IGE - VERTICAL FARMING

DEEN

VERTICAL FARMING
Ermittlung der Anforderungsbedingungen zur Entwicklung einer Vertical Farm-Prototypen zur Kulturpflanzenproduktion

_{Prof. Brian Cody, Dipl.-Ing. Dr.techn. Daniel Podmirseg, Dipl.-Ing. Sebastian Sautter, Dipl.-Ing. Aleksandar Tepavcevic}

Synopse

Im Mittelpunkt steht die Erforschung von Grundlagen für eine neue Gebäudetypologie, der Vertikalen Farm. Urbane vertikale Lebensmittelproduktion kann zur Steigerung der Energieeffizienz von und zur Reduktion des Landverbrauchs durch Städte beitragen. Wesentliche Einflussfaktoren zur Erreichung dieser Ziele sollen durch diese Grundlagenforschung offen gelegt werden.

Ausgangssituation/Motivation

Die zunehmende Urbanisierung und der starke Zuwachs der Bevölkerung mit steigenden Anforderungen an ausreichend frischen und qualitativ hochwertigen Lebensmitteln, die umweltschonend und nachhaltig erzeugt werden, erfordert neue Lösungen im Kulturpflanzenanbau und eine Erhöhung programmatischer Verdichtung urbaner Flächen. Eine dieser innovativen Lösungen stellt eine resiliente und lebenswerte Gestaltung der Städte durch eine intensive urbane Agrikultur dar, durch die u.a. eine starke Reduktion von Landverbrauch für die urbane Lebensmittelproduktion und eine Erhöhung der Gesamtenergieeffizienz von Städten erzielt werden soll.

Das Institut für Gebäude und Energie der Technischen Universität Graz hat dafür gemeinsam mit dem vertical farm institute in Wien eine multidisziplinäre Konsortialpartnerschaft mit dem Department für Nutzpflanzenwissenschaften – Abteilung Gartenbau an der Universität für Bodenkultur Wien und SIEMENS als industriellen Partner gegründet.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Sondierungsprojekt versteht sich als Vorbereitung für die Entwicklung einer prototypischen Vertikalen Farm für Wien. Der Schwerpunkt des Sondierungsprojektes liegt in der Erforschung der Grundlagen, welche notwendig sind, eine Vertikale Farm für das urbane Umfeld im Rahmen eines kooperativen F&E-Projekts zu entwickeln. Wesentliche pflanzenphysiologische und architekturtypologische Überlegungen, Potenzialanalysen klimatischer Bedingungen, Konzeptuierung nötiger Gebäudetechnik sowie Kommunikations- und Regelungstechnik umfassen die inhaltliche Auseinandersetzung.

Methodische Vorgehensweise

Basierend auf einen eigens erstellten Kulturpflanzenkatalog werden Anbaubedingungen ermittelt, welche als Sollwert-Verzeichnisse der Gebäudesimulationssoftware zugefügt werden, um die Energieperformance der Vertikalen Farm zu evaluieren. Basierend auf pflanzenphysiologischen Untersuchungen werden typologische Grundlagen entwickelt, um davon eine Gebäudetypologie ableiten zu können. Dieses Modell wird auf dessen Energiebedarf untersucht.

Das Gebäudekonzept schließt konzeptuelle Überlegungen hinsichtlich Konstruktion, Brandschutz, Bauphysik, Energieperformance und Gebäudetechnik mit ein. Ein Gebäudetechnikkonzept wird entwickelt, welches Wärme- und gegebenenfalls Kälteversorgung, Lüftung, Beleuchtung, Stromversorgung, Aufzugstechnik, Sanitärtechnik, Kommunikations- und Regelungstechnik berücksichtigt.

Die daraus ermittelten Daten und Zahlen ermöglichen Potenziale offenzulegen, um den Beitrag der Lebensmittelproduktion mittels Vertical Farming zu quantifizieren. Die Ressourceneffizienz und die Nachhaltigkeit unter ökologischen, ökonomischen und sozialen Gesichtspunkten werden beleuchtet.

Erwartete Ergebnisse

Die Konzentration auf Vertical Farming in der Sondierung ist dadurch begründet, dass sich das Konsortium das Ziel gesetzt hat, über ein darauffolgendes kooperatives F&E-Projekt hinaus, eine Realisierung anzustreben. Vertical Farming wird demnach folglich mit Wohnen und Büros erweitert. Die Leitidee liegt in der Offenlegung der synergetischen Interaktion von Vertical Farming, Wohn- und Büronutzung.

Es werden Potenziale hinsichtlich der Steigerung der Gesamtenergieeffizienz urbaner dezentraler Lebensmittelproduktion anhand eines zu entwickelnden Hybridgebäudes, dem Hyperbuilding

ermittelt. Im Speziellen wird der Frage nachgegangen, inwieweit sich die Energieflüsse der drei Funktionen ergänzen können bzw. wie hoch die daraus resultierenden Synergien sind.

Durch pflanzenphysiologische Forschungstätigkeit zur Ermittlung idealer Anbaukonditionen einerseits und architektonischer und energetischer Untersuchungen andererseits bietet das vorliegende Forschungsprojekt einen wesentlichen Beitrag in der Untersuchung der Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz in der Lebensmittelproduktion durch die Integration von Vertical Farming in die Stadt.