WER HAT DAS SAGEN IN SMART CITIES? · 420 275 A3 t 2014 F t U b 16394 Hoch e-ﬃ zient. Zwei...

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3.2014

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Rechenzentren

Verkehr & Mobil ität

Funk-SensorenGebäude mit Quartier vernetzen S. 24

Abwärme nutzen S. 31

Fahrgastzahlen erfassen S. 45

WER HAT DAS SAGEN IN SMART CITIES?

TECHNoLoGIE KoNTRA KoMMUNEN

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420 275 A3 t 2014 F t U b 16394

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AuftaktStadtplanung & Stadtentwicklung

12 Smart Cit ieS

Wem gehört die Smart City?Städte sehen die Aktivitäten der Technk-Anbieter kritisch

16 DeutSCher StäDtetag

„Smart City definiert sich überall anders“Hilmar von Lojewski betont im Interview die Rolle der integrier-ten Stadtentwicklungspolitik

18 FaChkonFerenz

Von der Morgenstadt bis zur ZukunftsstadtHintergründe zum NPZ-Kongress

20 Smarte Strategien

Raus aus dem Silo!Übergeordnete Struktur für die Stadtentwicklung gesucht

24 FunkSenSoren

Gebäude mit der Umgebung vernetzenDurch funkbasierte Sensoren automatisierte Gebäude einbinden

IT & Kommunikation

8 VorbilDliCh

Wie das Trinkwasser ins Meer kommtFrischwasservorrat vor der Küste – eine preisgekrönte Vision

10 newS

MarktblickAktuelles zu nachhaltiger Stadt-entwicklung und Infrastruktur

Wasser & Abwasser

28 Smart meter

Zählerdaten drahtlos übertragenVorteile für Versorger und Verbraucher

Titelbildquelle: cisale/iStockphoto

I nhalt

4 U r ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

31 Flüssigkühlung & Abwärmenutzung

Rechenzentren klimatisierenInnovative Technologien bringen mehr Energieeffizienz

34 klimAschutzprogrAmm

Auf dem Weg zur grünen StadtFrankfurt am Main als Vorreiter bei Energieeinsparung

Schutz & Sicherheit

42 big DAtA

Stadt- und Verkehrsplanung für wachsende Bevölkerungs-dichtePopulation Analytics bereitet Datenflut aus Smartphones und vernetzten Geräten in Echtzeit auf

Energieversorgung & Energieeffizienz

Rubriken

6 Editorial44 Firmenverzeichnis47 Impressum

Verkehr & Mobilität, Transport & Logistik

45 Verkehr plAnen unD optimieren

FahrgastzählungRobuste Verkabelung verbindet Infrarot-Motion-Analyser

48 plAtzspArenDer trAnsport

Seilbahnen im StadtverkehrEine Kabinenbahn für die IGA Berlin 2017

50 Verkehrssteuerung

Wo die Verkehrsinformationen zusammenlaufenVIP-Board der Urban 2.0 in der Verkehrsinformationszentrale am Flughafen Berlin Tempelhof

Architektur & Gebäudetechnik

38 thermische simulAtion

Funktionierender Wärme-schutz bei FensterfassadenDie Neufassung der DIN 4108-2 bringt Chancen für Fachplaner

Urban 2 .0 | A u s g a be 3 .2014 5

Inhalt

ed itor ia l

Da haben wir in ein Wespennest gestochen: Obwohl die VDE-Initiative zur Nor-mung von Smart-City-Technik aus Ingenieurssicht nachvollziehbar scheint, spürten wir im Gespräch auf kommunaler Ebene doch Vorbehalte gegen das oftmals als zu forsch empfundene Auftreten der Technik-Anbieter. Ein Grund, den Deutschen Städtetag um ein Gespräch zu bitten. Das Interview mit Hilmar von Lojewski (S. 16) kam nur wenige Wochen nach Erscheinen des Difu-Berichts zustande, in dessen Editorial ebenfalls dagegen gewettert wird, dass global tätige Konzerne „mehr oder weniger unverblümt“ ihre Interessen verfolgen.

Aber trotz deutlicher Worte: Wo technische Notwendigkeiten angesprochen sind,

etwa in Sachen Vernetzung oder Schnittstellen, gebe es kein Unbehagen. Den Kom-munen geht es vielmehr darum, dass nicht alles was technisch machbar ist auch tat-sächlich gemacht wird.

„Wir haben verstanden“ signalisiert unser Fachautor aus gutem Hause – immerhin

die Software-Tochter des Weltkonzerns Bosch – in seinem Beitrag auf S. 20 – ohne dass wir ihn je auf die Debatte angesprochen hätten. Solche Sensibilität und sein Plädo-yer für das Ausbrechen aus Denk-Silos macht Hoffnung, dass Technik-Anbieter und Kommunen doch zusammenfinden, zum Segen für die Entwicklung unserer Städte.

Viel Spaß bei der Lektüre

Kampf der Systeme

ed itor ia l

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ausgewählte ViP-Partnerbegleiten und unterstützen

das neue fachmagazin.

Dr. Karlhorst Klotz, Chefredakteur, [email protected]

PS: Derzeit arbeiten wir am Kombi-Kompendium von Energy 2.0 mit Urban 2.0,

das im Dezember das Licht der Welt erblickt. Sie sind nicht dabei? Dann spre-chen Sie uns an! Als Fachmagazin erscheint Urban 2.0 erst wieder 2015. Aktuelle News finden Sie in der Zwischenzeit auf www.facebook.de/urban20.net

Rätselhafte ORte – endstatIOn GeIsteRbahnhOf

Beim „rätselhaften Ort“ der Ausgabe 2.2014 handelte es sich um den Bahnhof Olym-piastadion in München, bekannt durch Dominik Grafs Film „München – Geheimnisse einer Stadt“ und Mode-Shootings, wie Robert Klarner (DLR) bemerkte – wir gratulieren.

Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

SmartStruxure Lite - Antworten auf die speziellen Anforderungen von kleinen und mittleren GebäudenSmartStruxure Lite kombiniert gewerkeübergreifende Regelungs- und Steuerungs technik mit Energiemanagementlösungen und bietet dank seiner Wahlmöglichkeiten zwischen kabelgebundener oder wireless Kommunikation optimale Voraussetzungen für Neubauten oder Retrofit. Dabei kann das System sowohl als Standalone-Lösung, wie auch als integraler Bestandteil der umfang-reichen Gebäudemanagementlösung SmartStruxure Solution eingesetzt werden.

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Trinkwasser im meer speichern

Kaum eine Ressource ist für die Menschheit so lebenswichtig wie Trinkwasser. Ein visionäres Design-Konzept zeigt, wie es sich in großen Mengen speichern und transportieren lässt.

TexT: Holger R. Dörre B ilder: Julian Ogiwara, Eric Párry Studio (Singapur) www.urban20.net/PDF/73672U20

8 Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

Frischwasser-SpeicherparkWeil Süßwasser leichter als

Salzwasser ist, lässt es sich in

Ballon-artigen, flexiblen Wasser-

tanks aus einer dehnbaren

Hightech-Membran unter der

Meeresoberfläche sammeln. Eine

Konstruktion aus nichtrosten-

dem Material hält die Tanks mit

Gewichtsankern am Meeresboden

fest – solange das Trinkwasser

nicht anderswo benötigt wird.

Denn jeder Tank kann von seiner

Basis und aus dem Gesamtverbund

gelöst und mit Booten an beliebige

Orte gezogen werden, wo ein

Ableitungssystem das Süßwasser

ins Versorgungsnetz einspeist.

Windturbinen oder Solareinheiten

liefern die Energie für die Pumpen

und die Gesamtsteuerung des

Frischwasser-Speicherparks.

Im Vergleich zu Entsalzungs- oder

Osmoseanlagen zur Frischwasser-

gewinnung, die dem Wasser

auch die natürlichen Bestand-

teile entziehen, ist diese Art der

Speicherung von frischem und

natürlichem Oberflächenwasser

in flexiblen Tanks kostengünstig

und energetisch ausgewogen. Das

Konzept erhält Ende September in

Singapur den Reddot Design Award

Honorable Mention 2014.

Vorb i ldl ich | AuftAkt

9urban 2 .0 | A u s g a be 3 .20 14

Informations- und Kommunikations-technologien (IKT) haben für den Unter-nehmenserfolg von kom-munalen Unternehmen ei-ne wachsende Bedeutung. Das zeigt eine Umfrage des Verbands kommuna-ler Unternehmen (VKU) unter 232 Mitgliedsunter-nehmen. Einsatz gebiete für IKT-Systeme seien vor allem Vertrieb und Kun-denmanagement (78 %), Netz betrieb (63 %) und Logistik (38 %). In der Energie- und Wasserwirt-schaft geben 46 % der Be-fragten an, sie bei den Pro-zessen der Energieerzeu-gung und -gewinnung zu nutzen. Jedes dritte der befragten Stadt-werke beschäftige sich mit Smart-Ho-me-Dienstleistungen (26 %) oder 7 % biete Produkte an. Neben den großen Energiekonzernen seien in diesem Markt jedoch auch zahlreiche Telekommunika-

tionsunternehmen mit neuen Dienstleis-tungen aktiv.

Rund ein Drittel der befragten Un-ternehmen verfügt über eigene IKT-Ab-teilungen, vergibt Aufträge an IT-Töchter oder kooperiert mit kommunalen Unter-nehmen. Ein Drittel arbeitet mit externen Partnern aus der IT-Branche zusammen.

MarktBlickAktuelles zu nachhaltiger Infrastruktur und Stadtentwicklung

Gründach-StrateGieDie Stadt Hamburg will sich mit einer „Grün-dach-Strategie“ an den Klimawandel anpas-sen. Gefördert wird das Pilotprojekt vom BMUB im Rahmen des Programms „Maßnah-men zur Anpassung an den Klimawandel“.

Umfrage zur Kommunalwirtschaft: Interne Einsatzgebiete

für IKT-Systeme bei kommunalen Unternehmen

Smarte Technologien für kommunen

karriereticker: köpfe aus der Branche

citynext wächStDer Automatisierungsspezialist copa-data kooperiert mit der Microsoft-Plattform City-Next, die weltweit über 170 Partner hat. Die Initiative soll Regierungen, Unternehmen und Bürger dabei unterstützen, zukunftsweisende Lösungen für ihre Städte zu finden.

Stadt alS Speicher„Stadt als Speicher“ wurde kürzlich als Ener-giewende-Projekt von der Stadt herten, den hertener Stadtwerken, den Stadtwerken wunsiedel und Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft gestartet. Erforscht werden soll, wie Energieerzeugung, Lastenverteilung und Verbraucher aufeinander einwirken.

enerGie aUS aBwaSSerIm häuslichen Abwasser enthaltene Fäkalien können zur Biogaserzeugung genutzt werden. Das alternative Abwasserkonzept stellt die Bine-Projektinfo „Energie aus Abwasser ver-sorgt Stadtquartier“ (09/2014) für das neue Stadtviertel Jenfelder Au in Hamburg vor.

Jan-Christoph Maiwaldt (53) ist seit September Vorstandsvorsitzender von Kalorimeta und Urbana +++ Bei Schüco International hat Dr. Hinrich Mähl-mann die Rolle des persönlich haftenden Gesellschafters an Andreas Engelhardt übergeben +++ Sabine Nallinger hat zum 1. September 2014 das Vorstandsamt der Stiftung 2° übernommen, in der sich Deutsche Unternehmer für die Begren-zung der globalen Erwärmung auf durch-schnittlich 2 °C einsetzen.

Neuer Urbana-Vorstandsvorsitzender:

Jan-Christoph Maiwaldt

Quell

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enerGie-eiGenprodUktionStudenten vom Hasso-Plattner-Institut (hpi) haben das Softwaresystem ecoControl für Mehrfamilienhäuser entwickelt, das die effi-zientere Eigenproduktion von Strom und Wär-me unterstützt.

internationale aBfallStröMeEin Kartendienst des Umweltbundesamtes (UBa) unter http://gis.uba.de/website/apps/abf visualisiert raumbezogene Daten zum Ab-fall aufkommen und zur Abfallverbringung von und nach Deutschland.

10 Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

aUfta kt | News News | aUftakt

Urban 2.0 lädt beim VDE-Kongress „Smart Cities“ in Frankfurt am 21. Oktober 2014 von 10 bis 12 Uhr und 14 bis

15 Uhr VIP-Gäste zum Gespräch auf seine Rote Couch: Rede und Antwort stehen dort unter anderem Prof. Pe-ter Birkner (Vorstand Mainova), Dr. Jörg Ritter (Vorstand BTC), Michael Rohde, Geschäftsführer Maschinen-fabrik Reinhausen, Prof. Jochen Kreusel (Leiter Konzernprogramm Smart Grids ABB) und Michael Jungnitsch (Geschäftsführer VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut).

In einer Initiative der Hochschule Augsburg, der Stadt Kö-nigsbrunn und der Lechwerke wird ein Energie-Plus-Haus in Königsbrunn bei Augsburg gebaut. Das „Visioneum Energie+“ soll effiziente Energienutzung und innovative Mobilität verbin-den. Zur Energieversorgung dient Photovoltaik mit Batterie-speicheranlagen, zur Wärmeversorgung eine Wärmepumpe mit einem Eisspeicher.

Energiehaus von morgen

Nachhaltige Gebäude der ZukunftMit dem Projekt Nest (Next Evolution in Sustainable Buil-

ding Technologies) will die Schweizer Empa untersuchen, wie Gebäude der Zukunft sich energie- und ressourcenschonender gestalten lassen. Einzigartig am Projekt sei das Energiekonzept: Ein Energy Hub lie-fert und „recycelt“ Energie, indem er aus Abwärme heißes Wasser gewinnt, aus überschüssigem Strom Wasser-stoff oder im Sommer kaltes Wasser zur Kühlung nutzt. Weiterhin soll er auch Energie speichern können etwa mit Erdsonden oder Batterien.

Rote Couch: VIP-Talks zu

Themen, die bewegen

VDE-Kongress „Smart Cities“

Quell

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In Planung: Das Nest-

Gebäude der Empa

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Urban 2 .0 | A u s g a be 3 .2014

N e w s | AUftAkt

Wem gehört die Smart City?Smarte städtische Infrastrukturen können Effizienzvorteile bringen, doch in den Kom-munen regt sich Unbehagen, wenn die Tech-nik Lösungen diktiert. Die Städte sehen die Aktivitäten der Technik- Anbieter kritisch.

Konflikt um Smart City: Tech-

nik-getriebene Aktivitäten werden

der Realität möglicherweise nicht

gerecht

TexT: Dr. Karlhorst Klotz, Urban 2.0 Bilder: cisale/iStockphoto, Difu, BBR

www.urban20.net/PDF/79796U20

12 Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

Stadt plan Un g & Stad tentwic k lUng | Sm Art C i t i e S

Wer steht denn eigentlich hinter der Begeisterung für Smart Cities, die viele Diskussionen um die Entwicklung von Städten heute prägt? Was ist eigentlich eine Smart City? Und in welchen Bah-nen soll Entwicklung dahin verlaufen? „Bislang scheinen große Konzerne die Deutungshoheit zu haben“, stellt Prof. Harald Herrmann, Direktor des Bun-desinstituts für Bau-, Stadt- und Raum-forschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) jüngst in einer Broschüre [1] zu diesem Thema fest. Zu den Motiven der Kon-zerne hat er auch eine Vermutung: „Sie ringen um Marktanteile auf diesem viel-versprechenden, aber noch jungen glo-balen Markt.“

Das hat bereits so viele Projekte und Technologien hervorgebracht, dass die Zeit gekommen scheint, Ordnung in den anschwellenden Markt der Produk-te zu bringen, da die Vielzahl von nicht

miteinander kompatiblen Lösungen die Begeisterung potenzieller Kunden zu ab-zukühlen droht. Der VDE hat daher im April eine Normungs-Roadmap vorge-stellt, die eine Übersicht über acht rele-vante Themenbereiche gibt:

– Gebäude und bauliche Infrastruk-turen

– Sicherheit und Schutz – Mobilität – Energie – Information und Kommunikation

(IKT) – Urbane Prozesse und Organisation – Produktion – Logistik

Als wäre das nicht schon ambitioniert genug, existieren noch Schnittstellen zu Themen wie Ambient Assisted Living (AAL), Elektromobilität, E-Energy/Smart Grids, Smart Home sowie Smart Building, Industrie 4.0 sowie IT-Sicher-heit. Mehr als 20 Normungsgremien bei

Smart C i t i eS | Stadtplanung & Stadtentwicklung

13urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Instituts für Urbanistik (Difu) schon zwei Monate später [2]. Difu-Experte Jens Libbe vermutet: „Hier werden mehr oder weniger unverblümt Interessen global tätiger Konzerne ver-folgt.“ Auf die Frage nach der Begründung für diese Aktivitä-ten werde vonseiten der treibenden Akteure auf internationale Bemühungen zur Normenharmonisierung verwiesen – ein Ar-gument, das man auch beim Deutschen Städtetag nicht gelten lässt (siehe Interview mit dem Beigeordneten des Deutschen Städtetags Hilmar von Lojewski auf Seite 16).

Machbarkeit versus Notwendigkeit

„Die angestrebte Normungs-Roadmap ist auf die Machbar-keit von Technologien ausgerichtet. Städte werden dabei allein als Marktplatz der Technologieanwendung begriffen“, klagt das Difu und stellt „abgesehen von der inhaltlich einseitigen Aus-richtung dieser Aktivitäten“ auch deren Legitimation infrage. Zwar wurden verschiedene „Akteursgruppen“ eingeladen, am Prozess mitzuwirken, doch fehle einer solchen „Governance“ die demokratische Bindung. „Die Intention der Implementie-rung scheinbar freiwilliger Standards droht dabei letztlich die Interessen der in den Städten lebenden Menschen zu verfehlen, zumal die breite Öffentlichkeit über diese Aktivitäten kaum Bescheid weiß.“ Kein Wunder, dass der Difu-Bericht in seinem „Standpunkt“ zu dem Schluss kommt, dass in Deutschland die kommunalen Spitzenverbände und nicht zuletzt der Deutsche Städtetag „vor dem Hintergrund der skizzierten wirtschafts-politischen Interessen“ den Begriff „Smart City“ als Leitbegriff kritisch sehen.

Doch trotz aller Vorbehalte stehen die Zeichen nicht auf reine Konfrontation. „Kommunalpolitik hat die Aufgabe, die Technologien in das Planungshandeln zu integrieren und sie für eine nachhaltige Stadtentwicklung zu nutzen“, heißt es beim BBSR. „Dafür gilt es vor allem, die Kraft des privaten Sektors bei der Erneuerung der Infrastruktur und der Anwen-

„Hier werden mehr oder weniger unverblümt Interessen global tätiger Konzerne verfolgt.“ Jens Libbe, Deutsches Institut für Urbanistik (Difu)

VDE, DKE und DIN sind somit zuständig und sollen existie-rende Initiativen, Projekte, Modellregionen und Studien mit Blick auf ihre Normungsrelevanz auswerten.

Solche Technik-getriebenen Aktivitäten schrecken jedoch die Betroffenen auf: „Problematisch sind die Bemühungen na-tionaler Normungsorganisationen zur Durchsetzung von Stan-dards der Smart City“, heißt es in den Berichten des Deutschen

Stadt p lan un g & Stad tentwic k lung | Sm art C i t i e S

14 ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Was ist eine smart City?

Eine allgemein anerkannte Definition gibt es nicht, aber Difu-Wis-senschaftler Jens Libbe hat den Begriff so eingegrenzt [2]: „Die Smart City ist eine Stadt, in der durch den Einsatz innovativer (vor allem IuK-)Technologien intelligente Lösungen für ganz unterschiedliche Bereiche der Stadtentwicklung (Infrastruktur, Gebäude, Mobilität, Dienstleistungen oder Sicherheit) erzielt werden.“ Weiterhin führt er aus: „In infrastruktureller Hinsicht geht es dabei um die intelligente Vernetzung innerhalb eines Sektors (zum Beispiel die Kombination verschiedener Anlagen zur Nut-zung erneuerbarer Energien) oder auch zwischen Sektoren (zum Beispiel Fahrzeugbatterien als Energiespeicher). Die Lösungen zielen ganz allgemein auf die Steigerung der Energie- und Res-sourceneffizienz, auf die Erhöhung der wirtschaftlichen Wettbe-werbsfähigkeit sowie auf die Steigerung der Lebensqualität der Stadtbewohner ab. Insofern umfasst die Smart City nahezu alle städtischen Lebensbereiche.“Die Deutsche Normungs-Roadmap Smart City [3] des VDE ver-sucht es dagegen so: „Smart City bezeichnet einen Siedlungs-raum, in dem systemisch (ökologisch, sozial und ökonomisch) nachhaltige Produkte, Dienstleistungen, Technologien, Prozesse und Infrastrukturen eingesetzt werden, in der Regel unterstützt durch hochintegrierte und vernetzte Informations- und Kommu-nikationstechnologien“. Das sei „bewusst allgemein und umfas-send formuliert, um der derzeitigen Dynamik des Themas Rech-nung tragen zu können“.

dung vernetzter Technologien zu nutzen und in Kooperatio-nen einzubinden.“ ☐

Weitere Informationen

[1] Dr. Peter Jakubowski: Auf dem Weg zu Smart Cities, Bun-desinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR), Juni 2014, www.bbsr.bund, Direktlink: http://goo.gl/H4mGBl

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[2] Jens Libbe: Smart City: Herausforderung für die Stadt-entwicklung. In: Difu-Berichte 2/2014, S. 2-3, Juni 2014, www.difu.de, Direktlink: http://goo.gl/6UQ4Km

[3] VDE [Hrsg.]: Deutsche Normungs-Roadmap Smart City, VDE Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informations-technik e.V. als Träger der DKE Deutsche Kommission Elekt-rotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE, Juni 2014. www.dke.de, Direktlink: http://goo.gl/f1H9D8

„Bislang scheinen große Konzerne die Deutungshoheit zu haben"

Prof. Harald Herrmann, Direktor des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)


„Smart City definiert sich überall anders“Unternehmen bieten Kommunen smarte technische Lösungen an – und stoßen dabei nicht immer auf Gegenliebe. Warum das so ist, diskutierte Urban 2.0 mit Hilmar von Lojewski.

Hilmar von Lojewski, Beigeordneter des Deutschen

Städtetags für Stadtentwicklung, Bauen, Wohnen

und Verkehr

Urban 2.0: Herr von Lojewski, was stört Sie an Smart Cities?Hilmar von Lojewski: Wir ha-ben den Eindruck, dass eini-ge Akteure aus der Industrie auf der europäischen Ebene versuchen, mit diesem The-ma einen Alleinvertretungs-anspruch zu verbinden. Wir brauchen Smartness in der Stadtentwicklung, aber bitte immer unter dem Schirm der integrierten Stadtentwick-lungspolitik.

Warum pochen Sie so darauf?Wohin es in der Stadtentwick-lung geht, ist ein umfassender und komplexer Aushand-lungsprozess unter Beteili-gung aller Akteure vor Ort. Unser Eindruck ist, dass da einige Industrieanbieter ein Paket schnüren und es den Städten als Fertiglösung für Quartiere oder zur Stadtent-wicklung verkaufen wollen, statt auf die sehr differenzier-ten Bedürfnisse in Quartieren und Städten einzugehen. Die sogenannten „smarten Lösun-gen“ müssen den Nutzern und örtlichen Zielsetzungen die-nen und nicht nur umgesetzt werden, weil sie technisch machbar sind.

Was ist „smart“ in diesem Zu-sammenhang? Unsere Einschätzung deckt sich mit der des Deut-

Im Urban 2.0-Gespräch: Hilmar von Lojewski, Deutscher Städtetag bIlder: Deutscher Städtetag www.urban20.net/PDF/79825U20

schen Instituts für Urbanistik. Ich persönlich unterscheide eine „harte“ technische Smart-ness, die durch die Verknüp-fung mit Software entsteht, zum Beispiel beim Smart Grid oder in der Erzeugung und Verteilung, aber auch bei in-telligenter und intermodaler Mobilität. Eine andere Form entsteht durch die Beteiligung der Bevölkerung, der Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft, Industrie, Stadtgesellschaft und Politik im Steuer- und Umsetzungsprozess der plane-rischen Ziele. Eine dritte Form von Smartness hat mit der in-telligenten Aufbereitung von

Daten zu tun, so dass daraus neue Anwendungen entstehen.

Immerhin zwei Bereiche, in denen Technik helfen kann.Dabei müssen aber die techni-schen Lösungen so aufeinan-der abgestimmt werden, dass das Beste für die Städte und ihre Bewohner herauskommt. Und da sind alle gut beraten, Smart Cities so grundsätzlich zu denken, dass von vornhe-rein eine Anpassungs- und Einpassungsfähigkeit in Kon-zepte der integrierten Stadt-entwicklung gegeben ist. Anbieter sollten nicht mit hermetisch abgeschlossenen

Technologiepaketen an die Städte herantreten. Wichtig ist ein modularer und sehr fle-xibler Ansatz. Technologien, die smart sein wollen, müssen reversibel, korrigierbar, neu justierbar und sozial verträg-lich sein.

Hat Ihre Kritik an Technolo-giepaketen damit zu tun, dass die Produkte noch relativ neu sind und die Auswahl daher zu klein?Die technologischen Bestand-teile von Smart-Cities-Pake-ten sind ja alle nicht unbe-kannt. Vom Smart Metering zum Smart Grid, Energie-erzeugung, Energieverteilung, Nutzen von Synergien durch Kopplung von Wärmeströmen möglichst in räumlicher Nähe und so weiter – das ist doch alles nicht so ungewöhnlich. Das Interessante ist, das so zusammenzuschalten, dass es einen Mehrwert gibt, eine po-sitive Bilanz. Um tatsächlich intelligente, anpassungsfähi-ge, selbstkorrigierende Sys-teme zu bekommen, braucht man eine Menge Steuerungs-technik. Aber allein wenn man Niedrigenergiehäuser anschaut, kann man schon misstrauisch werden: Ich ha-be noch keines gesehen, wo die rechnerische Bilanzierung in der Praxis erreicht worden wäre. Das Versprechen eines

16 Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

Stadt plan Un g & Stad tentwic k lUng | Sm Art C i t i e S

ist ein Oberthema für viele Städte, die sich fit für die Zu-kunft machen wollen, ohne unbedingt allein auf techno-logische Lösungen zu setzen. „Smart City“ ist ein wichtiger Baustein in der integrierten Stadtentwicklung, aber eben nur ein Baustein, der immer nur Bestandteil einer integ-rierten Stadtentwicklungspo-litik sein kann, sie aber nie ersetzen kann.

Die Zukunftsfähigkeit von Städten sollen oft Schlagworte beschreiben wie smart, nach-haltig oder resilient. Sind das konkurrierende Begriffe?

wirtschaftlichen Nutzen in den Städten oder für die Volkswirtschaft insgesamt ge-nerieren. Natürlich muss es da etwa in Bezug auf den Daten-schutz und die ethische Ver-wendung der Daten Leitplan-ken geben, innerhalb der sich dann Fantasie und Kreativität entwickeln können.

Was halten Sie von Standards und Normen für Smart Cities?Auf technischer Ebene ist das sinnvoll, aber eine Norm, die vorgibt, was eine Smart City leisten muss, bringt uns nicht weiter. Hemmnisse im inter-nationalen Wettbewerb besei-tigen oder eine Übertragbar-keit technischer Lösungen und Neuerungen in andere Länder sicherzustellen, das kriegen wir auch über die Normung auf technischer Ebene hin, dafür müssen wir nicht die Smartness der Städte normen. Smart City definiert sich an jedem Ort, in jedem Quartier anders, weil wir unterschiedli-che Bedürfnisse, unterschied-liche Ausgangsbedingungen, unterschiedliche Betriebsrah-menbedingungen haben. Und die Definition, was Smart City am jeweiligen Ort bedeutet, müssen die jeweiligen Städte leisten, gerne auch mit Unter-stützung der Anbieter und der Industrie, aber mit einem sehr flexiblen Korb an technischen Lösungen, die immer wieder auch neu zusammengestellt werden müssen.

Ist denn „Smart City“ nur ein Thema für Großstädte?„Wir wollen smarter werden“

Effizienzgewinns der Indust-rie durch „smarte Lösungen“ ist in der Realität oftmals lei-der nicht nachweisbar.

Woran liegt das?Man muss das Verhalten der Menschen stärker betrach-ten, die nun mal Fenster auf-machen, Türen offen lassen, Heizungen hochstellen. Wenn eine Steuerung da dagegen ar-beitet, ergibt das keine smarte Lösung. Wir müssen die hu-manen Dimensionen da ein-fach mitdenken einschließlich ihrer Fehlerhaftigkeit. Und beispielsweise für Maßnah-men der Energieeffizienz in der Altbausanierung und auch beim Neubau müsste viel Geld für Herstellung sowie Betrieb und Entsorgung der Däm-mung oder der intelligenten Systeme mit angesetzt werden, das oft nicht mit eingerechnet wird.

Sehen Sie in der Smartness, die auf die Analyse großer Datenmengen setzt, eher eine Chance oder eine Gefahr?Spannende Frage. Unsere größte Mitgliedsstadt Ber-lin geht da einen guten Weg, indem sie alle Geodaten auf der Basis eines Nutzungs-vertrages entgeltfrei zur Ver-fügung stellt, egal ob das demographische Szenarien, Fahrplan-Apps, Bevölke-rungs-Apps, Einkaufs-Apps oder andere Anwendungen sind. Wir sind gut beraten, diese Daten in den Städten freizustellen und darauf zu vertrauen, dass die Folge-anwendung auch einen volks-

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Das sind Begriffe, die unter-schiedliche Aspekte ausdrü-cken. Wir nehmen zu den Be-griffen Smart City und Resili-enz demnächst in einem Po-sitionspapier zur integrierten Stadtentwicklung Stellung. Bei der Resilienz geht es darum, auf unvorhersehbare natürli-che wie künstliche Ereignisse flexibel zu reagieren und in einen stabilen Grundzustand zurückzukehren. Insoweit widerspricht der Ansatz des Unplanmäßigen dem Steue-rungsanspruch der Smart City.

Das Gespräch führte Dr. Karl-horst Klotz, Urban 2.0. ☐


urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Von Morgenstadt bis Zukunftsstadt

„Morgenstadt“ ist eine Initiative der Fraunhofer-Gesell-schaft. Eines der prominentesten Projekte, „Morgenstadt Ci-ty Insights“ (MCI), geht gerade in die zweite Phase. Es bringt Fraunhofer-Institute mit Industriepartner in Konsortien zu-sammen, die Städte bei der Lösung konkreter Fragestellungen unterstützen. Hinter dem Begriff „Zukunftsstadt“ steht dagegen ein ganzheitlicher Ansatz, der gleich von vier Bundesministeri-en (für Forschung, Wirtschaft, Umwelt/Bauen sowie Verkehr/Infrastruktur) getragen wird. „Das ist in dieser Breite schon fast so etwas wie eine Initiative der Bundesregierung und damit et-was Einzigartiges“, freut sich Dr. Eckhart Hertzsch vom Fraun-hofer-IBP (Institut für Bauphysik) in Berlin, der die NPZ-Ge-schäftsstelle leitet. „Es gibt einen Lenkungskreis mit Vertretern von Ministerien, einen Stake holder-Kreis und rund 100 von den Ministerien ausgesuchte Experten aus Wirtschaft, Politik, Wissenschaft, von NGOs und Kommunen“, erläutert er. „Die Geschäftsstelle wird getragen vom Deutschen Institut für Urba-nistik und zwei Fraunhofer-Instituten IAO (Institut für Arbeits-wirtschaft und Organisation) sowie IBP.

Die Experten haben in den vergangenen zwei Jahren 80 bis 100 Steckbriefe erstellt, aus denen die strategischen Leitthe-men entwickelt wurden. „Jetzt gehen wir in den Endspurt und entwickeln eine Roadmap, die sich auf die nächsten fünf Jah-re bezieht“, kündigt Dr. Hertzsch an. „Wir formulieren für ein Dutzend große Ziele Maßnahmen, die erforderlich sind, und beschreiben, welche Akteure zusammenkommen sollten. Das ist letztlich eine Forschungs- und Innovationsagenda, die die

Alles Smart City oder was? Immer mehr Buzzwords bevölkern den Wortschatz der Experten. Hier einige Hintergründe zum Kongress der „Nationalen Plattform Zukunftsstadt“ (NPZ).

übergeordneten Ziele und Maßnahmen benennt.“ Die zeitliche Orientierung ist dabei sehr langfristig, aber die nächsten fünf Jahre werden detailliert betrachtet.

Am 30. September wird bei der Konferenz ein Zwischen-stand präsentiert und mit einer breiteren Fachöffentlichkeit in zwei Workshop-Blöcken diskutiert. Eine wichtige Rolle wird ab da der Begriff „Reallabor“ spielen, ist sich Dr. Hertzsch jetzt schon sicher. „Man beginnt in einem überschaubaren Maß-stab, also etwa auf Ebene eines Quartiers oder Stadtteils, um zu testen, ob solche Lösungen in einem großen Maßstab wie der ganzen Stadt durchführbar sind.“ Als Beispiel führt er Sanie-rungskonzepte an, die sich verändern können, wenn man in ei-nem Quartiersmaßstab denkt: Der Wärmeüberschuss an einer Stelle, etwa von Kaufhäusern, bei denen im Gebäudeinneren aufgrund ihrer Beleuchtung, anderer Stromfresser und der vie-len anwesenden Menschen oft schon ab einer Außentemperatur von sechs bis acht Grad Celsius Kühlbedarf herrscht, lässt sich prima zum Heizen in nahegelegenen Wohnblocks nutzen.

Überhaupt das Plusenergiehaus: Wenn Häuser Energie produzieren, statt sie zu verbrauchen, werden sie zum „Game Changer“. „Die Frage ist, wie die Infrastruktur damit umgeht“, bohrt der NPZ-Leiter, der sich mit Sanierungen schon an der Universität Melbourne seine Sporen verdient hat. Man dürfe daher nicht mehr in Sektoren denken. Andere Felder für solch „vernetztes Denken“ sind der elektrische Lastenausgleich, Ener-giemanagementsysteme, ressourcenschonende Sanierung oder Gebäude- und technische Infrastruktur.

Technologien durch Weiterentwicklung wirtschaftlicher machen ist eine wichtige Aufgabe der NPZ: Als Beispiel nennt Dr. Hertzsch Dämmsysteme mit integrierten Schächten. Indem man sie von innen anbohrt, lassen sich konventionelle Wohn-häuser ohne Rohrleitungssysteme auf Passivhausstandard brin-gen. „Von solchen intelligenten Systemen brauchen wir mehr“, sagt der gelernte Schreiner und studierte Architekt, der über Fassaden promoviert hat. „Die Fassade kann Warmwasser und Strom erzeugen, also auch zum Lastmanagement innerhalb ei-nes Stadtteils beitragen. Das erspart eventuell Sanierung an an-deren Gebäuden, weil sie CO2-neutral mitversorgt werden.“ ☐

TexT: Dr. Karlhorst Klotz, Urban 2.0 www.urban20.net/PDF/71010U20

NPZ-KoNgress

Die Nationale Plattform Zukunftsstadt (NPZ) diskutiert auf ihrer Fachkonferenz am 30. September 2014 in den Räumlichkeiten des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruk tur (BMVI) in Berlin ihre Ideen für die nachhaltige Stadt der Zukunft. Gemeinsam mit den Teilnehmern sollen die Ergebnisse der vier Arbeitskreise „Energie- und Ressourceneffizienz“, „Klima-anpassung und Resilienz“, „Transformationsmanagement und Governance“ sowie „Systemforschung“ in Workshops weiter-entwickelt werden.www.nationale-plattform-zukunftsstadt.de

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Smarte Strategie: Raus aus den Silos!

Städte hatten schon immer eine be-sondere Anziehungskraft auf die Men-schen. Doch das Leben auf engstem Raum hat sich in den Jahrhunderten geändert. Wurde im Mittelalter die Stadt noch durch eine durchgängige Stadt-mauer begrenzt, wachsen die Städte heu-te nahezu ins Unermessliche. 1950 war

Die Städte wachsen und es stellt sich die Frage: Wie können die Bedürfnisse der Bürger auch weiterhin befriedigt werden? „Smart City“ lautet die Verheißung. Doch das ist kein Patentrezept, sondern verlangt von Städten und Technologie anbietern viel Strategiearbeit und neue Denkweisen.

New York die einzige Stadt der Welt mit einer Einwohnerzahl von über zehn Mil-lionen, 60 Jahre später hat sich die Zahl drastisch erhöht. Heute haben mehr als 25 Städte diese Einwohnerzahl locker erreicht und sogar vervielfacht. Extrem-beispiele wie Tokio oder Jakarta zeigen, dass diese Tendenz sogar noch steigend

TexT: Didier Manning, Bosch Software Innovations Bilder: zonadearte/iStockphoto, Bosch SI www.urban20.net/PDF/69674U20

ist. In der Folge lebt mittlerweile ein höherer Anteil der Weltbevölkerung in Städten als auf dem Land.

Forschungsergebnisse belegen, dass die Städte zwar nur etwa zwei Prozent der Erdoberfläche einnehmen, aber rund drei Viertel aller Ressourcen verbrau-

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Angst vor Machtverlust und davor, die Daseinsberechtigung zu verlieren.

Doch die Stadt der Zukunft wird nur funktionieren, wenn dieses Denken durchbrochen wird und die Durchlässigkeit zwischen den einzelnen Handlungsfeldern erhöht wird. Um Schnittstellen zu schaffen und zu nutzen ist es darum wichtig, dass Gewerke untereinander und mit ihrer Umwelt kommunizieren und agieren. Dann kann eine Stadt zur „Smart City“ werden. An solchen Modellen für die Stadt der Zukunft arbeitet Bosch Software Innovations gemeinsam mit dem Stadtstaat Monaco. Schwerpunkte liegen dabei unter anderem auf der urbanen Mobilität.

Enge Straßen

Beispielsweise im Bereich der Müllentsorgung. Da die monegassischen Straßen sehr eng sind und ein Lkw den Verkehrsfluss stark behindert, ist es für die Stadt extrem wichtig, dass die Müllabfuhr zügig ihre Dienste verrichtet. Gleichzeitig sind die Geschäftsbesitzer angewiesen, den Müll nicht zu früh an die Straße zu stellen, um das Stadtbild nicht zu verschandeln und den Gehweg nicht länger als nötig zu blockieren. Doch wie weiß der Geschäftsmann, wann der Müllwagen kommt und ob er ihn eventuell nicht schon verpasst hat? Durch die Vernetzung der Müllwagen konnten die Geschäftsbetreiber mit Hilfe einer App den Standort der Lkw verfolgen und den Müll pünktlich an die Straße stellen.

chen. Sie erzeugen Milliarden Tonnen von Müll, Abwasser und Treibhaus gasen. Die Frage ist also: Wie lange können diese Städte wachsen und wo liegt die Grenze für eine funktionierende Stadt? Wie schafft es die Stadt der Zukunft die Bedürfnisse seiner Bürger zu befriedigen?

Handlungsfelder

Eine Stadt lässt dabei grob in fünf Handlungsfelder einteilen: Mobilität, Energie, Kommunikation, Sicherheit und Bürgerbeteiligung. Schon heute sind die Handlungsfelder in jeder Stadt vorhanden, doch häufig arbeiten die einzelnen Bereiche isoliert voneinander an der weiteren Entwicklung der Stadt. Diese sogenannten Silos sind oft über Jahrzehnte gewachsen und verfügen nur selten über Schnittstellen. Zu groß ist die

Vernetzt: Kommunikation ist das A und O

in der Stadt der Zukunft.

Ein anderes Beispiel ist die Parkraumbewirtschaftung. Durch die Vernetzung der Parkhäuser und großen Parkplätze konnten die Verkehrsteilnehmer mit einer App sehen, wo es noch ausreichend freie Parkplätze gibt. Doch ist diese Information nicht nur für den Parkplatzsuchenden ein echter Gewinn. Würde man die Daten über längere Zeit beobachten und auswerten, könnten Stadtplaner besser entscheiden, wo ein Parkhaus benötigt wird oder ob bestimmte Verkehrsströme umgelenkt werden sollten. Ähnliches ist auch denkbar für Verkehrsampeln und inseln.

Verbesserte Steuerung

Auch wurde an der verbesserten Steuerung von Verkehrsströmen gearbeitet. Innerhalb des Bahnhofes wurden spezielle Kameras mit IVATechnik (Intelligent Video Analysis) installiert. Diese „intelligenten“ Kameras analysierten permanent das aufgenommene Videosignal und werteten somit die Anzahl der anwesenden Personen aus. Auf eine steigende Anzahl der Personen am Bahnhof, beispielsweise nach Ankunft eines Zuges, kann nun entsprechend reagiert werden. Menschentrauben an Fahrstühlen lassen sich so besser handhaben, da schneller erkannt wird, ob ein Fahrstuhl ausgefallen ist oder zu wenig Kapazität bietet. Dadurch wird der Fußgängerfluss innerhalb des Bahnhofs deutlich flüssiger. Nicht zuletzt kann so auch der Straßenverkehr rund um den Bahnhof aktiv gesteuert werden, so dass Staus oder Stoßzeiten verhindert werden können.

Smarty C i ty | Stadtplanung & Stadtentwicklung

21urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

gewonnen werden, wo sie erzeugt werden und nur dann weitergeleitet werden, wenn die dort befindliche Logik es zulässt. Der Nachteil besteht in dem Verlust der Flexibilität, wenn ein neues oder übergreifendes System eingesetzt werden soll.

Die andere Möglichkeit ist die zentrale Steuerung, bei der alle Daten an eine zentrale Plattform gesendet werden, die dann entscheidet, wo welche Daten benötigt werden. Die Wahrheit wird vermutlich irgendwo dazwischen liegen, denn die gezielte Anwendung und der KostenNutzenEffekt wird darüber entscheiden, was mehr Sinn ergibt – ein zentrales oder dezentrales System.

Doch all dies liegt noch in weiter Ferne, denn es fehlt in den meisten Fällen an einer strategischen Struktur. Was benötigt wird, ist eine Art Instanz, die als übergeordnete Rolle der Stadt der Zukunft eine Struktur gibt. Diese Denkweise ist bisher den meisten Städten fremd, doch will man seine Stadt bereit für die Smart City machen, ist Umdenken gefordert: Raus aus den Silos, rein in ein Netzwerk. ☐

Stadt als lebender Organismus

Das stellt auch die Entwickler und Hersteller von Technologien vor neue Herausforderungen. Hat es bisher in den meisten Fällen genügt, ein gutes Produkt zu liefern, so reicht das für die Stadt der Zukunft nicht mehr aus. Nehmen wir wieder das Beispiel Kameras: In der Vergangenheit war es den Herstellern von Kameras gleichgültig, was die Stadtväter damit vorhatten und was konkret diese Kamera leisten sollte. Heute ist die Technologie zur Lösung geworden und so wird neben einer hochentwickelten Kamera auch ein Geschäftsmodell erwartet, was im besten Fall genau auf den Kunden und dessen Bedürfnisse zuge

schnitten ist. Das bedeutet für die Unternehmen, dass sie enger mit den Kunden zusammenarbeiten und sich in seine Lage versetzen müssen. Die KundenLieferantenBeziehung wird sich also ändern.

Eine Herausforderung, die besonders die Software betrifft, ist die zeitgerechte Verarbeitung und Analyse der Daten. Mindestens 100.000 Events pro Sekunde müssen in einer Smart City verarbeitet werden. Grundsätzlich stehen zwei Ansätze zur Verfügung, wie die Stadt zu einer vernetzten Stadt werden kann: Die eine Möglichkeit sieht vor, dass die Gegenstände (Sensoren/Aktoren) mit einer lokalen Intelligenz ausgestattet werden. Das hat den Vorteil, dass die Daten dort

Stadt p lan un g & Stad tentwic k lung | Sm art y C i t y

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Didier Manning, Smart City

Manager bei Bosch Software

Innovations in Waiblingen

Bausteine: In einer Stadt müssen alle Hand-

lungsfelder ineinandergreifen, um einen attrak-

tiven Lebensraum zu schaffen.

Smart City monaCo

Im Juli 2012 schlossen Bosch und das Fürstentum Monaco eine Partnerschaft, die zur Verbesserung der Lebensqualität in urbanen Räumen und zur Förderung einer nach-haltigen Entwicklung beitragen sollte. Bosch Software Innovations arbeitete dafür in verschiedenen Bereichen mit den Stadtvätern zusammen. Heute gewinnt und verarbeitet die Bosch-City-Platform Daten aus bestehenden Syste-men sowie neu angeschlossenen Systemen. Dabei bleibt die bestehende Funktionalität unverändert und ein verbesserter Austausch der Daten nebst Departement-übergrei-fender Kommunikation ist gewährleistet. Der sichere und nahtlose Datenaustausch zwi-schen verschiedenen Departements ermöglicht Monaco nicht nur schnellere und bes-sere Entscheidungen sondern auch die Generierung neuer Services. Im konkreten Fall stehen die Verbesserung der Mobilität, die Steigerung der Sicherheit sowie der Lebensqualität in Monaco im Fokus. Eine App erlaubt ferner den bidirek-tionalen Austausch mit Bürgern und Besuchern der Stadt, die auf diese Weise in die Entwicklung mit einbezogen sind, so dass Kosten sinken und die Lebensqualität steigt.

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Gebäude mit Umgebung vernetzen

Sensoren dienen in der Gebäudeautomation als „Sinnesorgane“, die wichtige Daten liefern, um Heizung, Kühlung, Licht oder andere Gewerke in einem Gebäude intelligent zu steuern. Dadurch tragen sie wesentlich dazu bei, Energie einzusparen und gleichzeitig die Sicherheit sowie den Komfort für die Bewohner oder Büromitarbeiter zu verbessern. In den vergangenen Jahren haben sich hier zunehmend Funktechnologien durchgesetzt, die sich flexibel an Messpunkten platzieren lassen. Dadurch können genauere Daten für eine effizientere Automation gewonnen werden. Ein weiterer Effekt: Die „Intelligenz“ lässt sich vom Gebäude auf die Umgebung ausweiten.

Funkbasierte Sensoren lassen sich sehr viel flexibler platzieren als verdrahtete Lösungen. Damit schaffen sie die Voraussetzung dafür, automatisierte Gebäude mit ihrer Umgebung zu vernetzen. Ein unumgänglicher Schritt auf dem Weg zur Smart City.

Das gilt vor allem beim Einsatz batterieloser Funksensoren, die nach der Installation nicht gewartet werden müssen.

Batterielose Sensoren

Funkbasierte Sensoren erfassen unterschiedliche Daten wie Temperatur, Feuchte, Anwesenheit oder CO2, um Aktoren intelligent zu steuern. Die Vernetzung der Komponenten ist aufgrund der wegfallenden Verkabelung deutlich einfacher und günstiger. Damit lässt sich ein Gebäude schneller und häufig effizienter in ein „Smart Building“ verwandeln. Inno

Smarter: Energieautarke

Funk-Sensoren können nicht

nur Gebäude, sondern auch

deren Umgebung vernetzen.

TexT: Armin Anders, EnOcean Bilder: 4x6/iStockphoto, Veer.com www.urban20.net/PDF/79731U20

I T & K o mmun IKaT Io n | Fun kse n sore n

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Energieautarke Anwendungen

Auf Basis der batterielosen Funktechnologie gibt es inzwi-schen zahlreiche energieautarke Anwendungen. Dazu gehören batterielose Schalter, „intelligente“ Fenstergriffe, Temperatur-, Feuchte-, CO2- und Lichtsensoren oder auch Anwesenheits-melder und energieautarke Heizkörperstellventile.

Die Möglichkeiten des Energy Harvesting (Energieernte) stehen jedoch mit effizienteren Energiewandlern und besseren Energiespeichern erst am Anfang: Mit einer höheren Funk-reichweite lässt sich die Technologie auch für das Sammeln von Daten außerhalb von Gebäuden einsetzen.

Damit wird eine grundlegende Frage beim Aufbau intelli-genter Städte beantwortet: Wie lassen sich Millionen verteilter Sensoren mit Energie versorgen? Der batterielose Funk kann die Lücke schließen, die derzeit noch zwischen intelligenten Gebäuden und ihrer Außenwelt besteht.

Bewegung nutzen

In unserer mobilen Welt gibt es viel Bewegung, die derzeit noch ungenutzt ist. Vor allem der Verkehr in Städten kann hier als Energiequelle dienen. Batterielose Bewegungssensoren in Straßen und auf Parkplätzen können auf den Druck darüber-fahrender Fahrzeuge reagieren. Dadurch lässt sich beispiels-weise per Smartphone-App anzeigen, wo Parkplätze frei sind. Die zielgerichtete Parkplatzsuche würde den Verkehrsfluss in Städten erheblich verbessern und beispielsweise Pendlern ei-nen schnelleren Weg zur Arbeit ermöglichen. In Parkhäusern kann die funkbasierte Datenerfassung dazu dienen, die Belüf-tung je nach der tatsächlichen Belegung zu steuern und so zu-sätzlich Energie in Gebäuden einzusparen. Nach dem gleichen Prinzip liefern Sensoren Daten zum Straßenzustand oder zur aktuellen Verkehrsdichte, die eine optimierte und angepasste Ampelschaltung ermöglichen.

Batterielose Notfallknöpfe in und außerhalb von Gebäu-den können dabei unterstützen, schneller Hilfe zu rufen. Die Schalter nutzen die kinetische Energie des Tastendrucks, um ein Funksignal zu schicken. Der Funknotruf wird dann an ei-ne Zentralstelle oder auf das Smartphone einer zuständigen Person geschickt, die umgehend reagieren kann. Die energie-autarken Notfallschalter lassen sich flexibel anbringen und ga-rantieren einen dauerhaften Betrieb, da die für das Funksignal

vative Funklösungen arbeiten inzwischen batterielos und sind dadurch während ihres gesamten Lebenszyklus wartungsfrei. Einmal installiert, verrichten sie ihre Aufgabe, ohne dass ihnen die Energie ausgeht.

Das bringt besondere Vorteile mit sich: Gebäudebesitzer oder Systemintegratoren können Sensoren auch an schwer zugänglichen Stellen einplanen. Besonders bei umfangrei-chen Netzwerken oder weit verteilten Sensoren entfällt die unzumutbare Aufgabe des Batteriewechsels. Ein einfaches Re-chenbeispiel verdeutlicht das: In der Regel verfügt jedes Gerät, beispielsweise ein Heizkörperstellventil, über zwei Batterien mit einer Lebensdauer von zwei Jahren. Bei einer großen Ge-bäudeinstallation mit 10.000 funkbasierten Einheiten müsste der Facility Manager jeden Tag etwa 30 Batterien ersetzen und als Sondermüll entsorgen.

Umgebung als Stromquelle

Batterielose Funksensoren nutzen Licht, Bewegung oder Temperaturunterschiede in ihrer unmittelbaren Umgebung als Energiequelle. Dabei „ernten“ sogenannte Energiewandler kleinste Energiemengen für den Betrieb und die Funkkommu-nikation von Sensoren, Schaltern oder auch Aktoren. Für jede Art der Umgebungsenergie gibt es angepasste Wandler. Ein elektrodynamischer Energiegenerator gewinnt aus Bewegung Energie, beispielsweise durch das Drücken eines Schalters. Innenlicht lässt sich über Mini-Solarzellen bereits ab 100 Lux für elektrische Spannung nutzen. Die Königsdisziplin ist die Energieernte aus Temperaturdifferenzen. Hier kann die Kom-bination aus einem Thermowandler und einem Spannungsver-stärker bereits Temperaturunterschiede von zwei Grad Celsius in nutzbaren Strom umsetzen.

Zusätzlich verwendet die batterielose Technologie Module mit einem geringen Energiebedarf und führt alle Aktionen der Sensoren und Aktoren sehr schnell aus. Es sind immer nur die Baugruppen aktiv, die gerade für eine Messung oder die Daten-übertragung notwendig sind. Die Sendeleistung beträgt bis zu 10 mW. Dennoch hat die eingesetzte Funkübertragung nur einen Energiebedarf von etwa 50 µWs pro Einzeltelegramm. Das entspricht ungefähr dem Energieaufwand, der für das He-ben von einem Gramm Gewicht um 5 Millimeter erforderlich ist. Ein zusätzlicher Energiespeicher kann bei Bedarf für einen ausreichend großen Energievorrat sorgen, der auch tagelange Perioden mit fehlender Umgebungsenergie überbrückt.

Funksensoren | I T & Kom munIKaT Ion

25urban 2 .0 | A u s g a be 3 .20 14

notwendige Energie vom Menschen selbst unmittelbar über den Tastendruck erzeugt wird.

Alarmsysteme und Steuerung nach Wetterdaten

Funksensoren können zudem vorhandene Infrastrukturen wie beispielsweise Straßenbeleuchtung oder Verkehrsschilder nutzen. Hier besteht bereits ein umfangreiches Netz, das sich für die Erfassung verschiedenster Daten eignet. Solarbetriebene Sensoren, an oder nahe bei Straßenlaternen oder Schildern montiert, können sowohl die Verkehrsdichte als auch aktuelle Wetterdaten erfassen. Sie dienen dann als Basis für ein Alarmsystem, das vor Unfall, Stau oder Straßenglätte warnt. Ebenso können die Gebäude in der Umgebung die Wetterdaten auswerten, um die tatsächlich benötigte Energie für Heizung und Belüftung zu bestimmen.

Die Weiterentwicklung miniaturisierter Solarzellen rückt zukünftige Szenarien bereits in greifbare Nähe. Heute liegt die Obergrenze für einen einwandfreien Betrieb bei ungefähr 100 Lux mit 5 % Effizienz. Künftige Solarzellen basieren auf organischem Material oder Farbstoff und haben eine Effizienz von mehr als 10 % bei einer Lichtintensität von nur 10 Lux. Dadurch sind solarbetriebene Sensoren auch in dunklen Bereichen in oder zwischen Gebäuden möglich. Im freien Außenbereich herrschen 100 Mal höhere Lichtstärken, sodass die Energieausbeute entsprechend groß ist. Zusammen mit einer geringen Datenrate lässt sich hier eine weitaus größere Funkreichweite für batterielose Sensoren verwirklichen, die derzeit bei 300 Metern im Freifeld und 30 Metern im Gebäudeinneren liegt. Damit ließen sich Sensoren auch mehrere Kilometer entfernt von der Datenzentrale platzieren. Leistungsfähigere Energiespeicher werden darüber hinaus die Dunkellaufzeit der Sensoren erhöhen, sodass sie über einen Zeitraum von mehreren Monaten ohne neue Solarenergie zuverlässig arbeiten.

Kleine Sensoren für große Bauten

Ein weiteres Anwendungsszenario ist die Überwachung von Bausubstanz. Hochhäuser und große Bauten wie Brücken oder Tunnel müssen extremen Kräften durch Wetter, Erdbeben oder Verkehr standhalten. Heute sind allein in den USA fast 25 % aller Brücken statisch instabil oder veraltet – insgesamt mehr als 150.000 Brücken [1]. Mit Licht, Temperaturunterschieden oder Vibrationen betriebene Funksensoren können die kritischen Parameter dauerhaft überwachen, bei Abweichungen warnen und dadurch Schäden vorbeugen. Als Frühwarnsystem erfassen die Sensoren Daten über den Zustand der Bausubstanz, wie beispielsweise Integrität, Standort und Erschütterungen.

Weiterleitung der Daten

Die übergeordnete Vernetzung der batterielosen Funksensoren in Gebäuden und der Außenwelt erfolgt über Gateways. Diese leiten die Informationen der Sensoren an eine zentrale Steuerung oder eine Anwendung weiter und können die Telegramme für weiterverarbeitende Standards wie WiFi oder GSM aufbereiten.

Die intelligent vernetzte Stadt ist derzeit noch ein Konzept. Dennoch zeigen erste Lösungen sowie die verschiedenen Einsatzszenarien, welche Anwendungen zukünftig mit bereits heute existierenden Technologien möglich sind. Energieautarke Funksensoren in Gebäuden könnten in wenigen Jahren die Brücke in die Außenwelt zur Smart City schlagen. ☐


[1] The American Road & Transportation Builders Association based on Federal Highway Administration Data; 2012

Infrastrukturdaten erfassen:

An der Außenhülle montiert

können Funkstensoren vor

Schäden an Bauten wie

Brücken oder Hochhäusern

warnen.

I T & K o mmun IKaT Io n | Fun kse n sore n

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Zählerdaten drahtlos übertragen

Smart Meter haben viele Vorteile: Weil sie Ablesefehler vermeiden, profi-tieren Versorgungsunternehmen von der automatisierten Verbrauchsdatenerfas-sung, was wiederum die Arbeitskosten reduziert. Auch die Erfassung von Daten für Statistiken wird einfacher. Dies er-laubt eine optimale Auslegung und Nut-zung des Verteilungsnetzes. Diagnose und verzögerungsfreie Fehlererkennung

Egal ob Wasser, Strom oder Gas: Die Zähler für den Verbrauch sind heute immer öfter digital und weisen zusätzliche Kommunikationsfunktionen auf. So können Verbraucher mit Versor-gungsunternehmen kommunizieren und Rohstoffressourcen besser nutzen.

ermöglichen eine vorausschauende War-tung. Daraus wiederum resultiert ein effizienteres und zuverlässigeres Vertei-lungsnetz.

Darüber hinaus können Versor-gungsunternehmen mit Smart Metern zusätzliche Dienste wie Echtzeitpreise für verschiedene Tageszeiten anbieten. Manche Energienutzungszeiten lassen

Ende des Kabelsalats: Einheiten wie der

MultiReader-C haben mehrere Eingänge

und geben die Daten per Funk weiter.

TexT: Cosimo Carriero, Analog Devices, Michele Bissanti, Smart Metering srl Bilder: Analog Devices www.urban20.net/PDF/79722U20

sich so auf andere Zeiten mit niedrige-ren Kosten verschieben. Somit können Endverbraucher Kosten sparen, während Versorgungsunternehmen in Zeiten des Spitzenbedarfs effizient liefern können.

Sobald Smart Meter mit dem Heim-netzwerk verbunden sind, können sie nützliche Informationen über das Ver-braucherverhalten liefern. So kann man

Wasse r & abWasse r | Sm art m e t e r

28 Ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Gas- und Wasserzähler batteriegespeist und machen ihren Energieverbrauch zu einem sehr wichtigen Aspekt.

Um den besten Kompromiss aus Leistungsaufnahme und Reichweite für die Kommunikation zu erzielen, wäh-len die Entwickler von Verbrauchs-zählern Funksysteme, die in den Sub-GHz-Bändern arbeiten. In Nordamerika sind dies 915 MHz, in Europa 868 MHz und 433 MHz, wobei das Interesse am

zum Beispiel den Energieverbrauch der Waschmaschine, den Wasserverbrauch für den Garten und den Gasverbrauch für die Heizung erfahren. Studien zei-gen, dass sich alleine durch Sensibilisie-rung der Verbraucher Einsparungen von 20 % oder mehr erreichen lassen.

Netzwerkstruktur

Je nach Anwendung als Strom-, Gas- oder Wasserzähler sind an den Zähler ein oder mehrere Sensoren an eine Ein-gangsstufe angeschlossen. Eine Energie-quelle mit zugehöriger Power-Manage-ment-Schaltung, ein Kommunikations-knoten sowie ein Mikrocontroller für das System-Management sind ebenfalls vorhanden. Für das angeschlossene Netzwerk spielt der Kommunikations-knoten die entscheidende Rolle.

Mehrere Technologien existieren zum Vernetzen von Verbrauchszählern, zwei davon gelten jedoch als richtungs-weisend und dominant: Kurzstrecken-funk (SRD, Short Range Devices) und Power Line Communication (PLC). PLC eignet sich speziell für Stromzähler mit „kostenlos“ vorhandenem Leitungsnetz. Für Wasser- und Gaszähler erweist sich SRD als beste Wahl, weil hier ein geeig-netes Leitungsnetz fehlt. Auch arbeiten

169-MHz-Band steigt. Auch ziehen die meisten Zählerhersteller das kostenfreie und weltweit verfügbare 2,4-GHz-Fre-quenzband in Betracht. Bei einem be-stimmten Energieverbrauch haben Funksysteme, die mit diesen Frequenzen kommunizieren, jedoch eine kürzere Reichweite als Sub-GHz-Funksysteme. Eine große Reichweite ist wichtig bei Gas- und Wasserzählern, die sich in rau-en Umgebungen wie Kellern oder Gru-ben befinden können.

Wasserzähler-Netzwerk: Ein

typisches drahtlos angebundenes

Netzwerk mit Zählern, Repeatern

und Konzentratoren

Smart meter | Wasser & abWasser

29Urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

ISM-Band-TranSceIver-TechnologIe

Regierungen regulieren den Einsatz und verlangen eine Lizenz zum Betrieb in bestimm-ten Frequenzbändern. Die ISM-Frequenzbänder (Industrial, Scientific and Medical) wur-den durch den „International Telecommunication Union Radiocommunication Sector” (ITU-R) definiert. Der lizenzfreie Betrieb ist normalerweise in diesen Frequenzbändern erlaubt. Allerdings gibt es einige Abweichungen bei nationalen Vorschriften. Die Wahl der richtigen Betriebsfrequenz hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören die Verfügbarkeit des Frequenzbandes im jeweiligen Land, Signalverzögerungen, Proto-koll-Stack, Datenrate, Leistungsaufnahme, Verfügbarkeit preiswerter integrierter Lösun-gen. Um alle Standardanforderungen zu erfüllen und konform zu den verschiedenen Vorschriften zu sein, muss das Funksystem sehr flexibel an unterschiedliche Situationen anpassbar sein. Mit Schmal-, Medium- und Breitband-Transceivern lassen sich die unterschiedlichen Anforderungen an die Datenrate erfüllen. Zwischen Leistungsübertragung und Empfän-gerempfindlichkeit kann ein Kompromiss gefunden werden, um die höchste Leistungs-fähigkeit bei der niedrigsten verfügbaren Leistung zu erzielen. Der On-Board-Mikro-controller kann die Datenpakete verwalten, um die Konformität zum gewählten Proto-koll-Stack zu erreichen. Dies reduziert die Auslastung des System-Controllers.

Wasserverbrauchsermittlung

Fortschritte in der drahtlosen Nah-bereichsübertragung ermöglichen die Überwachung von Wasserleitungsnet-zen. Früher wurde der Wasserverbrauch mit Hilfe mathematischer Modelle und sporadischen Messungen an der Einspei-sung des Wasserleitungsnetzes und an den Verbraucheranschlüssen gemessen. Heute ist es mit geeigneter Hardware möglich, mehrere Messungen synchron durchzuführen und so das Wasserlei-tungsnetz optimal zu managen.

Der Zähler erlaubt Automatic Meter Reading (AMR), was für Abrechnungs-zwecke, aber auch zum Aufspüren von Verlusten im Netzwerk verwendet wer-den kann. Mit synchronen und regelmä-ßigen Messungen an Ein- und Auslässen können Versorgungsunternehmen ein Wasserbudget für Monate, Wochen oder Tage erstellen. Auf diese Art ist es leich-ter, Verluste im Netzwerk in Folge von Schäden oder illegaler Wasserentnahme zu erkennen. Versorgungsunternehmen können ihren Kunden auch zusätzliche Dienste wie zum Beispiel das Aufspü-ren von Verlusten im Leitungsnetz des Verbrauchers anbieten. Dazu wird der Wasserverbrauch in der Nacht oder au-ßerhalb von Spitzenzeiten überwacht.

Ein batteriegespeistes Drahtlos-Netz-werk für Wasser-Monitoring ist eine

schwierige Aufgabe. Die Wasserzähler müssen über mehrere Jahre, manchmal 10 oder 15 Jahre, in rauen Umgebungen arbeiten und dürfen nur eine begrenzte Energie verbrauchen. Elektromagneti-sche Interferenzen, erzeugt durch Radio- oder TV-Geräte, GSM-Basisstationen oder Fernsteuerungen können die Emp-fängerempfindlichkeit reduzieren und in manchen Fällen zur Blockierung des Empfängers führen. Auch können Wet-tersituationen, metallische Gegenstände wie Abwasserrohre oder parkende Au-tos die Leistungsfähigkeit von Antennen und die Laufzeit von Funkwellen beein-trächtigen. Hohe Luftfeuchte und Tem-peraturschwankungen können mechani-sche Belastungen hervorrufen oder die Leistungsfähigkeit der Batterie senken.

Alle diese Faktoren können sich auf die Zuverlässigkeit des Systems auswir-ken und die Wartungskosten beeinflus-sen. Unter diesen Betriebsbedingungen wird klar, dass Zähler eine sehr hohe Empfindlichkeit und Robustheit auf In-terferenzen aufweisen müssen und nur wenig Energie verbrauchen dürfen.

Das MultiReader-System

Auf der Basis der Familie ADF702x hat das Unternehmen Smart Metering ein MultiReader-System (siehe Abbil-dung oben) entwickelt, das die Anfor-derungen von Versorgungsunternehmen

im Hinblick auf das Wasser-Monitoring erfüllt. Beim MultiReader-C handelt es sich um einen batteriegespeisten Zähler, der an bis zu drei Impuls-Emitter-De-vices angeschlossen werden kann. Der Zähler kann den Wasserverbrauch in Echtzeit ermitteln, gespeicherte Daten auf Basis eines Kalenders liefern und Messungen mit speziellen Algorithmen durchführen. Alle diese Fähigkeiten er-lauben mehrere Services wie zum Bei-spiel synchrone Messungen an verschie-denen Punkten oder die Ermittlung des Wasserverbrauchs in einem bestimmten Zeitintervall. Außerdem lassen sich an-dere nützliche Informationen wie Rück-fluss, Zählerabschaltung und Verluste beim Verbraucher erfassen.

Der MultiReader-R ist ein batteriege-speister Repeater, der normalerweise auf einem Mast installiert ist und die Reich-weite der Zähler vergrößert. Er kann mit Zählern, anderen Repeatern und Kon-zentratoren kommunizieren. Der Multi-Reader-G sammelt die Daten von Zäh-lern und kann über das GSM-Netz mit einem Central Office kommunizieren. ☐

MultiReader-System für Wasserzähler:

MultiReader-C, Repeater MultiReader-R

und Konzentrator MultiReader-G

Wasse r & abWasse r | Sm art m e t e r

30 Ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Cosimo Carriero, Senior

Field Applications Engineer,

Analog Devices

Michele Bissanti, Managing

Director, Smart Metering srl

Raus mit deR Hitze!

Glauben Sie auch, dass Surfen im Internet energieneutral ist? Weit gefehlt: Schon eine simple Suchanfrage bei Google benötigt etwa 0,3 Wattstunden Strom. Insgesamt verbrauchen die geschätzt 2,2 Milliarden Server in den über 3 Millionen Rechenzentren weltweit etwa 623 Milliarden kWh. Das sind circa 2,2 % des weltweiten Stromverbrauchs. Ein wesentlicher Teil – etwa die Hälfte – wird davon für die Kühlung der Server benötigt, denn davon hängt die Leistungsfähigkeit des Rechen-zentrums ab. Der größte europäische Hosting-Provider OVH (weltweit laut Netcraft auf Platz 3) hat in den letzten zehn Jah-

Rechenzentren verbrauchen für die Klimatisierung ihrer Server beachtliche Mengen Energie. Mit baulichen Maßnahmen und innovativer Technik lässt sich der Bedarf drastisch reduzieren – und noch Abwärme für Wohnzwecke gewinnen.

ren seine Rechenzentren so weit optimiert, dass die Klimati-sierung fast keine Energie mehr benötigt und die entstehende Abwärme sinnvoll genutzt werden kann.

Intelligente Kombination

2003 setzte sich OVH das Ziel, die eigenen Rechenzentren ohne Klimaanlage zu betreiben und startete dafür das Projekt EcoSalle. Optimierungspotenzial sahen Geschäftsführer Octa-ve Klaba und sein Team vor allem bei der Konstruktion der

Flüssigkeitskühlung: Eines

der Schlüsselelemente für

mehr Energieeffizienz

TexT: Peter Höhn, OVH Bilder: OVH www.urban20.net/PDF/79719U20

RechenzentRen | eneRg i eveRsoRgung & eneRg ieeff iz i enz

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Server chassis zu kontrollieren. Die kühle Außenluft wird vor-ne in die Serverschränke eingeleitet, direkt auf die Kompo-nenten gelenkt, wo sie sich erwärmt, und nach hinten durch die Warmgassen ausgeführt. Diese Gassen sind mit Absaugern ausgerüstet, die die Warmluft permanent abtransportieren. Je-des Chassis ist mit einer eigenen Ventilation bestückt. Da die-ses Kühlprinzip nicht pro Gebäude oder Serverraum umgesetzt wird, sondern für jeden einzelnen Schrank, befindet es sich in unmittelbarer Nähe zu den Wärmequellen. Das macht das Sys-tem sehr schnell und individuell steuerbar – und sehr effektiv, da der Energieaufwand für den Transport von Wärme und Käl-te wegfällt. Das Konzept benötigt nur etwa drei bis vier Meter Leitungen für die Luftkühlung eines Serverschranks. Selbst zu Spitzenlastzeiten kann der Betrieb ohne Performance- Verlust sichergestellt werden.

Innovative Komponenten zur Kühlung

Der größte Schritt war jedoch die Umstellung auf Flüssig-keitskühlung, deren Entwicklung 18 Monate dauerte. Heute setzt das Unternehmen sie schon im industriellen Maßstab ein. Das Herz des Systems befindet sich im Chassis der Ser-ver. Die Kühlflüssigkeit wird unmittelbar zu den „heißen Komponenten“ (wie Prozessoren) geleitet und nimmt bei der Durchquerung der Server 70 Prozent der Wärme auf, so dass sie mit deutlich erhöhter Temperatur aus dem Chassis austritt. Die Flüssigkeit wird dann aus den Gehäusen gepumpt und von den Serverräumen durch die Mauern nach außen geführt. Dort sind Wärmetauscher angebracht, die die Flüssigkeit küh-len, falls sie nicht zum Heizen der Büroräume genutzt werden kann. Kilometerlange Schläuche und Rohre wurden dafür in-stalliert.

Bei der Premiere 2008 wurden mehr als 43.000 Server mit dem Hybrid-System aus 70 Prozent Wasser- und 30 Prozent Luftkühlung ausgestattet und ein PUE (siehe Kasten) von 1,30 erreicht. Wenn die Server eine Leistung von 100 W aufwenden,

Server, der Schränke und Räume sowie bei den eingesetzten Kühlmitteln. Statt auf Luft setzten die Franzosen zusätzlich auf Flüssigkeit, um die entstehende Wärme abzuführen. Sie hat ei-ne viel höhere Wärmekapazität, so dass mit weniger Volumen stärker gekühlt werden kann und weniger Umwälzung sowie Bewegung notwendig ist, was sich positiv auf den Energiever-brauch auswirkt.

Intelligente Konstruktion der Rechenzentren

Ein zweiter Ansatz: Die Kühlung der Serverräume sollte komplett über Ventilation erfolgen, so dass keine Klimaan-lagen installiert werden müssen. Dafür nutzte OVH bauliche Möglichkeiten wie zum Beispiel den Kamineffekt mit großen Luftschächten in den Gebäuden, um die Warmluft aus den Räumen zu ziehen. So kann kühlere Außenluft ganz ohne Energieeinsatz dazu beitragen, dass die Temperatur der Pro-zessoren nicht zu hoch steigt.

In den Räumen selbst trennt OVH die sogenannten Kalt- und Warmgassen, um die Luftzirkulation im Inneren der

Ventilationsanlagen: Sie sorgen

zusätzlich für die Kühlung der

Serverräume.

EnErg iE v E rso rgun g & EnErg iEEff iz i Enz | R e ch e n ze n t Re n

32 ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

PUE – MaSSStab für EffEktivität

Der Energieverbrauch wird gemessen mit der sogenannten PUE (Power Usage Effectiveness). Der PUE-Wert setzt die insgesamt im Rechenzentrum verbrauchte Energie ins Verhältnis mit der Energieaufnahme der Rechner. Mit dem PUE-Wert wird somit die Effizienz des Energieeinsatzes ermittelt. Wenn der PUE-Wert 2 beträgt, benötigt das Rechenzentrum dieselbe Energiemenge zur Kühlung eines Servers wie dieser selbst im Betrieb ver-braucht – also insgesamt die doppelte Energiemenge. Ein Wert von 1,0 wäre ideal (keine zusätzliche Kühlung nötig), mit einem Wert von 1,3 werden für 100 W Leistungsaufnahme 30 W für Kühlung und weitere elektrische Anlagen benötigt. Der Durch-schnittswert von Rechenzentren liegt zurzeit bei etwa 1,8.

sind also nur insgesamt 30 W zusätzlich für Wärmeabfuhr, Pumpen, den Verlust durch Transformatoren und Wechsel-richter oder Ähnliches notwendig.

Das Kühlsystem mit all seinen Komponenten ist komplett redundant ausgelegt. Jeder Kunde hat zwei vollständige Syste-me für seine Server. Die Kompressoren und Pumpen werden abwechselnd angesteuert, ihre durchschnittliche Auslastung liegt bei (stromsparenden) 30 Prozent. Im Störungsfall oder bei hoher Belastung und Erwärmung kann das System sehr einfach hochgefahren werden.

Rechenzentrum als Energielieferant

Mit der Kombination dieser Ansätze ist es gelungen, einen der geringsten Energieverbräuche der Branche zu realisieren: Der Wert liegt im Durchschnitt unter 1,20, die besten Wer-

te bei 1,09. Im nächsten Schritt will OVH die Abwärme noch sinnvoller nutzen. Am Standort in Roubaix gibt es erste Ge-spräche, für die benachbarten Wohngebäude das Kaltwasser zu erwärmen und Heizungen zu betreiben. ☐


[1] Jonathan Koomey. 2011. Growth in data center electricity use 2005 to 2010. Oakland, CA: Analytics Press. August 1.

[2] Dr. Ralph Hintemann, Prof. Dr. Klaus Fichter: Energiever-brauch und Energiekosten von Servern und Rechenzentren in Deutschland. Aktuelle Trends und Einsparpotenziale bis 2015. Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltig-keit gemeinnützige GmbH, Berlin.

RechenzentRen | EnErg i EvErsorgung & EnErg iEEff iz i Enz

Kamin-Effekt: Kühle Luft strömt auf der Vorderseite

der Server ein und reguliert die Temperatur der Ven-

tilatoren und Lufteinlässe der Maschinen.

Peter Höhn, Dipl. Wirtsch.-Informatiker, Director

Germany Marketing & Sales bei OVH

wie schafft man es, Wärme und Strom in den eigenen Gebäuden optimal zu nutzen?

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Auf dem Weg zur „grünen“ Stadt

Mehr als 70 Prozent des heutigen Strom- und Wärme-bedarfs fällt in Städten an. Frankfurt am Main hat sich zum Ziel gesetzt, seinen Energieverbrauch durch eine effizientere Nutzung zu halbieren und den verbleibenden Bedarf mit er-neuerbaren Quellen aus dem Stadtgebiet und der Region zu decken. Mit dem Förderprojekt „Masterplan 100 % Klima-schutz“ des Bundes wird das Energie- und Klimaschutzkon-zept der Stadt weiterentwickelt sowie eine vollständige Versor-gung mit regenerativen Energien bis zum Jahr 2050 angestrebt. Gleichzeitig gilt es, die Treibhausgas-Emissionen bis dahin um 95 Prozent im Vergleich zu 1990 zu reduzieren.

Um dies zu erreichen, setzt Frankfurt seit 1991 auf ein Energiemanagement und errichtet seit 2006 neue städtische Gebäude ausschließlich im Passivhausstandard. Aufbauend auf diese und weitere Initiativen startete die Stadt 2013 mit ihrem „Masterplan 100 % Klimaschutz“ [1]. Nach Ausschrei-bung und Konzeption begannen Expertenrunden zu Ener-

Städte und Kommunen tragen mit ihren energetischen Strategien ent-scheidend zum Klimaschutz und der Energiewende in Deutschland bei. Einer der Vorreiter ist seit langem Frankfurt am Main, beispielsweise bei der Energieeinsparung und -effizienz. Mit ihrem Masterplan geht die Mainmetropole nun die nächsten Schritte.

gie-Zukunftsszenarien. Seit Sommer 2013 werden regelmäßig Bürgerforen durchgeführt, so dass Bewohner und Institutio-nen die Möglichkeit haben, sich zu informieren und eigene Ideen einzubringen. 2014 geht das Projekt nun in die politi-schen Gremien. Ein interdiszi plinärer Klimaschutzbeirat berät die Stadt bei dem ganzheitlichen Vorhaben.

Energie-Initiativen

Zum Energie- und Klimaschutzkonzept von Frankfurt zäh-len als konkrete Maßnahmen unter anderem die Stromspar-offensive für Haushalte, die Sanierungsinitiative Wohnungs-bau und die Erhöhung der Energieeffizienz in Nichtwohn-gebäuden. Der Masterplan soll die vorhandenen Aktivitäten verstärken und, soweit nötig, durch neue ergänzen. Die An-sätze reichen von technischen Maßnahmen wie etwa dem Aus-bau der Kraft-Wärme-Kopplung über indirekte Maßnahmen wie Informationen und Weiterbildungen bis zum Intensivieren

TexT: Bettina Gehbauer-Schumacher, Smart Skript Bilder: sellingpix/iStockphoto, Smart Skript nach Vorlage von Fraunhofer IBP / NH Projektstadt, Energiereferat der Stadt Frankfurt am Main, Ecologic Institut


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EnErg iE v E rso rgUn g & EnErg iEEff iz i Enz | K l i m Asch ut zpro grAmm

könnte der Energiebedarf bei den meisten Häusern um mehr als die Hälfte reduziert werden.

Parallel dazu dürfte es auch in Zukunft wichtig sein, Neu-bauten zu errichten, die so wenig Energie wie möglich ver-brauchen – wie etwa Passivhäuser. Der verbleibende geringere Energiebedarf sollte dann effizient aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden. Deren Verbrauch von Finanz- und Umwelt-ressourcen muss ebenfalls beachtet werden. Plus-Energie-Häu-ser wären hier die nächste Stufe. Häuser, die mehr Energie er-zeugen als sie selbst benötigen, entstehen derzeit im Gallus,

von Netzwerken der Akteure im Klimaschutz: Verbraucher, Hausbesitzer, Verkehrsteilnehmer, Unternehmer und die öf-fentlichen Organisationen. Des weiteren entscheidet die Ko-operation mit dem Land Hessen und dem „Regionalverband FrankfurtRheinMain“ über die Realisierung einer regionalen Energieversorgung.

Von der Strategieebene zur Ausführungsebene

Bei dem Projekt der nationalen Klimaschutzinitiative des Bundesministeriums für Umweltschutz, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) betrachtet Frankfurt sein Stadt gebiet als Strategieebene, die Stadtteile als Handlungs-ebene und die Quartiere als Ausführungsebene. Der Mas-terplan selbst setzt sich aus den Modulen „Generalkonzept“ und „Stadtteilkonzept“ zusammen. Das Stadtteilkonzept wird zunächst für fünf repräsentative Orte erarbeitet: Unterlie-derbach, Höchst, Bockenheim, Nordend-West und -Ost. Die Leitlinien des städtischen Konzepts, wie die internationalen 2°C-Klimaschutzziele, prägen dabei die Strategien für die Stadtteile. Da nur rund drei Prozent des Energiekonsums im Einfluss der kommunalen Verwaltung liegen, sind für die Stadt zielgruppengerechte Angebote – etwa über Beteiligungen – der Schlüssel zum Erfolg des Gesamtprojekts.

Unter dem Motto „Wir erneuern Frankfurts Energie!“ wer-den die Bereiche Energieeinsparung, Energieeffizienz und er-neuerbare Energien analysiert sowie ihre jeweiligen Potenziale vor Ort betrachtet. Beiträge, um die Hälfte des Energiever-brauchs einzusparen, lassen sich vor allem beim Bauen und Wohnen, bei der Ernährung und dem Konsum sowie bei der Mobilität erzielen. Einen großen Teil macht der Wärme- und Strombedarf im Gebäudebestand aus. Durch Sanierungen

Strategische Leitlinien: Entwicklung Energiebedarfe in Frankfurt am Main. Ziel ist

auch die Reduktion der CO2-Emissionen bei Haushalten, Industrie, Gewerbe/Handel/

Dienstleistung und Verkehr um 90% bis 2050.

Kl imaschutzprogramm | EnErg i EvErsorgung & EnErg iEEff iz i Enz

35urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Ideen: KlImaschutz sIchtbar machen

Green building FrankfurtrheinmainDer Green Building Award der Städte Frankfurt und Darmstadt sowie des Regionalverbands FrankfurtRheinMain würdigt den Beitrag von Architekten und Bauherren zu Baukultur und Klimaschutz. Preisträger – egal ob Wohnhaus, Schule oder Bürogebäude – sind innovativ, gestalterisch hochwertig und nachhaltig.www.greenbuilding-award.deKlimaschutzstadtplan Unterschiedlichste Klimaschutzprojekte, wie Passivhaus, Solaranlage oder Blockheizkraftwerk, sind hier online verzeichnet. Der Klimaschutzstadtplan gibt einen Überblick sowie Detailinformationen zu vielen Anlagen und Gebäuden.www.klimaschutzstadtplan-frankfurt.deKlimatours und reiseführerWer vorbildliche Bauten besichtigen will, kann dies mit den „Klima Tours“ tun, die das Energiereferat mit dem Team von „Architektur im Dialog“ anbietet. Für diejenigen, die selbst auf Entdeckungsreise gehen möchten, gibt es den Reiseführer „Das energieeffiziente Frankfurt“.www.energiereferat.stadt-frankfurt.de

im Bahnhofsviertel und auf dem Riedberg. Beim Lebensstil ist darüber hinaus die Verwendung regionaler, vegetarischer Pro-dukte zu nennen. Bei der Mobilität ließen sich Potenziale mit dem Ausbau eines umweltfreundlichen ÖPNV, von Fuß- und Radwegen oder von Carsharing heben.

Aktive deutsche Städte

Dem Leitspruch „global denken – lokal handeln“ haben sich neben Frankfurt auch München und Stuttgart verschrie-ben. Dabei gehen sie durchaus unterschiedliche Wege: Im Wettbewerb „Kommunaler Klimaschutz 2011“ des Deutschen Instituts für Urbanistik konnte Stuttgart in der Kategorie „In-novative und vorbildliche Strategien zur Umsetzung des kom-munalen Klimaschutzes“ den ersten Platz belegen. Dies gelang mit einem neuen und wirkungsvollen Finanzierungsmodell, dem „stadtinternen Contracting“, mit dem das Amt für Um-

weltschutz energetische Maßnahmen der städtischen Ämter und Eigenbetriebe vorfinanziert. In Stuttgart sollen das Stadt-klima verbessert und gleichzeitig die Ausgaben von öffentli-chen und privaten Mitteln reduziert werden.

Im Wirtschaftsstandort München wird der Klimawandel als Herausforderung und lokale Chance wahrgenommen, die es ökonomisch wie ökologisch zu bewältigen gilt. 2009 konn-te die Stadt in dem oben genannten Wettbewerb in derselben Kategorie wie Stuttgart einen Erfolg verbuchen – mit seinem 2007 gegründeten Bündnis „München für Klimaschutz“. Als formalisiertes Netzwerk aus Verwaltung, Verbänden, Wissen-schaft, Politik und Wirtschaft will es neue Ideen und Umset-zungsstrategien für den Klimaschutz entwickeln. Mit dem Ziel, den Strombedarf der Stadt bis 2025 und die Fernwärme bis 2040 in Gänze aus erneuerbaren Quellen zu decken, will man „Hauptstadt der erneuerbaren Energien“ werden. Die bayeri-

Szenario Energiequellen: In Frankfurt am

Main wird zuerst Effizienz angestrebt, gefolgt

von Windstrom und Solarthermie. Die Rah-

menbedingungen einer Stadt entscheiden

über die jeweils sinnvollen Maßnahmen.

EnErg iE v E rso rgun g & EnErg iEEff iz i Enz | K l i m asch ut zpro gramm

36 ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Chronologie: KlimasChutz in FranKFurt

1990: gründungsmitglied „Klima-Bünd-nis“ europäischer städte Einrichtung des Energiereferats, Verpflich-tung zu systematischem Klimaschutz, Beteiligung der Bürger und Firmen sowie zu regelmäßigen Berichten über die Fort-schritte. Seit 1990 sanken die CO

2-Emissi-

onen pro Kopf um 15 %.1991: start für das städtische energie-managementDurch Controlling, Betriebsoptimierung und Investitionen werden die Energie- und Wasserkosten für etwa 1000 Liegen-schaften minimiert. Der Verbrauch von

Strom sank von 1990 bis 2013 um 8 %, Heizenergie um 38 %, Wasser um 64 %. Die CO2-Emissionen verringerten sich um 32 %. 1992: Blockheizkraftwerke für FrankfurtKraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzt über 90 Prozent der Energie als Strom und Wärme. Drei große Heizkraftwerke, zehn dezentrale Wärmenetze, über 250 dezen-trale KWK-Anlagen, zwei Biogas- und eine holzbefeuerte Anlage im MW-Bereich lie-fern so mehr als 50 Prozent der Elektrizität. 2006: Passivhausbau als standardStädtische Gebäude und Gebäude der

ABG Frankfurt Holding werden nur noch im Passivhausstandard errichtet; auch beim Kauf eines städtischen Grundstücks muss das neue Gebäude dieses Niveau erfüllen. Bislang wurden so unter anderem zwei Feuerwachen, fünf Jugendhäuser und zehn Kindertagesstätten als Passi-vhäuser errichtet. 2008: Wettbewerb „Bundeshauptstadt im Klimaschutz“ Zweiter Platz 2012: Wettbewerb „european green Capital 2014“Finalist

sche Metropole wäre die erste Millionenstadt, der ein solches Unterfangen gelänge.

Die Städte Berlin und Heidelberg machen ebenfalls von sich reden: Erstere will klimaneutral werden, letztere realisiert mit der „Bahnstadt“ die weltweit größte Passivhaussiedlung. Heidelberg ist zudem eine der 19 vom BMUB geförderten Masterplan-Kommunen. Alle Städte verbinden mit ihren Ak-tivitäten auch, das Image ihres Standorts nachhaltig zu ver-bessern: Fortschrittlichkeit und Lebensqualität gepaart mit Klima anpassung und Klimaschutz.

Handlungen und Herausforderungen

Nach der Erstellung des Masterplans widmet sich die zwei-te Projektphase dessen Realisierung. In Frankfurt sollen durch einen Beschluss des Stadtparlaments erste konkrete Maßnah-men definiert und möglichst noch in diesem Jahr in die We-ge geleitet werden. Ab 2015 soll dann eine breite Umsetzung und Diskussion von Bürgerschaft, Privatwirtschaft, Politik und Verwaltung zu einer regelmäßigen Fortschreibung des Master-plans bis 2050 führen. Das Fördervorhaben selbst endet am 31. Dezember 2016.

Für die Zukunft optimistisch macht Frankfurt die „grüne“ Skyline, denn 50 Gebäude haben inzwischen eine Nachhaltig-keitsbescheinigung oder sind für eine Zertifizierung angemel-det [2]. Damit hat die Stadt den bundesweiten Spitzenplatz er-obert. Investoren sind also für das Thema offen. Zudem stößt das städtische Projekt „Ökoprofit“ seit 2008 auf gute Resonanz. Es bietet Betrieben einen Einstieg in das Umwelt- und Ener-giemanagement. Für die Ansprache der privaten Wohnungs-eigentümer und -nutzer steht wiederum der „Energiepunkt

– Energieberatungszentrum FrankfurtRheinMain“. Der Verein hilft Bürgern mit Informationen rund um das energieeffiziente Bauen und Sanieren, die für sie jeweils richtigen Angebote und Förderungen herauszufinden und Fachleute zu vermitteln. Planern, Beratern und Handwerkern dient er als Plattform zum beruflichen Austausch.

All dies kann beitragen, künftig auch die Modernisierung ganzer Stadtteile und Wohnviertel voranzutreiben. Zwar be-sitzt Frankfurt Erfahrungen im Passivhausbau, bei Kraft-Wär-me-Kopplung und Solarenergie. Die Umgestaltung der gesam-ten Stadt hin zu einer Versorgung aus erneuerbaren Energien und einer Minimierung der Treibhausgas-Emissionen bleibt aber eine große Herausforderung. Auf einzelne Ergebnisse und Aktionen des Generationenprojekts hin zur „Green City“ darf man gespannt sein – ebenso auf deren Übertragbarkeit auf an-dere Großstädte. ☐


[1] Masterplan 100 % Klimaschutz: www.energiewende- frankfurt.de

[2] Jones Lang LaSalle Deutschland: Frankfurt: Primus inter pares bei Green Buildings in Deutschland – Höchster Anteil „grüner“ Büroflächen, 29. November 2012

[3] Energiereferat der Stadt Frankfurt am Main: www.energie-referat.stadt-frankfurt.de

[4] Lernende Stadt Frankfurt: www.frankfurt.die-lernende- stadt.de

Insgesamt 19 deutsche Städte, Gemeinden und Landkreise gehö-

ren zu dem Förderprojekt des Bundesministeriums für Umwelt-

schutz, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB). Die

Vorreiter sollen später andere Kommunen ihrer Größenordnung

bei der Energiewende vor Ort beraten können.

Kl imaschutzprogramm | EnErg i EvErsorgung & EnErg iEEff iz i Enz

37urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Dipl.-Ing. Bettina Gehbauer-Schumacher, Inha-

berin des Büros Smart Skript - Fachkommunikation

für Architektur und Energie in Griesheim

Wärmeschutz bei Fensterfassaden

Die Energieeinsparverordnung EnEV 2014 brachte eine Verschärfung beim Nachweis des sommerlichen Wärme-schutzes: Um die Behaglichkeit in Ge-bäuden bei bestmöglicher Energieeffizi-enz zu gewährleisten, ist zum Nachweis nun die verschärfte Fassung DIN 4108-2:

Seit Mai gilt für alle Bauanträge die Neufassung der DIN 4108-2. Sie macht den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes zur Einhaltung der Energiesparverordnung deutlich aufwendiger, bietet Fachplanern jedoch auch Chancen und führt zu besser funktionierenden Gebäuden.

2013-2 zwingend vorgeschrieben; an-dere Varianten sind nicht mehr zulässig oder anwendbar. Diese Novellierung der Norm hat die Anforderungen deutlich erhöht. Der Nachweis ist vor allem bei Fassaden mit großen Fensterflächen-anteilen schwieriger geworden. Eine dy-

Außenliegende Verschattungen:

Ein wesentlicher Baustein zum

Einhalten des sommerlichen

Wärmeschutzes bei großen

Glasflächen

TexT: Michael Kurzinsky, Carpus+Partner Bilder: Carpus+Partner www.urban20.net/PDF/79660U20

namisch-thermische Simulation inklusi-ve detailgenauem Abbilden von Gebäu-degeometrie und -konstruktionen erfüllt jedoch die Ansprüche. Zugleich bewertet sie die Effektivität des Wärmeschutzes im Sommer genauer und anwenderspezifi-scher.

Arch i t e kt ur & Ge bäudetec hn ik | Wärm e sch ut z

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Nachweis mit thermischer Simulation

Die novellierte Norm fordert statt-dessen eine dynamisch-thermische Si-mulation des Gebäudes. Der Vorteil für Planer: Faktoren wie zum Beispiel die Wärmeabfuhr über die Bodenplatte und das Dach, die Eigenverschattung oder Verschattung durch umgebende Bau-ten oder Bepflanzung sowie thermische Speichermassen können detaillierter be-rücksichtigt werden als mit dem Sonnen-eintragskennwertverfahren. So ist es möglich, gebäudespezifische, stündliche Werte der operativen Innentemperaturen zu bestimmen.

Es gilt jedoch zu beachten, dass die Ergebnisse nur die Vergleichbarkeit von Gebäuden untereinander ermöglichen. Denn die neue Norm beschreibt für die Simulation ausführlich einheitliche Be-rechnungsrandbedingungen. Durch die standardisierten Daten, zum Beispiel für Wetter, Nutzungszeiten, interne Wärme-

Bisheriges Verfahren jetzt häufig unmöglich

Bisher setzten die meisten Fachpla-ner auf das sogenannte Sonneneintrags-kennwertverfahren – ein vereinfachtes Tabellen verfahren, das prinzipiell auch nach Inkrafttreten der novellierten Norm noch möglich ist. Grundlegend neu ist je-doch das Berücksichtigen eines zusätzli-chen Kennwertes, der vom grundflächen-bezogenen Fensterflächenanteil abhängt und das vereinfachte Verfahren untaug-lich macht. Denn bei einem Fensterflä-chenanteil von mehr als 26 Prozent wird der Anforderungswert jetzt verschärft.

In bestimmten Fällen ergibt sich so-gar ein unerreichbarer, weil negativer Wert. Mit der bisherigen Norm konnte ein Nachweis für Räume mit raumhohen Fenstern mit Wärmeschutzverglasung (WSV) in Verbindung mit einer effekti-ven, außenliegenden Verschattung zu-meist positiv geführt werden. Durch die Neuerung ist dies so nicht mehr möglich.

Grundriss und Zonierung der Geschosse: In dem 3-D-Modell des fiktiven Mustergebäu-

des variiert die Raumtiefe für jede der vier Fassadenausrichtungen, sodass unterschied-

liche grundflächenbezogene Fensterflächenanteile (fAG) untersucht und verglichen

werden können.

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Wärm e sch ut z | Arch i tektUr & GebäUdetechn i k

lasten oder Luftwechsel, sind Rückschlüsse auf die tatsächliche Temperatur entwicklung der Innentemperaturen nur bedingt möglich.

Zum Bewerten werden anhand der Simulationswerte die Übertemperaturgradstunden ermittelt, in denen die Innenraumtemperatur über dem zulässigen Bezugswert liegt. Dieser ergibt sich aus der geografischen Lage des Gebäudes. Für Deutschland ergeben sich gemäß den drei Sommerklimaregionen sommerkühl, gemäßigt und sommerheiß entsprechende Bezugswerte und zulässige Übertemperaturgradstunden (siehe Tabelle auf Seite 41).

MustergebäudeSimulation

Als Beispiel nun der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit Hilfe einer thermischen Simulation für ein Mustergebäude mit quadratischer Grundfläche und drei identischen Etagen ohne Unterkellerung. Untersucht wurden nur die fassadennahen Räume mit einer Raumhöhe von 2,8 m und umlaufenden Fensterbändern. Die Raumtiefe variiert für jede der vier Fassadenausrichtungen (siehe Abbildung auf Seite 39), sodass

unterschiedliche grundflächenbezogene Fensterflächenanteile (fAG) untersucht und verglichen werden können.

Die gewählten thermischen Qualitäten der Außenhülle entsprechen dem Niveau der aktuellen EnEV 2014. Die Untersuchung erfolgte mit dem thermischen Simulationsprogramm TAS (EDSL, Version 9.2.1.6). Berücksichtigt wurden die in DIN 41082:20132 beschriebenen Simulationsrandbedingungen für Nichtwohngebäude für die Sommerklimaregion A unter der Annahme eines erhöhten Tagluftwechsels.

Varianten mit Nachtlüftung

Für die Berechnungen der Varianten mit einer Nachtlüftung wurde ein erhöhter nächtlicher Luftwechsel definiert. Bei einem außenliegenden Sonnenschutz wurden für diesen ein Energieabminderungsfaktor (FCWert) von 0,25 angenommen – das heißt 25 Prozent der Sonnenenergie dringen hindurch – und eine strahlungsabhängige Steuerung. Im Falle eines innenliegenden Sonnenschutzes wurden ein FCWert von 0,8 sowie eine nichtautomatische Steuerung berücksichtigt.

Einfluss des Fensterflächenanteils

Um den Einfluss des Fensterflächenanteils der Fassade zu veranschaulichen, wurden außer den Fensterhöhen alle übrigen Parameter konstant gehalten. Die Varianten (siehe Abbildung oben) zeigen jeweils die Ergebnisse bei einer Wärmeschutzverglasung mit einem Gesamtenergiedurchlassfaktor (GWert) von 60 Prozent, kombiniert mit einer außenliegenden Verschattung ohne Nachtlüftung. Grün kennzeichnet die Räume, die den Anforderungswert der Übertemperaturgradstunden einhalten; rot gekennzeichnete Räume überschreiten ihn.

Zu beachten ist: Schon bei einer Fensterhöhe von 1,2 m ist ein Nachweis mit dem Sonneneintragskennwertverfahren nicht mehr möglich. Denn teilweise liegt der grundflächenbezogene Fensterflächen anteil über 26 Prozent. Die Simulation zeigt jedoch: Tatsächlich reichen nur die Eckräume mit Südausrichtung an den zulässigen Höchstwert heran und erfordern weitere Maßnahmen. Für alle übrigen Räume lässt sich der sommerliche Wärmeschutz positiv nachweisen. Bei raumhohen Fenstern (Höhe 2,6 m) ist

Arch i t e kt ur & Ge bäudetec hn ik | Wärm e sch ut z

40 ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

Unterschiedliche Fensterhöhe: Einfluss des Fensterflächenanteils auf den sommerlichen Wärmeschutz mit einer Wärmeschutzvergla-

sung bei (von links) 1,2 m Fensterhöhe, 1,8 m und 2,6 m, jeweils kombiniert mit einer außenliegenden Verschattung ohne Nachtlüftung.

der Nachweis mit dem Tabellenverfahren für keinen Raum mehr anwendbar. Auch die Simulation zeigt, dass der sommerli-che Wärmeschutz in den meisten Räume nicht mehr eingehalten wird. Die Räume im Erdgeschoss sind jedoch weniger kri-tisch zu beurteilen. Dort berücksichtigt die Simulation den Wärmeaustausch über die Bodenplatte.

Wärmeschutz verbessern

Nach DIN 4108-2 sind verschiede-ne technische Maßnahmen anrechenbar, um den sommerlichen Wärmeschutz des Mustergebäudes mit raumhohen Fenstern einzuhalten: verschiedene Schutzvergla-sungen, kombiniert mit verschiedenen Arten der Verschattung sowie Nachtlüf-tung, siehe Abbildung oben.

Durch den Einsatz einer Sonnen-schutzverglasung in Verbindung mit ei-nem außenliegenden Sonnenschutz kann

für alle Räume ohne weitere technische Maßnahmen der sommerliche Wärme-schutz erfüllt werden. Der einzuhaltende G-Wert der Verglasung hängt hierbei vor allem von der Ausrichtung des Raums und der Raumtiefe ab und muss aus die-sem Grund individuell ermittelt werden. Bei höheren G-Werten – zum Beispiel Wärmeschutzverglasung – ist eine Kom-bination aus außenliegender Verschat-tung und Nachtlüftung förderlich, bei der die niedrigeren Außenlufttemperaturen in den Nachtstunden zur Kühlung ge-nutzt werden. Die nächtliche Fensterlüf-tung kann auch bei Nichtwohngebäuden mit entsprechender mechanischer Steue-rung im Sinne der DIN 4108-2 angerech-net werden.

Wird eine Sonnenschutzverglasung mit einer innenliegenden Verschattung kombiniert, beeinträchtigt das die Fas-sade optisch weniger, jedoch muss der G-Wert der Verglasung niedriger gewählt

Sommerklimaregion Bezugswert der Innentemperatur

Anforderungswert Übertemperaturgradstunden

Wohngebäude Nichtwohngebäude

A: sommerkühl 25 °C

1200 Kh/a 500 Kh/aB: gemäßigt 26 °C

C: sommerheiß 27 °C

werden. Denn ein innenliegender Son-nenschutz reduziert die raumwirksame solare Einstrahlung geringer als ein au-ßenliegender.

Wie es weitergeht

Für eine funktionierende Lösung bei zukünftigen Bauvorhaben ist der Nachweis mit Hilfe einer thermischen Simulation, vor allem aber ein engeres Zusammenspiel von Architektur und technischer Gebäudeausrüstung (TGA) nötig. Die Untersuchung des sommerli-chen Wärmeschutzes steht jetzt in einer viel früheren Planungsphase des Baupro-zesses an. Darin liegen Herausforderung und Chance der novellierten Fassung der DIN 4108-2. Wenn aus dem bisherigen Nebeneinander der Fachplaner ein ganz-heitliches Miteinander wird, führt dies zu besser funktionierenden Gebäuden, in denen unzumutbare Temperaturbedin-gungen vermieden und somit bessere Le-bens- und Arbeitsbedingungen geschaf-fen werden. ☐

Dipl.-Ing. Michael Kurzinsky,

Fachplaner im Bereich

Energie+Umwelt der

Carpus+Partner AG

Wärmeschutz | ArCh I tektur & GeBäudeteChN Ik

41urban 2 .0 | A u s g a be 3 .20 14

Feste Fensterhöhe 2,6 m: Einfluss technischer Maßnahmen bei (von links) außen liegender Verschattung, innen liegender

Verschattung und Nachtlüftung

Stadt- und Verkehrsplanung der ZukunftGroße Menschenmassen führen etwa bei Veranstaltungen zu hohen Sicherheitsrisiken. Smartphones und andere vernetzte Geräte liefern dann massenhaft Daten über die Men-schenströme. Population Analytics hilft, die Datenflut in Echtzeit zu bewältigen.

Laut Berechnungen der Vereinten Nationen wird die Welt-bevölkerung bis zum Jahr 2024 auf acht Milliarden Menschen anwachsen und sich damit gegenüber 1924 fast vervierfachen [1]. Zudem werden den Voraussagen zufolge bis zum Jahr 2030 etwa 60 Prozent davon in Städten leben – vor 100 Jahren lag dieser Wert gerade einmal bei 20 Prozent [2]. Für urbane In-frastrukturen bedeutet diese Entwicklung sowohl eine extre-me Belastung als auch vermehrte Sicherheitsrisiken. Auch die Mehrzahl der Verkehrsnetze wurde für eine geringere Bevölke-rungsdichte konzipiert.

Daher sind Technologien gefragt, um diese Herausforde-rungen analysieren und darauf reagieren zu können. Denn ein besseres Verständnis urbaner Brennpunkte ist die Vor-aussetzung für die Entwicklung von Smart Cities, die in der Lage sind, diese Menschenmassen sicher zu bewältigen. Eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung der erforderlichen

Menschenmassen bewältigen:

Großveranstaltungen stellen eine

Herausforderung an die Stadt-

planung dar.

TexT: Graham Bradley, Inrix Bilder: holgs/iStockphoto, Nexiga/TomTom


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Veranstaltungsort zu erfassen und vorherzusagen. So lassen sich vorab Muster erkennen und es wird möglich, bessere In-formationen zu den empfohlenen Anreisezeiten und Routen zu veröffentlichen und an Engpässen aktuelle Hinweise an den Straßenrändern anzuzeigen. So lässt sich die Sicherheit wäh-rend Großveranstaltungen teilweise deutlich verbessern.

Aber nicht nur Event-Veranstalter, auch Stadt- und Ver-kehrsplaner können beispielsweise bei der Konzeption von Ge-bäuden, Straßen, Brücken und Eisenbahnlinien profitieren. So ist es möglich, die Erkenntnisse zu nutzen, um neue Verkehrs-infrastrukturen optimal anzulegen, Parkgebühren zu verwal-ten oder geeignete Strecken für Mautstraßen zu bestimmen.

Herausforderungen von Population Analytics

Mobilfunkbetreiber verfügen über riesige Datenschätze, aber nicht unbedingt über das Know-how, um große Daten-

Informationen kommt dabei Mobilfunkbetreibern und der wachsenden Zahl der Geräte zu, die miteinander vernetzt sind.

Nahezu jeder Fünfte weltweit besitzt heute ein Smart phone [3]. Das „Internet der Dinge“ geht jedoch noch viel weiter, da es auch die stetig steigende Zahl vernetzter Geräte umfasst, beispielsweise Wearables und Connected Cars. Diese Geräte übertragen anonymisierte Standortdaten, die in aggregierter Form genaue Informationen zur Bewegung ganzer Bevölke-rungsgruppen bieten können. Datengesteuerte Analysetechni-ken können solche Informationen auswerten. Die große Men-ge der verfügbaren mobilen Daten sorgt dabei dafür, dass die Stichprobengrößen statistisch mit realen Bevölkerungszahlen korrelieren. Wenn Data Scientists diese Informationen mit ge-nauen Standortinformationen – beispielsweise GPS-Daten aus Connected Cars – koppeln, können sie Verkehrsströme und Bevölkerungsbewegungen exakt analysieren.

Was datengesteuerte Analysetechniken leisten

Die Methoden der Population Analytics stecken derzeit noch in den Kinderschuhen, denkbare Anwendungsgebiete sind jedoch nahezu unbegrenzt. Die Möglichkeit, nicht nur zu verstehen, wo sich Menschengruppen zu einem bestimm-ten Zeitpunkt aufhalten, sondern auch, wo sie vorher waren, wie sie an einen bestimmten Ort gelangt sind und wie vermut-lich ihre weitere Route aussieht, eröffnet ganz neue Wege der Städteplanung. Der Wert in der Praxis wird beispielsweise bei der Organisation von Großveranstaltungen deutlich, die ei-gentlich nie ohne eine Beeinträchtigung der täglichen Wege der Bevölkerung ablaufen. Im besten Fall kommt es zu Staus und Verspätungen bei den öffentlichen Verkehrsmitteln, im schlimmsten Fall ergeben sich in dicht besiedelten Gebieten Sicherheitsrisiken.

Die Veranstalter können Population Analytics einsetzen, um die am intensivsten genutzten An- und Abreisewege zum

PoPulation analytics im Praktischen einsatz

Inrix sammelt Daten von acht der zehn weltweit führenden ver-netzten Autohersteller, um sie zu analysieren und Vorhersagen für Automobilhersteller, Verkehrsflotten, Verkehrsbetriebe sowie Medien zu erstellen. Pro Tag werden dazu Milliarden von Daten-punkten kombiniert und anonyme Daten aus mehr als 100 Mil-lionen Connected Cars, Satellitennavigationssystemen, Flotten-fahrzeugen und Straßensensoren ausgewertet. So wird es mög-lich, nahezu in Echtzeit zu erfassen, was auf den Straßen der Welt vor sich geht – im Fall von Inrix auf 6,4 Millionen Kilometer in 37 Ländern. Bereits bei den Olympischen Spielen in London kam Population Analytics zum Einsatz. In Zusammenarbeit mit der lokalen Trans-portbehörde konnte Inrix die Besucher- und Verkehrsströme in Echtzeit analysieren, die möglichen Auswirkungen der verschie-denen Veranstaltungen modellieren und Zuschauer und Anwoh-ner besser über die aktuelle Verkehrslage informieren.

Stadt- und VerkehrSplanung | Schutz & S icherhe it

43urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

mengen aus unterschiedlichen Quellen korrekt auszuwerten. Mobile Technologien erschweren häufig die erforderliche De-taillierung der Informationen, um genaue Modelle dynami-scher Bevölkerungsgruppen aufzubauen. Ein deutlich klareres

Bild entsteht jedoch, wenn die mobilen Daten mit weiteren standortbasierten Daten verknüpft werden wie beispielsweise Mapping, Routing und GPS-Daten.

Die meisten Betreiber besitzen allerdings nicht die notwen-dige Infrastruktur und die erforderlichen Algorithmen, um große Volumen anonymisierter Daten zu verarbeiten und zu integrieren. Ihre Datenschätze müssen erst in einen breiteren Kontext gestellt und interpretiert werden, um verwertbare In-formationen zu liefern. Um nicht in umfangreiche, kostspielige und zeitaufwendige IT-Infrastrukturen investieren und lang-wierig fachliches Know-how aufbauen zu müssen, bietet sich die Zusammenarbeit mit Big-Data-Unternehmen an, die über die Kompetenzen, Algorithmen, Infrastrukturen und die Er-fahrung verfügen, um genaue und aussagekräftige Ergebnisse auf nationaler Ebene bereitzustellen. ☐


[1] Worldometers Real Time World Statistics : www.worldo-meters.info/world-population, Direkt-Link: http://goo.gl/7JZS

[2] Global Health Observatory: Urban population growth www.who.int/gho/urban_health/situation_trends/urban_population_growth_text/en, Direkt-Link: http://goo.gl/bfK844

[3] Business Insider: Global Device Penetration per Capita www.businessinsider.com/smartphone-and-tablet-penet-ration-2013-10, Direkt-Link: http://goo.gl/UOTCuo

Firmen und OrganisatiOnen in dieser ausgabe

abb ..................................................................10

analog devices ..................................................28

audi ...........................................................2.us, 3

bbr ..................................................................12

bbsr ................................................................12

bine ..................................................................10

bmub.......................................................... 10, 34

bosch si ............................................................20

btC...................................................................10

Carpus+Partner .................................................38

Copa data .........................................................10

deutscher städtetag ..........................................12

deutsches institut für urbanistik.........................18

difu...................................................................12

ecologic institut .................................................34

empa ................................................................10

energiereferat Frankfurt am main .......................34

enOcean ...........................................................24

eric Perry studio ..................................................8

eurodialog .........................................................17

e-World .............................................................15

Fraunhofer iaO ..................................................18

Fraunhofer ibP...................................................18

Hochschule augsburg ........................................10

HPi ....................................................................10

inrix ..................................................................42

Kalorimeta.........................................................10

Lechwerke ........................................................10

Leitner ..............................................................48

mainova ............................................................10

maschinenfabrik reinhausen .............................10

microsoft ...........................................................10

nexiga ..............................................................42

nPZ...................................................................18

OHV ..................................................................31

Phoenix Contact ......................................... 23, 45

sbC deutschland ...............................................39

schneider electric................................................7

schüco international ..........................................10

seW eurodrive ...............................................4. us

siemens ...................................................... 19, 27

smart metering srl .............................................28

smart skript ......................................................34

stadt Herten ......................................................10

stadtwerke Herten .............................................10

stadtwerke Wunsiedel .......................................10

stiftung 2° ........................................................10

tÜV rheinland ...............................................3. us

uba ..................................................................10

urbana ........................................................ 10, 33

Vde ............................................................. 10, 12

ViZ ....................................................................50

VK Partner .........................................................11

VKu ...................................................................10

VLb ...................................................................50

VmZ berlin ........................................................50

Firma Seite Firma Seite

Schutz & S ich e rh e it | S tad t- un d Ve rke h rSpl an un g

44 ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Graham Bradley, Director Mobile, INRIX

Wissen, wo was geht: Wenn solche Karten

in Echtzeit vorliegen, können sie Basis für

Population Analytics sein. Hier gezeigt

sind (allerdings statische) kumulierte Mit-

telwerte für Münchner Streckenabschnitte,

wie sie das Bonner Unternehmen Nexiga

auf Basis von TomTom-Verkehrsdaten zur

Verfügung stellt.

Wie irma Fahrgäste auFspürt

Zu den Hauptverkehrszeiten ist es eng in der U-Bahn, ob-wohl alle paar Minuten ein Zug fährt. Damit Städte dem hohen Fahrgastaufkommen gerecht werden, setzen Verkehrsbetriebe Fahrgastzähler ein. Diese helfen zu ermitteln, wie ausgelastet Busse, Straßenbahnen, U-Bahnen und Züge im öffentlichen Personenverkehr sind. Die Informationen über die tatsächliche Nutzung verschiedener Strecken in Abhängigkeit von Tageszeit

Verkehrsplaner wollen wissen, wie viele Menschen wann und wie unterwegs sind. In Bus und Bahn zählen Infrarot-Motion-Analyzer (Irma) die Fahrgäste und ermöglichen Verkehrsbetrieben so die Optimierung des Stadtverkehrs. Eine wichtige Rolle dabei spielt die Verkabelung.

und Wochentag dient dabei unterschiedlichen Zwecken: Von der bedarfsgerechten Streckenplanung über eine optimale Aus-lastung von Kapazitäten bis hin zur Abrechnung von Verkehrs-leistungen in einem Verkehrsverbund.

Basis der automatischen Fahrgastzählung sind dabei Infra-rot-Sensoren über den Türen der Fahrzeuge. Sie erfassen bei

TexT: Berni Lörwald, Phoenix Contact Bilder: Phoenix Contact, Shutterstock www.urban20.net/PDF/69988U20

Fahrgastzählung | Verkehr & m ob i l i tät, transport & log ist ik

45urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Alle an Bord: Fahrgastzähl-

systeme ermitteln die Anzahl

der Passagiere und geben

diese Informationen zur Pla-

nung und Abrechnung weiter.

„Bei der Verkabelung kamen damals D-Sub- und M16-Steck-verbinder zum Einsatz, die aber aufwendig in der Herstellung waren“, erinnert sich Bube. Sonderwünsche wie spezielle Längen waren kaum möglich, außerdem waren die Steckverbinder groß und umständlich im Feld zu montieren.

Kleiner und durchgängig geschirmt

Vor etwa zehn Jahren kam das alte Verkabelungskonzept auf den Prüfstand. Zum einen sollte der Steckverbinder kleiner sein – möglichst nicht viel größer als die Leitung selbst, damit er gut durch die Fahrzeugholme gefädelt werden kann. Zum ande-

geöffneter Tür die Bewegungen der Personen und erkennen, ob jemand ein- oder aussteigt. „In der Anfangszeit haben wir passives Infrarot genutzt, was allerdings bei Temperaturen um 37 Grad an seine Grenzen stößt“, sagt Stefan Bube, Leiter des technischen Zentrums bei Iris, einem Hersteller solcher Syte-me. „Heute verfügen die Sensoren über die viel präzisere Time-of-Flight-Technik, die wie eine Laufzeitmessung funktioniert.“ (siehe Kasten auf dieser Seite)

Verkabelung vom Sensor zum Analysator

Die Sensoren registrieren während des Fahrgastwechsels kontinuierlich Signale, die an einen Analysator weitergeleitet werden. Der Analysator generiert aus den Signalen Zählergeb-nisse, die vom Bordcomputer abgefragt und ergänzt werden: etwa um Haltestellenbezeichnung, Uhrzeit oder GPS-Koordi-naten.

Bei Systemen ohne Analysator werden die im Sensor erzeug-ten Ergebnisse direkt über CAN oder Ethernet an den Bord-computer übergeben. Von dort gehen die Werte an bestimmten Verkehrspunkten über WLAN oder auch permanent über GPS/GSM-Verbindungen an ein übergeordnetes System – etwa an die Leitwarte in der Verkehrszentrale, wo Rentabilität und Aus-lastung der Fahrzeuge exakt ermittelt werden.

An die Verkabelung der Systeme werden hohe Anforderun-gen gestellt – Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit und Vibrationen dürfen sie nicht beeinträchtigen. Die Kabel wer-den hinter der Fahrzeugverkleidung installiert und durch Hol-me oder auch Gelenke geführt. Die ersten Systeme Anfang der 1990er Jahre wurden noch über die RS232-Schnittstelle verka-belt, später kam der CAN-Bus.

Verke h r & Mo b il i tät, tra ns port & log is t ik | Fah rg ast zählung

46 Ur ban 2 .0 | a u s g abe 3 .2014

Geschirmte M12-Verkabelung mit Y- und H-Verteiler: Die Daten werden von den Sensoren (S) über den

Türen zur Bearbeitung an den Analysator im Fahrzeug übertragen und dann kabellos weiter zur Zentrale.

Fahrgastzählung mit time-oF-Flight-technik

Die ersten Irma-Systeme (Infrared Motion Analyzer) nutzten – wie Bewegungsmelder – einen pyroelektrischen Effekt. Gemessen wurde die von Lebewesen ausgehende langwellige Wärmestrah-lung, auf die bestimmte Sensorkristalle reagieren. Allerdings sinkt die Zählgenauigkeit, wenn sich Fahrgäste dicht zusam-mengedrängt bewegen oder die Wärmeabstrahlung durch dicke Kleidung gehemmt wird. Bei einem weiteren Messverfahren wird Infrarot-Laserlicht abgestrahlt und von Personen zurückgewor-fen – diese Reflexionen werden registriert. Die heutigen Systeme arbeiten auf der Basis von Lichtlaufzeit – dabei geht es um das Senden und Empfangen „nummerierter“ Lichtstrahlen. Diese werden von den einzelnen Körperteilen zu unterschiedlichen Zeitpunkten reflektiert, da sich der Kopf näher am Sensor über der Tür befindet als Schultern oder Füße. Das ermöglicht eine räumliche Darstellung, die als „Time-of-Flight“-Technik (TOF) bezeichnet wird. Dieses Prinzip wird im neuesten Iris-Produkt „Irma Matrix“ noch weiter verfeinert, die Zahl der Bildpunkte wurde auf 500 erhöht.

ren wurde eine durchgängige Schirmung erforderlich, weil die EMV-Anforderungen der Kunden stetig stiegen.

Bei der Suche nach einer geeigneten Verkabelung arbeitete Iris eng mit seinem Lieferanten Arrow Central Europe zusam-men. Aus technischer und wirtschaftlicher Sicht sprach alles für eine Lösung mit M12-Steckverbindern. Auch als immer neue Anforderungen hinzukamen – erhöhte Datenraten oder Zulas-sungen für den Bahnbetrieb – stellte M12 seine Stärken unter Beweis und ebenso, als die Installationen größer und komplexer wurden und Profinet ins Spiel kam.

Zur Umsetzung der M12-Verkabelung entschied sich Arrow für Phoenix Contact. Der Hersteller von Steckverbindern entwi-ckelte dann ein komplettes Verkabelungsprogramm für erhöhte Anforderungen – darunter auch geschirmte Y- und H-Verteiler in M12-Ausführung (siehe Abbildung S. 46).

Bei der aufwendigen Entwicklung des H-Verteilers haben alle Beteiligten viel Grundlagenforschung betrieben. Die veran-schlagte Entwicklungszeit betrug zunächst ein Jahr ab Auftrags-erteilung bis zum Freigabemuster. Als die ersten Prototypen den hohen Anforderungen noch nicht in allen Punkten entsprachen, wurde noch einmal nachgebessert. Der H-Verteiler kommt dort zum Einsatz, wo über einer breiteren Tür zwei Sensoren rechts und links angebracht sind (siehe Abbildung). Über einer schma-leren Tür wird nur ein Sensor benötigt – hier verzweigt dann der Y-Verteiler.

Plötzlich eine Norm

Eine standardisierte Verkabelung, wie sie auch in der Indus-trieautomation verwendet wird, hat viele Vorteile. „Mit M12 für CAN-open hatten wir auf einmal eine Norm, auf deren Grund-lage wir unser Produktprogramm vereinheitlichen konnten“, blickt Bube zurück. „Weil die Anforderungen unserer Kunden an die Datenraten stetig steigen, entwickeln wir jetzt Systeme mit Profinet-Schnittstelle.“ Kabel mit M12 sind nicht nur preis-werter – sie sind klein, robust und gut verfügbar.

Außerdem fordern Ausschreibungen häufig IP-Schutzklas-sen, die mit D-Sub-Lösungen niemals erreicht würden. Mit den neuen M12-Hybrid-Steckern könnte darüber hinaus die Strom-versorgung noch kräftiger werden, so dass noch mehr Sensoren gleichzeitig an einem Strang betrieben werden könnten. Giga-bit-Ethernet ist eine weitere Option. ☐

impressumHerausgeber Kilian müller

Redaktion Chefredaktion: Dr. Karlhorst Klotz (verantwortlich, -61); redaktion: sabrina Quente (-81), Katrin Alber (-69); [email protected]

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Gerichtsstand münchen

Der Druck der Urban 2.0 erfolgt auf FSC®-zertifiziertem Papier, der Versand erfolgt CO2-neutral.

Fahrgastzählung | Verkehr & M ob i l i tät, transport & log ist ik

47Urban 2 .0 | a u s g a be 3 .20 14

Berni Lörwald, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,

Phoenix Contact GmbH & Co KG in Blomberg

Seilbahnen im Stadtverkehr

Einwohner und Besucher von Ankara erleben seit dem Frühjahr 2014 eine neue Art der urbanen Fortbewegung. In der türkischen Hauptstadt realisiert LEITNER ropeways gleich drei Seilbahnen im Stadtgebiet. Eine kuppelbare 10er-Kabi-nenbahn verbindet seit dem Frühjahr 2014 auf 3228 Meter Länge den Stadtteil Şentepe mit der Metrostation Yenimahalle und mit der Hauptverkehrsader. Durch diese Art der Anbin-dung des Stadtteils an den öffentlichen Personennahverkehr wird der Straßenverkehr erheblich entlastet. Die einzelnen

Weltweit wächst die Nachfrage nach Seilbahnen, die urbane Transportaufgaben übernehmen. Mit modernen Bahnen lassen sich viele aktuelle Verkehrsprobleme lösen: Sie sind schnell und vergleichsweise kostengünstig realisierbar, benötigen wenig Platz und entlasten mit geringen Energiekosten sowie Emissionen die Umwelt nachhaltig. Zudem zählen Seilbahnen laut Statisti-schem Bundesamt zu den sichersten Verkehrsmitteln.

Stationen sind durch ihr modernes Design und die außerge-wöhnliche Architektur ein optisches Highlight. Bei der Bahn handelt es sich um das größte urbane Seilbahnprojekt auf dem eurasischen Kontinent.

Hoch hinaus in Berlin

Auch in der deutschen Hauptstadt wird man bald die Vorteile einer Seilbahn genießen können. Anlässlich der In-

Zuverlässig: Mit Seilbahnen

kommt man in der Stadt

(hier Ankara) schnell und

sicher voran.

TexT: LEITNER ropeways Bilder: LEITNER ropeways, KOLB RIPKE Architekten www.urban20.net/PDF/69487U20

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Promot ion verk e h r & mo b il i tät, tra nS Port & log iS t ik | L e i t n e r

urbanen Verkehr nachhaltig gelöst werden. Zudem verschafft deren Einsatz Einwohnern und Besuchern mehr Lebensqua-lität.

Ökologische und soziale Vorteile von Seilbahnen: Seil-bahnen werden umweltfreundlich mit Strom betrieben und der Energieverbrauch kann an die Anzahl der Passagiere an-gepasst werden. Im Vergleich zu anderen Personentransport-systemen weisen Seilbahnen eine bessere Energiebilanz auf. Es genügt eine zentrale Antriebseinheit in einer Station, um viele Fahrzeuge zu bewegen.

Geringer Platzbedarf, kein Stau und hohe Sicherheit: Bereits bei der Entstehung schaffen Seilbahnen Vorteile, die gerade in eng bebauten urbanen Gebieten sehr wichtig sein können. Stützen und Stationen beanspruchen verhältnismäßig wenig Platz und die Bahnen fügen sich optimal in das Stadtbild ein. Hinzu kommt, dass Seilbahnen größere Fahrbahnneigun-gen als jedes andere Fahrzeug absolvieren und flexibel an das Gelände angepasst werden können. Auch die Passagiere profi-tieren von dem Umstieg auf das neue Verkehrsmittel: Seilbah-nen kennen keine Staus und die Fahrt ist oft mit einer einzigar-tigen Aussicht verbunden. Zudem entfallen fahrplanbedingte Wartezeiten.

Seilbahnen als Sehenswürdigkeit: Seilbahnen können auch selbst zu einer Attraktion werden. Bei LEITNER ropeways spielt auch das Design der Bahnen und Stationen eine bedeu-tende Rolle. Auf diese Weise erreichen die Betreiber nicht nur eine bessere Einbindung in das urbane Umfeld, sondern auch eine höhere Akzeptanz in der Bevölkerung. Ein eindrucksvol-les Beispiel dafür ist die Hungerburgbahn in Innsbruck, deren Stationen von Stararchitektin Zaha Hadid entworfen wurden. In den abgerundeten milchig weißen Glaskuppeln spiegelt sich die schneeweiße Hochgebirgslandschaft rund um Innsbruck wider. ☐

ternationalen Gartenausstellung (IGA Berlin 2017) wird dort erstmals wieder seit 50 Jahren eine Seilbahn entstehen. Die 10er-Kabinenbahn wird ebenfalls LEITNER ropeways bauen. Mehr als zwei Millionen Gäste werden zu diesem einzigartigen Gartenfestival aus dem In- und Ausland erwartet. Pro Stunde werden bis zu 3000 Besucherinnen und Besucher das Ausstel-lungsgelände, das die Gärten der Welt, den Kienberg und Teile des Wuhletals umfasst, dann mit der Seilbahn aus der Vogel-perspektive erleben können. Die Fahrt eröffnet den Blick auf das IGA-Gelände mit seinen Wasser- und Themengärten sowie den internationalen Gärten der Welt. Die insgesamt 1,5 Kilo-meter lange Panoramafahrt endet nach rund fünf Minuten am Blumberger Damm, wo die Besucherinnen und Besucher di-rekt im Anschluss die Ausstellungshalle erkunden können.

Entspannter Ausblick

Ein weiteres Beispiel für die positiven Auswirkungen des Einsatzes von Seilbahnen im urbanen Umfeld findet sich in Südtirol: In nur zwölf Minuten schweben die Menschen vom Stadtzentrum in Bozen auf den Ritten und zu einigen der schönsten Aussichtsplätze der Berge rund um die Landes-hauptstadt. 2009 wurde die neue, 4,5 Kilometer lange Um-laufseilbahn gebaut. Neben der Erschließung eines attraktiven Ausflugsziels für Touristen sollte vor allem der Straßenverkehr zwischen Bozen und dem beliebten Höhenzug entlastet wer-den. Die erste Dreiseilumlaufbahn in Italien wurde ein voller Erfolg. Rund eine Million Passagiere nutzen die Bahn pro Jahr. Der Verkehr auf der Straße wurde reduziert und die Bedeutung des Ritten als Ausflugsziel sowie die Attraktivität als Wohn-gebiet steigerten sich deutlich. Diese Beispiele verdeutlichen die zahlreichen Vorteile, die seilgezogene Transportmittel im urbanen Verkehr bringen:

Seilbahnen entlasten den Stadtverkehr: Mit Hilfe moder-ner Seilbahnsysteme können unterschiedliche Probleme im

Über den Gärten: In Berlin wird

es zur Internationalen Gartenaus-

stellung 2017 eine Seilbahn für die

Besucher geben.

Promot io n

49Urban 2 .0 | A u s g a be 3 .20 14

Le i tner | Verkehr & m ob i l i tät, transPort & log ist ik

Wo die Verkehrsinfos zusammenlaufen

Damit Dirk Nowitzki sich in einer bayerischen Metzgerei erinnerungsseelig eine Scheibe Wurst reichen lassen konnte, musste erst mal die Berliner Verkehrslenkung ran. Gedreht wurde der Werbespot nämlich in einem Fleischerladen der Bundeshauptstadt, vor dem die Straße gesperrt bleiben muss-te, damit das Filmteam das unvegetarische Rührstück in Szene setzen konnte. „Ereignismanagement“ nennt Andreas Müer von der VMZ Berlin Betreibergesellschaft solche Aufgaben der Verkehrslenkung Berlin (VLB) und denkt dabei ebenso an Großveranstaltungen wie die Fanmeile zur Fußball-WM, die die Verkehrslenker natürlich noch stärker fordern.

Entscheidend ist es dabei, die aktuellen Verkehrsinforma-tionen aus über Tausend Messquerschnitten in den Straßen der Stadt und von Hunderten von Kameras aufzubereiten – eine Aufgabe, die in Berlin die Verkehrsinformationszentrale (VIZ) übernommen hat. Detektoren geben beispielsweise Aufschluss über Verkehrsstärke, Geschwindigkeit und Fahrzeugtyp in ei-nem Straßenabschnitt. Heute spielen auf einem Netz von rund 1600 km auch Floating-Car-Daten von TomTom eine Rolle. „Der Zugriff auf aktuelle Streckenfahrzeiten war ein echter Qualitätssprung“, berichtet Müer.

1,3 Millionen Fahrzeuge bewegen sich in der 3,5-Millionen-Stadt und wollen trotz Baustellen, Veranstaltungen und Straßensperrungen schnell an ihre Zielorte gelangen. Urban 2.0 hat sich mit seinem VIP-Board die Verkehrsinformationszentrale im alten Flughafen Tempelhof angesehen.

Auf Einladung des Siemens-Tochterunternehmens VMZ traf sich das VIP-Board von Urban 2.0 im Sommer im Flug-hafen Tempelhof, um zu erfahren, wie dort die Verkehrsla-ge berechnet wird. Daraus entstehen Informationsdienste für Radio, Presse und Internet – ein in der VIZ anwesender Radio moderator beispielsweise verbreitet die Informationen auf seinem Sender sofort live. Um auf aktuelle Entwicklun-gen der Verkehrssituation zu reagieren oder sie rechtzeitig zu beeinflussen sind außer elektronischer Informationstafeln die 2050 Ampelanlagen in Berlin das Mittel der Wahl. Sie werden über im Rechner hinterlegte Strategien geschaltet, allerdings eine Etage tiefer von den Kollegen der Verkehrsregelungszen-trale, denen diese hoheitliche Aufgabe zusteht.

Multimodaler Mobilitätsmonitor

Eine neue Entwicklung ist die Arbeit an einem multimoda-len Mobilitätsmonitor, der alle an einem Standort verfügbaren Mobilitätsangebote in Echtzeit darstellt. Er zeigt beispielsweise die nächsten Abfahrtszeiten an den Haltestellen in der Umge-bung, die Verkehrslage auf den Straßen und die Verfügbarkeit von Carsharing-Fahrzeugen und Mietfahrrädern an. ☐

TexT: Dr. Karlhorst Klotz, Urban 2.0 Bilder: K.Klotz/Urban 2.0 www.urban20.net/PDF/81543U20

50 Ur ban 2 .0 | A u s g abe 3 .2014

F inale | V er k ehr s s teue run g

Verkehrslenkung Berlin: In der

oberen Etage laufen die Infor-

mationen ein, von unten gehen

Signale an die Ampeln.

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Steigerung der Sicherheit, der Effi zienz und der Lebensqualität für alle Verkehrsteilnehmer.

TÜV Rheinland engagiert sich weltweit bei der Einführung intelligenter Verkehrssysteme und dem Ausbau von Schnittstellen

zwischen allen Verkehrsträgern. Dies umfasst die notwendige Infrastruktur zur Verkehrslenkung, sowie die fahrzeugseitige

Implementierung korrespondierender Systeme.

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WER HAT DAS SAGEN IN SMART CITIES? · 420 275 A3 t 2014 F t U b 16394 Hoch e-ﬃ zient. Zwei...

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