Motivation und Forschungsfrage

Die Anpassung von Städten an die Auswirkungen des Klimawandels ist in den kommenden Jahren unumgänglich. So ist auch in der Landeshauptstadt Klagenfurt am Wörthersee in Zukunft mit höheren Temperaturen und einem vermehrten Auftreten von urbanen Hitzeinseln in Gebieten mit hoher Flächenversiegelung und Bebauungsdichte zu rechnen. Auf Basis der Ergebnisse der Klimastudie ADAPT-UHI wird eine Urbane Hitzeinsel der Stadt entschärft und gleichzeitig vor Ort auf innovative Art und Weise Strom produziert. Das Projekt orientiert sich nach eben dieser Forschungsfrage.

Ziele des DEMONSTRATIONS-Projektes GREENsChOOLENERGY waren:

• Erprobung innovativer Kombinationsbauweisen von Solar/Begrünungskombinationen zur Kühlung von Gebäuden und Außenräumen am Beispiel der HTL1 Klagenfurt-Lastenstraße.
• Bewusstseinsbildung für Schüler:innen und Lehrkörper
• Leuchtturmfunktion und Vorzeigeobjekt für verschiedene innovative Technologien

Ausgangssituation/Status Quo

Im Zentrum des Projektes GREENsChOOLENERGY steht die HTL1 Klagenfurt Lastenstraße, die durch
eine großzügig angelegte, südexponierte Glasfassade und einer versiegelten Fläche im Haupteingangsbereich sowie einem darüber liegenden bekiesten Flachdach mit starker Überhitzung konfrontiert ist. Diese Gegebenheiten sorgen für Einschränkungen der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler sowie dem Lehrpersonal.

Projekt-Inhalte und Zielsetzungen

Im vorliegenden Projekt soll einerseits mit einer strategischen Begrünung des Vorplatzes und dem
Flachdach der urbane Hitzeinseleffekt ebendort reduziert und andererseits die hohe Sonneneinstrahlung zur lokalen Stromproduktion genutzt werden. Hierbei bieten sich Teile des Vorplatzes, ein Großteil der Glasfassade sowie das bereits erwähnte Flachdach an. Zum Einsatz kommen dabei experimentelle PV-Anlagen, die teilweise noch keine Marktreife besitzen.

Das Flachdach wurde mit verschiedenen Aufbauten von bifazialen PV-Systemen versehen, für welche die Untersuchung der Leistungsbilanz der einzelnen Aufstellungsart kombiniert mit dem entsprechenden Untergrund durchgeführt wurde. Die Kombination dieser PV-Systeme am Dach mit extensiver Begrünung und möglichst hellen Pflanzenarten, um die Albedo Rückstrahlung zu erhöhen und eine zusätzliche Ertragssteigerung zu erzielen.

Die Elemente der Glasfassade wurden mit, der Sonne nachgeführten und beweglichen, Modulen ersetzt und auf unterschiedliche Weise (Wasserfilm, Sprühnebel, Fassadenbegrünung etc.) gekühlt, um Ertragssteigerungen zu erzielen. Am Vorplatz wurden Begrünungsmaßnahmen die Aufenthaltsqualität erhöhen. Dabei wurde auch ein künstlicher Wasserlauf angelegt und im Nahbereich mit weiteren PVModulen Strom erzeugt.

Methodische Vorgehensweise

Die Arbeitspakete 3 (Begrünungssysteme), AP4 (Photovoltaiksysteme) und AP5 (Versorgung und Steuerung) beschäftigen sich mit der Entwicklung und Umsetzung der geplanten Begrünungen und PV-Anlagen sowie deren notwenige Steuerung und Versorgung. Diese Arbeitspakete sind eng miteinander verwoben und entwickeln die jeweiligen Konzepte, Detailplanung und Umsetzung.

Für die interne Qualitätskontrolle wurden Prüfberichte und Pflegeprotokolle zu erstellt. Das Arbeitspaket 6 (Monitoring, Modellierung, Evaluierung, Geschäftsmodelle) sorgt für die Aufbereitung und Verarbeitung der erhobenen Daten an den Versuchsanlagen. Dazu werden einerseits Energieerträge an den experimentellen PV-Anlagen untersucht, vegetationsökologische Besonderheiten gemonitort (Wildbienenaufkommen, Bodenparameter am begrünten Dach etc.), mikro- und raumklimatische Daten (inkl. ZAMG-Wetterstation) erhoben und das gesamte Projekt in Bezug auf Kosten/Nutzen-Relation zur Erstellung von Geschäftsmodellen verwertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Im Sinne der Smart City Strategie der Landeshauptstadt Klagenfurt am Wörthersee trägt das Projekt dazu bei, den urbanen Hitzeinseleffekt im nahen Umfeld der Schule zu reduzieren und einen Beitrag für ein verträgliches Stadtklima zu leisten. Darüber hinaus wurde durch die lokale Stromproduktion der Anteil der erneuerbaren Energien erhöht und ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet.

Die Errichtung der unterschiedlichen, innovativen PV-Anlagen in Kombination mit Begrünungsmaßnahmen tragen dazu bei, dass sowohl Erkenntnisse in der technischen Umsetzung generiert werden als auch die Marktreife im Realbetrieb, von Beginn der Planung, über die Errichtung, bis hin zur Fertigstellung und begleitendem Monitoring festgestellt wurde.

Ausblick 

Die Ergebnisse des Projektes wurden bereits auf ein nachfolgendes Forschungsprojekt (E³@SCHOOL) integriert und befassen sich mit der nachhaltigen und innovativen Nutzung des im gegenständlichen Projekt innovativ erzeugenten Strom vor Ort. Weiters werden Erfahrungen im Bereich der PV-Anlagen in Kombination mit Bauwerksbegrünung verwertet und in der Stadt nach Möglichkeit skaliert. Die beiden Projekte fließen auch in das neue Abteilungsübergreifende Ausbildungsangebot der HTL1-Lastenstraße ein – der Ausbildung zur Green:energie Ingenieur:in (HTL1-Lastenstraße, 2024).

Projektleitung

IPAK - International Project Management Agency Klagenfurt on Lake Wörthersee GmbH

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• Verein zur Förderung der HTL Lastenstraße
• Grünstattgrau Forschungs- und Innovations GmbH
• Citygreen Gartengestaltungs GmbH
• Stadtwerke Klagenfurt AG

IPAK - International Project Management Agency Klagenfurt on Lake Wörthersee GmbH
Dr. Wolfgang Hafner
Neuer Platz 1
A-9010 Klagenfurt am Wörthersee
Tel.: +43 (464) 537-4885
E-Mail: wolfgang.hafner@klagenfurt.at
Web: https://ipak-klagenfurt.at