fg_ee Energetische Stadträume Fachkongress TU Graz, 18-Mär-15, Dipl.-Ing. Architekt Christoph Drebes M.Sc.

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1 fg_ Energetische Stadträume Fachkongress TU Graz, 18-Mär-15, Dipl.-Ing. Architekt Christoph Drebes M.Sc.

2 fg_ Inhalt Hintergrund: Klimawandel, Bauwesen, Fachgebiet Herausforderung Stadt Der energetische Stadtraum Anwendbarkeit: InnovationCity Ruhr, Bottrop Zusammenfassung Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 2

3 Verantwortung - Bauwesen 33% der CO 2 -Emissionen sind gebäudebezogen ( to in 2010) Quelle: UNEP, Information Note (2006) Bild: gnubier / PIXELIO Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 3

4 Verantwortung - Bauwesen 70% der Weltbevölkerung wird 2050 in Städten leben Bild: Markus Hein / PIXELIO Bild: Markus Hein / PIXELIO Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 4

5 Verantwortung - Bauwesen 50% des weltweiten mineralischen Materialverbrauchs ist baubedingt Quelle: UNEP, Information Note (2006) Bild: Jürgen Nießen / PIXELIO Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 5

6 FG Entwerfen und Energiffizientes Bauen, Prof. Manfred Hegger Velux Model Home 2020 Integriertes energetisches Quartierskonzept Richtsberg Plusenergiequartier, Oberursel UrbanReNet Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 6

7 Ausgangssituation: Erweiterung des Bilanzraums vom Einzelgebäude zum Stadtgebiet

8 Herausforderung Stadt Wie wird Stadt energetisch greifbar? Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 8

9 Herausforderung Stadt Heterogene Strukturen Typologien, Baualter, Nutzungen, Materialität, Freiraumgestalt mangelnde Datengrundlage Wie wird Stadt energetisch greifbar? Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 9

10 Problemstellung bei der Entwicklung urbaner Energiekonzepte bisher Einzelbetrachtung Energetischer Betrachtungsraum Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 10

11 Ziel nachhaltiger Stadtentwicklung zusammenhängende Betrachtung aller Potenziale und Bedarfe im Quartiersverbund Energetischer Betrachtungsraum Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 11

12 Energetischer Stadtraum: Strukturelle und energetische Bewertung und Typisierung

13 Typisierung energetischer Stadträume EST1 EST2 EST11 EST3 EST12 EST4 EST13 EE1 EE5 EST5 EST14 EE6 EE8 EST6 EST15 EE9 EE12 EST7 EST16 EE13 EE16 EST8 EST17 EE17 EE20 EST9 EST18 EE21 EE23 EST10 EST19 EE24 EE26 Siedlungsräume Freiräume Einzelelemente Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 13

14 Siedlungsräume Wohnnutzung EST1 - kleinteilige freistehende Wohnbebauung EST2 - Reihenhausbebauung EST3 Zeilenbebauung niedriger bis mittlerer Geschossigkeiten EST4 Großmaßstäbliche Wohnbebauung hoher Geschossigkeiten Büro- und Mischnutzung Gewerbe EST5 - Blockrandbebauung EST6 Dörfliche Bebauung EST7 Historische Altstadtbebauung EST8 - Innenstadtbebauung EST9 Geschäfts-, Büro- und Verwaltungsgebiet EST10 - Gewerbegebiet Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 14

15 Freiräume Grünflächen Straßenräume Wasserflächen EST11 Öffentliche Parkanlagen EST12 - Friedhofsanlagen EST13 - Kleingartenanlagen EST14 Wohn- und Sammelstraßen EST15 Hauptgeschäfts- und Einfahrtsstraßen EST16 Gewerbe- und Industriestraßen EST17 Stehende Gewässer EST18 - Fließgewässer EST19 Bodenwasser und Niederschlag Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 15

16 Einzelelemente EE1 EE5 EE6 EE8 EE9 EE12 EE13 EE16 EE17 EE20 EE21 EE23 EE24 EE26 Industrie, Handel, Gewerbe (Herstellungsbetrieb, Handel, etc.) Bildung und Forschung (Schule, Universität, etc.) Kulturelle und musische Nutzungen (Kino, Oper, etc.) Betreuungseinrichtungen (Krankenhaus, Kindergarten, etc.) Verkehrsbauten (Bahnhof, Tankstelle, etc.) Sportstätten (Bäder, Sportbauten, etc.) Sonstiges (Gewächshaus, Brachfläche, etc.) Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 16

17 Potenzial-Bedarf-Vergleich Stadtraum (exempl.) EST1 kleinteilige freistehende Wohnbebauung EST5 Blockrandbebauung Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 17

18 Analyse von Potenzialen Produktionspotenziale Einsparpotenziale Speicherpotenziale Mikroklima- / Standortpotenziale Potenziale zum Lastspitzenausgleich Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 18

19 Analyse von Bedarfen Heizwärmebedarf Trinkwarmwasserwärmebedarf Kältebedarf Strombedarf (Nutzerstrom, Hilfsenergien, Strom im öffentlichen Raum) Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 19

20 Bsp. EST1 - kleinteilige freistehende Wohnbebauung Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 20

21 Bsp. EST1 - kleinteilige freistehende Wohnbebauung Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 21

22 Methodischer Ablauf - Stadtraumerfassung Eingabe und Zuordnung: Energetischer Stadtraumtypen (EST) Energetischer Einzelelemente (EE) Energetischer Betrachtungsraum Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 22

23 Methodischer Ablauf - Stadtraumerfassung Spezifizierung durch zusätzliche Informationen hinsichtlich Baualter, Standort, Dichte Auswahl EST EST1 Auswahl Baualtersklasse u. Sanierungsstufe A Anpassung GRZ Anpassung Vollgeschosse Klimazone 1 bis 15 Wahl des Standortes gemäß DIN EST2 B hoch hoch EST3 C mittel mittel spezifizierter EST EST..... gering gering EST10 I Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 23

24 Methodischer Ablauf - Szenarienbildung Ergebnis: Vernetzungsszenarien nach entsprechender Zielfunktion auf Quartiersebene Energetischer Betrachtungsraum Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 24

25 Anwendungsbeispiel: InnovationCity Ruhr, Modellstadt Bottrop

26 Ausgangslage Ziele des Projekts Kalt- und Frischluftversorgung der Quartiere Nutzung regenerativer Energien Reduktion des fossilen Heiz- und Kühlbedarfs Dezentrales Regenwassermanagement Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 26

27 Ausgangslage Wie wird Stadt energetisch greifbar? Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 27

28 Ausgangslage Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 28

29 Gebietserfassung durch energetische Stadtraumtypen EST1 freistehende Wohnbebauung Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 29

30 Gebietserfassung durch energetische Stadtraumtypen EST1 freistehende Wohnbebauung EST3 Zeilen niedriger bis mittlerer Geschossigkeit Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 30

31 Gebietserfassung durch energetische Stadtraumtypen EST1 freistehende Wohnbebauung EST3 Zeilen niedriger bis mittlerer Geschossigkeit EST8 Innenstadt EST5 Blockrand Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 31

32 Gebietserfassung durch energetische Stadtraumtypen EST1 freistehende Wohnbebauung EST3 Zeilen niedriger bis mittlerer Geschossigkeit EST8 Innenstadt EST5 Blockrand EST11 bis 13 Parkanlage, Friedhof, Kleingarten Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 32

33 Gebietserfassung durch energetische Stadtraumtypen EST1 freistehende Wohnbebauung EST3 Zeilen niedriger bis mittlerer Geschossigkeit EST8 Innenstadt EST5 Blockrand EST11 bis 13 Parkanlage, Friedhof, Kleingarten Diverse Einzelelemente (Gebäude, Freiraum) Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 33

34 Beispielhafte Ergebnisausgaben Modellsiedlung Sydowstraße EST1 4,7ha S0 unsaniert BAK bis 1948 Einzelstättenfeuerung Wärme (Potenzial, Bedarf): Strom (Potenzial, Bedarf): Quelle: TU Darmstadt, FG Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 34

35 Zusammenfassung Wir werden... die Planung und Gestaltung unserer Städte und Bauwerke einer ökologischen Wende anpassen müssen Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 35

36 Zusammenfassung Wir werden... die Planung und Gestaltung unserer Städte und Bauwerke einer ökologischen Wende anpassen müssen Wir sind bereits einen Schritt weiter... in der Entwicklung ressourcenschonender Architektur und Ingenieurbaukunst Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 36

37 Zusammenfassung Wir werden... die Planung und Gestaltung unserer Städte und Bauwerke einer ökologischen Wende anpassen müssen Wir sind bereits einen Schritt weiter... in der Entwicklung ressourcenschonender Architektur und Ingenieurbaukunst Ein wesentlicher nächster Schritt... ist die Entwicklung der zukunftsfähigen, nachhaltigen Stadt Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 37

38 Zusammenfassung Wir denken... Mit den energetischen Stadtraumtypen hier einen Beitrag dazu leisten zu können. Fachkongress TU Graz, Energetische Stadträume, 18-Mär-15, 38

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Fachkongress TU Graz, 18-Mär-15, 39 Energetische Stadtraumtypen, Dipl.-Ing. Architekt Christoph Drebes M.Sc.