Smart & Urban Tree - Eine Möglichkeit, vielen Herausforderungen der nahen Zukunft konstruktiv zu begegnen

Status

Laufend

Ausgangssituation/Motivation

Urbane Agglomerationen weltweit müssen auf den Klimawandel und den sich damit verstärkenden UHI-Effekt (Urban Heat Island-Effekt) reagieren. Dazu wurden in den vergangenen Jahren bereits in vielen Städten Maßnahmen ergriffen, wie beispielsweise Begegnungszonen, Verkehrsberuhigung, Integration von Begrünung, Umsetzung des Schwammstadt-Prinzips und Verschattungseinrichtungen.

In Städten sind aber oftmals eine Reihe von Problemen zu identifizieren, welche die naheliegendste Maßnahme, nämlich das Implementieren von Bäumen als verschattende und kühlende Stadtbegrünung verunmöglichen: Hier sind etwa unterirdische Einbauten oder Untertunnelungen in Straßenräumen zu nennen, die einen ausreichenden Substratraum verunmöglichen, aber auch Flächenkonkurrenz mit dem öffentlichen und Individual-Verkehr.

Parallel zur Notwendigkeit von Verschattung und Kühlung hat die Anzahl an „Funktionalitäten", die im öffentlichen Straßenraum erwartet werden, in den vergangenen Jahren zugenommen: Neben Aufenthaltsflächen und soziokultureller Bespielung bzw. Flächen für sozialen Austausch sind Verkehrsflächen und Ladestationen für die Elektromobilität gefragt, aber auch ubiquitäre Verfügbarkeit von datenintensivem WiFi- und 5G-Empfang.

In diesem interessanten Spielfeld verortet sich der Inhalt des gegenständlichen Projektes insofern, als dass eine baukonstruktive / strukturelle Alternative für schwierige innerstädtische Lagen angeboten werden soll, die dennoch einen Großteil der genannten Funktionalitäten zu erfüllen im Stande ist.

Inhalte und Zielsetzungen

Das gegenständliche Sondierungsprojekt versteht sich als Studienraum zur Untersuchung solcher großflächiger/großvolumiger urbaner Verschattungseinrichtungen. Im Projekt sollen die unterschiedlichen Aspekte, die mit solchen baulichen Interventionen einhergehen, eingehend untersucht werden.

Dabei gilt es, die Anforderungen (also was solche Strukturen leisten können sollen) genauso wie den Möglichkeitsraum der Ausführungen aus organisatorischer, administrativer, technischer, juristischer und architektonisch-urbanistischer Sicht zu betrachten.

Anhand von detaillierten Studien in einem virtuellen Versuchsraum – einer Stadtstraße in Wien, die im Zuge des U-Bahn-Baus eine neue Oberflächengestaltung erhalten wird – sollen die Domänen Konstruktion, Funktion und Wirkungsmodellierung und Simulation bearbeitet werden, um aus dieser virtuellen Demonstration schließlich Empfehlungen ableiten zu können.

Methodische Vorgehensweise

Zunächst wird eine Datengrundlage hinsichtlich des gewählten Straßenzugs für die virtuelle Demonstration erarbeitet, sowie entsprechende internationale Beispiele zu Vergleichszwecken herangezogen. Parallel werden die grundlegenden Anforderungen an einen solchen Smart & Urban Tree festgelegt bzw. erhoben (Befragung von Stakeholdern, Feasibility-Studien aus unterschiedlichen Blickwinkeln).

Betreffend eine Ausführung werden die technischen, organisatorischen und domänenspezifischen Notwendigkeiten solcher Strukturen definiert. Auf diesen grundlegenden ersten Arbeitsschritten werden im Zuge der Arbeitspakete zu Konstruktion, Funktion und Wirkungsmodellierung und Simulation entsprechende Vertiefungen mit geeigneten Werkzeugen erarbeitet. Bei der Konstruktion werden alle baulichen Aspekte wie grundlegende Materialität und Tragwerk, Hochbaukonstruktion, Baumontage, Statik, sowie Bauphysik bearbeitet; Diese Parameter fließen in entsprechende Architekturentwürfe. Auch Fragestellungen hinsichtlich kinematisch veränderlicher Strukturen werden berücksichtigt.

Hinsichtlich der Funktion werden Aspekte von aktiver und passiver Kühlung und Verschattung, aber auch das Tragen von Begrünungsstrukturen, aktive Energiegewinnung und Schaffen von Nutzungsmehrwerten, wie z.B. in Form von sozio-kulturellen Aufenthaltsräumen und zur Verfügung Stellung von Kommunikations- und Ladeinfrastruktur bearbeitet. Im Arbeitspaket zur Modellierung und Simulation geht es neben einer Visualisierung auch um die Einfluss- und Wirkungsabschätzung von Verschattungs- und Kühlungseffekten, sowie anderer mittels State-of-the-Art zu bewertenden Einflüssen der Strukturen auf Bauwerke, Straßenraum und Nutzer:innen, z.B. die Aspekte von Tageslichtversorgung.

Erwartete Ergebnisse

Das Projekt Smart and Urban Tree versteht sich als eine Sondierungsstudie hinsichtlich des Potentials solcher künstlichen Strukturen, die das Portfolio an Interventionen hinsichtlich Urban-Heat-Island-Abschwächung/Vermeidung ergänzen sollen. Im Projekt wird eine Potentialstudie zu der Idee und den damit verbundenen Aufwänden und Nutzen, sowie Stärken und Schwächen erstellt.

Neben Visualisierungen, Konstruktionszeichnungen und Simulationsergebnissen wird großes Augenmerk auf eine Verträglichkeit der Konstruktionsideen mit den betroffenen, zum Teil vulnerablen, innerstädtischen Bevölkerungsschichten und -gruppen angestrebt, welche sich durch entsprechende Publikation und Kommunikation des Projektes ergibt.

Projektleitung

Senior Scientist DI. Dr.techn. Ulrich Pont - TU Wien, Inst. für Architekturwissenschaften -  Forschungsbereich Bauphysik und Bauökologie (E259.3)

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Univ. Ass. DI. Magdalena Wölzl, BSc, Forschungsbereich Bauphysik und Bauökologie
• Univ.Prof. DI. Peter Bauer - TU Wien, Inst. für Architekturwissenschaften - Forschungsbereich Tragwerkslehre und Ingenieurholzbau (E259.2)
• Senior Lecturer DI. Sigrun Swoboda - TU Wien, Inst. für Architekturwissenschaften -  Forschungsbereich Digitale Architektur und Raumplanung (E259.1)
• DI Peter Schober - Holzforschung Austria

Technische Universität Wien
Institut für Architekturwissenschaften
E259.3 Forschungsbereich Bauphysik und Bauökologie
Senior Scientist Dipl.Ing. Dr.techn. Ulrich Pont
Karlsplatz 13 / 4
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801 27033
E-Mail: ulrich.pont@tuwien.ac.at
Web: www.bpi.tuwien.ac.at