arch. Rolf Disch über das Sonnenschiff und die Plus-Energie-Siedlung in Freiburg. Dauer: 5:18 min. Quelle: http://www.youtube.com/watch?v=Ke6ZLXQs4ho Oft wird eine Plus-Energie-Siedlung lediglich als Ansammlung von Plus-Energie-Gebäuden verstanden. Das ist zwar nicht falsch, denn die Voraussetzung für ein energetisch optimal 4 funktionierendes Gesamtsystem sind optimal ausgeführte Gebäude, aber das alleine ist nicht ausreichend, um das Potenzial voll auszuschöpfen. Wichtig ist vor allem das System, das die Gebäude untereinander in Beziehung setzt: Infrastrukturen können gemeinsam genutzt werden. Bei Plus-Energie-Siedlungen betrifft das vor allem die Energieversorgung. Wasserversorgung, Gemeinschaftsräume oder Freiraum können ebenfalls geteilt werden. Probleme wie Energiebedarf, Verkehrsaufkommen oder Abfallentsorgung werden für die gesamte Siedlung, nicht für einzelne Elemente gelöst. Durch die intelligente gemeinsame Lösung des Energiebedarfs kann Energie effizienter bereitgestellt werden. Steigende Energiepreise tragen dazu bei, dass sich Plus-Energie-Siedlungen noch schneller amortisieren, vor allem wenn sie Energie nicht nur einsparen, sondern idealerweise auch in das Stromnetz einspeisen. Dabei ist es nicht so wichtig, ob sich die Plus-Energie-Siedlung in einem Dorf, einem Vorort oder mitten in der Stadt befindet. Der effiziente Umgang mit Energie entsteht im Verbund, indem Synergien zwischen den einzelnen Elementen der Siedlungsplanung entstehen. Entscheidend ist die Optimierung des Gesamtsystems. Allerdings gibt es wesentliche Unterschiede zwischen ländlichen und städtischen Gebieten, die besonders bei der Versorgung mit Energie zum Tragen kommen: Bei der regionalen regenerativen Energieversorgung müssen Erzeugung und Versorgung mit der regionalen Nachfrage möglichst eng gekoppelt werden. Das ist in der ländlichen Region einfacher möglich (Beispiele sind die Energieregionen Güssing, Murau oder Kötschach-Mauthen). In der Stadt hingegen entsteht durch die Dichte von BewohnerInnen und Nutzungen eine Vielzahl an Synergien, die genutzt werden können. (Obernosterer et al. 2010, S. 25) „Erneuerbare Energieversorgungskonzepte von Städten zeigen auf, dass nur durch einen Verbund von Metropole und Region sinnvolle Gesamtlösungen zu erzielen sind. Dabei sind wichtige Planungsparameter die Bewahrung der Baukultur einerseits, im Gegenzug aber auch der Landschaftsschutz, der einen großflächigen Landschaftsverbrauch mit der Herstellung erneuerbarer Energien verbietet. Insofern ist anzustreben, die Erzeugung erneuerbarer Energien so weit wie möglich in Siedlungsstrukturen zu integrieren.“ (Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 3, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) 5 4. Was sind Merkmale einer Plus-Energie-Siedlung? Die Uneinheitlichkeit der verschiedenen Definitionen eines Plus-Energie-Gebäudes zieht sich auch in den städtebaulichen Bereich der Plus-Energie-Siedlungen. Schwierig wird durch die fehlende Definition ein Vergleich – der etwa dann, wenn es um Fördergelder geht, besonders relevant ist. Positiv an der mangelnden Definition ist allerdings, dass besonders Entwurf und städtebauliche Entscheidungen immer stark auf Ort und Umfeld abgestimmt werden müssen, ein Spielraum ist hier also von Vorteil. Obwohl gerade bei Plus-Energie-Siedlungen die Beschreibungen stark auseinandergehen, gibt es doch eine Reihe von Ansätzen, die bei unterschiedlichen Projekten verfolgt werden kann. Ganz grob gesagt ist das wesentlichste Merkmal der Plus-Energie-Siedlung, dass sie mehr Energie produziert, als sie verbraucht. Zumeist wird dafür die Jahresbilanz herangezogen. Idealerweise kann die Energie auch ins kommunale Stromnetz eingespeist werden. Dieses Ziel kann durch mehrere Faktoren erreicht werden, die individuell kombiniert werden sollten. „Das Gesamte ist mehr als die Summe der Teile“ (Breitschmid 2011, S. 2), das trifft auf PlusEnergie-Siedlungen als eines der wesentlichsten Merkmale zu. Alfred Breitschmid schreibt über „lebende Systeme“, die Menschen und Räume beinhalten, dass sie sich durch nicht voraussagbare Beziehungen der einzelnen Elemente und nicht wiederholbare Prozesse auszeichnen. Einzelne Systeme schließen sich zu einem Großsystem zusammen und verlieren dadurch zwar individuelle Freiheiten, helfen aber dem Gesamtsystem zu erweiterten Fähigkeiten. Abbildung 2: Das Konzept von Plus-Energie-Siedlungen (Quelle: Alfred Breitschmid, in: Geier 2011; http://www.oegut.at/downloads/pdf/tws-stadtentwicklung_vortrag-geier.pdf) 6 4.1. Energieversorgung Das Bauen im Verbund macht das einzelne Gebäude sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb günstiger. Die gemeinsame Versorgung mit Energie macht das Wohnen nicht nur preiswerter, sondern insgesamt effizienter. Betriebskosten werden reduziert, sofern die Wartungsarbeiten der kollektiven Energieversorgung effizient durchgeführt werden können. Besonders die effiziente Nutzung der Sonneneinstrahlung muss in der Planung sehr früh miteinbezogen werden, da sie Basis einer nachhaltigen Energieversorgung ist. Das bedeutet zum Beispiel, dass einzelne Gebäude nach Süden orientiert werden müssen oder die Verschattung der Gebäude untereinander mit eingeplant wird. Zentrale und dezentrale Lösungen der Energieversorgung einer Plus-Energie-Siedlung müssen abgewogen und für die Siedlung richtig dimensioniert werden, um zu einer optimalen Gesamtlösung zu finden. Dafür ist auch die Prognostizierung des NutzerInnenverhaltens notwendig. Das Plus-Energie-Konzept muss bis ins letzte Detail funktionieren, damit der Energieverbrauch tatsächlich kleiner ist als die Energieproduktion. Beispielsweise muss sich jeder Bewohner/jede Bewohnerin an die Auswahl von effizienten Geräten halten. „Stromfresser“ eines Einzelnen können das gesamte Konzept gefährden. Dafür ist es notwendig, die BewohnerInnen von Plus-Energie-Siedlungen für energieschonendes Wohnen zu sensibilisieren, denn die Plus-Energie-Siedlung steht und fällt mit dem Stromverbrauch der einzelnen Haushalte. Es ist also wesentlich, ein Bewusstsein dafür zu wecken, dass das energieoptimierte Gebäude zwar die Grundlage für Energieeffizienz ist, es ohne rücksichtsvolles NutzerInnenverhalten aber nicht realisierbar ist, dass die Energieproduktion höher ist als der Verbrauch. Vorteilhaft für die effiziente Energieversorgung wirkt sich auch eine ausgewogene Heterogenität der BewohnerInnen (Alter/Einkommen) aus: Durch die verschiedenen Lebensstile entstehen Stromspitzen zu unterschiedlichen Zeiten. Die konstante Durchmischung verschiedener Altersgruppen in der Siedlung sorgt dafür, dass stets derselbe Mix an Nutzungen (z. B. Schulen, Spielplätze und betreutes Wohnen) benötigt wird und nicht etwa alle paar Jahre wechselt. Dieses Angebot im städtebaulichen Entwurf herzustellen, ist eine große Herausforderung. Aus Sicht des Versorgers spielen natürlich alle alternativen Energiequellen, die am Gelände nutzbar gemacht werden können, eine Rolle, wenn es gilt, wetterabhängige Schwankungen zu kompensieren: „Aus Versorgersicht ist es sinnvoll, das System so groß wie möglich zu wählen. Da der Ertrag erneuerbarer Energien zu bedeutsamen Teilen von der Solarstrahlung und dem Windaufkommen abhängig ist, können mittels eines überregionalen Ausgleichs Schwankungen gemindert und mithin Speicher- und Spitzenkraftwerksleistung eingespart werden. Dabei wird das Lastmanagement zur kontinuierlichen Sicherstellung der Stromversorgung mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien anspruchsvoller“. (Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 3, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) 7 4.2. Städtebauliche Aspekte Im städtebaulichen Maßstab kommen im Vergleich zum Plus-Energie-Gebäude neue Funktionen hinzu. Die Plus-Energie-Siedlung soll nicht nur über ein ausgetüfteltes Energiekonzept verfügen, sie soll auch allen anderen städtebaulichen Anforderungen an Infrastruktur, Naherholungsräume, Wohnklima und vieles mehr genügen. Diese weiteren Aspekte sind zwar nicht Teil der verschiedenen Definitionen, aber sie haben das Potenzial, den Energieverbrauch beträchtlich zu reduzieren. Die Ausweitung der Betrachtung auf einen ganzen Stadtteil oder zumindest eine Siedlung kommt dem Plus-Energie-Konzept sehr entgegen, da bereits das Plus-Energie-Gebäude aus einem ganzheitlichen Ansatz heraus verstanden werden sollte. Erst bei der Berücksichtigung eines größeren, freilich auch komplexeren Feldes kann das volle Potenzial genutzt werden. Einer dieser Aspekte ist zum Beispiel, Wege möglichst kurz zu halten. Das bedeutet zum Beispiel, dass in den einzelnen Gebäudeabschnitten Mischnutzungen geplant werden. Das verkürzt etwa den Weg zwischen Wohnung und Arbeitsstelle. Zu kurzen Wegen trägt auch die Nahversorgung bei. Ein nächster, damit zusammenhängender Punkt der Mobilität ist Verkehrsmanagement: Autofreie Zonen können geplant und vor allem auch eingehalten werden. Aber nicht alle Teile einer Siedlung sind autofrei planbar, schon alleine für Lieferungen und Noteinsätze sind Straßen nötig. Carsharing und ähnliche Konzepte können dazu beitragen, Energie einzusparen. Durch das geteilte Auto fallen auch weniger Autostellplätze an; diese können auch in Tiefparkgaragen ausgeführt werden. Besonders beim Material und somit bei der Herstellungsenergie und der Versiegelung von Flächen hat die Reduktion der Stellplätze positive Auswirkungen (siehe auch beispielsweise http://www.plusenergiehaus.de). Auch die Ausgewogenheit verschiedener Einkommensgruppen ist nötig, damit ein längerfristig funktionierendes Siedlungsgebiet entstehen kann, das zum Beispiel vor Überteuerung gefeit ist. Zu einer gelungenen nachhaltigen städtebaulichen Lösung gehört auch, Potenziale oder Problemstellen der Umgebung vor dem Entwurf exakt zu analysieren, denn nur wenn die Lösung eine ausgewogene Antwort auf die Ausgangssituation ist, kann eine nachhaltige Siedlung entstehen. So kann eine gute Integration in den Natur- oder Stadtraum erfolgen. 4.3. Zum Üben ... Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 2: Was ist eine Plus-Energie-Siedlung? 8 5. Smart City Städte stellen eine große Herausforderung dar, ein Plus an Energie zu erzeugen. Obwohl die dichten Ballungszentren nur einen kleinen Teil der Erdoberfläche einnehmen (circa 2 %), verbrauchen sie 75 % der Rohstoffe und produzieren 80 % der globalen TreibhausgasEmissionen. Daher ist es wichtig, vor allem angesichts der globalen Urbanisierung das Augenmerk auf die Städte zu richten. Dort werden die größten Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte liegen. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, S. 1 und Vogel 2011, S. 10) „Große Städte werden in den meisten Fällen nicht in der Lage sein, die erforderliche Energiemenge mittels erneuerbarer Energien auf dem eigenen Territorium zu generieren. Eine wesentliche Aufgabe werden dabei in den nächsten Jahren die Regionen übernehmen. Charakteristische Studien zeigen, dass in den Städten 15 bis 25 Prozent der Energie erneuerbar bereitgestellt werden können, die Regionen über 50 Prozent beisteuern können und überregionale Energien von Offshore-Windtechnik bis hin zu solaren Großkraftwerken in Südeuropa oder Nordafrika etwa 10 bis 20 Prozent ausmachen. Ebenso wichtig wie diese Bilanzierung ist allerdings die Versorgungssicherheit und die Lösung der Speicheranforderungen zur kontinuierlichen Lieferung der notwendigen Strommenge bei stark differierenden Nutzeranforderungen und den witterungsbedingten Schwankungen insbesondere der Solar- und Windenergie. Einen wichtigen Teil der Lösung macht der regionale und überregionale Ausgleich in einem großen Verbundnetz aus. Dazu müssen neben Speichereinrichtungen flexible Kraftwerke und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen kommen, die sehr kurzfristig Spitzenlaststrom bereitstellen können.“ (Schulze Darup, PlusEnergie-Gebäude, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) Der Einsatz erneuerbarer Energien bedarf bestimmter städtebaulicher Grundlagen: Beispielsweise müssen Flächen bereitgestellt werden können, die eine nachhaltige Energieerzeugung ermöglichen. Das können Bauteile von Gebäuden sein (Dach, Fassade) oder auch Brachflächen. Wichtig ist auch eine kompakte Bauweise, damit nicht zu viel Energie durch eine unnötig hohe Außenfläche verloren geht (A/V-Verhältnis), und das Arbeiten mit dem Bestand, der energetisch aufgewertet werden muss. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, S. 22) Wesentlich für die städtebauliche Herausforderung wird sein, neue Umwandlungs- und Speichertechnologien bereitzustellen und zu entwickeln. Dabei sind viele Strategien in Planung, beispielsweise: Synergiepotenziale und Kaskadennutzung (Mehrfachnutzung) von Energie, das sind zum Beispiel neue Technologien zur Nutzung von Niedertemperaturwärme wie Kühlen und Klimatisieren mit Abwärme durch Absorptionskälteanlagen. Polygeneration, damit wird die abgestimmte Produktion von Wärme oder Kälte, Strom und weiteren Energieträgern wie Treibstoffen oder Produkten bezeichnet. Beispielsweise kann Biogas zur Erzeugung von Treibstoffen, Wärme oder Strom oder zur Einspeisung in örtliche Gasnetze eingesetzt werden. 9 Energiespeicher sind besonders wesentlich, um Energie effizient zu nutzen. Damit können Angebots- und Nachfragespitzen ausgeglichen werden oder mobile Anwendungen versorgt werden. Sonnen- oder Windenergie sind auf Speichermöglichkeiten angewiesen. Das sind zum Beispiel Wasser- oder elektrische Energiespeicher, die für die Netzsicherung wesentlich sind. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, S. 24) In der Smart City bzw. einer energietechnisch nachhaltigen Stadtplanung spielen Bebauung, Städtebau und Energieversorgung zusammen. Selbstverständlich sind energietechnisch gut gelöste Gebäude die Voraussetzung für das Gesamtkonzept, aber hinzu kommt auch die Berücksichtigung des urbanen Stadtklimas, das sich aus Gebäudegeometrie, Windverhältnissen, der Freiraumgestaltung und vielem mehr zusammensetzt. Auch verhaltensbedingte Einsparpotenziale werden eine Rolle spielen. (siehe auch Obernosterer et al. 2010, S. 31) 5.1. Zum Üben ... Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 3: Recherchieren Sie zwei der Energieregionen Güssing, Murau oder KötschachMauthen und vergleichen Sie sie. Weitere Beispiele für Recherchen finden Sie auf http://www.smartcities.at. 10 6. Entwicklung effizienter Siedlungsplanung seit dem 20. Jahrhundert (Beispiele) Im Folgenden werden verschiedene Beispiele der Entwicklung von effizienter, gemeinschaftlicher Siedlungsplanung vorgestellt. Die Siedlungsplanung im 20. Jahrhundert war eine Antwort auf spezifische politische und wirtschaftliche Situationen. Speziell in Krisenzeiten erhält das kollektive, funktionale Bauen größere Beachtung, weil es sich als effizient und somit günstig herausgestellt hat und in kurzer Zeit einen hohen Wohnbedarf abdeckt, ohne funktional zu sehr auf einzelne Zielgruppen einzugehen. Nach dem Ersten Weltkrieg waren Nahrungs- und Wohnraumknappheit ausschlaggebend dafür, dass in Wien die Siedlerbewegung entstand. Die „Pioniere“ waren mehr oder weniger geduldete „wilde Siedler“, die vor allem im Wienerwaldgebiet illegale Behausungen errichteten. Ihr Grundsatz war Selbstversorgung. Aus dieser schwierigen Situation heraus bildeten sich zahlreiche Selbsthilfeorganisationen. Dabei hatten die BewohnerInnen auch unbezahlte Arbeit zu leisten, für die gemeinschaftliche Infrastruktur (zum Beispiel Wegeführung, Freiraum, Gemeinschaftsräume usw.) und die Selbstverwaltung zu sorgen. Es galt das gemeinnützige Genossenschaftseigentum. Ein Beispiel ist etwa die Siedlung „Am Rosenhügel“. Verbindende Organisation zwischen Genossenschaften und Kommunalverwaltung war die GESIBA (Gemeinwirtschaftliche Siedlungs- und Baustoffanstalt). Adolf Loos leitete das 1921 gegründete Siedlungsamt unter dem Motto „große Architekten für kleine Häuser“. Auf diese Weise wurden 15.000 Wohneinheiten geschaffen, die in Wien heute noch großteils genutzt werden und aufgrund ihrer Funktionalität und Effizienz geschätzt werden. (http://www.dasrotewien.at/siedlerbewegung.html) In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden in Europa mehrere Werkbundsiedlungen realisiert. Es galt experimentell und demonstrativ die funktionale Besiedelung von Stadterweiterungsgebieten zu bewerkstelligen, um damit ein neues Bauen vorzustellen. Dieses sollte für alle leistbar sein und nicht nur spannende Architektur herstellen, sondern einen neuen, sparsamen und trotzdem angenehmen Lebensstil hervorrufen. Dazu wurden zahlreiche Werkbünde gegründet. Sie waren Vereinigungen von KünstlerInnen, ArchitektInnen, Unternehmen und HandwerkerInnen und garantierten so die interdisziplinäre Zusammenarbeit, um den vielseitigen Planungserfordernissen gerecht zu werden. (http://deu.archinform.net/arch/70256.htm) 11 Abbildung 3: Werkbundsiedlung Wien – Lageplan (Quelle: Heardjoin; http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Werkbundsiedlung,_19311932,_A1130_Wien,_Veitingergasse-Woinovichgasse,_p1.jpg?uselang=de, bearbeitet) Abbildung 4: Werkbundsiedlung Wien – Wiesenansicht (Quelle: Thomas Ledl; http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Werkbundsiedlung_Wien_Wiesenansicht.jpg&filetimest amp=20111222203509) Eine andere, jüngere Form des kollektiven Wohnens ist Cohousing. Die Grundlagen wurden in den 1960ern in Dänemark entwickelt und haben sich seitdem vor allem in den USA verbreitet. Bei dieser Version eines ganzheitlichen nachhaltigen Siedlungsansatzes des gemeinschaftlichen Wohnens geht es vor allem darum, Gemeinschaftseinrichtungen einzurichten. Teil der Cohousing-Planung ist die aktive Beteiligung der künftigen BewohnerInnen und die gemeinschaftliche Ressourcenplanung, um ökologische und 12 wirtschaftliche Verbesserungen zu erzielen. (http://www.cohousing.org/what_is_cohousing/ undFehler! Hyperlink-Referenz ungültig. http://de.wikipedia.org/wiki/Cohousing und http://humanimpact.at/wp-content/uploads/2011/06/Cohousing_F2150.pdf) Datenbank mit Cohousing-Projekten: http://www.cohousing.org/directory Die Bautätigkeiten während der letzten Jahrzehnte haben in Europa und auch weltweit wiederholt zu Zersiedelung und einer Aushöhlung von Stadt- und Ortskernen geführt. Neue Siedlungsräume am Orts- und Stadtrand basierten auf der grundsätzlichen Idee, dass sowohl die finanziellen Mittel als auch die körperlichen Voraussetzungen für individuelle Mobilität vorhanden sind. Resultat dieser Tendenz war, dass die Nahversorgung und andere infrastrukturelle Einrichtungen in vielen Siedlungen nicht ausreichend sind und schon gar nicht Barrierefreiheit aufweisen. Die Zersiedelung hat Auswirkungen auf Ökologie, Ökonomie und Gesellschaft. Insgesamt entsteht ein sehr hoher Flächenbedarf, weil Natur- und Agrarflächen in Wohn-, Verkehrs und Wirtschaftsflächen umgewandelt werden. So entstehen neue versiegelte Flächen, die sich auf den natürlichen Lebensraum negativ auswirken, weil die natürliche Versickerung von Wasser verhindert und Lebensraum der Natur zerstört wird. (Obernosterer et al. 2010, S. 18) Der Bevölkerungszuwachs in Zentraleuropa ist negativ, dennoch werden neue Wohnräume geschaffen, weil der Bestand oft nicht den Anforderungen der heutigen Generation entspricht. Bei der Schwerpunktsetzung der Siedlungsplanung der letzten Jahrzehnte wurde das Hauptaugenmerk nur sehr selten auf Nachhaltigkeit gelegt. Trotz der rückläufigen Bevölkerungszahlen hat sich aufgrund der Wohnunzufriedenheit eine „Neue Siedlungsbewegung“ gebildet. Im Folgenden werden Projekte alternativer Lebensweisen gezeigt. Beispielsweise entstehen zurzeit zahlreiche Modellsiedlungen: sogenannte „Ökodörfer“ oder „Ecovillages“. Was ist ein Ecovillage? In einem Ecovillage hat sich in einer Stadt oder auch auf dem Land eine solidarische Gemeinschaft zusammengefunden, deren Lebensweise auf die Umwelt eine minimale Auswirkung haben soll. Dazu werden beispielsweise ökologisches Design, Permakultur, ökologisches Bauen, ökologische Produktion, ökologisches Bauen, alternative Energien und partizipatorische Praktiken berücksichtigt. Es handelt sich dabei um eine weltweite Entwicklung. (http://gen.ecovillage.org/ecovillages/whatisanecovillage.html) 13 Schauen Sie nach auf YouTube! Ecovillages around the world. Dauer: 8:40 min. Quelle: http://www.youtube.com/watch?v=MtNjZaXDGqM Das Global Ecovillage Network gibt Auskunft über verschiedene weltweit geplante und realisierte Ecovillages. In der Datenbank sind auch urbane Projekte enthalten. Viele Ecovillages sind nach dem Grundsatz der Permakultur realisiert. http://gen.ecovillage.org 6.1. Zum Üben ... Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 4: Diskutieren Sie, welche Elemente historischer Siedlungsentwicklungen auf energieeffiziente Siedlungen übertragbar sind. Aufgabe 5: Recherchieren Sie mithilfe des Global Ecovillage Networks (http://gen.ecovillage.org) Ökodörfer auf allen Kontinenten. 14 7. Beispiele für Plus-Energie-Siedlungen Plus-Energie-Siedlungen leisten einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz. Bereits realisierte Beispiele mit Demonstrationscharakter zeigen das Potenzial auf. Sie zeigen, dass Plus-Energie-Siedlungen funktionieren können, sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich, und dass sie flexibel auf die Anforderungen unterschiedlichster Nutzungen reagieren. Gleichzeitig geben sie Anlass zu schrittweisen Weiterentwicklungen und könnten in Zukunft dazu beitragen, unseren Wohlstand zu sichern, da dieser zu einem großen Teil auch auf der Einsparung von Ressourcen beruhen wird. 7.1. Solarsiedlung Freiburg Ein realisiertes Projekt, die Solarsiedlung Freiburg, liegt im neu realisierten Quartier Vauban im Süden Freiburgs (http://www.freiburg.de/pb/,Lde/208736.html). Es handelt sich bei der Solarsiedlung Freiburg um eine Siedlung aus Plus-Energie-Häusern. Abbildung 5: Solarsiedlung Freiburg, Elly-Heuss-Knapp-Straße (Quelle: Claire7373, Andrew Glaser; http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Écoquartier_vauban_freibourg1.JPG?uselang=de) Das Sonnenschiff ist ein Geschäftsgebäude und Bürohaus, das die dahinterliegende Wohnsiedlung vor dem Straßenlärm der Merzhauerstraße schützt. Im Inneren haben sich Betriebe der Nachhaltigkeitsbranche angesiedelt. Die Straßenbahn hält direkt vor dem Gebäude. Das Gelände ist autofrei, was durch eine Tiefgarage unter dem Sonnenschiff und ein Carsharing-System ermöglicht wird. Auf 11.000 m2 wurden das „Sonnenschiff“, ein Gewerbebau, und 59 Wohnhäuser, teilweise auf dem Gewerbebau, errichtet. Die Einzelhäuser sind 75 bis 167 m2 groß. Alle Wohnhäuser sind in Plus-Energie-Standard ausgeführt, deshalb produzieren sie mehr Energie, als sie verbrauchen. Die Solarsiedlung erzeugt mittels Photovoltaik 420.000 kWh Solarstrom im Jahr 15 (http://rolfdisch.de/index.php?p=home&pid=78&L=0&host=2 - a285). So kommt es zu Einnahmen, die höher sind als die Nebenkosten. Jedes Haus verfügt über ein großes Dach, die gesamte Dachfläche besteht aus Photovoltaikanlagen. Das Photovoltaikdach ist so einfach zu montieren bzw. demontieren, dass es nicht als fixer Bauteil gilt, wodurch Steuern eingespart werden können (http://wohnen.pege.org/2005-plusenergie-siedlung/). Für den niedrigen Energieverbrauch, der mit Solarenergie leicht gedeckt werden kann, sorgen Passivhaus-Standard (ein hoher Dämmstandard mit mittlerem U-Wert der Gebäudehülle von 0,28 W/m2K), wassersparende Armaturen, stromsparende Geräte (Gerätelabel A+). NutzerInnenverhalten. Anschluss der Haushalte an ein Wärmenetz mit Kraft-Wärme-Kopplung, Blockheizkraftwerk (betrieben mit Holzhackschnitzeln und Gas). Ein Durchschnittshaushalt der Reihenhäuser erzeugt also im Jahr 36 kWh/m2a Primärenergie. (Heinze/Voss 2012) Durchwegs wurden gesundheitsfreundliche Baustoffe verwendet, gebaut wurde in Holzbauweise in der Form von Reihenhäusern. Die 2- bis 3-geschoßigen Wohngebäude sind ohne Keller ausgeführt, stattdessen trennen bunte Abstellboxen den privaten vom halböffentlichen Raum. Klassisch für das Bauen mit der Sonne ist, dass Aufenthaltsräume nach Süden orientiert sind, die Erschließung im Zentrum erfolgt und im Norden Nebenräume angeordnet sind (http://rolfdisch.de/index.php?p=home&pid=78&L=0&host=2 - a285). Für die städtebauliche Ausformulierung (Dichte und Ausrichtung) waren ausschlaggebend: Wohnqualität Die ganzjährige Sonneneinstrahlung auf die Solardächer wurde während der Planungsphase simuliert. Verschattete Südfassade im Sommer mit großzügigen Öffnungen (Heinze/Voss 2012) 7.2. Wohnsiedlung SunnyWatt Die Wohnsiedlung SunnyWatt, die Plus-Heizenergie-Wohnsiedlung der Region Zürich, wurde 2010 an einem Südhang in Watt von kämpfen für architektur ag fertiggestellt und wurde mit dem Schweizer Solarpreis 2011 ausgezeichnet. Sie erhielt das Schweizer Zertifikat Minergie-P-Eco. Die Siedlung besteht aus 19 Wohneinheiten. Es gibt einen gemeinschaftlichen Spielplatz, und die Planenden haben versucht, möglichst wenige Flächen zu versiegeln. Die Siedlung erreicht den Schweizer Energiestandard Minergie-PEco. (http://www.kaempfen.com/index.php/de/projekte/neubau/sunny-watt und Angaben von kämpfen für architektur ag) 16 Abbildung 6: Siedlung SunnyWatt (Quelle: kämpfen für architektur ag) Abbildung 7: Siedlung SunnyWatt, Übersicht (Quelle: kämpfen für architektur ag) Die Konstruktionsweise ist vorfabrizierter Massivholzbau. Auch die Treppenhäuser wurden als Elemente vorgefertigt, sodass die Montage vor Ort in kurzer Zeit erfolgen konnte. Dabei wurden ökologische Materialien gewählt, eine hochwertige Wärmedämmung ausgeführt und ein passiv-solares Architekturkonzept angewendet. Ausgeführt wurden vier Gebäude, großteils in Reihenhaustypologie. Die Gebäude wurden nach Süden ausgerichtet und nach der Sonneneinstrahlung gestaffelt, sodass Reihenhäuser und Mehrfamilienhaus ausreichend mit Sonneneinstrahlung und 60 m2 Sonnenkollektoren versorgt werden können, die Wärme wird gespeichert. Es wurde darauf geachtet, dass die Südfenster gut verschattet werden. Ergänzend werden Erdsonden und Wärmepumpe eingesetzt. Photovoltaikanlagen auf den Dächern erzeugen 80 % des Strombedarfs. (Quelle: kämpfen für architektur ag) 17 Abbildung 8: Energiekonzept Siedlung SunnyWatt (Quelle: kämpfen für architektur ag) 7.3. Plusenergieverbund Reininghaus Süd ECR Energy City Graz – Reininghaus ist ein Leitprojekt der Programmlinie „Haus der Zukunft Plus“. Dem interdisziplinären Projektteam unter der Projektleitung von DI Ernst Rainer geht es darum, Kennwerte zu ermitteln und einen Leitfaden für energieautarke Stadtteilentwicklungen zu verfassen. Dabei sollen verschiedene Demonstrationsprojekte, „nachhaltige Stadtbausteine“, als sichtbare Innovationen umgesetzt werden. Letztendlich soll ein Stadtgebiet für 12.000 EinwohnerInnen entstehen. 18 Abbildung 9: Projektgebiet Rahmenplan Energie ECR Energy City Graz – Reininghaus (Quelle: Stadtbaudirektion Graz, ECR Team) Augenmerk wird auf die Vernetzung der Gebäude als nachhaltige Energielieferanten gelegt. Zentrale, semizentrale und dezentrale Versorgungslösungen werden verglichen. Der Rahmenplan Energie enthält folgende Schwerpunkte: Energieverbrauch und -bereitstellung (für das Kerngebiet, Wohnbau und Gewerbe) Energieverteilung (Vernetzung der Gebäude) Städtebau: energetische Potenziale, Geothermie, Bebauungsdichte, optimale Baukörperstellung, solare Aktivierung der Bauteile Dächer und Fassaden, Prozesswärmenutzung, Blockheizkraftwerke, Einspeisung von Energie in kommunale Netze Gebäude: Kühlenergiepotenzial, energieoptimierte Fassaden, Speichermassen, Reduzierung des Kühlenergiebedarfs Technische Gebäudeausrüstung: Energieeinsparung bei Heizung und Lüftung, Vermeidung von Klimaanlagen (http://www.hausderzukunft.at/results.html/id6854?active= und http://download.nachhaltigwirtschaften.at/hdz_pdf/projektpraesentation-ecr-energy-city-grazplusenergieverbund-reininghaus-sued.pdf) 19 Ein Subprojekt dieses Leitprojekts ist +ERS: Plusenergieverbund Reininghaus Süd, die Planung erfolgte durch Nussmüller ZT GmbH, der Spatenstich fand im Mai 2012 statt. Das Grundstück besteht aus einem länglichen Gebäudeverbund mit den Funktionen Wohnen, Büro, Dienstleistung und Geschäften sowie 12 „Punkthäusern“ mit 143 Wohneinheiten. Die teilweise bis zu fünf Geschoße hohe Bebauung wird in Holz-Lehm-Bauweise errichtet, vorgefertigte Elemente werden eingesetzt. Carsharing soll den BewohnerInnen preiswert zur Verfügung gestellt werden. Die Tiefparkgaragen sollen mit Elektro-Tankstellen ausgestattet werden. Abbildung 10: Modell von +ERS (Quelle: Nussmüller Architekten) Abbildung 11: Energiekonzept des Plusenergieverbunds Reininghaus Süd (Quelle: AEE INTEC) 20 Abbildung 12: Energieverbund des Plusenergieverbunds Reininghaus Süd im Grundriss (Quelle: AEE INTEC, Nussmüller Architekten ZT GmbH) Das Hauptaugenmerk wurde nicht darauf gelegt, das einzelne Objekt zu verbessern, sondern darauf, Synergien im Gebäudeverband herzustellen: einerseits zwischen den einzelnen energetisch optimierten „Punkthäusern“ („Energiepfähle“, Photovoltaikanlagen, Maßnahmen im Haushaltsstromverbrauch), andererseits aber auch mit den weiteren Wohngebäuden und letztendlich auch mit dem vorgelagerten Büro- und Geschäftskomplex. Das Stadtquartier soll ganzheitlich betrachtet und optimiert werden. Die Energieversorgung erfolgt mittels Erdwärme. Energiezentralen der einzelnen Wohngebäude werden miteinander verbunden, um Erzeugungs- und Verbrauchsspitzen auszugleichen. Des Weiteren soll ein geplantes Wärmenetz saisonale Spitzen ausgleichen. Damit das Konzept der Plus-Energie-Siedlung hier funktioniert, ist die Senkung des Stromverbrauchs der einzelnen Haushalte zwingend erforderlich. Deshalb ist es nötig, die NutzerInnen mit einzubinden. Dies erfolgt beispielsweise durch verschiedene Maßnahmen: Broschüren sorgen für Bewusstseinsbildung, die NutzerInnen werden beim Umstieg auf energieeffiziente Geräte unterstützt, und mit Smart Metering kann der Verbrauch sichtbar gemacht werden. Zur Qualitätskontrolle wurde das TQB-Tool (Total Quality Building) der Österreichischen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (ÖGNB) eingesetzt. Dieses ist für Wohn- und Dienstleistungsgebäude konzipiert. (Geier 2011, http://download.nachhaltigwirtschaften.at/hdz_pdf/projektpraesentation-ecrenergy-city-graz-plusenergieverbund-reininghaus-sued.pdf und http://www.aeeintec.at/index.php?seitenName=projekteDetail&projekteId=141) 21 7.4. Masdar City 2008 wurde mit dem Bau einer Ökostadt in Abu Dhabi in den Vereinigten Arabischen Emiraten begonnen. Dort soll sich zukünftig der Hauptsitz der Internationalen Organisation für Erneuerbare Energien befinden und auch das Masdar Institute of Science and Technology, die erste Hochschule, die ausschließlich Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien behandelt. Der Stadtteil soll keine CO2-Emissionen ausstoßen und außerdem aufgrund von Recycling nahezu abfallfrei sein. Auf 6 km2 soll in 10 bis 15 Jahren eine NullEmissions-Stadt für circa 45.000 BewohnerInnen entstehen. Vorbild waren den ArchitektInnen von Foster + Partners die engen Gassen Abu Dhabis, flankiert von nicht allzu hohen Gebäuden. Auch traditionell inspirierte, 44 m hohe Windtürme, die warme Luft aus den Räumen gegen kalte Windluft austauschen können, sollen eingesetzt werden. Der Stadtteil soll Energie mit einem eigenen Photovoltaikkraftwerk, mittels Bioreaktoren und einem Kranz von Windrädern produzieren, sämtliche Energiedaten werden in einem Kontrollcenter gesammelt, Smart Metering wird angewendet. Ein Personal-Rapid-TransitNetz soll in dem autofreien Stadtteil eingesetzt werden, das den Fahrgast in autonom fahrenden Elektrokabinen individuell an seinen gewählten Ort bringt. Die ersten StudentInnen sind bereits eingezogen, aber beim Bau kam es zu Verzögerungen, als Fertigstellungsjahr wird nun 2025 angepeilt, und wie bei allen innovativen Bauvorhaben in solcher Größenordnung gibt es Pannen, zum Beispiel in der technischen Umsetzung des innovativen Mobilitätskonzepts. (siehe auch Vogel 2011, S. 11; Walsh 2012) Abbildung 13: Realisiertes Gebäude mit ornamentalem Sonnenschutz, Masdar City (Quelle: arwcheek; https://www.flickr.com/photos/arwcheek1/8493915179/) 22 Schauen Sie nach auf YouTube! Masdar, die erste Öko-City der Welt. Dauer: 5:47 min. Quelle: http://www.youtube.com/watch?v=TLcvEniVzBg 7.5. Zum Üben ... Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 6: Recherchieren Sie verschiedene Siedlungen, die ihren Energiebedarf nicht über das kommunale Energienetz decken. Verwenden Sie dazu die interaktive Karte von Net Zero Energy Buildings worldwide: http://www.enob.info/en/net-zero-energy-buildings/map/ (Kategorie Settlement) Aufgabe 7: Diskutieren Sie die vorgestellten Projekte: Würden Sie gerne in einer PlusEnergie-Siedlung wohnen? Warum (nicht)? Wo sehen Sie Vor- und Nachteile? Was würden Sie sich von zukünftigen Plus-Energie-Siedlungen wünschen? 23 8. Planung von Plus-Energie-Siedlungen Wichtig ist eine ganzheitliche Betrachtung der Planungsaufgabe. Die energetischen Ansätze müssen nicht nur auf der Seite der NutzerInnen realisiert werden, sondern auch auf der Seite der einzelnen Gebäude und Haushalte (zum Beispiel Ausführung der Gebäudehülle), der energetischen Synergien zwischen den Gebäuden (zum Beispiel Ausgleich von Spitzen) und der Verbindung zum Stromnetz der Umgebung (damit überschüssiger Strom auch verwendet werden kann). Die energietechnischen Ansätze reichen aber nicht aus, um ein funktionstüchtiges, nachhaltiges Siedlungsgefüge herzustellen. Wenn etwa die Finanzierbarkeit, die soziale Durchmischung oder die Anbindung an die nötige Infrastruktur nicht gewährleistet wird, wird auch das beste Energiekonzept nicht entsprechend angewendet werden. „Die Beachtung von Baukultur und Landschaftsschutz ist ebenso von hoher Bedeutung wie die Betrachtung resultierender städtebaulicher Aspekte bis hin zu synergetischen regionalen Konzepten mit einem Zusammenwirken von Metropolen und ihren Regionen bei der zukünftigen Energieversorgung. Letztendlich will niemand auf die gewohnte Versorgungssicherheit verzichten. Dafür muss ein Netz mit hohen Regel- und Speicherkapazitäten geschaffen werden, bei dem der Gebäudebestand eine wichtige regelnde Funktion einnehmen kann.“ (Quelle: Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 4, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) Nachhaltige Siedlungsplanung ist sehr komplex und erfordert konzeptuelles Denken. Genauso breit ist auch das Leistungsspektrum der beauftragten ArchitektInnen. Einerseits sind städtebauliche Leistungen zu bringen, andererseits entsteht ein Mehraufwand durch die Anwendung von innovativen Gesamtlösungen, die eine energieeffiziente Siedlung hervorbringen. Städtebauliche Basis-Leistungen: Umfassende Analyse der Voraussetzungen vor Ort Berücksichtigung stadtsoziologischer Aspekte (abgestimmt mit Zielgruppen, zum Beispiel generationenübergreifend planen) Lebensräume für funktionierende Gemeinschaften Gestaltung eines (auch ästhetisch) attraktiven Lebensraumes, mit dem sich BewohnerInnen identifizieren können Integration in den urbanen Kontext Planung von Infrastrukturen („kurze Wege“) und Mischnutzungen Einhaltung von Vorschriften und Normen Barrierefreiheit 24 Intelligenter Einsatz unterschiedlicher Typologien Wirtschaftlichkeitsüberlegungen Evtl. Freiraumplanung Durch Anforderungen der Nachhaltigkeit kommen noch weitere Bereiche und Kenntnisse hinzu: Energie-Konzept (zentrale und dezentrale Lösungen) Wasser- und Abwassermanagement Einbettung in Naturräume Einbeziehung der nicht-motorisierten Mobilität und Carsharing-Konzepte Verkehrsreduktion, Verkehrsberuhigung, Planung von autofreien Räumen Angebote von energieeffizienten Produkten Reduktion des Haushaltsstrom-Verbrauchs, Sensibilisierung der NutzerInnen spezielle Anforderungen durch spezifische Gegebenheiten vor Ort (beispielsweise Immissionen) Evtl. Auswahl von ökologischen Baumaterialien Ressourcenschonende Produktion (wie Vorfertigung) Akquirieren von Fördermöglichkeiten für innovative Projekte (siehe auch beispielsweise http://www.rolfdisch.de) Ein großer Teil der Arbeit von PlanerInnen ist, die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu organisieren und zu steuern. Unterschiedlich ist bei den bisher realisierten Projekten auch die Einbindung der NutzerInnen: Während in der Quartier Vauban NutzerInnen von Anfang an maßgeblich eingebunden waren (mit dem Verein Forum Vauban), ist bei der Plus-Energie-Siedlung Reininghaus Süd der Druck auf das Projekt, marktfähig zu sein, sehr hoch. In der Schweiz wird darauf bestanden, dass die NutzerInnen ausschließlich energieeffizienteste Geräte benutzen, die Förderung wird sonst nicht genehmigt. Folgende Abbildung zeigt die Gründe der BewohnerInnen für die Wahl der Plusenergiesiedlung Ludmilla Wohnpark nahe Landshut (D). Diese Qualitäten müssen vom interdisziplinären Planungsteam hergestellt werden, damit innovative Plus-EnergieSiedlungen auch angenommen und somit finanzierbar werden. 25 Abbildung 14: Tag Cloud – Besonderheiten im Ludmilla Wohnpark (Quelle: Sarah Baumann und Volker Stockinger, im Rahmen des Forschungsvorhabens +Eins Plusenergiesiedlung LudmillaWohnpark; http://w3mediapool.hm.edu/mediapool/media/dachmarke/dm_lokal/foschung_entwicklung/competencecenter/g ebudemanagementundbetriebsoptimierung/dokumente_52/120424_Ergebnisse_Bewohnerbefragung. pdf) 26 9. Qualitätskontrolle und Planungsinstrumente Da die PlanerInnen von Plus-Energie-Siedlungen noch nicht auf jahrelange Erfahrungen und eine Vielzahl von bewährten Vorbildprojekten zurückgreifen können, ist es besonders wichtig, dass in Zusammenarbeit von Forschung und Praxis Instrumente für Planung und Qualitätskontrolle zur Verfügung gestellt werden. 9.1. EnEff:Stadt und EnEff:Wärme Innovative Wege bei der Analyse und Planung gehen die Forschungsinitiativen EnEff:Stadt (Forschung für energieeffiziente Stadt) und EnEff:Wärme. Sie fördern die Entwicklung von Planungshilfsmitteln, mit denen man etwa einfache Energiekonzepte erstellen oder Energie und CO2 bilanzieren kann. Ebenfalls wichtig sind Energiemanagement- und Qualitätssicherungsmodelle. Forschungsarbeit wird für Planende anwendbar, integrale Planung (siehe auch Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 4, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) wird ermöglicht. Abbildung 15: UrbanReNet Schema (Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen) 27 Beispielprojekte sind: UrbanReNet – Vernetzte regenerative Energiekonzepte im Siedlungs- und Landschaftsraum: arbeitet an der Entwicklung eines Softwaretools zur Planung eines integrativen Energieversorgungskonzepts auf Quartiersebene. Energetische Systemoptimierung campusartiger Liegenschaften - RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich: erfasst komplexe hydraulische Systeme dynamisch, um die gesamte Energienutzungskette zu optimieren. Ziel ist die Entwicklung eines Simulationsverfahrens, das die Thermodynamik der Wärmeversorgung zeitaufgelöst und detailliert abbildet. Werkzeuge für die Energieleitplanung – am Beispiel Ismaning: bezeichnet ein Projekt, bei dem es darum geht, für die Energieleitplanung als Schnittstelle zwischen Energienutzungsplanung und konkreter Projektplanung detaillierte Werkzeuge zu entwickeln. sOptimo: Strukturoptimierung der Energieversorgung von Industrieparks: behandelt Energieeffizienzpotenziale für Energieversorgungssysteme industrieller Standorte mit einer Methodik der Strukturoptimierung. Außerdem hat es sich die EnEff:Stadt zur Aufgabe gemacht, Pilotprojekte zu evaluieren. Dabei wird auf ganzheitliche Betrachtung gesetzt. (http://www.eneff-stadt.info/) 9.2. Beispiel Wiener Siedlungsgebiet Seestadt Aspern Ein österreichisches Beispiel für die Unterstützung von städtebaulichen Projekten durch Forschungsarbeiten ist die Siedlungsplanung der Seestadt Aspern: Hier wurden von Möglichkeiten der Energieversorgungsinfrastruktur und Energieerzeugungs- und Verteilungstechnologien analysiert. Dabei wurden planerische Vorgaben (Masterplan) berücksichtigt. Integriert in das Zusammenspiel von mehreren Energieversorgungsquellen, wie zum Beispiel Fernwärme, wurde auch die Möglichkeit von Photovoltaiksystemen aufgrund von guten Primärenergiewerten und aus wirtschaftlichen Gründen empfohlen. (Pol/Shoshtari 2010) Die Österreichische Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (ÖGNB) stellte für die Qualitätssicherung bei der Planung der Seestadt Aspern die Anwendung das TQBBewertungstool vor. Dieses bewertet nicht nur die Energieversorgung, sondern auch weitere städtebauliche Faktoren, die damit nicht direkt zusammenhängen (Lechner 2012): 28 Abbildung 16: Bewertungsfaktoren des TQB-Tools (Quelle: ÖGNB; https://www.oegnb.net/upload/file/OEGNB_aspern_Seestadt.pdf) Energiestadt european energy award ist ein Schweizer Label, das an Gemeinden, Städte oder Regionen vergeben wird. Dabei werden Maßnahmen auf den Gebieten Entwicklungsplanung, Raumordnung, Kommunale Gebäude, Anlagen, Versorgung, Entsorgung, Mobilität, Interne Organisation, Kommunikation, Kooperation vorgeschlagen. Werden mehr als 50 % davon erfüllt, wird das Energiestadt-Label vergeben, bei mehr als 75 % der European Energy Award®Gold. Dabei stellt der Trägerverein auch Fachberatung, Erfahrungsaustausch, Informationstransfer, finanzielle Unterstützung im Label-Prozess, Energiebuchhaltung und Weiterbildungskurse zur Verfügung. (siehe auch http://www.energiestadt.ch) 29 9.3. Zum Üben ... Aufgaben zum Üben oder als Anregung für den Unterricht Aufgabe 8: Recherchieren Sie verschiedene Pilotprojekte der EnEff:Stadt auf http://www.eneff-stadt.info/de/pilotprojekte/ Aufgabe 9: Die Fertigstellung der Seestadt Aspern ist für 2025 geplant. Recherchieren Sie den Planungs- und Baufortschritt mithilfe der offiziellen Website http://www.aspernseestadt.at/. Für einzelne Meilensteine werden regelmäßig Tage der offenen Tür angeboten. Diese eignen sich nach Absprache der VeranstalterInnen für Exkursionen. 30 10. Beispiele aktueller Entwicklungen in der energieeffizienten Siedlungsplanung Die Plus-Energie-Siedlung ist selbst eigentlich die aktuellste Entwicklungsstufe in der Umsetzung von energieeffizientem Bauen. Neben Änderungen in der Definition und bei der Qualitätskontrolle werden aktuelle Entwicklungen einerseits durch die Versorgungsunsicherheit im Energiebereich und andererseits durch technische Neuerungen hervorgerufen, aber auch gesellschaftliche Veränderungen wie zum Beispiel Urbanisierung tragen zur Weiterentwicklung bei. Beispiel BHKW- / Kraft-Wärme-Kopplung für Nah- und Fernwärmesystem (Lernfeld Blockheizkraftwerke auf www.e-genius.at): Der Vorteil von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) liegt in der hocheffizienten Brennstoffausnutzung im Vergleich zur konventionellen Energiewandlung mit Heizkesseln auf der Wärmeseite und üblichen Kraftwerken mit Primärenergiefaktoren von i. M. 2,6 für die Generierung von Strom. KWK muss mittelfristig mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben werden. Das gilt im kleintechnischen Maßstab ebenso wie bei Nah- und Fernwärmesystemen. Erneuerbare KWK kann einen konstruktiven Einfluss auf die Versorgungsstruktur ausüben. Das gilt insbesondere für Nah- und Fernwärmenetze in verdichteten Siedlungsstrukturen. Die Technik kann einerseits dazu genutzt werden, insbesondere in den zentralen Winter-Heizmonaten chemisch gebundene Energie in Wärme und Strom zu wandeln, um damit in der Gesamtbilanz den erhöhten Strombedarf für Wärmepumpen-Heizungen in der Fläche zu unterstützen. Grundsätzlich kann mit KWK darüber hinaus das Netz auch hinsichtlich des Lastmanagements stabilisiert werden und in diesem Sinn in die Smart Grid Regelung einbezogen werden. (Quelle: Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 5, www.e-genius.at) 10.1. Städtebauliche Aspekte „Die Verknüpfung von städtebaulicher Planung mit energetischen Aspekten ist bislang reduziert auf unwesentliche Festsetzungen in Bebauungsplänen auf der einen Seite und die klassische Versorgungstechnik andererseits. Plus-Energie-Konzepte benötigen Verknüpfungen auf einer deutlich breiteren Ebene. Zunächst einmal werden durch die Effizienzmaßnahmen die Versorgungssysteme in den nächsten zwei Jahrzehnten völlig neu definiert werden müssen. Bei deutlich geringerer Energiedichte müssen Fernwärmenetze angepasst bzw. die Anschlussdichte erhöht werden. Es kann auch notwendig werden, Netzteile zurückzubauen. Das gilt ebenso in manchen Bebauungsgebieten mit geringer Dichte für Gasnetze, die nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden können. Zugleich wird es bei steigenden Energiepreisen interessanter, Synergien z. B. durch die Nutzung von Abwärme oder thermische Kaskadennutzung mit unterschiedlichen Temperaturniveaus zu betreiben. Städtebaulich orientierte Energiegutachten weisen dieses Thema ebenso als Standardanforderung auf wie die Einrichtung von Nahwärmesystemen in verdichteten Bereichen. Die Integration erneuerbarer Energiegewinnung in die Siedlungsstruktur ist eine große Herausforderung sowohl an die dafür notwendigen Technikentwicklungen als auch an die 31 hochwertige Gestaltung zur Einbindung in die Architektur. Es reicht nicht, Photovoltaikflächen mehr oder minder zufällig auf Gebäudedächer zu installieren, sondern es werden hochwertige Fassadenintegration, die Einbindung in weitere städtische Nutzungen von Infrastruktur- und Nutzbauten sowie im Verkehrswesen bis hin zu Schallschutzwänden erfolgen.“ (Quelle: Schulze Darup, Plus-Energie-Gebäude, Kapitel 4, Hrsg. GrAT, www.e-genius.at) 32 11. Quellen +ERS Plus-Energie-verbund Reininghaus Süd. Projektpräsentation: URL: http://download.nachhaltigwirtschaften.at/hdz_pdf/projektpraesentation-ecr-energy-city-grazplusenergieverbund-reininghaus-sued.pdf (15.04.2014). +ERS – Plusenergieverbund Reininghaus Süd auf der Website von AEE INTEC: URL: http://www.aee-intec.at/index.php?seitenName=projekteDetail&projekteId=141 (05.08.2012). Architekturzentrum Wien (Nextroom): Wiener Werkbundsiedlung: URL: http://www.nextroom.at/building.php?id=2369 (18.06.2012). Baumann, S., Stockinger, V.: Ergebnisse der Bewohner-Befragung im Ludmilla Wohnpark: URL: http://w3mediapool.hm.edu/mediapool/media/dachmarke/dm_lokal/foschung_entwicklung/competenc ecenter/gebudemanagementundbetriebsoptimierung/dokumente_52/120424_Ergebnisse_Be wohnerbefragung.pdf (18.06.2012). Breitschmid, A. (2011): Nachhaltige Bauprozesse. Architektur und Siedlung im Spannungsfeld der Nachhaltigen Entwicklung. Vortrag 21. September 2011. ECR Energy City Graz – Subprojekt 3: Demobauvorhaben +ERS Plus-Energie-verbund Reininghaus Süd. URL: http://www.hausderzukunft.at/results.html/id6854?active= (18.06.2012). EnEff:Stadt: URL: http://www.eneff-stadt.info/ (18.06.2012). Energiestadt european energy award: URL: http://www.energiestadt.ch (18.06.2012). „Energy City“ für Graz in der Tageszeitung Standard (26.04.2012): URL: http://derstandard.at/1334796315618/Reininghaus-Sued-Energy-City-fuer-Graz (18.06.2012). EnOB – Research for Energy Optimized Buildings: Landkarte von untersuchten Gebäuden und Siedlungen: URL: http://www.enob.info/en/net-zero-energy-buildings/map/ (11.08.2012). Geier, S., +ERS Plus-Energie-verbund Reininghaus Süd, Vortrag vom 14.11.2011, Graz. URL: http://www.oegut.at/downloads/pdf/tws-stadtentwicklung_vortrag-geier.pdf (18.06.2012). Global Ecovillage Network: URL: http://gen.ecovillage.org (18.06.2012). Greenhill Contracting, Builder of Zero Energy Homes: URL: http://greenhillcontracting.com (18.06.2012). Heinze, M.; Voss, K.: Ziel Null Energie. Erfahrungen am Beispiel der Solarsiedlung Freiburg am Schlierberg. URL: http://www.energie-plattform.ch/peg/forschungentwicklung/erfahrungsbericht_solarsiedlung.pdf (18.06.2012). 33 Lechner, R. (2012): Anwendung des Excel-Tools: TQB-Bewertung, Vortrag, Wien, 23.03.2012. URL: https://www.oegnb.net/upload/file/OEGNB_aspern_Seestadt.pdf (19.06.2012). Masdar City, offizielle Website: URL: http://www.masdarcity.ae/en/ (18.06.2012). Klima- und Energiefonds, Smart City: URL: http://www.smartcities.at (11.08.2012). Obernosterer, R.; Karitnig, A.; Lepuschitz, B. (2010): Urban Future, Erhebung von Forschungsfragen zum Thema „Resource Efficient City of Tomorrow“ Plus-Energie-haus: URL: http://www.Plus-Energie-haus.de (15.06.2012). Plus-Energie-Siedlung Freiburg: URL: http://wohnen.pege.org/2005-Plus-Energie-siedlung/ (18.06.2012). Pol, O.; Shoshtari, S. (2010): Projekt NACH ASPERN. Gesamtenergiekonzept. Empfehlungen und Basisinformationen zur Bearbeitung energetischer Kriterien für die Stadtentwicklung. Wien. URL: http://www.smartcities.at/assets/2013/20100506-nachaspernPol-ShoshtariGesamtenergiekonzept.pdf (15.04.2014). Rolf Disch Solar Architektur: URL: http://rolfdisch.de (18.06.2012). Siedlerbewegung in Wien: URL: http://www.dasrotewien.at/siedlerbewegung.html (18.06.2012). Vogel, T. (2011): Lernen von Visionen. In: Smart Cities – Städte mit Zukunft. Der Klima- und Energiefonds fördert intelligente Urbanität. Wien. URL: http://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/Broschren/ePaper_smartcities/index.html#/106 (08.08.2012). Vogel, T.; Höbarth, I. (2011): Urbane Gesamtkonzepte für den Klimaschutz. In: Smart Cities – Städte mit Zukunft. Der Klima- und Energiefonds fördert intelligente Urbanität. Wien. URL: http://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/Broschren/ePaper_smartcities/index.html#/106 (11.08.2012). Walsh, B. (2011): Masdar City: The World’s Greenest City? In Time Science: URL: http://www.time.com/time/health/article/0,8599,2043934,00.html (18.06.2012). Werkbundsiedlung Wien 1932: URL: http://www.werkbundsiedlung-wien.at/ (15.04.2014). 34 12. Übersicht Aufgaben Aufgabe 1: Welche Funktionen können Gebäude im Verbund, also als Siedlung oder Stadtquartier, gemeinsam effizienter lösen? ................................................................... 3 Aufgabe 2: Was ist eine Plus-Energie-Siedlung?................................................................... 8 Aufgabe 3: Recherchieren Sie zwei der Energieregionen Güssing, Murau oder KötschachMauthen und vergleichen Sie sie. Weitere Beispiele für Recherchen finden Sie auf http://www.smartcities.at................................................................................................10 Aufgabe 4: Diskutieren Sie, welche Elemente historischer Siedlungsentwicklungen auf energieeffiziente Siedlungen übertragbar sind. ..............................................................14 Aufgabe 5: Recherchieren Sie mithilfe des Global Ecovillage Networks (http://gen.ecovillage.org) Ökodörfer auf allen Kontinenten. ..........................................14 Aufgabe 6: Recherchieren Sie verschiedene Siedlungen, die ihren Energiebedarf nicht über das kommunale Energienetz decken. Verwenden Sie dazu die interaktive Karte von Net Zero Energy Buildings worldwide: http://www.enob.info/en/net-zero-energybuildings/map/ (Kategorie Settlement) ...........................................................................23 Aufgabe 7: Diskutieren Sie die vorgestellten Projekte: Würden Sie gerne in einer PlusEnergie-Siedlung wohnen? Warum (nicht)? Wo sehen Sie Vor- und Nachteile? Was würden Sie sich von zukünftigen Plus-Energie-Siedlungen wünschen? ........................23 Aufgabe 8: Recherchieren Sie verschiedene Pilotprojekte der EnEff:Stadt auf http://www.eneff-stadt.info/de/pilotprojekte/ ...................................................................30 Aufgabe 9: Die Fertigstellung der Seestadt Aspern ist für 2025 geplant. Recherchieren Sie den Planungs- und Baufortschritt mithilfe der offiziellen Website http://www.aspernseestadt.at/. Für einzelne Meilensteine werden regelmäßig Tage der offenen Tür angeboten. Diese eignen sich nach Absprache der VeranstalterInnen für Exkursionen.30 35 13. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Im Verbund können Gebäude zum Beispiel effizienter ihren Energiebedarf decken, indem sie durch ein Energienetz verbunden sind, das bei Stromspitzen ausgleicht (Quelle: Stefan Prokupek, GrAT) ................................................................... 3 Abbildung 2: Das Konzept von Plus-Energie-Siedlungen (Quelle: Alfred Breitschmid, in: Geier 2011; http://www.oegut.at/downloads/pdf/tws-stadtentwicklung_vortrag-geier.pdf) 6 Abbildung 3: Werkbundsiedlung Wien – Lageplan (Quelle: Heardjoin; http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Werkbundsiedlung,_19311932,_A1130_Wien,_Veitingergasse-Woinovichgasse,_p1.jpg?uselang=de, bearbeitet) ......................................................................................................................................12 Abbildung 4: Werkbundsiedlung Wien – Wiesenansicht (Quelle: Thomas Ledl; http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Werkbundsiedlung_Wien_Wiesenansicht. jpg&filetimestamp=20111222203509) ...........................................................................12 Abbildung 5: Solarsiedlung Freiburg, Elly-Heuss-Knapp-Straße (Quelle: Claire7373, Andrew Glaser; http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Écoquartier_vauban_freibourg1.JPG?uselang=d e) ...................................................................................................................................15 Abbildung 6: Siedlung SunnyWatt (Quelle: kämpfen für architektur ag) ................................17 Abbildung 7: Siedlung SunnyWatt, Übersicht (Quelle: kämpfen für architektur ag) ...............17 Abbildung 8: Energiekonzept Siedlung SunnyWatt (Quelle: kämpfen für architektur ag) ......18 Abbildung 9: Projektgebiet Rahmenplan Energie ECR Energy City Graz – Reininghaus (Quelle: Stadtbaudirektion Graz, ECR Team) ................................................................19 Abbildung 10: Modell von +ERS (Quelle: Nussmüller Architekten) .......................................20 Abbildung 11: Energiekonzept des Plusenergieverbunds Reininghaus Süd (Quelle: AEE INTEC) ..........................................................................................................................20 Abbildung 12: Energieverbund des Plusenergieverbunds Reininghaus Süd im Grundriss (Quelle: AEE INTEC, Nussmüller Architekten ZT GmbH) ..............................................21 Abbildung 13: Realisiertes Gebäude mit ornamentalem Sonnenschutz, Masdar City (Quelle: arwcheek; https://www.flickr.com/photos/arwcheek1/8493915179/) ..............................22 Abbildung 14: Tag Cloud – Besonderheiten im Ludmilla Wohnpark (Quelle: Sarah Baumann und Volker Stockinger, im Rahmen des Forschungsvorhabens +Eins Plusenergiesiedlung Ludmilla-Wohnpark; http://w3mediapool.hm.edu/mediapool/media/dachmarke/dm_lokal/foschung_entwicklung/compe tencecenter/gebudemanagementundbetriebsoptimierung/dokumente_52/120424_Ergeb nisse_Bewohnerbefragung.pdf) .....................................................................................26 36 Abbildung 15: UrbanReNet Schema (Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen) .............................................................................................27 Abbildung 16: Bewertungsfaktoren des TQB-Tools (Quelle: ÖGNB; https://www.oegnb.net/upload/file/OEGNB_aspern_Seestadt.pdf) ................................29 37 14. Impressum Herausgeber und für den Inhalt verantwortlich: GrAT – Gruppe Angepasste Technologie Technische Universität Wien Wiedner Hauptstraße 8-10 1040 Wien Austria T: ++43 1 58801-49523 F: ++43 1 58801-49533 E-Mail: contact(at)grat.at http://www.grat.at Projektleiterin und Ansprechperson: Dr. Katharina Zwiauer E-Mail: katharina.zwiauer(at)grat.at Autorin: DI Karin Reisinger Fachdidaktisierung: Magdalena Burghardt MA Lektorat: Magdalena Burghardt MA, Mag. Silvia Grillitsch Finanziert durch: Nutzungsbedingungen: Alle Inhalte sind unter folgender Creative-Commons-Lizenz lizensiert: e-genius steht unter einer Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Austria Lizenz. Das bedeutet: 38 Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, Abwandlungen und Bearbeitungen des Werkes bzw. Inhaltes anfertigen. Zu den folgenden Bedingungen: Namensnennung — Sie müssen den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen. Keine kommerzielle Nutzung — Dieses Werk bzw. dieser Inhalt darf nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. Weitergabe unter gleichen Bedingungen — Wenn Sie das lizenzierte Werk bzw. den lizenzierten Inhalt bearbeiten oder in anderer Weise erkennbar als Grundlage für eigenes Schaffen verwenden, dürfen Sie die daraufhin neu entstandenen Werke bzw. Inhalte nur unter Verwendung von Lizenzbedingungen weitergeben, die mit denen dieses Lizenzvertrages identisch oder vergleichbar sind. Hinweise zur Namensnennung/Zitierweise: Texte: AutorInnen des Lernfelds, Titel des Lernfelds. Hrsg.: GrAT, www.e-genius.at Bilder: Nennung der Rechteinhaberin/des Rechteinhabers und www.e-genius.at Haftungsausschluss: Sämtliche Inhalte auf der Plattform e-genius wurden sorgfältig geprüft. Dennoch kann keine Garantie für die Richtigkeit, Vollständigkeit, Aktualität und Verfügbarkeit der Inhalte übernommen werden. Der Herausgeber übernimmt keinerlei Haftung für Schäden und Nachteile, die allenfalls aus der Nutzung oder Verwertung der Inhalte entstehen. Die Zurverfügungstellung der Inhalte auf e-genius ersetzt keine fachkundige Beratung, die Abrufbarkeit der Inhalte ist kein Anbot zur Begründung eines Beratungsverhältnisses. e-genius enthält Links zu Webseiten Dritter. Das Setzen von Links ist ein Verweis auf Darstellungen und (auch andere) Meinungen, bedeutet aber nicht, dass den dortigen Inhalten zugestimmt wird. Der Herausgeber von e-genius übernimmt keinerlei Haftung für Webseiten, auf die durch einen Link verwiesen wird. Das gilt sowohl für deren Verfügbarkeit als auch für die dort abrufbaren Inhalte. Nach Kenntnisstand der BetreiberInnen enthalten die verlinkten Seiten keine rechtswidrigen Inhalte, sollten solche bekannt werden, wird in Erfüllung rechtlicher Verpflichtungen der elektronische Verweis umgehend entfernt. Inhalte Dritter sind als solche gekennzeichnet. Sollten Sie trotzdem auf eine Urheberrechtsverletzung aufmerksam werden, bitten wir um einen entsprechenden Hinweis. Bei Bekanntwerden von Rechtsverletzungen werden wir derartige Inhalte umgehend entfernen bzw. korrigieren. Link zur Lernplattform: http://www.e-genius.at 39
