VITALITY District - Optimierte Energiekonzepte in der frühen Planungsphase von resilienten, energieeffizienten Quartieren

Ziel ist es, bereits in der Entwurfsphase von Stadtgebieten und Quartieren das gesamtheitliche elektrische und thermische Last- und Erzeugungs-Profil aufeinander abzustimmen, um somit das Energiekonzept von energieeffizienten Quartieren zu optimieren. Zu diesem Zweck werden Smart City Indikatoren und deren Bezug auf Detailebene sowie Modelle, Grundlagen und Kriterienkataloge für energieoptimierte Stadtquartiere erstellt und die Ergebnisse kompakt auf Quartiersebene dargestellt, um als Input für zukünftige Stadtplanungsprojekte zu dienen.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Ausgangssituation/Motivation

Städtische Energiespeichersysteme in Siedlungen, Quartieren oder Arealen bieten eine Vielzahl an elektrischen und thermischen Speichermöglichkeiten (z. B. Saisonspeicherung im Untergrund, thermische Nutzung von Betonteilen und Bauteilaktivierung, Wasserspeicher).

Quartiere müssen daher schon in der frühen Planungsphase und Ausschreibung hinsichtlich der gewünschten technischen Parameter geeignet geplant werden können. VITALITY District untersucht und entwickelt dazu Tools und Kriterien.

Das Projekt VITALITY District soll Möglichkeiten der Stadtplanung mit Photovoltaik (PV) für eine quartiersweise Entwicklung hin zu einer „Low-Carbon"-City mit hoher Lebensqualität und guter Resilienz unter Berücksichtigung vorhandener und geplanter Gebäude, Infrastruktur und Nutzung aufzeigen.

Das Projekt legt besonderen Schwerpunkt auf das Einbinden bestehenden Wissens und vorliegender Untersuchungen und Forschungsergebnisse. Mit den Ergebnissen dieses Projektes soll eine Fachgrundlage für die PV-Integration in einer ambitionierten und umsetzbaren Stadtplanung für die Stadt der Zukunft auf Quartiersebene erstellt werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Hauptziel des Projekts VITALITY District ist es, Photovoltaik-Planung bereits in der Entwurfsphase von Gebäudeverbünden und Quartieren, abgestimmt mit Verbrauchsprofilen, Gebäudetopologie und Lösungen für Energy-Communities, Speicher und Begrünung, auszulegen und zu optimieren.

Durch eine integrale Systemplanung auf Quartiersebene können Energiespitzen reduziert werden und Überschüsse in städtischen Energiespeichern gepuffert werden. Zusätzlich können dadurch Gebäude des Quartiers optimal koordiniert und versorgt und durch Begrünung Kühlungseffekte erreicht werden.
VITALITY District stellt Werkzeuge und Methoden für die Frühplanungsphase von Quartieren im Bereich verteilter Energieerzeugung, verteilter Speicherung und Interaktion zwischen Gebäuden und Speichern bereit und trägt zur Umsetzung der EU-Richtlinie „European Green Deal" bei.
Es werden Parameter zur Entwicklung von Energiegrobkonzepten auf Quartiersebene ausgearbeitet und evaluiert (z.B.: Anteil erneuerbarer Energien, Energieeffizienz, Raumkomfort, beste Platzierung von PV-Modulen und die Größe des Speichers, um den Eigenverbrauch auf Quartiersebene zu erhöhen, usw.)

Methodische Vorgehensweise

Das Projekt VITALITY District baut auf den Ergebnissen des Projekts VITALITY auf, in dem ein Bewertungstool zur frühen Planungsphase von Photovoltaik für großvolumige Gebäude entwickelt wurde.

Technische Methoden zur Erreichung der Hauptziele sind unter anderem:

Photovoltaik-Ertragsmodelle für verteilte, unterschiedlich dimensionierte und unterschiedlich verschattete (funktionierende) Anlagen
Methoden zur Vorgabe von energetischen Quartierszielen und daraus sich ergebenden Gebäudetypologien
Grundlage für die parametrische Optimierungsberechnung des gesamten Distrikts
Einbindung von Gebäudebegrünung in das Modell zur Berücksichtigung der kühlenden Effekte gegen sommerliche Überhitzung
Methoden zur städtischen Energiespeicherung und Potential der Energiespeicherung

Erwartete Ergebnisse

Modelle zur Simulation von aggregierten PV-Erträgen für verteilte und teilverschattete Anlagen unterschiedlicher Größe und Technologie. Entwicklung der Methoden und Potential für die städtische Energiespeicherung. Kriterienkatalog zur Frühplanung und Ausschreibung von energetisch aktiven Quartieren.
Energieerzeugungsprofile erneuerbarer Energien und Lastprofile unterschiedlicher Gebäudetypen auf Quartiers-Ebene werden generiert.
Tool auf Basis Grasshopper for Rhino für Stadtplaner zur Simulation von Quartieren in der frühen Planungsphase. Optimierungspotential gegenüber Bestandsquartieren und nicht optimierten Use-cases mittels Bewertungsmatrix.
Ganzheitliche Lösungsvorschläge für abgestimmte Energienutzung von lokalen Energieressourcen verbunden mit energieeffizienten Komponenten bis hin zur Begrünung.

Projektbeteiligte

Projektleitung

AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

Technische Universität Graz, Institut für Gebäude und Energie IGE
DI Sebastian Sautter - SAUTTER ZT
ATB-Becker e.U.
Architekturbüro Reinberg ZT GmbH
Fachhochschule Technikum Wien
GrünStattGrau Forschungs- & Innovations GmbH
Accademia Europea di Bolzano

Kontaktadresse

AIT Austrian Institute of Technology GmbH
DI Dr. Shokufeh Zamini
Giefinggasse 6
A-1210 Wien
Tel.: +43 (505) 50 64 28
E-Mail: Shokufeh.Zamini@ait.ac.at
Web: www.ait.ac.at/themen/photovoltaics/