IEA SHC Task 63: Oberflächen in Städten zur Nutzung von Solarenergie (2022)

Urbane Oberflächen spielen eine wichtige Rolle in Bezug auf den Klimawandel und die Urbanisierung und leisten gleichzeitig einen Beitrag zur Erreichung von Resilienz und Nachhaltigkeit unserer Städte. In diesem Report werden mögliche Oberflächennutzungen klassifiziert, Konflikte und Synergien aufgezeigt, ihr Einfluss auf Klimaresilienz und Nachhaltigkeitsziele dargestellt und die Ergebnisse für Städteplaner, Designer und städtische Verwaltungsbehörden leicht nachvollziehbar aufbereitet.

Städtische Oberflächen

Grundsätzlich werden städtische Oberflächen in Gebäudeoberflächen und Bodenoberflächen unterschieden, wobei bei den Gebäudeoberflächen zwischen Fassaden (opak oder transparent, Balkone, Jalousien), Dächern (flach, geneigt, geschwungen) und Zwischenräumen wie offenen Atrien und Höfen unterschieden wird. Bodenoberflächen gliedern sich in Straßennetze mit Straßen, Radwegen und Gehsteigen, offene Flächen wie öffentliche Räume, Parks, Parkplätze oder Brachflächen und topographische Räume wie Flüsse, Seen, Hügel, Berge oder städtische Möblierung (Urban Furniture).

Oberflächennutzungen in Solaren Stadtteilen

Lösungen für Oberflächennutzungen in solaren Stadtteilen wurden anhand einer umfassenden Literaturstudie erhoben und in Bezug auf hauptsächliche Charakteristika und prinzipielle Nutzenstruktur in aktive und passive solare Energiesysteme und sechs Nutzungscluster gegliedert. Eine Vielzahl an Beispielen illustriert die jeweiligen Anwendungsbereiche.

• „Grüne Lösungen" bieten Umweltnutzen durch unterschiedliche Arten von Vegetation in Städten
• „Wasser-Lösungen" nutzen Wasser in vielfältigen Anwendungen, inklusive Regenwassernutzung und Verdunstungskühlung
• „Städtische Landwirtschaft" sorgt für Lebensmittel, verschieden Arten von Kulturpflanzen und Tieren, und Nicht-Lebensmittel-Produkte innerhalb der städtischen Grenzen
• „Kühlende Materialien und innovative Lösungen" sind künstliche Elemente, die im Vergleich zu konventionellen Gebäuden und Bodenoberflächen niedrigere Oberflächentemperaturen aufrechterhalten können
• „Smart Solutions" bezeichnen innovative technologische Lösungen, die auf Umweltbedingungen antworten wie z. B. responsive/kinetische Fassaden, oder zur Beleuchtung und Belebung von städtischen Oberflächen dienen
• „Traditionelle Nutzung/Materialien" versteht Materialien, die herkömmlich auf städtischen Oberflächen Verwendung finden, wie Asphalt, Beton, Glas und gewöhnliche Funktionalitäten aufweisen.

Konflikte und Synergien

Das Verständnis von möglichen Konfliktfeldern und Synergien ist wesentlich auf dem Weg zu integrierten Lösungen mit einer multiplen Nutzung von Oberflächen. Auf offenen Flächen bestehen beispielsweise Konflikte zwischen „Grünen Lösungen", Nutzung von aktiven solaren Energiesystemen oder städtischer Landwirtschaft. Andererseits kann die Nutzung von Oberflächen sich auch positiv beeinflussen. Kühlender Asphalt kann etwa durch stärkere Reflexionsfähigkeit den Ertrag von PV-Anlagen an Gebäudefassaden erhöhen. In diesem Bereich besteht generell jedoch Bedarf an weiterführenden Untersuchungen und positiven Demonstrationsprojekten, um in Zukunft städtische Oberflächen optimal zu nutzen und Synergien zu heben.