Kategorie: Lehre

Waterfront Lanzhou, “stm6” von Steven Hahnemann

Steven Hahnemann

Lanzhou zählt bereits seit Jahren zu den dreckigsten Städten dieser Erde. Das hohe Verkehrsaufkommen und die sich immer weiter ausbreitende Industrie lassen die Stadt in einer CO2 Dunstglocke versinken. Besonders im Winter ist die Abgasbelastung durch die vielen Kohleöfen aus den Privathaushalten auf Rekordniveau. Diese Situation verschlimmert sich von Jahr zu Jahr, da immer mehr Menschen vom Fahrrad auf ein eigenes Auto wechseln. Darüber hinaus steigt auch der Energiebedarf pro Kopf. Die Wohnung werden in den Sommermonaten durch Klimaanlagen gekühlt. Die zunehmende Nutzung von Klimageräten erhöht nicht nur den Strombedarf, sondern auch die Außentemperturen in der Stadt. Ein Teufelskreis entsteht.

Integrativer Bestandteil meines städtebauliches Entwurfes sind neue Formen der Energiegewinnung, die die Menschen unabhängiger von fossilen Brennstoffen machen soll und darüber hinaus die Umwelt nicht nur schonen, im besten Falle sogar regenerieren soll. Doch wie soll das funktionieren? Die Natur hat über Millionen Jahre eine Atmosphäre schaffen können, die das Leben über der Meeresoberfläche zulässt. Dies ist unter anderem auf unzählige kleine Organismen zurückzuführen, welche in den Tiefen der Meere durch Photosynthese aus Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen Wasserstoff und Sauerstoff erzeugten. Dieser Prozess machte das Leben am Land und in der Luft erst möglich. Und nun, Millionen Jahre später könnte genau dieser die Schäden der CO2 Emission nicht nur Stoppen, sondern sogar umkehren.

Durch die gezielte Einbindung  von Algen in unseren Energiekreislauf könnten wir aus CO2,  Wasserstoff und Methan erzeugen und so nicht nur unsere Umwelt entlasten, sondern auch noch Strom erzeugen. Die Umsetzung dieses Prozesses wäre mit einer Kombination aus CO2 Filtern und genetisch modifizierten Algen zu realisieren. Die Filteranlagen des „air capture“ – Verfahren wandeln mittels Natriumhydroxid das Kohlendioxid in eine Natriumkarbonat Lösung um, welche sich dann als Niederschlag sammelt und damit speicherbar ist. Diese Reaktion ist durch Erwärmung umkehrbar und das Kohlendioxid wieder löslich. Das CO2 wird dann nach und nach an die genetisch veränderten und weiterentwickelten “Stm6 Algen” zugeführt, die durch Photosynthese Kohlendioxid in Wasserstoff umwandelt. Der Wasserstoff wird in Brennstoffzellen mit Wirkungsgraden bis zu 80 -90 % (Umkehrung der Electrolyse) in Strom und thermische Energie umgewandelt. Nach zwei Wochen werden die Algenkulturen schwächer und sterben.  Doch nach ihrem Tot verrotten die Algen und es bildet sich Methan. Dieses Gas kann dann ebenfalls wie Wasserstoff in Strom und Wärme umgewandelt werden. Durch die Verbrennung entsteht wieder Kohlendioxid welches dann durch die Filteranlagen zurück in das System eingespeist werden kann. Dieser Prozess macht fossile Brennstoffe eines Tages überflüssig und Gebäude zu Kraftwerken. Gebäude werden zu lebendigen Bestandteilen einer Stadt von Morgen.

Waterfront Lanzhou, “.Green Cocoon” von Julia Franzke

Der soziologische Aspekt im New Urban China mit neuen Ansprüchen, die sich aus dem sich wandelndem politischen, aber auch ethischen Wertsystem ergeben, darf nicht außer acht gelassen werden. Das Land befindet sich im grundlegenden Umbruch. Jede Grundform der Gebäude steht für einen bestimmten Nutzertypus: single, couple, family oder community: Diese können in verschiedenen Varianten miteinander kombiniert werden. Die bauliche Struktur ist heterogen durchmischt, sowohl in der für China typischen Nord-Süd Ausrichtung für Wohnstrukturen als auch Ost-West für Arbeitsräume, Konsum oder kulturelle Einrichtungen. Durch ein niedriges Sockelgeschoss das öffentliche Einrichtungen, aber auch ablesbare Tanks für Energie oder Regenwasser sowie Müll, sodass jeder Block einen selbstständigen Energiekreislauf und Parkmöglichkeiten enthält, entsteht im Areal Raum zur öffentlichen Nutzung durch die Bevölkerung. Auf diesem Sockel, vom Straßenraum erhoben, entsteht ein halböffentlicher Raum für die Gemeinschaft. Es entsteht keine „gated community“ in dem Sinne, in dem wir sie aus China kennen. Vielmehr eine „shared community“. Die Wohneinheiten der höheren Ebenen dienen anspruchsvolleren Wohnbedürfnissen, für die der Bedarf im urbanen Umbruch befindlichen China steigt.

Abgeschlossen wird dieses Quartier von einer Struktur mit einer ganz anderen Formsprache, die in verschiedenen Höhen die Landschaftskante zum Huang He bespielt und durch ablesbare Tanks, in denen sowohl Grundwasser als auch Regenwasser gesammelt wird, die die Ressource Wasser thematisiert. Genutzt wird dieses Wasser für die Begrünung des Areals aber auch als Brauchwasser im Haushalt. Grün- und Nutzflächen betten sich in den städtischen Raum ein. Diese lagern sich wie Schmetterlingskokons, „green cocoons“, an der baulichen Struktur und im öffentlichen Raum an, wachsen an den Häuserfassaden in die Höhe, wobei in den Gebäuden natürlich begrünte, umschlossene Bereiche in einer ansonsten sehr dichten Stadt geboten werden. Durch die natürliche Filterfunktion der allseitig mit Rankpflanzen umschlossenen Grünräume erfolgt eine klimatische Verbesserung des gesamten Areals. Als biologische Güter werden die Pflanzen in unterirdischen Tanks die jeder Block enthält bis zur Energieproduktion im Blockheizkraftwerk gelagert. Der Energiebedarf für das Projektgebiet soll somit weitest gehend entlastet werden. Überschüssige Energie kann in Form von Brennstoffzellen ebenfalls in Tanks gespeichert werden. Strom wird ebenfalls durch den mit Photovoltaik versehenden innenliegenden, der Belichtungssituation anpassbaren Sonnenschutz des cocoons erzeugt und zusätzlich durch ein mit PV beschichtetes Band erzeugt, das die Gebäude verbindet. Damit werden auch Bereiche zwischen den Gebäuden aber auch größere Freiräume überspannt und beschattet. Dieses Band verläuft über die Dächer und an den Fassaden entlang. Das städtebauliche Konzept repräsentiert somit das übergeordnete Motto der Weltausstellung 2010 in Shanghai„better city – better life“.

Waterfront Lanzhou von Marcel Sonntag

Das Entwurfskonzept bezieht sich auf die rund um Lanzhou betriebene Landwirtschaft. Durch URBAN FARMING wird der Grünflächen- und Pflanzenanteil der Stadt erhöht, wodurch eine erhöhte Produktion von sauberer Luft gewährleistet wird. Zudem schaffen die so neu gewonnenen Flächen hohe Aufenthaltsqualität und haben das Potential neue Kommunikationsplattformen zu bilden. Die Flächennutzung des URBANFARMING wird durch die Einbindung der natürlichen Ressourcen wie zum Beispiel Biomasse, Regenwassernutzung und Solarenergie zum zentralen Energiekonzept des Entwurfes.

Innerhalb des Quartiers gibt es mehrere Ressourcenkreisläufe, welche sich gegenseitig unterstützen und zur Versorgung des Areals beitragen. Das Areal erzielt einen Deckungsanteil von 100% durch regenerative Energien. Photovoltaikanlagen auf den Dächern und an den Fassaden versorgen die Gebäude mit Solarenergie. Überschüssiger Strom wird in das Stromnetz eingespeist. Die Vertikal Farms versorgen das Quartier nicht nur mit Biolebensmitteln, sie wandeln auch die dadurch entstehenden Bioabfälle mit Hilfe von Biogasanlagen über Methanproduktion in Strom und Wärme für das Quartier um. Regenwasser wird auf den Dächern gesammelt und in den Gebäuden genutzt. Das dadurch abfallende Grauwasser wird in Wasserspeicher geleitet, wo es recycelt wird. Anschließend wird es in die Vertikal Farms gepumpt und dient zur Bewässerung der Lebensmittel.

Die Gesamtstruktur erinnert im Aufbau an die aus der Landwirtschaft bekannten Felder.Zwei durchlaufende Hauptachsen verbindenden Flussraum und die Innenstadtraum und sorgen für eine optimale Durchlüftung und eine ausreichende Belichtung. Die entstehenden Felder sind in Communities organisiert, welche jeweils einen Freiraum besitzen. Dieser wird als Marktplatz für die angebauten Waren genutzt, und dient gleichzeitig als Kommunikationsplattform. Die Communities sind in Blockstrukturen mit privaten Innenhöfen organisiert. Die Oberfläche der Blockstrukturen gliedert sich in viele Felder, welche als private URBAN FARMS nutzbaroder durch Regenwasserauffangbecken und Solar- sowie Photovoltaikflächen besetzt sind.

Die Promenade wird mit in die Entwurfsgestaltung eingebunden, indem die in dem Areal vorhandenen Zuwegungen aufgenommen und bis an die Uferkante weiter geführt werden. An diesen Stellen wird die dort momentan vorhandene Freitreppe erhalten und überbrückt so den Höhenunterschied zum Flussufer. Die neu gestaltete Flusskantesoll vor Allem der Erholung der Bevölkerung dienen und als Ausstellungsfläche für Kleinkunst und temporäre Architektur genutzt werden.

Ausstellung im Deutschen Pavillon EXPO 2010 SHANGHAI

Kooperation der Technischen Universität Braunschweig, Department Architektur und Lanzhou University of Technology

Städtebau und Entwurfsmethodik, Prof. Dipl. -Ing. Uwe Brederlau
Institut für Gebäude- und Solartechnik, Prof. Dr. -Ing. M. Norbert Fisch

Die aufstrebende Metropole (3,1 Mio. E.) Lanzhou ist Hauptstadt der Provinz Gansu und bildet innerhalb Chinas einen wichtigen Handels- und Verkehrsknotenpunkt. Die Stadt liegt im Nordwesten Chinas, in einem Tal an der Schlagader Chinas, dem gelben Fluss. Sie ist Zentrum für Handel, Technologie und Kultur sowie Drehkreuz für Transport und Kommunikation dieser Region. Die Stadt verbindet diese modernen Eigenschaften auf einzigartige Weise mit den morphologischen Charakteristika einer natürlichen Landschaft.

Vor dem Hintergrund des stattfindenden Klimawandels und der stetig wachsenden Weltbevölkerung erfolgt eine zunehmende Verstädterung: Seit 2007 lebt die Hälfte der Menschheit in Städten, Tendenz steigend. Die Umweltverschmutzung und ein Großteil der Emissionen werden in städtischen Siedlungsgebieten verursacht. Die Frage nach nachhaltigen und umweltgerechten Siedlungsstrukturen stellt sich daher gerade in städtischen Ballungsgebieten. Daher muß diese Frage genau hier in den schnell wachsenden Metropolregionen beantwortet werden.

Den programmatischen Schwerpunkt bildet eine intelligente und räumlich markante Verknüpfung des Entwurfsareals mit der Wasserkante des gelben Flusses.