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    Architektur ist nicht nur für einen großen Anteil des Weltenergieverbrauchs verantwortlich. Architektur ist Energie. Eine Linie auf Papier, die eine architektonische Absicht darstellt, impliziert in vielen Fällen Jahrzehnte bzw. Jahrhunderte von damit einhergehenden Energie- und Stoffströmen. Am Institut für Gebäude und Energie (IGE) wird energieeffiziente Architektur als Triade aus minimiertem Energieverbrauch, optimalem Raumklima und exzellenten räumlichen Qualitäten - sowohl auf der urbanistischen als auch auf der Gebäudeebene - begriffen.

     

    Die Erfahrung und das gesammelte Knowhow aus der Praxis des Beratungsunternehmens Energy Design Cody Consulting durch Kollaborationen mit Architekturbüros wie Coop Himmelb(l)au, OMA, Miralles Tagliabue, Delugan Meissl, MVRDV - um nur einige zu nennen -, fließen in die Grundlagenforschung und über Vorlesungen und Impulsvorträge in die Lehraktivitäten am Institut ein, so dass die Studierenden ebenfalls direkt davon profitieren können.

     

    Seit 2010 wird das Konzept verfolgt, jedes Jahr ein Thema vorzubereiten, das in einem gesamten Studienjahr behandelt wird. Das Ziel dabei ist, die Aufmerksamkeit in Lehre und Forschung auf eine bestimmte Fragestellung konzentrieren zu können. Damit wird es möglich, die Lehr- und Forschungstätigkeiten des Instituts für einen klar begrenzten Zeitraum einem bestimmten Thema zu widmen und Synergien zwischen den verschiedenen Bereichen zu nutzen. Am Ende des Jahres werden die Ergebnisse aus Lehre und Forschung in einer Broschüre zusammengefasst und gemeinsam mit dem Jahresthema des kommenden Studienjahres allen Mitgliedern der Fakultät vorgestellt.

     

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    Institut für Gebäude und Energie

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Vertical Farming

Ermittlung der Anforderungsbedingungen zur Entwicklung eines Vertical Farm – Prototyps zur Kulturpflanzenproduktion

INFO

BILDER

Synopse

Im Mittelpunkt steht die Erforschung von Grundlagen für eine neue Gebäudetypologie, der Vertikalen Farm. Urbane vertikale Lebensmittelproduktion kann zur Steigerung der Energieeffizienz von und zur Reduktion des Landverbrauchs durch Städte beitragen. Wesentliche Einflussfaktoren zur Erreichung dieser Ziele sollen durch diese Grundlagenforschung offen gelegt werden.

 

Ausgangssituation/Motivation

Die zunehmende Urbanisierung und der starke Zuwachs der Bevölkerung mit steigenden Anforderungen an ausreichend frischen und qualitativ hochwertigen Lebensmitteln, die umweltschonend und nachhaltig erzeugt werden, erfordert neue Lösungen im Kulturpflanzenanbau und eine Erhöhung programmatischer Verdichtung urbaner Flächen. Eine dieser innovativen Lösungen stellt eine resiliente und lebenswerte Gestaltung der Städte durch eine intensive urbane Agrikultur dar, durch die u.a. eine starke Reduktion von Landverbrauch für die urbane Lebensmittelproduktion und eine Erhöhung der Gesamtenergieeffizienz von Städten erzielt werden soll.

 

Das Institut für Gebäude und Energie der Technischen Universität Graz hat dafür gemeinsam mit dem vertical farm institute in Wien eine multidisziplinäre Konsortialpartnerschaft mit dem Department für Nutzpflanzenwissenschaften – Abteilung Gartenbau an der Universität für Bodenkultur Wien und SIEMENS als industriellen Partner gegründet.

 

Inhalte und Zielsetzungen

Das Sondierungsprojekt versteht sich als Vorbereitung für die Entwicklung einer prototypischen Vertikalen Farm für Wien. Der Schwerpunkt des Sondierungsprojektes liegt in der Erforschung der Grundlagen, welche notwendig sind, eine Vertikale Farm für das urbane Umfeld im Rahmen eines kooperativen F&E-Projekts zu entwickeln. Wesentliche pflanzenphysiologische und architekturtypologische Überlegungen, Potenzialanalysen klimatischer Bedingungen, Konzeptuierung nötiger Gebäudetechnik sowie Kommunikations- und Regelungstechnik umfassen die inhaltliche Auseinandersetzung.

Methodische Vorgehensweise

Basierend auf einen eigens erstellten Kulturpflanzenkatalog werden Anbaubedingungen ermittelt, welche als Sollwert-Verzeichnisse der Gebäudesimulationssoftware zugefügt werden, um die Energieperformance der Vertikalen Farm zu evaluieren. Basierend auf pflanzenphysiologischen Untersuchungen werden typologische Grundlagen entwickelt, um davon eine Gebäudetypologie ableiten zu können. Dieses Modell wird auf dessen Energiebedarf untersucht.

Das Gebäudekonzept schließt konzeptuelle Überlegungen hinsichtlich Konstruktion, Brandschutz, Bauphysik, Energieperformance und Gebäudetechnik mit ein. Ein Gebäudetechnikkonzept wird entwickelt, welches Wärme- und gegebenenfalls Kälteversorgung, Lüftung, Beleuchtung, Stromversorgung, Aufzugstechnik, Sanitärtechnik, Kommunikations- und Regelungstechnik berücksichtigt.

Die daraus ermittelten Daten und Zahlen ermöglichen Potenziale offenzulegen, um den Beitrag der Lebensmittelproduktion mittels Vertical Farming zu quantifizieren. Die Ressourceneffizienz und die Nachhaltigkeit unter ökologischen, ökonomischen und sozialen Gesichtspunkten werden beleuchtet.

 

Erwartete Ergebnisse

Die Konzentration auf Vertical Farming in der Sondierung ist dadurch begründet, dass sich das Konsortium das Ziel gesetzt hat, über ein darauffolgendes kooperatives F&E-Projekt hinaus, eine Realisierung anzustreben. Vertical Farming wird demnach folglich mit Wohnen und Büros erweitert. Die Leitidee liegt in der Offenlegung der synergetischen Interaktion von Vertical Farming, Wohn- und Büronutzung.

Es werden Potenziale hinsichtlich der Steigerung der Gesamtenergieeffizienz urbaner dezentraler Lebensmittelproduktion anhand eines zu entwickelnden Hybridgebäudes, dem Hyperbuilding

ermittelt. Im Speziellen wird der Frage nachgegangen, inwieweit sich die Energieflüsse der drei Funktionen ergänzen können bzw. wie hoch die daraus resultierenden Synergien sind.

Durch pflanzenphysiologische Forschungstätigkeit zur Ermittlung idealer Anbaukonditionen einerseits und architektonischer und energetischer Untersuchungen andererseits bietet das vorliegende Forschungsprojekt einen wesentlichen Beitrag in der Untersuchung der Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz in der Lebensmittelproduktion durch die Integration von Vertical Farming in die Stadt.

 

Laufzeit

01. April 2017 - 31. März 2018

 

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

vertical farm institute, Wien

Department für Nutzpflanzenwissenschaften (DNW), Abteilung Gartenbau, BOKU, Wien

SIEMENS AG, Wien

 

Veröffentlichungen

Podmirseg., D.: „Contribution of Vertical Farms to increase the overall Energy Efficiency of Cities“ Internationales Symposium „High Density and Living Comfort, TU Graz, Graz, Österreich, 2013, Best PhD-paper.

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Baustädter, B.: "Vertical Farming: Mein Salat vom Hochhaus nebenan", in: Planet Research, www.tugraz.at

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Laufer, N.: „Wie vertikale Beete Versorgungsprobleme in Städten lösen sollen“, in: Der Standard, Zeitung, online unter www.derstandard.at

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