Dichte und grüne Städte: Architektur als ökologisches System

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OMA/Büro Ole Scheeren/RSP Architects Planners & Engineers, The Interlace, Singapur, 2015, Luftaufnahme von Nordwesten. Foto: Iwan Baan

OMA/Bu?ro Ole Scheeren/RSP Architects Planners & Engineers, The Interlace, Singapur, 2015, Luftaufnahme von Nordwesten (S. 23), Ansicht von Osten und Luftaufnahme. Fotos: Iwan Baan

OMA/Bu?ro Ole Scheeren/RSP Architects Planners & Engineers, The Interlace, Singapur, 2015, Luftaufnahme von Nordwesten (S. 23), Ansicht von Osten und Luftaufnahme. Fotos: Iwan Baan

WOHA, PARKROYAL on Pickering, Singapur, 2013, Grünräume. Foto: Patrick Bingham-Hall

Dense+Green Cities am Singapore-ETH Centre Future Cities Laboratory untersucht die Interaktion von Gebäude und Stadt als ökologisches System mittels Forschung zu Konzepten, Planung, Entwurf, Technologie und Erfahrung. Diese Dimensionen des Bauens werden anhand von Fallstudien systematisch analysiert, um daraus Erkenntnisse für gesunde und nachhaltige Städte der Zukunft zu entwickeln.

Weltweit leben immer mehr Menschen in Städten. Während heute 55 Prozent der 7,62 Milliarden Weltbevölkerung in Städten leben, werden es im Jahr 2050 voraussichtlich zwei Drittel (68 %) sein. Besonders stark nimmt die Urbanisierung in Asien und Afrika zu. Weltweit wird die Zahl der Bevölkerung in Städten den Projektionen zufolge bis zum Jahr 2050 um 2,5 Milliarden Menschen zunehmen, fast ausschließlich in Asien und Afrika. In Deutschland leben schon heute drei von vier Bewohnern (77 %) in Städten, im Jahr 2050 werden es voraussichtlich 84,3 Prozent sein.¹

In vielen Publikationen, die sich weltweit mit der zunehmenden Urbanisierung beschäftigen, liegt der Schwerpunkt auf Themen urbaner Dichte. Urbane Dichte oder Verdichtung im städtischen Raum ist zweifelsohne eines der wichtigsten aktuellen Themen in der Forschung zu zukünftigen Städten. Wenn Flächenverbrauch im großen Stil vermieden werden soll, ist eine bessere Ausnutzung der Bestandsflächen unumgänglich. Angesichts der Flächenknappheit und des Zuzugsdrucks in großen Städten stehen derzeit eine Reihe von städtebaulichen und architektonischen Maximen zur Diskussion. Die andauernde weltweite COVID-19-Pandemie hat dabei das Thema der gesunden und widerstandsfähigen Stadt und ihrer Gebäude in den Mittelpunkt gerückt.²

In diesem Zusammenhang bietet eine zunehmende Anzahl innovativer städtebaulicher Projekte insbesondere in Asien die Möglichkeit, die Bedeutung und Anordnung von Grünräumen in dichten Städten zu überdenken und neu zu definieren: Grünraum in der Stadt als etwas, das sich in der Höhe fortsetzt und, wie viele Städte auch, in der Vertikalen entwickeln und so wesentlich zur Gesundheit, Nachhaltigkeit, Widerstandsfähigkeit und Lebenswertigkeit unserer urbanen Umwelt beitragen kann. Die Kombination von baulicher Dichte und Grünräumen in Städten ist das Thema eines mehrjährigen Forschungsprojekts, welches seit 2015 am Future Cities Laboratory (FCL) des Singapore-ETH Centre in Zusammenarbeit mit der Eidgenössichen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) und der Singapore University of Technology and Design (SUTD) durchgeführt wird.

FCL wurde 2010 von der ETHZ und der National Research Foundation (NRF) Singapore in Zusammenarbeit mit der SUTD und anderen akademischen Partnern gegründet. FCLs Agenda ist die Erforschung nachhaltiger Strategien für Städte der Zukunft. Ziel von FCL ist die Entwicklung neuer integrierter Forschungs-, Planungs- und Entwurfsmethoden sowie innovativer Realisierungsprozesse, die Städte von hoher baulicher Dichte ermöglichen, welche Gesundheit, Nachhaltigkeit, Widerstandsfähigkeit und hohe Lebensqualität bereitstellen. In diesem Zusammenhang untersucht das Forschungsprojekt Dense+Green Cities innovative städtebauliche Projekte von hoher baulicher Dichte, welche Natur in der Form von öffentlich und gemeinschaftlich genutzten Grünräumen wie vertikalen Parks, Dachgärten und anderen "grünen" Komponenten integrieren. Dichte und Nachhaltigkeit in den untersuchten Projekten wird dabei nicht als widersprüchlich, sondern als voneinander abhängig und synergistisch betrachtet. Dense+Green Cities hat über die vergangenen fünf Jahre eine Vielzahl von Projekten im Hinblick auf ihre städtebaulichen, architektonischen, ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Eigenschaften und ihren Beitrag zu gesunden, nachhaltigen, widerstandsfähigen und lebenswerten Städten untersucht.

Von Singapur lernen

Singapur nimmt aufgrund einer Reihe geographischer, klimatischer und politischer Besonderheiten in Asien eine Vorreiterrolle in Bezug auf die Entwicklung dichter und grüner Städte und der damit einhergehenden Architektur ein. Die wirtschaftliche Dynamik des Stadtstaates und die daraus resultierende Vielzahl und Dimension der hier realisierten Projekte bietet sehr gute Bedingungen, das Potenzial der dichten und grünen Stadt umfassend zu untersuchen. Da die Bevölkerung Singapurs weiterhin wächst und neue Bauflächen nur sehr begrenzt zur Verfügung stehen, ist das Experimentieren mit innovativen dichten und grünen Gebäudetypen für die Schaffung einer gesunden städtischen Umwelt sehr wichtig und wird von staatlicher Seite entsprechend umfangreich unterstützt und gefördert. Projekte wie WOHAs School of the Arts (2010), PARKROYAL on Pickering (2013) und Kampung Admiralty (2018) demonstrieren dabei eindrucksvoll, wie hohe urbane Dichte und Grünräume innovativ in der Vertikalen miteinander kombiniert werden können.

WOHA, School of the Arts, Singapur, 2010, Luftaufnahme von Süden. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, School of the Arts, Singapur, 2010, Ansicht von Süden. Foto: Patrick Bingham-Hall

group8asia/AEDAS, Punggol Waterway Terraces I, Singapur, 2015, Jungle Courtyard (Dschungelhof). Foto: Patrick Bingham-Hall

group8asia/AEDAS, Punggol Waterway Terraces I, Singapur, 2015, Luftaufnahme von Westen. Foto: Patrick Bingham-Hall

group8asia/AEDAS, Punggol Waterway Terraces I, Singapur, 2015, Raumnutzung Quelle: Dense+ Green Cities

group8asia/AEDAS, Punggol Waterway Terraces I, Singapur, 2015, Raumnutzung. Quelle: Dense+ Green Cities

Viele städtebauliche Projekte in Singapur zeichnen sich durch extensive Begrünung und die Einbeziehung von öffentlich und gemeinschaftlich genutzten Grünräumen aus. Der beabsichtigte Effekt ist dabei eine höhere Attraktivität und damit Wertsteigerung der Objekte. Im städtischen Maßstab wirkt sich die umfangreiche Einbeziehung von Grün auch positiv auf die Vielzahl der miteinander konkurrierenden Flächennutzungen der dichten Stadt aus. Horizontale Funktionen wie werden dabei konsequent vertikal geschichtet, um so die Flächennutzung zu optimieren.

Mit der extensiven Begrünung und der Einbeziehung von Grünräumen in Gebäuden einher gehen oftmals eine Vielzahl weiterer positiver Effekte wie eine höhere Biodiversität, ein gesünderes Stadtklima und eine Verbesserung des physischen und psychischen Wohlbefindens der Stadtbewohner. Singapur bietet eine Fülle innovativer Projekte, die sich für die Erforschung dichten und grünen Städtebaus und seinem Beitrag zu einer gesunden, nachhaltigen, widerstandsfähigen und lebenswerten Stadt eignen. Die Ergebnisse dieser Forschung und die daraus gewonnenen Erkenntnisse können dabei teilweise auch auf Städte in anderen Teilen der Welt übertragen werden.

group8asia/AEDAS, Punggol Waterway Terraces I, Singapur, 2015, Raumnutzung. Quelle: Dense+ Green Cities

WOHA, Skyville@Dawson, Singapur, 2015, Grünräume. Foto: Patrick Bingham-Hall

Dichte und grüne Städte

Die bei Birkhäuser Anfang 2020 erschienene Monographie Dense+Green Cities: Architecture as Urban Ecosystem fasst die Ergebnisse der oben beschriebenen Forschung am FCL zusammen.³ Dense+Green Cities baut dabei auf dem 2016 ebenfalls bei Birkhäuser erschienenen Buch Dense+Green: Innovative Building ypes for Sustainable Urban Architecture auf und verschiebt den Fokus von der Betrachtung einzelner Gebäude in der früheren Forschung hin zu einer Untersuchung der Interaktion von Gebäude und Stadt als ökologisches System.4

Dense+Green Cities beinhaltet neben einer Reihe von Expertenbeiträgen von Stadtplanern, Architekten, Landschaftsarchitekten und Ökologen zu verschiedenen Aspekten zukünftiger dichter und grüner Städte 19 detaillierte Fallstudien, welche aus insgesamt 400 von Dense+Green Cities untersuchten Projekten weltweit ausgewählt wurden. Die behandelten städtebaulichen Projekte, viele davon in Singapur, zeigen beispielhaft, wie bauliche Dichte und Grün innovativ miteinander kombiniert werden können und wie "geschichtete" Grünräume in dichten Städten über die bloße Bereitstellung von Annehmlichkeiten und das "Greenwashing" einzelner Bauten weit hinausgehen können.

Die Fallstudien dokumentieren darüber hinaus ein sich entwickelndes neues Verständnis von Gebäuden als dreidimensionale Erweiterung urbaner ökologischer Systeme. Dieses Verständnis wirft unmittelbar wichtige Fragen zu deren Interaktion auf. Die Fallstudien zeigen, wie innovativer dichter und grüner Städtebau zur Verbesserung der Umwelt insgesamt beitragen kann. Sie dokumentieren darüber hinaus den wichtigen Beitrag, den Gebäude von hoher Dichte mit extensiver Begrünung und integrierten Grünräumen insbesondere im Zusammenhang mit grüner und blauer urbaner Infrastruktur zu gesunden, nachhaltigen und widerstandsfähigen Städten der Zukunft leisten können.

Die folgenden Absätze bieten einen kurzen Überblick des Ansatzes und der Forschungsmethoden von Dense+Green Cities und erläutern die verschiedenen untersuchten "Dimensionen" der Fallstudien, gefolgt von einer kurzen Zusammenfassung der bislang wichtigsten Forschungsergebnisse.

Städtebau

Jede Dense+Green Cities Fallstudie untersucht den jeweiligen Projekthintergrund und -kontext anhand von verfügbaren Dokumentationen und Interviews mit den verschiedenen am Projekt beteiligten Akteuren. Das Projekt wird im städtischen Maßstab in Bezug auf seine Dichte, die Bereitstellung von Grünräumen, sowie seine Beiträge zu größeren städtischen Ökosystemen wie grünen und blauen Netzwerken hin analysiert.

Gebäude

Jede Fallstudie dokumentiert detailliert die baulichen Vorgaben und Parameter des jeweiligen Projekts. Die räumliche Organisation der Gebäude wird in Bezug auf Volumen, Layout, sowie Platzierung der öffentlich und gemeinschaftlich genutzten Grünräume erfasst. Die Analyse basiert auf Informationen verschiedener am Projekt beteiligter Akteure wie Bauherren, Planungsbehörden, Architekten, Landschaftsarchitekten und Bauunternehmern, sowie auf der Dokumentation der Projekte vor Ort. Die räumlichen Informationen sind grafisch in isometrischen Darstellungen erfasst. Diese bilden auch die Grundlage für die Visualisierungen weiterer Forschungsdaten wie beispielsweise Biodiversität und Grünraumnutzung. Jede Fallstudie beinhaltet detaillierte geografische und klimatische Informationen zum Standort des Projekts, Gebäudeflächenberechnungen, Grünflächenverhältnisse und Angaben zu vorhandenen Grünraumtypen.

Biodiversität

Die Fallstudien beinhalten detaillierte Analysen zur Biodiversität der jeweiligen Projekte. Die Artenvielfalt von Flora und Fauna in den Projekten sowie in ihrem unmittelbaren urbanen Kontext wird erfasst. Pflanzen werden als Arten identifiziert und ihre Platzierung im Projekt in den oben erwähnten Isometrien visualisiert. Die Artenidentifikation von Flora und Fauna basiert dabei im Wesentlichen auf einer Erfassung vor Ort, welche beispielsweise mit Flora Fauna Web, einer Datensammlung des National Parks Board (NParks) Singapore und anderen wichtigen Quellen abgeglichen wird. Die vertikale und horizontale Vegetationsstruktur der Grünräume in den Projekten wird bewertet und darüber hinaus qualitativ erfasst. Auf dieser Grundlage wird die räumliche Komplexität der jeweiligen Grünräume und ihr Potenzial für Biodiversität analysiert.

Oberflächentemperatur

Um die Effekte von Grünräumen auf die Oberflächentemperaturen in den Außenräumen in den Fallstudien zu untersuchen, werden in den ausgewählten Projekten Bereiche identifiziert, welche stark von Nutzern frequentiert sind. Oberflächentemperaturen werden in diesen Bereichen durch Wärmebilder dokumentiert. Diese werden mit entsprechend kategorisierten digitalen Normalbildern überlagert, um die mittleren Temperaturen für verschattete und nicht verschattete Oberflächentypen zu bestimmen.

Raumnutzung

Um die Raumnutzung des jeweiligen Projekts zu analysieren, dokumentiert jede Fallstudie das Verhältnis von öffentlichen und gemeinschaftlichen Grünräumen und deren Nutzung durch Erfassung vor Ort. Sowohl demografische Informationen wie Alter und Geschlecht der Nutzer als auch Art, Beginn und Ende der Nutzungen sowie klimatische Messungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden erfasst. Die so gesammelten Daten werden danach unter anderem in Isometrien in der Form von Wärmekarten visualisiert. Zusätzliche Informationen umfassen Interviews mit Nutzern vor Ort, in denen diese über ihre Eindrücke in Bezug auf die untersuchten Grünräume Auskunft geben.

Kosten

Jede Fallstudie beziffert die Bau- und Unterhaltungskosten, die mit der Integration von Grünräumen im jeweiligen städtebaulichen Projekt verbunden sind. Die Analyse basiert dabei auf Informationen und Daten, welche in den meisten Fallstudien von am Projekt beteiligten Akteuren bereitgestellt werden. Darüber hinaus enthalten die Fallstudien detaillierte Kostenanalysen der Grünraumkomponenten.

WOHA, Kampung Admiralty, Singapur, 2018, öffentlicher Dachgarten mit Wohntürmen und Spielplatz. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Kampung Admiralty, Singapur, 2018, öffentlicher Dachgarten mit Wohntürmen und Spielplatz. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Kampung Admiralty, Singapur, 2018, öffentlicher Dachgarten mit Wohntürmen und Spielplatz. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Kampung Admiralty, Singapur, 2018, öffentlicher Dachgarten mit Wohntürmen und Spielplatz. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Oasia Hotel Downtown, Singapur, 2016, begrünte Fassade. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Oasia Hotel Downtown, Singapur, 2016, begrünte Fassade. Foto: Patrick Bingham-Hall

WOHA, Oasia Hotel Downtown, Singapur, 2016. Foto: Patrick Bingham

Ergebnisse

  • Dichte und grüne Projekte leisten wichtige regulierende Beiträge zur gesunden, nachhaltigen, widerstandsfähigen und lebenswerten Stadt wie beispielsweise die Minderung urbaner Wärmeinseleffekte.
  • Die extensive Einbeziehung von Grün in den untersuchten Gebäuden führt zu einem Rückgang der entsprechenden Oberflächentemperaturen um bis zu 23,5 °C.
  • Dichte und grüne Projekte steigern die biologische Vielfalt und Widerstandsfähigkeit und tragen so zu einer gesünderen und nachhaltigeren städtischen Umwelt bei.
  • Viele der Fallstudien zeigen, wie sie zur allgemeinen Widerstandsfähigkeit des städtischen Systems beitragen und urbane Biodiversität erhöhen.
  • Die Projekte leisten einen wichtigen soziokulturellen Beitrag in der Stadt wie die Förderung sozialer und kultureller Integration.
  • Dichte und grüne Projekte tragen zum physichen und psychischen Wohlbefinden der Stadtbewohner bei. Sie erhöhen den Annehmlichkeitswert und die Attraktivität der Stadt insgesamt und bieten Erholungspotentiale. Indem sie Orte schaffen, an denen sich Menschen treffen, ausruhen und gemeinsam sein können, fördern sie die soziale und kulturelle Integration.
  • Bau- und Instandhaltungskosten von dichten und grünen städtebaulichen Projekten variieren, sind aber im Allgemeinen erschwinglich. In den untersuchten Projekten tragen sie zwischen 1,5 und 4,5 Prozent zu den Gesamtkosten bei.
  • Dichte und grüne Projekte leisten einen wichtigen Beitrag zur ökonomischen Nachhaltigkeit und urbanen Wertsteigerung.
  • Extensive Begrünung und Einbeziehung von Grünräumen in dichten städtebaulichen Projekten erhöhen deren wirtschaftlichen Wert und oftmals auch den ihres urbanen Umfelds.

Isometrie, Oberflächentemperaturen. Quelle: Dense+Green Cities

Oberflächen, verschattet und nicht verschattet. Quelle: Dense+Green Cities

Biodiversität in den Fallstudien. Quelle: Dense+Green Cities

Kosten von Grünräumen pro 100 m². Quelle: Dense+Green Cities

Räumliche Verteilung von untersuchten Wohnungsbauprojekten in Bezug auf die Analyse von Wohnbezirken in Singapur. Quelle: Dense+Green Cities

Räumliche Verteilung von Begrünungstypen in öffentlichen Wohnungsbauprojekten in Singapur. Quelle: Dense+Green Cities

Fazit

Aufgrund einer Reihe von geographischen, klimatischen und politischen Gründen ist Singapur über die letzten Jahre zu einem Labor für dichten und grünen Städtebau geworden. Die Übertragung der Erkenntnisse aus den hier durchgeführten Fallstudien auf Städte in anderen Teilen der Welt ist dabei nicht ohne Weiteres möglich, wenn man die unterschiedliche Dynamik der Urbanisierungsprozesse in so verschiedenen Städten wie São Paulo, Lagos, Bangkok oder Guangzhou berücksichtigt.

Dennoch zeigen die in Singapur untersuchten Projekte interessante Möglichkeiten auf, wie die gesunde, nachhaltige und widerstandsfähige Stadt der Zukunft städtebaulich realisiert werden kann. Dichter und grüner Städtebau beruht sowohl auf bestehendem als auch auf neuartigem Systemdenken und kann einen wesentlichen Beitrag zur Schaffung attraktiver Städte durch das Angebot einer breiten Palette von baulichen, ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Vorteilen leisten und so einen Weg zur gesunden und lebenswerten Stadt der Zukunft weisen.

Literatur

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe NEUE LANDSCHAFT 10/2020 .

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