EPFL: eine vom Klimawandel betroffene Kleinstadt

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Im Jahr 2100 wird man an der EPFL Temperaturen wie im mittelitalienischen Perugia messen. Die Forscherinnen und Forscher haben die Hochschule als Stadt betrachtet und sie als Ganzes analysiert, um zielgerichtete Lösungen zu finden, mit denen in naher Zukunft Biometeorologie und Architektur unter einen Hut gebracht werden können.

Wie interagieren Gebäude, und wie wirken sie sich aufeinander aus? Wie fühlt man sich in diesen Städten, die wachsen, sich verdichten und 75% der weltweiten Energie verbrauchen? Der EPFL-Campus ist ein ideales Experimentierfeld, um zu verstehen, wie eine Stadt funktioniert, und um langfristige Lösungen zu finden. Winde, Hitzeinseln, Wärmebrücken, asphaltierte oder natürliche Oberflächen und Mikroklimata: Alles ist vorhanden für eine vertiefte Untersuchung des Energiebedarfs von Gebäuden in Bezug zum Empfinden des Menschen im Freien.

Die Forschung interessiert sich seit Langem für den menschlichen Komfort, aber aufgrund der Komplexität haben Architekten und Städteplaner Mühe, diesen Parameter in die Praxis umzusetzen. «Wir können den thermischen und visuellen Komfort in Innenräumen quantifizieren, aber draussen ist dies sehr schwierig. Als Erstes können wir schauen, wo die Menschen gerne entlanggehen und sich setzen und welche Orte sie natürlicherweise aufsuchen, um herauszufinden, ob ein Ort funktioniert und in welcher Jahreszeit, denn die Räume haben eine Saisonalität», erklärt Silvia Coccolo, die sich in ihrer Doktorarbeit am Labor für Solarenergie und Gebäudephysik (LESO-PB) mit dieser Fragestellung befasst. «Bei der Quantifizierung des thermischen Komforts gibt es zwei Aspekte: die von der vom Körper erhaltenen und abgestrahlten Wärme abhängige Energiebilanz und die psychologische Wahrnehmung, also das subjektive Empfinden.»

Mithilfe der Kartographie des EPFL-Campus konnte rund ein Dutzend Mikroklimata identifiziert werden. © EPFL / LESO-PB

Silvia Coccolo erfasste Dutzende, durch die Städteplanung und Umweltfaktoren verursachte Mikroklimata: Die Avenue du Tir-Fédéral ist ein Bisenkorridor, und das Rolex Learning Center führt aufgrund seiner besonderen Architektur zu Wärmeschwankungen und Luftzügen, die sich unterschiedlich entwickeln. Der im Sommer sehr beliebte Wald von Dorigny spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. «Es ist ein grosser Unterschied, ob man auf dem neuen Place Cosandey oder beim Swiss Tech Convention Center sitzt. Am gleichen Tag wird die gleiche Lufttemperatur ganz anders empfunden.»

Um die Architektur des Campus an die Klimaveränderungen und die an der COP 21 in Paris (die Verfolgung der Aussentemperaturen in der Alpenregion zeigte einen doppelt so hohen Temperaturanstieg wie für den Planeten allgemein an; für unsere Region wird ein Anstieg um 3 bis 4 Grad erwartet) angekündigte Temperaturerhöhung von 1,5 Grad anzupassen, erstellte die Forscherin als Erstes eine Energiebilanz der EPFL. Dabei befasste sie sich mit den einzelnen Gebäuden, aber auch den gegenseitigen Einflüssen.

Die Sommer werden in Zukunft immer wärmer. Bebaute Zonen werden stärker betroffen sein als bewaldete Gebiete. Daher müssen nicht nur Bauten renoviert und angemessene Gebäude errichtet, sondern auch die Aussenräume umgestaltet werden. «Die Vegetation dämpft die Mikroklimata, blockiert die Sonnen- und Infrarotstrahlung, die Evapotranspiration senkt die Lufttemperatur, und die Pflanzen bieten Schatten, sodass sich unsere Temperaturwahrnehmung völlig verändert», erklärt Silvia Coccolo.

«Um gegen die zunehmende Sommerhitze zu kämpfen, müssen gemäss der Studie neben der Gebäudeisolierung die Aussenräume umgestaltet werden, indem man die Beschattung sowie den Bau von Schutzeinrichtungen je nach Sonneneinstrahlung, Ausrichtung oder Jahreszeit berücksichtigt.»

Ungünstige Klimabedingungen in Konzeptionschancen verwandeln

Um gegen die zunehmende Sommerhitze zu kämpfen, müssen gemäss der Studie neben der Gebäudeisolierung die Aussenräume umgestaltet werden, indem man die Beschattung sowie den Bau von Schutzeinrichtungen je nach Sonneneinstrahlung, Ausrichtung oder Jahreszeit berücksichtigt. Nach Ansicht der Forscherin ist es allerdings nicht nötig, überall Bäume zu pflanzen, sondern man sollte über Baumarten nachdenken, die den Komfort verbessern. Dabei können die Dichte des Blätterwerks, die Höhe der Pflanzen sowie andere Besonderheiten berücksichtigt werden. Ein Beispiel: Durch die Ersetzung von Asphalt durch Rasen kann man die Temperaturwahrnehmung drastisch verändern.

Das Team der Gruppe Urban Systems am Labor für Solarenergie und Gebäudephysik ist überzeugt, dass die Architekten und Städteplaner in Zukunft die Räume zwischen den Gebäuden gemeinsam entwerfen müssen, weil sie so wichtig werden wie die Innenräume.

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