Brauchen wir ein neues Mindset für Smart City & Living?

Die Planung unserer bebauten Welt muss sich klimakonform entwickeln. Das Klima wird den Bauplan der Zukunft vorgeben. Konzepte der Nachhaltigkeit und der Kreislaufwirtschaft werden zu massgeblichen Planungsfaktoren. Der Umgang mit Ressourcen und Energie werden das Bauen der Zukunft leiten. Technologieentwicklung kann nur mit dem Menschen erfolgreich und nachhaltig entstehen.

Die Veränderung des Klimas ist unbestritten und der Mensch als Verursacher ebenfalls. Es gilt aber keineswegs eine Schuldzuweisung zu machen, sondern möglichst klimakonform darauf zu reagieren. Im Bauen haben wir den grössten Hebel, das heisst, wir können unsere Bauten nachhaltig planen, bauen und betreiben. Wir können politische Ziele wie «Netto Null» problemlos erreichen, wenn wir es schaffen, das kurzfristige Kostendenken durch ein langfristiges Qualitätsdenken zu ersetzen.

Der einfachste Weg, die Zukunft vorherzusagen ist, sie zu erfinden.[1]

Wenn die hohe Wissenschaft nach der Lösung für das Leben, das Universum und den ganzen Rest gefragt wird und diese mittels Quanten-Computing auf die Zahl 42 kommt, so mag das wohl richtig sein, offen bleibt, was war eigentlich genau die Frage? (Auszug aus dem Roman: «per Anhalter durch die Galaxis».

Die globalen 17 Nachhaltigkeitsziele[2] müssen in direkten Bezug zu unseren Bauten umgesetzt werden. Die Nachhaltigkeit und die Kreislaufwirtschaft, aber ebenso die Energieeffizienz und die Ressourceneffizienz müssen messbar, berechenbar und kontrollierbar sein. Von der Planung über die Erstellung und den Betrieb eines Bauwerks bis hin zur Revitalisierung oder Rezyklierung müssen Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft die Leitthemen sein. Unabhängig von der Mess-Methode, die angewendet wird, ob SNBS, Nachhaltigkeitskompass, Treibhausgas-Emission oder CO2-Management der digitale Zwilling kann die richtigen Daten beinhalten und verwalten. Neue Technologien wie Blockchain, AR/VR und RFID können diese Entwicklung unterstützen. Das digitale Bauen bildet die methodische Grundlage zu einer nachhaltigeren Zukunft.

Ein neues Energie-Management-Konzept muss entwickelt werden. Weg von fossilen Energieträgern hin zu erneuerbaren und klimaschonenden Energien. Konzepte des BFE wie «District Heating[3]» verändern die Versorgungsnetze der Gebäude und ergänzen die Energie-Autonomie. Wir sind heute jedoch in der Lage, Hochhäuser ohne Heizung zu bauen, also ändert sich die Diskussion über Heizenergie grundsätzlich.

Die Ressourcen-Effizienz übernimmt in der Schweiz eine tragende Rolle. Betreffend Materialien setzt sich der Begriff «urban mining» durch, welcher bedeutet, dass unsere Bauten (Häuser und Infrastruktur) ein Rohstofflager bilden. Historisch gesehen hat man immer schon die ausgedienten Bauwerke in neue transformiert, das ist auch heute noch so. Bewegungen wie «material as service», welche von Plattformen wie Salza oder Madaster, um nur zwei zu nennen, betrieben werden, setzen genau dort an. Die wenigen nachwachsenden Rohstoff, vorneweg Holz, finden immer mehr Einzug in Gebäuden und Brücken. Damit werden zwei Ziele erreicht: Einsatz nachwachsender Rohstoffe und Speicherung von CO2. Letzterer Effekt wird zwar von gewissen Kreisen bestritten, da die Speicherung nur über den Lebenszyklus gilt, aber es gibt genügend Beispiele von Holzbauten, die mehrere Jahrhunderte im Einsatz sind.

«building as software»

Wenn wir Gebäude, oder allgemein gesagt Bauwerke wie eine Software denken und planen, dann ermöglichen wir es, ändernde Umstände praktisch in Echtzeit zu integrieren.

Die Erfahrung hat uns vieles gelehrt. Corona und auch der Überfall auf die Ukraine haben die Welt von einem auf den anderen Moment massgeblich verändert. Plötzlich stehen hunderttausende Quadratmeter Büroräume in den Städten leer und plötzlich haben wir Bedarf an Wohnraum für hunderttausende von Personen. Alles, was wir bauen muss diese Nutzungsflexibilität erfüllen können, also verändernde Wohn- und Arbeitsformen aufnehmen. Das kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn unsere Bauten wie eine Software konzipiert sind. Basierend auf einer Plattform, Modularität in Einrichtung und Raumgestaltung, Parametrik in Tragwerk und Programmierung in den Funktionen, Trennung von «Core and Shell»[4]. Man stelle sich vor, die Nutzung eines Gebäudes könnte man dadurch ändern, dass ein Software-Update gemacht wird und nichts physisch geändert werden müsste. Wohlgemerkt, das ist etwas visionär, aber der Weg dahin ist zweifellos richtig.

Das Bauwerk als gewinnbringende Investition oder als unterstützende Infrastruktur?

Heute herrscht oft ein Missverhältnis zwischen Spekulantentum und Mietenden, also einer gewinnorientierten Investition und den Kosten, die auf die Mieter*innen abgewälzt werden.  Ein Bauwerk muss die Anforderungen der Nutzer*innen unterstützen, das heisst, ein Spital muss den Heilungsprozess fördern, eine Wohnung muss die Erholungsphase unterstützen, ein Schulhaus muss die Lernfähigkeit fördern und für alle zugänglich machen, ein Gebäude muss Angebote, die Vereinbarkeit von Beruf und Familie ermöglichen usw. Diese übergeordneten Anforderungen müssen von Baubehörden berücksichtigt werden.

«Veg and the City»

Das junge Zürcher Unternehmen setzt verlorengegangene Verbindungen zu Nahrungsmitteln wieder her. Es geht dabei um urbane Gärten und Lebensmittelkonzepte für zukünftige Generationen.  Die Produktion und die Verwendung unserer Lebensmittel haben unmittelbaren Einfluss auf unser Leben in den Städten und auf unsere Gesundheit. Die Art und Weise wie wir Nahrungsmittel herstellen und konsumieren, ist ein Spiegel unserer Zeit. Die Ressourcen Boden und Wasser sind endlich und ihr Wachstum nicht grenzenlos. Für die Baubranche ist es ein Muss, «urban gardening» und «urban farming» in der Quartier- und Stadtentwicklung zu integrieren. Es ist Zeit für einen Perspektivenwechsel – hin zu einer kreislauforientierten Lebensgestaltung!

Zu einer lebenswerten Stadt gehört die Biodiversität

Im fortschreitenden Klimawandel steht der städtische Wohnraum vor neuen Herausforderungen. Smog, Feinstaub, sommerliche Überhitzung, Energiekosten, Lärmbelastung und wenig Erholungsraum führen zu sinkender Wohn- und Lebensqualität. Eine Lösung dazu sind Fassadenbegrünungen (siehe BFH-AHB-TI-Forschung CfP2021, towards green cities). Sie eröffnen vier Wirkungspotentiale:

  1. Ökonomie: Bsp: Wärmeschutz, Kühlung, Feuchteausgleich, Beschattung, Wertsteigerung
  2. Ökologie: Bsp: Stadttemperatur, Mikroklima, Feinstaubreduktion, Biodiversität
  3. Ästhetik: Bsp: Stadtbild, Stadtfarben, städtebauliche Gliederung, Identifikation
  4. Psychologie: Bsp: Steigerung der Lebensqualität, umweltpsychologische Bedeutung

Um ein breites Publikum für die Thematik zu begeistern, entwickelte Prof. Thomas Rohner eine augmented reality App, welche es ermöglicht, ein Gebäude mit einer begrünten Fassaden zu simulieren.

«Call to action» für die Planung und die Baubranche:

Das Schwierigste ist es, Massnahmen zur Verbesserung einer Situation zu erreichen, indem man die Individualität der Menschen einschränkt. Es gilt, Lösungen zu finden, die wohl das Bewusstsein ändern, aber die Bürger*innen minimal einschränken. Das tönt nach einer unlösbaren Aufgabe, dabei ist sie gar nicht so schwierig, denn die Wirksamkeit einer Massnahme sollte die entscheidende Grösse sein.

Thesen:

«Es ist bedeutend einfacher, nachhaltige Häuser zu bauen, als Leute in ihrer Mobilität einzuschränken.»

«Es ist bedeutend einfacher, ökologische und nachwachsende Baustoffe zu verwenden, als den Fleischkonsum einzuschränken.»

«Es ist bedeutend einfacher, Fassaden zu begrünen, als energiebetriebene Technologien zur Kühlung, Luftreinigung und Lärmdämmung einzusetzen.»

Zurück zur Einfachheit oder hin zu High-Performance-Buildings

In dieser Frage scheiden sich die Geister. Die einen wollen ein hochtechnologisch gesteuertes Haus, die anderen wollen möglichst keine Technologie in ihren Räumen. Smart-Home-Steuerungen zeigen, dass das Gebäude ohne diese Steuerung nicht funktionieren würde, meinen die einen und schwören dabei auf Konzepte wie «bauen mit der Sonne», Nutzung adiabatischer Kühlung und Verbesserung der Lebensqualität durch begrünte Fassaden. Andere geniessen den Komfort, ihr Gebäude und alle seine Funktionen über das Handy steuern zu können. Wer auch immer recht behält, bauen soll nachhaltig sein und der Mensch muss im Zentrum der Entwicklungen stehen.


Was bedeutet: SMART CITY & LIVING?

Heisst das, die smarte Stadt und unser smartes Leben ist «gewandt, gewitzt, geschäftstüchtig aber auch von modischer und auffallend erlesener Eleganz»? Oder bilden die 5 Buchstaben von SMART die Abkürzung für: «spezifisch, messbar, akzeptiert, realistisch und terminiert»?

Vom Grundsatz her sind sich alle einig: Smart City ist ein Sammelbegriff für gesamtheitliche Entwicklungskonzepte, die darauf abzielen, Städte effizienter, technologisch fortschrittlicher, grüner und sozial inklusiver zu gestalten. Diese Konzepte beinhalten technische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Innovationen. Und: Smart Cities haben das Potenzial, einen wesentlichen Beitrag zur städtischen Nachhaltigkeit zu leisten, indem sie Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) nutzen, um städtische Daten zu sammeln und die Leistungen sowie das Management zu verbessern


Referenzen

[1] Zitat: Abraham Lincoln (1809-1865)

[2] Globale Nachhaltigkeitsziele SDG= sustainable development goals

[3] District Heating = Fernwärme

[4] Core and Shell = Kern und Hülle oder Grundstruktur und Nutzerbedürfnis

AUTOR/AUTORIN: Thomas Rohner

Thomas Rohner ist Professor für Holzbau und BIM an der BFH Architektur, Holz und Bau. Er forscht und lehrt am Institut für digitale Bau- und Holzwirtschaft (IdBH). Unter seiner Leitung wurden die Hilfsmittel für digitales Bauen innerhalb der Initiative Wald & Holz 4.0 (www.wh40.ch) entwickelt.

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