{"id":1426,"date":"2020-11-30T10:21:56","date_gmt":"2020-11-30T09:21:56","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.ethz.ch\/energy\/?p=1426"},"modified":"2025-06-30T20:35:27","modified_gmt":"2025-06-30T18:35:27","slug":"smart-grids","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/smart-grids\/","title":{"rendered":"Wie intelligente Stromnetze die Art und Weise, wie Architekten Geb\u00e4ude entwerfen m\u00fcssen, ver\u00e4ndern werden"},"content":{"rendered":"

Um intermittierende erneuerbare Energien effizient in unsere Netze zu integrieren, m\u00fcssen wir die Rolle der Geb\u00e4ude in einer Stadt ver\u00e4ndern. Anstatt nur Verbraucher zu sein, m\u00fcssen sie zu einem Schwarm intelligenter Prosumenten werden, die das Netz stabilisieren k\u00f6nnen. Dies erfordert eine neue Art und Weise, wie Architekten Geb\u00e4ude entwerfen sollten, was zu einer neuen \u00c4ra der Architektur f\u00fchren wird: \"Energieverantwortung\"<\/i>.  <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Derzeit sind die meisten Geb\u00e4ude reine Verbraucher. Sie brauchen Energie f\u00fcr die Versorgung und die Raumklimatisierung und beziehen diese Energie einfach aus dem Netz. Sie nutzen das, was sie brauchen, wann immer sie es brauchen. Wenn wir jedoch mehr der stark schwankenden und intermittierenden Solar- und Windenergie effizient in unser Netz integrieren wollen, m\u00fcssen wir die Rolle der Geb\u00e4ude neu definieren. Dies wiederum erfordert eine neue Art und Weise, wie Architekten Geb\u00e4ude entwerfen sollten.<\/p>\n\n\n\n

Vom Geb\u00e4ude als Individuum zum Geb\u00e4ude als Teamplayer<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

In einer idealen Zukunft werden sich Geb\u00e4ude von Verbrauchern zu Prosumenten entwickeln: Statt eines einseitigen Energieflusses in das Geb\u00e4ude wird die Energie dynamisch in beide Richtungen aus dem und in das Netz flie\u00dfen. Erm\u00f6glicht wird dies durch die Ausstattung von Geb\u00e4uden mit Fotovoltaikanlagen und Batterien zur Speicherung und Einspeisung von selbst erzeugtem sauberem Strom. Dar\u00fcber hinaus wird die thermische Masse der Geb\u00e4ude in Verbindung mit intelligenten Steuerungen als dynamischer und reaktionsf\u00e4higer Netzstabilisator genutzt, ohne den Komfort der Bewohner zu beeintr\u00e4chtigen.<\/a> . Auf diese Weise k\u00f6nnen Geb\u00e4ude einen Gro\u00dfteil ihres Energiebedarfs selbst decken und sogar einen wesentlichen Beitrag zu einem stabilen, sauberen und effizienten Netz leisten.<\/p>\n\n\n\n

Intelligente Stromnetze werden das architektonische Design ver\u00e4ndern<\/b><\/h2>\n\n\n\n

Historisch gesehen spiegeln sich Innovationen und Ver\u00e4nderungen technischer (z. B. die Einf\u00fchrung von Materialien wie Stahl und Beton) oder gesellschaftlicher Art (z. B. die Medienfassaden am Piccadilly Circus, die den Konsumismus widerspiegeln) in der Regel auch in einem Wandel des zeitgen\u00f6ssischen Baustils wider (Abb. 1). Folglich ist zu erwarten, dass ein Wandel in der Energieinfrastruktur (intelligente Netze) zu einem neuen architektonischen Stil von energieeffizienten Geb\u00e4uden f\u00fchren wird. Von Postmoderne<\/i>, Dekonstruktivismus<\/i>, Parametrisierung<\/i>schlie\u00dflich zu Energiepolitische Verantwortung<\/i> als eine neue \u00c4ra der Architektur?<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend die meisten architektonischen Stile im Wesentlichen individualistische Solit\u00e4re zum Ausdruck brachten (das einzelne Geb\u00e4ude stand im Mittelpunkt), waren die Prosumer-Bauten in der \u00c4ra der Energiepolitische Verantwortung<\/i> m\u00fcssen ihre Systemgrenzen erweitern, wobei Geb\u00e4ude als Teil kollaborierender Netzwerke verstanden werden. Es liegt auf der Hand, dass dies eine grundlegend andere Herangehensweise an die Planung von Geb\u00e4uden erfordert, die mit einer Reihe neuer F\u00e4higkeiten einhergeht, die die Architekten beherrschen m\u00fcssen. Dazu geh\u00f6ren auch Werkzeuge f\u00fcr energierelevante Themen, die traditionell den Ingenieursdisziplinen zugeschrieben wurden, wie z. B. die Bewertung des Energiebedarfs von Geb\u00e4uden oder die Berechnung der PV-Stromerzeugung.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
Abb. 1. Architektonische Beispiele, die ihren jeweiligen Zeitgeist zeigen.<\/em><\/h6>\n\n\n\n
Oben links: Kristallpalast von Joseph Paxton. (Bildquelle: www.wikipedia.com<\/a>)<\/em><\/h6>\n\n\n\n
Oben rechts: Piccadilly Circus in London. (Bildquelle: www.wikipedia.com<\/a>)<\/em><\/h6>\n\n\n\n
Unten: Die <\/a>\"Nest\"<\/a> Forschungsgeb\u00e4ude als Pionier der \"<\/a>Energiepolitische Verantwortung<\/a>\"<\/a>? (Bildquelle: https:\/\/strom-online.ch\/das-nest-der-empa\/<\/a>)<\/em><\/h6>\n\n\n\n

Intelligente Geb\u00e4ude - intelligente Architekten?<\/b><\/h2>\n\n\n\n

Ein Architekt muss sich heutzutage mit einer Vielzahl von technischen Aspekten auseinandersetzen, die \u00fcber das hinausgehen, was traditionell als architektonischer Entwurf verstanden wird: intelligente Z\u00e4hler und intelligente Stromnetze, erneuerbare Energien wie geb\u00e4udeintegrierte Photovoltaik (\"<\/em>Aber<\/em><\/a> das ruiniert die \u00c4sthetik!<\/em><\/a>\"<\/em>), Geb\u00e4udesteuerung (ein Computer entscheidet, wann der Sonnenschutz heruntergefahren werden soll), Nachfragesteuerung (\"<\/em><\/a>Der Geschirrsp\u00fcler k\u00f6nnte irgendwann zwischen jetzt und den n\u00e4chsten 12 Stunden anlaufen, danke f\u00fcr Ihre Geduld.<\/em><\/a>), W\u00e4rmepumpen und -speicher (\"diese h\u00e4sslichen Dinger im Keller\"<\/em>), usw.<\/p>\n\n\n\n

Verwandte Themen wie Sektorkopplung, Netzintegration und Nachfragesteuerung - wichtige Eckpfeiler der st\u00e4dtischen Energiewende - befinden sich noch in der Erforschungs- und Experimentierphase. Hochspezialisierte Fachleute aus den Bereichen Energie, Wirtschaft oder Informatik f\u00fchren komplexe, laufende Forschungsarbeiten durch. Angesichts der zu erwartenden langen Lebensdauer von Geb\u00e4uden sollten Architekten diese neuen technischen und wissenschaftlichen Erkenntnisse jedoch bereits jetzt bei der Planung neuer oder der Sanierung bestehender Geb\u00e4ude ber\u00fccksichtigen; sie m\u00fcssen mit den k\u00fcnftigen intelligenten Stromnetzen kompatibel sein, wenn sie zur Bew\u00e4ltigung der globalen \u00f6kologischen Herausforderungen beitragen sollen. Dies bedeutet, dass die Architekten ihre gelernten Gewohnheiten \u00e4ndern und sich auf eine neue Art der Geb\u00e4udeplanung einstellen m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

In der Lage sein, energieeffiziente Geb\u00e4ude ohne Doktortitel zu entwerfen<\/h2>\n\n\n\n

Bisher habe ich argumentiert, dass die Energiewende auch zu einem neuen Architekturstil f\u00fchren wird, weil Geb\u00e4ude eine grundlegend andere Rolle spielen werden. Formal kann dies durch verschiedene gestalterische Eingriffe zum Ausdruck kommen. Zum Beispiel durch energieaktive Fassaden und Geb\u00e4udekomponenten, durch eine andere Materialwahl aufgrund der Auswirkungen auf die thermische Latenz oder durch eine gr\u00f6\u00dfere funktionale Vielfalt innerhalb von Stadtvierteln und Geb\u00e4uden, da dies bekannterma\u00dfen die betriebliche Flexibilit\u00e4t eines Energiesystems erleichtert.<\/p>\n\n\n\n

Diese Eingriffe sind technisch komplex, und derzeit verlangt die Architektenausbildung nicht, dass die Studenten gleichzeitig Physiker, Ingenieure und Informatiker sind - und das sollte sie auch nicht sein. Wenn wir wollen, dass Architekten energieeffiziente Geb\u00e4ude entwerfen, die zu einer Zukunft mit nachhaltiger Energieinfrastruktur beitragen, brauchen sie ein v\u00f6llig neues Instrumentarium, das es ihnen erm\u00f6glicht, technische Informationen zu extrahieren und in ihre Entw\u00fcrfe einflie\u00dfen zu lassen. Bei der Planung und Nachr\u00fcstung k\u00fcnftiger Geb\u00e4ude sollte es eine Selbstverst\u00e4ndlichkeit sein, dass der Energiebedarf von Entwurfsalternativen bewertet, das Stromerzeugungspotenzial geb\u00e4udeintegrierter PV-Anlagen ber\u00fccksichtigt und die Lastverschiebungsf\u00e4higkeit eines Geb\u00e4udes gut verstanden wird.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
Abb. 2. Das \"Hive\"-Werkzeug <\/a>f\u00fcr eine energiebewusste architektonische Gestaltung im Unterricht.<\/em><\/h6>\n\n\n\n

F\u00fcr Architekten werden daher Werkzeuge unverzichtbar, die es ihnen erm\u00f6glichen, die Leistung von Entwurfsalternativen intuitiv und effektiv zu bewerten. Ein Schritt in diese Richtung ist \"Bienenstock\"<\/em><\/a>ein auf die Architektur ausgerichtetes Leistungsbewertungsinstrument, das an der Lehrstuhl f\u00fcr Architektur und Bausysteme<\/a> an der ETH Z\u00fcrich und finanziert durch ein ETH Innovedum<\/a> Zuschuss. Bienenstock<\/em> ist ein Open-Source-Plug-in f\u00fcr das CAD-Programm Rhinozeros 3D<\/em><\/a> und seine visuelle Programmierplattform Grash\u00fcpfer<\/em><\/a>. Es beinhaltet schnelle Berechnungsmodelle, die bereits in einem fr\u00fchen Entwurfsstadium geeignet sind und somit eine Sensibilisierung der Architekturstudenten f\u00fcr energierelevante Themen erm\u00f6glichen (Abb. 2).<\/p>\n\n\n\n

Sind Architekten angesichts der zunehmenden technologischen Komplexit\u00e4t intelligenter Geb\u00e4ude immer noch die richtigen Leute, um sie zu entwerfen? Ja, das sind sie! Aber anstatt ihren Lehrplan mit noch mehr Ingenieurwesen, Physik und Informatik zu \u00fcberfrachten, brauchen sie die richtigen Werkzeuge, die ihnen ein unmittelbares Leistungsfeedback geben. Solche Leistungsbewertungsinstrumente w\u00fcrden es ihnen erm\u00f6glichen, intuitiv Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu verstehen, die f\u00fcr fundierte Entscheidungen notwendig sind. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen solche Werkzeuge als Kommunikationsbr\u00fccke zwischen Fachgebieten dienen und so die interdisziplin\u00e4re Zusammenarbeit f\u00f6rdern. Auf diese Weise k\u00f6nnen sich die Architekten auf ihre Kreativit\u00e4t konzentrieren und weiterhin das tun, was sie am besten k\u00f6nnen: gro\u00dfartige, energieeffiziente Geb\u00e4ude entwerfen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In order to efficiently integrate intermittent renewable energy into our grids, we need to change the role that buildings play in a city. Instead of being mere consumers, they need to become a swarm of smart prosumers capable of stabilizing the grid. This calls for a new way how architects should design buildings, leading to the next era of architecture: \u201cEnergy Responsivism\u201d. <\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":5942,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[49],"tags":[200,207],"coauthors":[179],"class_list":["post-1426","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-opinion-piece","tag-buildings","tag-systems-integration"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1426","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1426"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1426\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6802,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1426\/revisions\/6802"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5942"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1426"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1426"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1426"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=1426"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}