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Energieeffizienz für Rio de Janeiro

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12/2004 		 

Energieeffizienz für Rio de Janeiro

Brasilien weist wie viele Schwellenländer eine wachsende Nachfrage nach Energie auf. Rio de Janeiro entwickelt Konzepte im Städtebau und in der Architektur, die bei steigendem Lebensstandard den Energieverbrauch in Grenzen halten sollen. Dafür gibt es viele Möglichkeiten: weiß gestrichene Favela-Behausungen, angepasste Lüftungs-, Sonnenschutz- und Tageslichtkonzepte oder Kühlsysteme, die mit Verdunstung arbeiten.


[ Von Michael Laar ]

Fossile Energieträger sind problematisch. Unter anderem sind sie nur begrenzt verfügbar und tragen zum Treibhauseffekt bei. Dennoch steigt ihr Einsatz in vielen Schwellen- und Entwicklungsländern. Während die Industrieländer, die traditionellen Hauptkonsumenten von Energie, Alternativen zur Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen suchen, hat diese Debatte die Entwicklungsländer bislang kaum erreicht. Viele Gesellschaften des Südens wiederholen derzeit die Fehler des Nordens – und vertun damit die Chancen energieeffizienter und nachhaltiger Alternativen. Dabei existiert eine Reihe von Konzepten, die dem berechtigten Wunsch nach höheren Lebensstandards nachkommen, ohne gleichzeitig den Energiekonsum exorbitant in die Höhe zu treiben.


Mobilität und Wohnkomfort

Das westliche – häufig US-amerikanische – Vorbild nährt den Wunsch nach Mobilität im eigenen Auto. Das hat teilweise ganz pragmatische Gründe. Wegen der Größe der Städte befindet sich der Arbeitsplatz häufig weit von der eigenen Wohnung entfernt. Da der öffentliche Nahverkehr in Städten wie Rio de Janeiro unzureichend entwickelt ist, lässt sich der Wunsch nach einem eigenen Fahrzeug durchaus nachvollziehen. Augenblicklich besitzen nur 28 von 100 Cariocas (wie sich die Einwohner Rios nennen) ein eigenes Fahrzeug. In München liegt die Wagendichte bei 58, in Los Angeles bei 86 Wagen auf 100 Einwohner. Das Wachstumspotenzial ist entsprechend groß.

Ein weiterer wichtiger Faktor für die Zunahme des Energieverbrauchs ist der Wunsch nach höherem Wohnkomfort. Mitglieder der oberen Bevölkerungsschicht Brasiliens verbringen bereits heute durchschnittlich 77 Prozent ihrer Zeit in klimatisierten Räumen – sei es in der eigenen Wohnung, im Einkaufszentrum, in Schule, Auto oder Bus. Eine Studie stellte fest, dass das Komfortempfinden dieser Bevölkerungsgruppe dem der Mitteleuropäer entspricht. Aufenthalt in klimatisierten Räumen läuft der Klimaadaptation an die Tropen zuwider.

Dieser Trend erfasst auch die arme Bevölkerung. Bereits mehr als 20 Prozent der Gebäude in den Favelas von Rio haben Klimaanlagen. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um gebrauchte Geräte, die wohlhabendere Brasilianer ausrangiert haben. Die alten, ineffizienten Anlagen werden an Hausangestellte abgegeben, denen der hohe Stromverbrauch wenig Kopfzerbrechen bereitet. Strom wird in den Armenquartieren nur selten bezahlt, in der Regel werden Versorgungsleitungen illegal angezapft.

Hauptgrund für die starke Zunahme der energieintensiven Klimatisierung ist die den örtlichen Gegebenheiten nicht angepasste Bauweise. Das gilt für die Hütten der Armen wie für die Häuser der Mittelschicht und die Villen der Wohlhabenden. Experten erwarten, dass der Stromverbrauch in Brasilien im Zeitraum 1999 bis 2020 um 118 Prozent steigt. Gegenwärtig wird der Leistungszuwachs vor allem von thermischen Kraftwerken erbracht. Das bedeutet nicht nur erhebliche Bauinvestitionen und Brennstoffkosten. Auch der bisher vorbildliche Energiemix – mit bislang über 90 Prozent Wasserkraft – verschlechtert sich, während die Emissionen deutlich anwachsen.

Architekten und Städteplaner beeinflussen den Energieverbrauch für Mobilität und Wohnkomfort. Ihnen kommt bei der Entwicklung von nachhaltigen, energieeffizienten Städten eine entscheidende Rolle zu.


Ressourcen-gerechte Stadt

In Brasilien leben bereits 82 Prozent der Bevölkerung in Städten. Die Landflucht hat in den vergangenen Jahren zwar abgenommen, die Städte üben aber noch immer eine starke Anziehungskraft auf die Landbevölkerung aus. Der höhere Wohlstand der Städter – selbst auf niedrigem Niveau – bedeutet einerseits einen größeren Ressourcenverbrauch. Gleichzeitig bieten Städte durch die hohe Konzentration an Menschen aber auch die Möglichkeit, bei richtiger Planung und Implementierung einen nachhaltigen Wohlstand zu schaffen. Ressourceneffiziente Verkehrssysteme wie die U-Bahn sind nur bei einer relativ hohen Bevölkerungsdichte wirtschaftlich zu betreiben.

Die Ausgangsbasis für eine ressourceneffiziente Stadt schafft die Städteplanung. Städte, die ihre Bevölkerung auf eine relativ kleine Fläche konzentrieren, legen die Voraussetzung für einen geringen Energiekonsum: Städte wie Hongkong mit einer sehr hohen Bevölkerungsdichte zeichnen sich durch einen sehr geringen Energiekonsum pro Kopf für Mobilität aus. Städte nach europäischem Siedlungsmuster wie London und München erreichen bereits einen drei- bis vier-fachen Pro-Kopf-Verbrauch. Flächenstädte wie Los Angeles und Houston in den USA liegen sogar um den Faktor 15 bis 20 darüber.


Revitalisierung urbaner Räume

Ein Beispiel für zukunftsweisende Planung ist das „Sustainable Urban Module“, das für einen Teil des alten Hafens von Rio erarbeitet wurde. Die früheren Funktionen des Areals werden derzeit schrittweise in eine neue Hafenanlage übertragen. Damit wird ein großes Gelände in unmittelbarer Nachbarschaft des Stadtzentrums frei. Das Projekt ist Teil einer Studie, die verschiedene Aspekte der Nachhaltigkeit, insbesondere aber Energieeffizienz, in einem feucht-heißen Klima zu integrieren sucht.

Ein wesentlicher Aspekt des „Module“ ist eine Mischnutzung des Geländes: Neben Wohnen und Arbeiten sollen dort auch Freizeit und Ausbildung ihren Raum finden. Architektonisch wird zwischen Bürogebäuden, die ohne künstliche Klimatisierung kaum zu nutzen wären, und Wohngebäuden, die mit Hilfe der natürlichen Belüftung einen guten thermischen Komfort aufweisen, differenziert. So entstehen zwei völlig unterschiedliche städtebauliche Ansätze und Gebäudetypen: kompakte klimatisierte Gebäude in einem kompakten städtebaulichen Gefüge und Wohntürme, die sich als einzeln aufragende Elemente nicht gegenseitig in der natürlichen Durchlüftung behindern.

Diese beiden Konzepte werden in dem „Sustainable Module“ vertikal verbunden: Die unteren Ebenen bilden ein traditionelles Stadtbild aus belebten Straßen und Plätzen. Auf der gemeinsamen Dachebene ist die Ausbildung eines Parks vorgesehen, der neben einem hohen Freizeitwert auch das Mikroklima positiv beeinflusst. In diesen Kontext werden die Wohntürme als eigenständige Struktur integriert. Die Entsiegelung des urbanen Bodens durch intensive Parkanlagen und extensive Gründächer kühlt das Mikroklima ab.


Lösungsansätze in der Architektur

Laut einer von brasilianischen Wissenschaftlern durchgeführten Analyse erfordert das Klima in Rio de Janeiro nur während drei Prozent des Jahres eine künstliche Klimatisierung, was wiederum hohe Investitionen erfordert. Bei Bürogebäuden liegt der Anteil dafür bei durchschnittlich 25 Prozent der Baukosten. Tatsächlich nimmt der Anteil klimatisierter Gebäude konstant in allen Bereichen zu. Dabei lassen sich bereits mit einfachen Möglichkeiten deutliche Komfortverbesserungen erreichen, so dass auf Klimaanlagen verzichtet werden könnte.
Typisch für die Favelas sind die unverputzten Ziegelwände. Sonnenstrahlen heizen die dunklen Wände und damit die Gebäude auf. Der Wohnkomfort ließe sich schon allein durch weiße Farbe auf dem Mauerwerk deutlich steigern. Derzeit prüft ein Forschungsprojekt zudem, ob Gründächer zu angenehmerem Wohnen beitragen können. Erste Ergebnisse stimmen hoffnungsvoll.

In einem weiteren Projekt – einer Niedrigenergieschule für 1200 Schüler – wurde eine Reihe von Energieeffizienzmaßnahmen von Projektbeginn an eingeplant. Dazu gehören unter anderem speziell für das feucht-heiße Klima angepasste Lüftungs-, Sonnenschutz- und Tageslichtkonzepte, Kühlsysteme, die mit Verdunstung arbeiten. So sorgen nun spezielle Fassaden dafür, dass die Unterrichtsräume tagsüber zu 86 Prozent von Tageslicht erhellt werden. Die weiterhin nötige künstliche Beleuchtung kann pro Unterrichtsraum ein Photovoltaik-Paneel von einem Quadratmeter abdecken. Die Energieeffizienz des Gebäudes wurde durch den Einsatz der regenerativen Quelle optimiert. Parallel dazu entstand ein neues Verkehrskonzept. Ein Kollektivtransport soll den in dieser Schicht üblichen Individualtransport der Schüler durch die Eltern ersetzen. Der Nutzen für Umwelt und Gesellschaft ist erheblich.

Ein weiteres innovatives Beispiel ist die Veranstaltungshalle „Circo Voador“. Der Pavillon für 1400 Personen kommt ohne konventionelle Vollklimatisierung aus, die 20 bis 30 Prozent der gesamten Baukosten verschlungen hätte. Stattdessen wird ein architektonisch ausgeklügeltes Entlüftungskonzept in Verbindung mit einem auf Verdunstung basierenden Kühlsystem genutzt. Der Energiebedarf sinkt damit um etwa 90 Prozent.
Paradigmenwechsel

Brasilianische Architekten entwickelten in den 40iger, 50iger und 60iger Jahren eine eigenständige tropische Moderne, die weltweit von sich reden machte. Die Gebäude entsprachen weitgehend dem bioklimatischen Ansatz. Diese Entwicklung brach in den 70iger Jahren ab. Das lag vermutlich an mehreren Gründen. Die Militärdiktatur trieb die Architekten wie Oscar Niemeyer in die Emigration, multinationale Firmen, deren Vorstellungen zur Architektur vom internationalen Stil geprägt waren, investierten in Brasilien und die verstärkte Einführung von Klimaanlagen spielte Planern und Bauherren eine völlige Unabhängigkeit von den natürlichen Gegebenheiten vor.

Gäbe es die unbegrenzt verfügbare, ökologisch unproblematische und preisgünstige Energie, wäre dieser Einstellung auch nicht zu widersprechen. Alle drei Voraussetzungen sind aber auf absehbare Zeit nicht zu erfüllen. Deshalb bleibt nur der Paradigmenwechsel. Es geht um das Streben nach Nachhaltigkeit und der Stärkung der eigenen Identität durch eine klimagerechte, ganzheitliche Architektur, die lokale Elemente aufgreift und gegebenenfalls weiterentwickelt.

Im Jahr 1999 lag der durchschnittliche Energieverbrauch eines Brasilianers bei 1004 Kilogramm Steinkohleeinheiten (SKE), verglichen mit 5450 kg SKE eines Deutschen oder 11 386 kg SKE eines US-Amerikaners. Der Wunsch der Brasilianer – und weiterer Völker in Entwicklungs- und Schwellenländern – nach dem Lebensstandard von Europäern und US-Amerikanern ist verständlich.

Speist sich der höhere Lebensstandard jedoch aus einer entsprechenden Zunahme des Energieverbrauchs (insbesondere aus nichterneuerbaren Energiequellen), dann wird das die jeweiligen Länder und die Weltgemeinschaft vor kaum zu bewältigende Probleme stellen. Deshalb sollte auch die Bauwirtschaft vom Clean Development Mechanism (CDM) erfasst werden. Der CDM erlaubt im Kontext des Kioto-Protokolls die Anrechnung von Kohlendioxideinsparungen in armen Ländern auf den Schadstoffkonten der reichen Staaten.




Dr. Michael Laar
arbeitet seit sechs Jahren überwiegend in Rio de Janeiro als Wissenschaftler, Dozent und Architekt - ohne Klimaanlage. Er hat an der Bauhaus Universität Weimar promoviert und arbeitet an Niedrigenergiegebäuden und nachhaltigen Verkehrskonzepten. Die hier präsentierten Ideen werden in Zusammenarbeit mit InWEnt in Brasilien derzeit mit lokalen Partnern diskutiert.
michael_laar@hotmail.com
http://www.intelarc.com