Juniorforschungsgruppe Cleanvelope – Energieaktive Gebäudehüllen als Baustein klimaorientierter Stadtentwicklung
Gebäudehüllen bergen innerstädtisch das wichtigste, aber weitgehend brach liegende Potenzial zur Erzeugung erneuerbarer Energien mit Solarsystemen. Gleichzeitig kann ihre Begrünung zur Klimaanpassung beitragen. Angesichts weiterer sozialräumlicher Nutzungsansprüche bestehen jedoch Interessenskonflikte um begrenzte städtische Flächen. Die Transformation zum klimaneutralen und stadtklimaaktiven Gebäudebestand ist eine Gestaltungsaufgabe, die baukulturell, technisch, wirtschaftlich und hinsichtlich der Einbindung relevanter Akteure am besten im Quartiersmaßstab gelingt. Das gilt auch für die neue aktive Rolle von energieerzeugenden und -speichernden Gebäuden im zukünftigen dezentralisierten Energiesystem. Der städtebauliche, wohnungswirtschaftliche und energetische Erneuerungsbedarf von Wohnquartieren der Nachkriegszeit eröffnet die Chance, den Transformationsprozess konkret in Gang zu setzen.
Die Juniorforschungsgruppe untersucht für typische Siedlungsstrukturen Entwurfs- und Abwägungsstrategien für effektive Solar- und Begrünungsmaßnahmen in der Gebäudehülle und die optimierte Nutzung von Solarenergie, Lastmanagement- und Speicherpotenzialen im Rahmen von Quartiersenergiekonzepten. Ein dazu entwickeltes CAD-gekoppeltes Quartiersmodell verknüpft die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr und integriert die Simulation des Mikroklimas. Gemeinsam mit Kommunen sollen Umsetzungsstrategien entwickelt und die erarbeiteten Erkenntnisse in realen Fallbeispielen erprobt werden.
Die Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der Klimaschutz-, Klimaanpassungs- und Netzdienlichkeitsbeiträge bei. Architekt:innen, Stadtplaner:innen und Entwickler:innen von Quartierskonzepten erhalten mit Best-Practice Beispielen und ganzheitlichen Bewertungstools Planungs-, Entscheidungs- und Kommunikationsunterstützung. Handlungsempfehlungen für Kommunen helfen dabei, die Klimapotenziale von Gebäudehüllen im Rahmen einer Quartiers-Governance flächendeckend zu heben.
Forschungsfragen
- Welche Beiträge können solare und begrünte Gebäudehüllen zu Klimaneutralität, Klimaanpassung und Lebensqualität in Quartieren unterschiedlicher Siedlungsstrukturen leisten?
- Welche Flächen empfehlen sich dabei für eine solare oder grüne Aktivierung und wie können Flächenkonkurrenzen in synergetische Kombinationen oder in eine effektive Koexistenz aufgelöst werden?
- Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen Photovoltaik und Begrünung in der Gebäudehülle und dem innerstädtischen Mikroklima?
- Welche Flexibilitätsoptionen und -potenziale kann quartiersweites Energiemanagement dem lokalen Verbund und dem Verteilnetz anbieten?
- In welchem Ausmaß können ein quartiersweiter Ausgleich, die Gebäudemasse als thermischer Speicher und die elektrischen Speicherkapazitäten von Elektrofahrzeugen die lokale Nutzung erneuerbarer Energien und die Netzdienlichkeit des Quartiers erhöhen?
- Welche Partizipations- und Finanzierungschancen können Quartiersenergiegemeinschaften und das zukünftige Strommarktdesign eröffnen, um die Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Sanierungskonzepten zu verbessern?
- Wie lassen sich die Klimaschutz- und Klimaanpassungsmaßnahmen im Gesamtkontext der Quartierserneuerung in frühen Planungsphasen bewerten und abwägen unter Berücksichtigung konfliktärer, multidimensionaler Ziele und Perspektiven unterschiedlicher Entscheidungsträger:innen, Betroffener und des Gemeinwohls?
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Welche Handlungsoptionen haben Kommunen zur Initiierung und Steuerung von Quartierserneuerungsprozessen im Allgemeinen und klimaorientierten Maßnahmen im Speziellen, und wie lassen sich verwaltungsinterne Hemmnisse überwinden?
Projektförderung und Laufzeit
01.10.2018 bis 30.04.2023
Ansprechpartnerin
Dr.-Ing. Claudia Hemmerle
Lehrstuhl für Gebäudetechnologie und klimagerechtes Bauen
Technische Universität München
claudia.hemmerle@tum.de
Tel: +49 89 289-22964
Kooperationspartner
- Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Fakultät Architektur, Lehrgebiet Konstruktion und Technik, Prof. Dr.-Ing. Roland Krippner
- Solarenergieförderverein Bayern e. V.
- Landeshauptstadt München, Referat für Stadtplanung und Bauordnung, Stadtentwicklungsplanung HA I/22 - Energie & Klimaschutz
- ezro Energiezukunft Rosenheim (Koordination: Technische Hochschule Rosenheim)