Eine Blume wächst aus dem Riss in einer Asphaltstraße.
Wie können wir unsere Städte nachhaltiger gestalten? (Foto: ipopba/fotolia)
  • Forschung

Neue Methodik erfasst direkte und indirekte Umwelteinwirkungen in StädtenVersteckte Emissionen

Wie können wir die Nachhaltigkeit unserer Städte in Zukunft verbessern? Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methodik entwickelt, um die Emissionen in Städten in ihrer Gesamtheit zu ermitteln. In einer Fallanalyse untersuchten sie drei Haus-Typen in der Metropolregion München. Die Analyse zeigt, wie groß der Einfluss der indirekten Emissionen ist.

Um mehr Nachhaltigkeit in der Stadtentwicklung zu gewährleisten, ist die sogenannte bebaute Umwelt ein wichtiger Faktor. Unter dem Begriff wird die gesamte von Menschen gebaute Infrastruktur zusammengefasst, also Gebäude, Verkehrsnetze und öffentliche Einrichtungen. Die bebaute Umwelt war im Jahr 2010 für über die Hälfte der Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Aber auch andere Emissionen wie etwa Staub oder Lärm werden in Städten produziert.

Gebäude stehen in Wechselwirkung mit der Umgebung

Damit Strategien für eine bessere Nachhaltigkeit entwickelt werden können, müssen die Emissionen in den Städten zunächst genau bestimmt werden. Bisherige Studien legten den Fokus oft auf einzelne Gebäude, deren Emissionen aus Faktoren wie Energie- und Wasserverbrauch sowie unter anderem Material, Transport und Konstruktion berechnet wurden. Andere Studien dagegen beschäftigen sich mit der sogenannten Stadtebene, hier werden die Auswirkungen wie Verkehr und Bevölkerungsdichte auf die Umwelt untersucht.

Das Problem bei diesen Betrachtungen: "Die Gebäude stehen in enger Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung", erklärt Dr. John Anderson, der zu diesem Thema am TUM-Lehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen promoviert hat. Bisher gab es keine Untersuchungen, die eine Interaktion zwischen Gebäude- und Stadtebene berücksichtigten.

Induzierte Einflüsse erfassen

Werden Gebäude als isolierte Objekte betrachtet, würden die Bewohner eines Mehrfamilienhauses im ländlichen Bereich genauso viele Emissionen verursachen wie in der Großstadt. Das ist jedoch nicht der Fall. Andererseits ist auch die Betrachtung der reinen Stadtebene problematisch, da größere Veränderungen wie etwa das Wachsen einer Stadt auf der Gebäudeebene stattfinden.

Mit einem neuen Berechnungsmodell, das Anderson in Zusammenarbeit mit Prof. Werner Lang (Lehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen) und Prof. Gebhard Wulfhorst (Professur für Siedlungsstruktur und Verkehrsplanung) entwickelte, können die vielfältigen und komplexen Wechselwirkungen der Gebäude- und Stadtebene, die sogenannten induzierte Einflüsse, nun erfasst werden.

Mehrfamilienhaus in der Stadt schlägt Einfamilienhaus auf dem Land

Wie diese induzierten Emissionen berechnet werden können, zeigen die Forscher an einer Fallstudie. Sie untersuchten drei Haustypen: ein Mehrfamilienhaus, ein Reihenhaus und ein Einfamilienhaus. Außerdem analysierten sie die Verkehrsinfrastruktur an drei Standorten: Stadtzentrum, Standrand und Umland.

Die Wissenschaftler bezogen folgende vier Kategorien in ihre Berechnungen ein:

  • Das Gebäude selbst: Rohmaterial, Transport, Fertigung, Sanierung sowie schließlich Abriss und Entsorgung
  • Nutzung des Gebäudes: Energie- und Wasserverbrauch, Klimaanlage und Elektrizität
  • Fahrzeuge und Verkehrswege: unter anderem Material, Fertigung, Entsorgung, Instandsetzung
  • Nutzung der Verkehrsinfrastruktur: Kilometer, die mit einem bestimmten Verkehrsmittel zurückgelegt werden

Nun setzten sie die Gebäudeebene mit der Stadtebene – hier repräsentiert durch die Verkehrsinfrastruktur – in Verbindung. Das Mehrfamilienhaus im Stadtzentrum, das Reihenhaus am Stadtrand und das Einfamilienhaus im Umland. In die Berechnungen fließt unter anderen ein, wie viele Prozent der Menschen an den Standorten ein Auto besitzen oder dass die U-Bahn nur im Stadtzentrum und am Stadtrand verkehrt.

Die Studie zeigte, dass nach diesen Berechnungen das Mehrfamilienhaus im Stadtzentrum die geringsten Emissionen verursachte, gefolgt vom Reihenhaus am Stadtrand und schließlich dem Einfamilienhaus im Umland. Den größten Einfluss dabei hat wie erwartet das Mobilitätsverhalten: In der Stadt nutzen die Bewohner öfter den öffentlichen Nahverkehr, während die Menschen im Umland auf das Auto angewiesen sind. Auch der Energieverbrauch eines Mehrfamilienhauses, die häufigste Wohnform in der Stadt, ist geringer. Es muss zum Beispiel nicht soviel geheizt werden, da die Wohnungen aneinandergrenzen und durch die Wände und Decken ein Wärmeaustausch stattfindet.

Die Ergebnisse zeigen, dass an den unterschiedlichen Standorten auch unterschiedliche Strategien angewendet werden müssen, um die Nachhaltigkeit zu steigern, erklärt Anderson. So liegt das größte Potenzial für eine Verminderung der CO2-Emissionen in der Stadtmitte etwa im Mobilitätsverhalten. Daher sollten die Bedingungen für Fußgänger und Fahrradfahrer verbessert werden. Im Umland könnte beim Energieverbrauch der Gebäude das meiste eingespart werden. Am Stadtrand greifen beide Maßnahmen.

Die neue Methodik wurde unter anderem in dem neuen European Commission Science and Policy Report "Identifying macro-objectives for the life cycle environmental performance and resource efficiency of EU buildings" aufgenommen und damit auf der EU-Ebene empfohlen.

Publikation:

John E. Anderson, Gebhard Wulfhorst, Werner Lang, Expanding the use of life-cycle assessment to capture induced impacts in the built environment, Building and Environment, Volume 94, Part 1, December 2015, Pages 403-416, ISSN 0360-1323, dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.08.008.



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