Der historische Baubestand in den St\u00e4dten muss innerhalb kurzer Zeit energetisch saniert werden, um den derzeitig hohen Energieverbrauch zu reduzieren und den notwendigen Beitrag des Geb\u00e4udesektors zur Einhaltung der Klimaschutzziele zu leisten. Der Energieverbrauch eines Quartiers findet sich in der Oberfl\u00e4chenenergiebilanz als Teil der anthropogenen W\u00e4rmeemission wieder. Die Abw\u00e4rme aus den Geb\u00e4uden verursacht also gleichzeitig einen erh\u00f6hten Energieverbrauch und einen steigenden W\u00e4rmeeintrag in die st\u00e4dtische Atmosph\u00e4re, der zur st\u00e4dtischen \u00dcberw\u00e4rmung beitr\u00e4gt. Diese Arbeit nutzt daher den anthropogenen W\u00e4rmestrom als innovativen Schl\u00fcsselindikator f\u00fcr die Gestaltung des \u00dcbergangs zu den klimavertr\u00e4glichen Stadtquartieren, da er sowohl die Energieeffizienz als auch die stadtklimatischen Auswirkungen beschreibt. Eine Reduktion von W\u00e4rmeemission ist also eine win-win Strategie f\u00fcr Klimaschutz und Klimaanpassung. Bisherige Untersuchungen zur Energieeffizienz im Geb\u00e4udebestand betrachten meist Einzelgeb\u00e4ude und ignorieren dabei die vielf\u00e4ltigen Wechselwirkungen zwischen Geb\u00e4uden im W\u00e4rme- und Strahlungshaushalt (etwa gegenseitige Beschattung). Da in Industriel\u00e4ndern drei von vier heute stehenden Geb\u00e4uden auch in 40 Jahren noch in Betrieb sein werden (IEA, 2010a), ist ein Gro\u00dfteil der Einsparpotenziale nur durch aktive Unterst\u00fctzung von energetischen Sanierungsarbeiten zu realisieren (Schellnhuber et al. 2011). Entsprechend ist f\u00fcr den systematischen und grundlegenden Umbau von St\u00e4dten unbedingt die Block- bis Quartiersskala zu betrachten. Das Quartier steht als Bindeglied zwischen geb\u00e4udeindividuellem Sanierungsfahrplan und nationalen oder kommunalen Strategien, als Ort, an dem sowohl erneuerbare Erzeugungsanlagen integriert als auch die dezentral erzeugte Energie gespeichert werden kann. Der Geb\u00e4udebestand und die Freir\u00e4ume des Quartiers sind sehr heterogen. Deshalb braucht es Methoden, die es erm\u00f6glichen, komplexe heterogene stadtmorphologische Strukturen eindeutig und schnell zu erfassen. In der Stadtklimatologie hat sich zur vergleichenden Betrachtung von unterschiedlichen Stadtstrukturen und Morphologien das Konzept der Local Climate Zones (LCZ) durchgesetzt. Diese sind definiert als Regionen einheitlicher Oberfl\u00e4chenbedeckung, Struktur, Material und menschlicher Aktivit\u00e4t, mit einer horizontalen Ausdehnung von hunderten bis tausenden Metern (Stewart et al. 2012). Das Hauptziel dieses Promotionsprojekts besteht darin, die jeweils am besten geeigneten energetischen L\u00f6sungsstrategien f\u00fcr bestimmte LCZs und zugeh\u00f6rige typische Morphologien zu identifizieren.<\/p>\n
Im Rahmen des ersten Arbeitspakets (AP) wurde eine objektive und skalierbare Klassifizierungsmethode entwickelt, die auf hochaufl\u00f6senden 3D-Geb\u00e4udedaten basiert, um homogene Morphologien pro LCZ-Typ (HLCZ) zu identifizieren. Zur Einsparung von Zeit- und Rechenressourcen werden die HLCZs auf Quartierebene als repr\u00e4sentative Morphologien vorgeschlagen.<\/p>\n
Das zweite AP konzentriert sich auf die Modellierung des Energieverbrauchs und der W\u00e4rmeemissionen der LCZs. Daf\u00fcr wird das Large Eddy Simulation Model (LES) PALM zum Einsatz kommen. Die LES-Modellen haben durch die gesteigerte Rechenleistung verbesserte Einblicke in die komplexen Dynamiken zwischen st\u00e4dtischem Mikroklima und dem Geb\u00e4udeenergiebilanz erm\u00f6glicht. Jedoch k\u00f6nnen Komplexit\u00e4ten und Datenunsicherheiten in realen st\u00e4dtischen Umgebungen die Genauigkeit von LES beeintr\u00e4chtigen. Daher ist das Verst\u00e4ndnis der Modellsensitivit\u00e4t gegen\u00fcber Unsicherheiten bei den Eingabedaten entscheidend, um potenzielle Abweichungen zu bewerten und die Priorisierung von Parametern f\u00fcr die Datensammlung zu erleichtern. Eine Zwischenstudie aus dem zweiten AP untersucht die Sensitivit\u00e4t des PALM-4U Modells gegen\u00fcber Geb\u00e4udetypologien und -parametern in einem Wohnquartier in Bochum, Deutschland, und analysiert dabei die Abw\u00e4gungen bei der Modellierungsgenauigkeit. Es wurden f\u00fcnf unterschiedliche Szenarien betrachtet, die die TABULA-Archetypen aus dem IEE-Projekt “Typology Approach for Building Stock Energy Assessment” integrieren. Die zugrunde liegende Hypothese legt nahe, dass eine Erh\u00f6hung der Detailtiefe bei den Geb\u00e4udeparametern den Realismus der Simulationen der st\u00e4dtischen Umgebung und die Genauigkeit der Ergebnisse potenziell steigern kann. Allerdings gehen solche Fortschritte mit einem erh\u00f6hten Rechenaufwand und umfangreicheren Datenanforderungen einher. Die Studie betont die Bedeutung einer ausgewogenen Ber\u00fccksichtigung dieser Aspekte, um den f\u00fcr verschiedene Simulationsvorhaben vorteilhaftesten Detaillierungsgrad zu ermitteln.<\/p>\n
Im Rahmen von AP 3 liegt der Fokus auf der Untersuchung von Energieeinsparungen und Effizienzpotenzialen durch die Evaluierung verschiedener Szenarien, die den Einsatz von geb\u00e4udeintegrierten Photovoltaiksystemen oder Geothermie im PALM-Modell beinhalten.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
LITERATUR<\/u><\/p>\n
Demuzere, M. et al. 2021: LCZ Generator: A Web Application to Create Local Climate Zone Maps. Frontiers in Environmental Science.<\/p>\n
IEA \u2013 International Energy Agency. 2010a: Energy Technology Perspectives 2010. Scenarios & Strategies to2050. Paris: IEA.<\/p>\n
Moreno, H. et al. 2022: On the identification of Homogeneous Urban Zones for the residential buildings\u2019 energy evaluation. Building and Environment. Volume 207. Part B.<\/p>\n
Schellnhuber, H. et al. 2011: Welt Im Wandel. Gesellschaftsvertrag F\u00fcr Eine Gro\u00dfe Transformation: Zusammenfassung F\u00fcr Entscheidungstr\u00e4ger. ETH Zurich.<\/p>\n
Stewart, D. et al. 2012: Local Climate Zones for Urban Temperature Studies. Bulletin of the American Meteorological Society 93 (12): 1879\u20131900.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Der historische Baubestand in den St\u00e4dten muss innerhalb kurzer Zeit energetisch saniert werden, um den derzeitig hohen Energieverbrauch zu reduzieren und den notwendigen Beitrag des Geb\u00e4udesektors zur Einhaltung der Klimaschutzziele zu leisten. Der Energieverbrauch eines Quartiers findet sich in der Oberfl\u00e4chenenergiebilanz als Teil der anthropogenen W\u00e4rmeemission wieder. Die Abw\u00e4rme aus den Geb\u00e4uden verursacht also gleichzeitig […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52146","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20022\/019","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Nowzamani","dbu_stipendiaten_vorname":"Nooshin","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2022-07-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2025-02-28 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Ruhr-Universit\u00e4t Bochum (RUB) Fakult\u00e4t f\u00fcr Geowissenschaften, Geographisches Institut Lehrstuhl f\u00fcr Klimatologie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Benjamin Bechtel","dbu_stipendiaten_email_dienst":"Nooshin.Nowzamani@ruhr-uni-bochum.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52146","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52146\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58158,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52146\/revisions\/58158"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52146"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52146"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52146"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}