Studiengang befähigt zur Gestaltung mit effizienter Energienutzung

Renewable Energy Design

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Visualisierung eines Entwurfdetails von Baumgart, Burgold und Blum: Promenade - Markthalle mit aqua gardening sowie Gastronomie mit Caféterrasse und Restaurant mit outdoorcooking.

Was lange währt, wird endlich gut! So könnte man die letzten Jahre der Planung des neuen Masterstudiengangs Erneuerbare Energien Management, Renewable Energy Design (kurz RED) an der FH Erfurt zusammenfassen. An der Fakultät Landschaftsarchitektur, Gartenbau und Forst konnten im Wintersemester 2012/2013 zum ersten Mal Studierende für diesen innovativen Studiengang immatrikuliert werden.

Bereits in der Ausgabe 07/2011 wurde in einem Beitrag das Konzept des Energiegartens (Schumacher 2011) vorgestellt. Es ist ein Musterbeispiel dafür, was die "grüne Fakultät" mit ihrem neuen Studienangebot erreichen will. RED-Studierende nehmen ein Bildungsangebot wahr, das es ihnen ermöglicht, nicht nur die effiziente Energienutzung sowie Energiebereitstellung zu betrachten, sondern diese mit einem ressourcenschonenden Flächenbrauch und einer ansprechenden Gestaltung der Anlagen zusammenzuführen. Mit ihrem Abschluss werden sie als beratende Ingenieure die bestehende Lücke zwischen technischen und architektonischen Ansprüchen schließen. Sie werden in der Lage sein, bereits in der Konzeptionsphase entstehende Konflikte zwischen einzelnen Berufsgruppen zu entschärfen.

Im Sinne des Nachhaltigkeitsgedankens werden Ästhetik und Umweltschutz zusammengeführt und so neue Kulturlandschaftsbilder geschaffen.

Abb. 1: Entwurfsidee von Münzel, Reuß, Sprick für die Geraaue und das ehemalige Heizkraftwerk in Erfurt-Gispersleben.

Perspektivische Darstellung der vorgesehenen Industriepflanzungen. Abb.: Münzel, Reuß, Sprick

Um diesem neuen Berufsbild gerecht zu werden, wird eine interdisziplinäre Lehre angeboten. So finden sich unter den Lehrenden neben Prof. Schumacher vom Fachgebiet Landschaftsarchitektur auch Prof. Dr. Kappert, Prof. Dr. Stanzel und Prof. Dr. Mischner vom Fachgebiet Gebäude- und Energietechnik. Sie vermitteln Kenntnisse und Fähigkeiten in den Bereichen Geothermische-, Solare-, Wind- und Bioenergiesysteme, Energieumwandlung und -speicherung sowie Wirtschaftlichkeitsberechnungen in der Gebäude- und Energietechnik. Auch vom Fachgebiet Forst konnte Prof. Dr. Setzer für den Bereich Beratungsmethodik gewonnen werden. Maßgeblich gestalten jedoch Juristen, Biologen, Physiker und Berater für Erneuerbare Energien das Lehrangebot, die nicht hauptsächlich an der FH Erfurt tätig sind.

Dr. Andreas Schäfer ist einer von ihnen. Der Wirtschaftswissenschaftler ist an der Universität Leipzig tätig und lehrt in Erfurt volkswirtschaftliche Aspekte nachhaltiger Energiewirtschaft und Erneuerbare Energie-Regionen. Sein Fokus liegt auf dynamischen makroökonomischen Prozessen in den Bereichen Wachstum und Umwelt. Die interessante Ausrichtung des Studiengangs und die Relevanz volkwirtschaftliche Bezüge herzustellen, haben ihn dazu bewogen, das Lehrangebot an der FH Erfurt anzunehmen. Die große Stärke sieht Dr. Schäfer nicht nur in der Ausrichtung des Studienangebots, sondern auch in den unterschiedlichen fachlichen Hintergründen der Studierenden. Diese kämen in den Gruppengrößen besonders zum Tragen, da hier niemand fürchten müsse, in einem überfüllten Hörsaal den Vorlesungen nur unzureichend folgen zu können. Das Maß an Interaktion der Beteiligten sei sehr hoch und würde von ihrer Motivation gefördert, sagte Dr. Schäfer.

Und nicht nur unter den Dozenten ist eine hohe Diversität der Fachgebiete zu verzeichnen. Auch die Studierenden kommen aus unterschiedlichsten Studienrichtungen. Sie haben Bachelorabschlüsse in Landschaftsarchitektur, Gartenbau, Architektur, Wirtschaftswissenschaften, Umweltwissenschaften oder Studiengängen des Gebiets Erneuerbare Energien.

Kenntnisse werden beispielsweise in den bereits erwähnten Modulen vermittelt. Darüber hinaus werden neben Grundlagen der Erneuerbaren Energien (bestehend aus Energie- und wirtschaftsrechtlichen Grundlagen, Physikalischen Grundlagen und Ökologischen Grundlagen), Ressourcen von Primärenergien und Flächen, Energiemanagement, Bau- und Planungsrecht für Erneuerbare Energien und der nachhaltigen Orts- und Landschaftsbildentwicklung auch Themen wie Personal- und Unternehmensführung, Exkursionen und Schlüsselqualifikationen (soft skills) vermittelt. Zudem wird ein interdisziplinäres Praxis-Projekt durchgeführt.

Um dem Prinzip der Interdisziplinarität weiterhin zu folgen, fand im Sommersemester 2013 unter der Leitung von Prof. Schumacher eine Kooperation der Module "Freiraumtypen im historischen Kontext" (Freiraumplanung - Landschaftsarchitektur) und "Bau- und Planungsrecht für Erneuerbare Energien" (RED) statt. Studierende beider Fachrichtungen bildeten Arbeitsgruppen, in denen Lösungen für das ehemalige Heizkraftwerk in Erfurt-Gispersleben entwickelt wurden.

Das Thema der Erneuerbaren Energien sollte in den Entwürfen Beachtung finden und dabei - wenn möglich - Formen der Energiebildung darstellen. Außerdem waren verschiedene Energienutzungsarten miteinander zu kombinieren.

Nach der Vorgabe der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (TLUG) war die Renaturierung der Geraaue eins der zentralen Themen. Weiterhin gab es die Aufgabe, einen Entwurf für eine nachhaltige Neu- und Umgestaltung des Geländes für die Bundesgartenschau 2021 zu erarbeiten. Dabei musste auch eine entsprechende Nachnutzung geplant werden. Im Anschluss an den Gestaltungsprozess wurde durch die RED-Studierenden eine Baugenehmigung für eine Komponente des jeweiligen Entwurfs exemplarisch beantragt.

Erwähnenswert ist der Entwurf der Gruppe Alexander Münzel, Dennis Reuß und Imke Sprick (Abb.1). Unter dem Motto "Energie im Fluss ..." stehen die Themen Erholung, Freizeit und Umweltbildung klar im Fokus. Der Schwerpunkt der Gestaltung liegt im Bereich der Erneuerbaren Energien auf Windkraft- und Solar anlagen, sowie auf Energiepflanzungen.

Die Gera wird renaturiert und das umliegende Gebiet als Überschwemmungszone genutzt. Der Übergang vom natürlichen zum industriell geprägten Raum wird durch das verstärkte Einsetzen von strengen, befestigten Wegestrukturen umgesetzt. Das Gebäude des Heizkraftwerkes wird sowohl als Kletterhalle als auch als Café genutzt.

Abb. 2: Entwurfsidee von Baumgart, Burgold, Blum für die Geraaue und das ehemalige Heizkraftwerk in Erfurt-Gispersleben.

Abb. 3: Entwurfsidee von Christoph, Kluth, Thedering für die Geraaue und das ehemalige Heizkraftwerk in Erfurt-Gispersleben.

Die effektive Energiegewinnung aus Wind und Sonne wird für die Nutzer erlebbar gemacht. Sowohl horizontale als auch vertikale Formen kommen dabei zum Einsatz. So werden beispielsweise die geplanten Klettertürme auf den Abschlüssen mit Kleinwindkraftanlagen versehen. Auf der Dachterrasse des Cafés werden Photovoltaikmodule installiert, die zum einen Energie aus der Sonneneinstrahlung gewinnen und zum anderen der Verschattung dienen. Außerdem kommen semitransparente Photovoltaikmodule zum Einsatz, um Tageslicht im Innenraum nutzen und somit Energie für künstliche Beleuchtung sparen zu können.

Dem Informationszeitalter entsprechend sind an unterschiedlichen Punkten des Geländes auch ständig Informationen verfügbar. Eine zusätzliche Funktion der Informationstafeln ist zudem das Herstellen und Unterstützen von Blickbeziehungen. Die Pflanzenauswahl ist dem Thema der Bioenergie entlehnt.

Der Entwurf der Gruppe Ute Baumgart, Mandy Burgold und Hilda Blum (Abb. 2) bietet vielfältige Strukturen an, um den Freiraum neu und nachhaltig zu nutzen. So soll beispielsweise ein Versuchsfeld angelegt werden, auf dem nach dem Prinzip der Permakultur dauerhafte Systeme angelegt werden, die sich selbst erhalten. Es wird ein naturnaher Kreislauf geschaffen. Das auf diese Weise produzierte Obst und Gemüse kann verkauft beziehungsweise weiter verarbeitet werden. Hierfür wurde eine Markthalle geplant, die sich mit Hilfe einer Solar-Installation auf dem Dach eigenständig mit Energie versorgt.

Weiterhin sieht das Konzept die Errichtung einer "Aquaponic"-Anlage, einer Kombination aus Fischaufzucht und Nutzpflanzenkultivierung vor. Außerdem sind Bauwerke aus lebenden Pflanzen geplant wie zum Beispiel ein Weidenpavillon, um die Biotektur den Besuchern exemplarisch vorzustellen. Das Gebäude des ehemaligen Heizkraftwerks, welches als Kletterhalle und "Ökoinfowerk" dienen soll, wird sich auf spezielle Weise selbst mit Energie versorgen. Neben einer Photovoltaikanlage auf dem Dach wird die Fassade zusätzlich noch mit Glaselementen versehen, die mit Wasser und Algen gefüllt sind. Durch das Algenwachstum werden Biomasse und Wärme zugleich produziert und können für die Unterhaltung des Gebäudes genutzt werden.

Weiterhin soll sich die Ufergestaltung an der natürlichen Auenvegetation orientieren. Die kleinen Inseln in der Gera sind mit Solarbooten zu erreichen.

Unter dem Motto "ENERGIEgeladen" hat die Gruppe Constanze Albrecht, Janina Bader, Oliver Grob einen Entwurf erarbeitet, der die verschiedenen Energieformen greifbar machen soll. In Anlehnung an die vier Elemente wurden die Möglichkeiten der Energiegewinnung unterteilt. Der Bereich WASSERkraft zeigt ein schwimmendes Mini-Wasserkraftwerk, das ohne bauliche Eingriffe zu installieren ist. Der Schutz der Fauna wurde hierbei ebenfalls berücksichtigt. Für die Nutzung der SOLARenergie wurde ein Solarbaumpark aus Photovoltaikbäumen entworfen. Der Kontrast zwischen Natur und Technik wird bewusst dargestellt. Solarlampen sorgen für die Beleuchtung des Areals, Photovoltaikmodule sind auf dem Parkplatz und eine Solarthermienanlage auf dem Dach der Kletterhalle nutzbar. WINDenergie wird durch vertikale Kleinstwindanlagen veranschaulicht, deren gewonnene Energie für eine E-Bike-Ladestation bereitgestellt wird. Südlich des Solarbaumparks nutzt eine oberflächennahe Geothermieinstallation ERD(E)wärme. Nicht zuletzt beinhaltet das Konzept auch EnergiePFLANZEN, die auf einem begehbaren Feld zur unterschiedliche Energie- und Industrierohstoffe liefern. Hierbei soll das Prinzip des urban gardening zum Tragen kommen.

Der Entwurf von Johannes Christoph, Sebastian Kluth, Sebastian Thedering (Abb. 3) zeichnet sich vor allem durch den Kontrast einer modernen Freiraumgestaltung zu dem ehemaligen Heizkraftwerk und der naturnahen Geraaue aus. Durch interessante Blickbeziehungen werden die Stadtteile Viti und Gispersleben miteinander verbunden. Die freiraumplanerische Nutzung besteht vordergründig aus dem neu entstehenden Kletterwald. Er wird in einen "Energie"-Freiraum integriert, der vor allem durch Photovoltaik- und Windkraftanlagen in kleinem Maßstab geprägt wird. So entsteht auch ein Bezug zur Ortshistorie. Genutzt wird die gewonnene Energie hauptsächlich für Elektrofahrräder. Der Überschuss wird mittels Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und gespeichert. So steht er für die neuen Busse zur Verfügung, die die Anbindung an den Öffentlichen Personennahverkehr verbessert. Schlussendlich wird der Flusslauf der Gera verändert und eine beflutete Mulde geplant, um eine naturnähere Entwicklung zuzulassen und somit Hochwasserrisiken zu reduzieren.

Visualisierung der RED-Clips von Faßbender, Kraus und Metzner.

Abb. 4: Entwurfsidee von Faßbender, Kraus, Metzner für die Geraaue und das ehemalige Heizkraftwerk in Erfurt-Gispersleben.

Die Gruppe Nadine Köpper, Kristina Lehmann legten ihren Schwerpunkt auf eine optimale Integration des neu gestalteten Freiraums in das bestehende Erfurter Grünsystem. Im Bereich der Aue sollen im Zuge einer umfassenden Gewässerrenaturierung Mäander entwickelt werden. Bei der Einbindung des Themas der Erneuerbaren Energien wurde demgemäß auf eine Ausrichtung auf die Umweltbildung Wert gelegt. Verschiedene Formen des Gartenbaus werden veranschaulicht, wie zum Beispiel Urban Gardening oder Vertical Farming. Zudem sind Obstbaumpatenschaften angedacht. Anwohner und andere Nutzer sollen eingebunden werden und einen persönlichen Bezug zum Freiraum entwickeln. Im Sport- und Spielbereich sind Energie-Experimentierstationen geplant. Wer an der Kletter-Watt-Station klettert und die Griffe anfasst, leistet Arbeit und erzeugt Energie, die übertragen wird und ablesbar ist.

Von Björn Däuper, Luisa Faßbender, Tina-Lisa Kraus und Jan Metzner (Abb. 4) stammt der Entwurf "RED-Clips". Unschwer zu erkennen, stehen hier die roten Clips als gestalterisches Element im Vordergrund. Sie sind, als Podeste für einen entspannten Aufenthalt, nutzungsorientierte Architektur und Blickfang zugleich. Sie werden mit Hilfe des Lehr- und Bildungspfades miteinander verbunden und weisen den Weg zur Insel in der Gera. Überdacht werden die Podeste mit einem semitransparenten Photovoltaikdach, das Strom für die nächtliche Beleuchtung erzeugt, ohne dabei den Einfall von Tageslicht zu stark zu behindern. Windkrafträder erzeugen auf der bereits erwähnten Insel ebenfalls Energie. Auch hier bewirkt eine Gewässerrenaturierung eine Laufveränderung der Gera.

Neben den neuen Energie- und Industriepflanzen auf dem künftigen BUGA-Gelände, kreuzen Rasenwege das Gelände. Eine neue Fahrradbrücke erweitert den bestehenden Radwanderweg.

Das Konzept von Eike Jöddicke, Annika Matthe, Maria Weitzmann sieht eine leichte Geländemodellierung in Wellenform in Anlehnung an die Gera vor. Baumreihen werden gepflanzt, um diesen Effekt zu unterstreichen.

Acht pyramidenförmige Pavillons mit Solarmoduldächern sammeln Energie, die an einer Pedelecstation zur Verfügung gestellt wird. Überschüssige Energie kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Die Pflanzenauswahl orientiert sich am Thema der nachwachsenden Rohstoffe. So werden Energie-, Öl-, Arznei-, Heil-, Gewürz- und Kurzumtriebspflanzen verwendet. Ein geringer Pflegeaufwand fand bei der Planung Beachtung. Die im veränderten Flusslauf entstandene Insel wird über eine Brücke erschlossen und dient der Verbindung der Ortsteile.

Im Entwurf von Mareike Gremmer, Tina Nobis, Daniel Schelter wurde besonderer Wert auf eine Selbstversorgung gelegt. Mit Hilfe von Kleinstwindkraftanlagen und einer Photovoltaikanlage auf dem Dach der Kletterhalle wird die Energieversorgung der Beleuchtung des Raums und der Pedelecstation sichergestellt. Untergliedert wird das Gelände in einen Aktivitäts- und Ruhebereich. Der erste Bereich umfasst einen Kletter- und Skatepark. Entlang der Gera werden in Ufernähe Betonsitzblöcke integriert, die von Energiegehölzen gesäumt werden. Informationstafeln geben Auskunft über die Neugestaltung und die Renaturierung des Flusses.

Unter dem Motto "Energie tanken" hat die Gruppe Maike Kosanke, Juliane Röder, Nico Ulmer ein Konzept entworfen, welches den Übergang zwischen der natürlichen Geraaue und dem industriegeprägten Raum schaffen soll. In drei strahlenförmig angelegten Sektionen werden Energiegewinnungsmöglichkeiten durch Solar, Wasser, Wind und Pflanzen dargestellt. Die Weggestaltung orientiert sich an der Form des benachbarten Parks. Der Fokus der Gesamtgestaltung liegt klar auf den Energiepflanzen. Daher sieht der Entwurf die Integrierung einer Beetpflanzung und einer Plantage vor. Nicht nur die Vielfalt der Energiepflanzen, sondern auch die Frage, wie umweltfreundlich ihr Anbau erfolgen kann, wird thematisiert. Auch das Prinzip des Urban Gardening soll zum Tragen kommen. Es wird zunächst nur während der BUGA umgesetzt. Nach deren Ende wird das Interesse der Anwohner über eine Fortführung entscheiden.

Nicht zuletzt sei der Entwurf von Annika Jung, Christopher Nief, Florian Selle erwähnt. Dieser entwickelt die bestehende Brachfläche als barrierefreie Erweiterung des Kilianiparks. Zwei Brücken dienen als Verlängerung des Radwanderweges. Ein besonderes Naturerlebnis bietet der Birkenhain, der an einen ehemaligen Friedhof erinnern soll. Er schließt sich an eine naturbelassene Wiesenfläche an, in die lediglich ein schmaler Streifen als Weg gemäht wird. So können die Nutzer diese Elemente ganz direkt erfahren. Die Energieversorgung wird hier ebenfalls über Photovoltaikmodule an der Kletterhalle bewältigt. Überschüssige Energie wird für die öffentliche Versorgung bereit gestellt. Zusätzlich befinden sich auf dem Dach Solarthermieanlagen. Diese werden für die Unterstützung der Wärmeversorgung des Gebäudes verwendet. An der Photovoltaikfassade, die sich in süd-östlicher Richtung orientiert, ist unterhalb der Module eine Fassadenbegrünung vorgesehen. Sie trägt zu einem ausgeglichenen Klima im Gebäude bei. Ein Höhepunkt der Gestaltungselemente ist der Energieturm. Er bietet neben einer guten Aussicht über das Gelände auch umfassende Informationen über die Energiegewinnung aus regionalen Quellen. Als Beispiel vor Ort dient die Photovoltaikfassade.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Durchführung dieses Projektes einen ersten Erfolg des Studienangebots bedeutet. Die Studierenden beider Richtungen konnten von den Fähigkeiten der jeweiligen Gruppenmitglieder profitieren und die eigenen Kenntnisse erweitern. Eine interdisziplinäre Problemlösung wird durch das Masterstudium bereits Teil des täglichen Arbeitens.

In diesem Jahr konnte ein weiterer Jahrgang von RED-Studierenden immatrikuliert werden. Der "grüne Campus" der FH Erfurt ist optimistisch, auch in Zukunft einen entscheidenden Beitrag im Bereich der Erneuerbaren Energien mit ihrem außergewöhnlichen Ansatz leisten zu können. Der erste Schritt in Richtung eines neuen Kulturlandschaftsbildes wurde bewältigt.

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Stadt+Grün 08/2014 .

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