Große Städte – große Aufgaben

Im Jahr 2030 werden voraussichtlich neun Milliarden Menschen auf der Erde leben – etwa 70 Prozent von ihnen in einem urbanen Umfeld. Deshalb bestimmen Städte immer mehr die Entwicklung unserer Erde. Urbanisierung wird damit zu einer der größten Herausforderungen im Hier und Jetzt – und in der Zukunft.

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80 Prozent unseres Lebens verbringen wir in Gebäuden

Obwohl Städte nur rund zwei Prozent der Erdoberfläche einnehmen, verbrauchen sie ungefähr drei Viertel der gesamten Energie. 70 Prozent der von Menschen erzeugten Treibhausgase werden dort ausgestoßen. Energieversorgung, Verkehr, Klimaanpassung, Digitalisierung und intelligente Gebäude: Die Herausforderungen einer nachhaltigen Stadtentwicklung sind groß. Zusätzlich steigt der Bedarf nach Schutz, Sicherheit und Komfort. Deshalb werden smarte Gebäude- und Personenlogistik ein immer wichtigerer Faktor bei der Stadtplanung. Denn was den wenigsten bewusst ist: Durchschnittlich hält sich der Mensch während 80 Prozent seiner Lebenszeit in Gebäuden auf.

Die Urbanisierung stellt eine Belastung für bestehende städtische Infrastrukturen dar, denn eine Stadt sollte gleichzeitig nachhaltig, effizient, nahezu CO2-neutral und lebenswert sein – und das in allen Lebensbereichen. Architekten, Stadtplaner und Entscheidungsträger von Behörden und Ämtern müssen deshalb neue Konzepte für urbanes Leben entwickeln. Sie fordern auch den Einsatz intelligenter Lösungen aus dem Maschinenbau und der Gebäudetechnik.

Lösungen für die Städte von morgen

  • Intelligente Gebäudeautomation für minimalen Energieverbrauch ohne Komforteinbußen

  • Minimaler Energieverbrauch durch optimierte Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen

  • Klimaneutraler Gebäudebestand mit erneuerbaren Energien

  • Hoch hinaus mit modernster Aufzugstechnik

  • Moderne Abfallwirtschaft schützt die Umwelt

  • CO2-arme Kraftstoffe für den Fracht- und Personenverkehr

  • Modernste Einrichtungen sorgen für maximale Sicherheit für den Menschen

  • Mobil mit dem Elektroauto

  • Sauberes Trinkwasser ist als Nahrungsmittel unser höchstes Gut

„Eine erfolgreiche Urbanisierung ermöglicht die Balance zwischen smarten Technologien des Maschinenbaus und der Gebäudetechnik sowie deren Einbindung in den Alltag der Menschen.“

Dr. Peter HugSprecher VDMA Forum Gebäudetechnik

Lösungen aus dem Maschinenbau und der Gebäudetechnik

Die Herausforderungen der Urbanisierung sind groß: Gewerbe-, Wohn- und Freizeitflächen müssen neu erdacht werden, ebenso die Gestaltung des öffentlichen Raums. Neue Städte entstehen unter dem Gesichtspunkt von Nachhaltigkeit und Klimaschutz. Auf die Stadtplaner kommen dabei große Aufgaben zu – zum Beispiel den Anforderungen nach Sicherheit, Komfort und bezahlbarem Wohnen in den Ballungsräumen gerecht zu werden. In diesem Spannungsbogen müssen sich der Maschinenbau und die Gebäudetechnik bewähren und ihren Teil dazu beitragen, Lösungen für morgen zu entwickeln und den Bedürfnissen der Menschen von morgen gerecht zu werden.

Intelligent vernetzt, durchdacht und attraktiv

Für die Transformation unserer Städte zu Metropolen von morgen müssen nicht nur Technologien optimiert werden – es wird ein ganzheitlicher Systemansatz benötigt, bei dem der Mensch im Mittelpunkt steht.

Die Städte von morgen werden digitalisiert, und das erleben die Menschen in ihrem direkten Lebensumfeld: Die Gebäudeautomation vernetzt alle installierten Gewerke in einem Gebäude (Heizung, Lüftung, Klima, Licht, Beschattung und Aufzüge) und bindet die vorhandenen Erneuerbare-Energie-Erzeuger und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) in das Energiemanagement ein. Sie steuert auch die vorhandenen Sicherheitssysteme. Vor allem Feuer und Rauch gehören zu den größten Gefahren, denen Menschen in Gebäuden ausgesetzt sein können.

Die Digitalisierung im Gebäudesektor

Im Zuge der Urbanisierung werden ganze Städte digitalisiert. Was bedeutet dies für das Gebäude von morgen? Und wie verändert sich das Leben der Menschen? Uwe Großmann, Vorsitzender VDMA Forum Gebäudetechnik und Deutschland-Leiter Solution & Service Portfolio bei Siemens Building Technologies beantwortet diese und weitere Fragen in einem Interview.

Was genau bedeutet die Digitalisierung im Gebäudesektor?

Uwe Großmann, Vorsitzender VDMA Forum Gebäudetechnik und Deutschland-Leiter Solution & Service Portfolio bei Siemens Building Technologies beantwortet diese und weitere Fragen in einem Interview.

Interview mit Uwe Großmann

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Vom Konsumenten zum Produzenten

Photovoltaisch aktive Gebäudeoberflächen und kleine Blockheizkraftwerke zeigen es bereits: Die bisherigen Energiekonsumenten entwickeln sich immer mehr zu Produzenten, zu sogenannten „Prosumern“. Da die Energie in Zukunft von vielen kleinen Einzelerzeugern ins Netz eingespeist werden wird, ist ein intelligentes Management der Verteilnetze notwendig. Solche intelligenten Smart-Grid-Lösungen ermöglichen eine bessere Kommunikation zwischen Energieerzeugern und -verbrauchern. Außerdem sorgen sie für einen effizienteren Betrieb sowie eine Verbesserung des Verteilnetzes und gewährleisten so Netzstabilität und Versorgungssicherheit.

Ob in öffentlichen oder privaten Gebäuden – Feuer, Rauch und Kohlenmonoxid gehören zu den größten Gefahren, denen Menschen in Gebäuden ausgesetzt sind. Hier gilt es, geeignete technische Maßnahmen und Lösungen zu installieren, um der hohen Verantwortung für die Sicherheit von Menschenleben gerecht zu werden.

Welchen Stellenwert wird das Trinkwasser in Zukunft haben?

Trinkwasser ist unsere kostbarste Ressource. Zum einen bildet hochwertiges Trinkwasser die zentrale Grundlage für unsere Gesundheit und Lebensqualität, zum anderen stellt die sichere Versorgung mit dem kostbaren Nass die wichtigste Voraussetzung für die Bildung von Städten dar.

Trinkwasser ist unsere kostbarste Ressource. Quelle: fotolia/Wanja Jacob

Welche Herausforderungen ergeben sich für die Sicherstellung der Trinkwasserqualität in den Städten von morgen?

Die Trinkwasserqualität von Versorgerseite gilt in Deutschland als sehr gut – das hat das Umweltbundesamt in seinem aktuellen Trinkwasserbericht bestätigt. Die Herausforderung besteht darin, diese Qualität auch auf dem „letzten Meter“ zu bewahren – also dem Weg, den das Wasser vom Hausanschluss im Gebäude bis zur Entnahmearmatur nimmt. Denn Armaturen, Rohre und andere Bauteile sind nichts anderes als eine Form von Lebensmittelverpackung. Sollten diese aus ungeeigneten Materialien bestehen, können sie eine Gefahr für die Gesundheit darstellen. Das gilt zum Beispiel für Bleirohre, die zum Teil noch in alten Häusern zu finden sind. Hausbesitzer stehen daher seit dem 1. Dezember 2013 in der Pflicht, ihre Mieter darüber zu informieren, wenn diese Rohre immer noch verbaut sind. Sollten die Rohre dazu führen, dass der Grenzwert von 0,1 Milligramm Blei pro Liter überschritten wird (wovon auszugehen ist), muss der Hausbesitzer sie umgehend austauschen.

Stellen Legionellen in den Städten von morgen eine zunehmend größere Gefahr für die Bewohner dar?

Legionellen stellen schon jetzt eine Gefahr für die Bewohner dar, wenn bestimmte Grundregeln  im Umgang mit Trinkwasser nicht eingehalten werden. „Wasser muss fließen“ lautet hier der zentrale Grundsatz!

Wasser muss auch die richtige Temperatur haben. Beträgt sie zwischen 25 und 55 Grad Celsius und steht das Wasser in der Leitung, können sich Legionellen besonders gut vermehren.

Vor solchen Bakterien kann man sich am besten schützen, indem man als Bauherr auf eine Trinkwasserinstallation achtet, die nicht nur den regelmäßigen Wasser- und Temperaturaustausch gewährleistet, sondern auch die Verwendung hygienisch geeigneter Produkte im Kontakt mit Trinkwasser sicherstellt, wie z. B. Armaturen.

Auch als Mieter gilt es bestimmte Grundregeln zu beachten:

  • Es sollte kein abgestandenes Wasser getrunken werden.
  • Trinkwasser, das länger als vier Stunden in einer Leitung gestanden hat, sollte man erst ablaufen lassen (ca. 1 Liter).
  • Frisches Wasser erkennt man daran, dass es merklich kühler als das Stagnationswasser ist.
Wasser muss fließen. Quelle: Getty Images/Tarek El Sobati/E+/

Stefan Oberdörfer

Referent VDMA Fachverband Armaturen

Stefan Oberdörfer ist seit 2012 für den VDMA Fachverband Armaturen – und hier speziell für den Bereich Gebäudearmaturen – als Referent tätig. Einen besonderen Schwerpunkt nimmt dabei das Thema Trinkwasserhygiene ein, das auch im Fokus der von dem studierten Politologen mit der aufgebauten Website (www.trinkwasser-wissen.net > Gesundheit > Gefahren) steht.

Wer überwacht die Überwacher?

Intelligente Systeme werden schon bald unsere Städte steuern. Dazu müssen sie aber auch selbst überwacht und gesteuert werden – mit Hilfe von Monitoringinstrumenten, die zukünftig nicht nur detaillierte Informationen über Verbrauch und Kosten geben müssen, sondern auch zur Steigerung der Effizienz dienen.

Die Lebensadern der Stadt

Eine Stadt braucht vieles, damit Menschen in ihr leben und arbeiten können: eine funktionierende Abfallwirtschaft, Möglichkeiten zum Personen- und Warentransport und vor allem eine sichere Trinkwasserversorgung. Auch in Zukunft muss sichergestellt sein, dass in einem urbanen Umfeld eine sichere Versorgung und Verteilung von Trinkwasser mit hohem Qualitätsniveau erfolgt. „Trinkwasser ist unsere kostbarste Ressource“, so Stefan Oberdörfer, Referent VDMA Fachverband Armaturen.

Jeder Tropfen ist wertvoll

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Quelle: iStock/LeoPatriz

Richtig entsorgt

Moderne Maschinen und Anlagen stellen auch die sichere und umweltverträgliche Entsorgung und Behandlung von Abfällen des urbanen Lebens sicher. Nur mit diesen Anlagen ist hochwertiges Recycling und damit die Gewinnung von Sekundärrohstoffen zur Erzeugung von erneuerbaren Energien möglich.

Zu Fuß in den 30. Stock – und das jeden Tag?

Aufzüge für Lasten gibt es schon seit dem Mittelalter. Doch für Menschen waren sie zu gefährlich, da es keine Sicherung bei einem Absturz gab. Bis der US-Amerikaner Elisha Graves Otis im Jahr 1853 die Sicherheitsfangvorrichtung für Aufzüge erfand. Sie markierte den Beginn der Erfolgsgeschichte des Personenaufzugs und läutete gleichzeitig eine neue architektonische Ära ein – die der Wolkenkratzer. Denn moderne Großstädte mit ihren Hochhäusern wären ohne den Personenaufzug nicht möglich.

Allein seit dem Jahr 2000 hat sich die Zahl der Hochhäuser weltweit verdreifacht. Und die Aufzüge wachsen mit ihren Aufgaben: schneller, intelligenter und vielleicht auch schon bald nicht mehr nur vertikal, sondern auch horizontal im Gebäude unterwegs, wie das folgende Beispiel zeigt.

Auf und ab – und seitwärts?

Der Hersteller ThyssenKrupp denkt die Zukunft der Aufzüge neu.

Höher, schneller, Aufzug

Innerhalb von 72 Stunden fährt jeder Mensch auf der Erde, statistisch gesehen, einmal Aufzug. Hier haben wir für Sie rekordverdächtige Aufzüge zusammengestellt.

72 km/h

Der Schnellste

CTF Finance Centre, Guangzhou, China
86 Aufzüge, Höhe: 530 m

105 m²

Der Größte

Hankyu-Umeda-Gebäude, Osaka, Japan
Tragkraft von 5 t, Platz für 80 Personen
5 Aufzüge, Höhe: 187 m

828 m

Der Höchste

Burj Khalifa, Dubai, Vereinigte Arabische Emirate
Welthöchste Aufzughaltestelle bei 638 m
58 Aufzüge, Geschwindigkeit: 36 km/h

3.037 m

Der Tiefste

Mponeng-Goldmine, Carletonville, Südafrika
Aufzugkäfige bis zu drei Etagen hoch, für bis zu 120 Arbeiter

326 m

Der höchste Außenaufzug

Bailong-Aufzug, Zhangjiajie National Forest Park,
Provinz Hunan, China

Logistik hält die Stadt am Leben

Um die Versorgung unserer Städte in Zukunft sicher und zuverlässig zu gestalten, sind ganzheitliche Logistikkonzepte erforderlich. Was in Zukunft denkbar ist, erklärt Logistikexperte Prof. Dr. Michael ten Hompel.

Welche Herausforderungen für die City-Logistik sehen Sie angesichts der Städteentwicklung weltweit?

Logistik koordiniert die Überbrückung von Weg und Zeit. Um die Zeiten zu reduzieren, müssen wir die Wege verkürzen, indem wir näher an die Städte heranrücken und zugleich die Geschwindigkeit erhöhen. Fakt ist aber: Wir werden langsamer. Die Durchschnittsgeschwindigkeit liegt bereits heute in manchen Städten unter 20 Stundenkilometern. Der Trend zum Leben in der Stadt lässt die Verkehrsbelastung trotz Verkehrsbeschränkungen, Umweltplaketten oder Einfahrverboten weiter steigen. Der Effekt ist ein langsames Ausbremsen. Vielfach unterschätzt wird auch der Trend zur Individualisierung. Nicht nur Privatpersonen, sondern auch Handel und Gewerbe werden die individuellen Lieferangebote nutzen, sodass wir es in Zukunft mit einem starken Zuwachs des innerstädtischen Lieferverkehrs einerseits und andererseits mit einem erheblich schwankenden Lieferaufkommen, beispielsweise zur Weihnachtszeit, zu tun bekommen.

Welche Lösungen braucht die City-Logistik, um zukunftsfähig zu werden?

Am wichtigsten ist nach wie vor ein ganzheitliches Konzept, das auf der Bündelung der Sendungen unabhängig vom Dienstleister basiert. Dabei muss in erster Linie die Frage beantwortet werden, wie ein solches Konzept für den einzelnen Dienstleister ökonomisch sinnvoll gestaltet werden kann. Realisierbar sind etwa kooperative Lösungen wie City-Hubs oder kleine Lager- und Umschlagmöglichkeiten, die ähnlich wie Packstationen funktionieren. Warenströme ließen sich so nach Stadtteilen gebündelt anliefern. Eigentlich sprechen wir hier über Konzepte, die es schon seit 20 Jahren gibt. Für ihre Kosten-Nutzen-Bilanz fehlen jedoch tragbare Geschäfts- und Kooperationsmodelle. Hier sind Politik und Städte gefordert, entsprechende Anreize zu schaffen.

Welchen Beitrag leisten Intralogistik- und Fördertechnik-Hersteller?

Intralogistik ist für jede Form der Verteilzentren oder Warenübergabesysteme unverzichtbar. Es sind bereits die ersten Lieferfahrzeuge auf dem Markt, die ein kleines Intralogistiksystem an Bord haben, um Pakete automatisch ein- und auszulagern. So erhält der Fahrer immer das richtige Paket direkt in die Hand und muss nicht im Laderaum danach suchen.

Es ist auch denkbar, dass in den Städten künftig Container mit entsprechender Hard- und Software als Umschlagpunkte installiert werden, von denen aus Sendungen und Waren an die Endkunden verteilt werden können.

Drohnen sehe ich im städtischen Umfeld aus Sicherheitsgründen und aufgrund der jetzigen Gesetzgebung nicht autonom fliegen. Möglich sind jedoch Formen, bei denen sich eine Drohne am Boden fortbewegt und nur in gesicherten Bereichen – wie zum Beispiel an einem Hochhaus, in Tunneln und Rohren oder über freiem Feld – in den Flugmodus wechselt. Ich bin sicher, dass hier mittelfristig eine ganze Reihe neuer und innovativer Produkte und Lösungen entsteht. Das würde viele Probleme in den Städten der Zukunft lösen.

Prof. Dr. Michael ten Hompel

Prof. Dr. Michael ten Hompel ist Inhaber des Lehrstuhls für Förder- und Lagerwesen an der Universität Dortmund und geschäftsführender Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML.

Kein Leben ohne Logistik

Wie würde eine Stadt ohne Logistik aussehen? Die Geschäfte wären leer – vom kleinen Kiosk über die Bäckerei um die Ecke bis zum Supermarkt. Tankstellen hätten keinen Kraftstoff mehr. Medikamente gäbe es weder in Apotheken noch im Krankenhaus. Die Auswirkungen würden ein Leben in der Stadt unmöglich machen. Oft ist die Logistik nicht sichtbar – und doch so wichtig.

Es geht dabei nicht nur um die Belieferung von Handel und Privathaushalten in der Stadt. Es geht auch um die Fragen: Wie werden Lasten und Waren schnell und sicher bewegt? Wie kommen sie vom Hersteller in die Stadt? Woher weiß der Online-Händler, wo ein Artikel in seinem Lager liegt und wie viele er davon hat? Die Antwort auf diese Fragen heißt Intralogistik.

Auch hier leistet der Maschinen- und Anlagenbau einen wertvollen Beitrag, damit das empfindliche System funktioniert. Vor allem bei der Logistik stehen die Städte der Zukunft vor Herausforderungen, wie Prof. Dr. Michael ten Hompel zu berichten weiß.

Logistik hält die Stadt am Leben

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Was ist eigentlich Intralogistik?

Der Begriff beschreibt Technologien und Lösungen, ohne die Logistik nicht funktionieren würde. Im Video erfahren Sie mehr.

Die Stadt von morgen

Die Entwicklung der Menschheit wird sich immer stärker auf das städtische Umfeld fokussieren. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, müssen die Städte der Zukunft nicht nur smart sein, sie müssen Kommunikation, Infrastruktur, Handel und Logistik mit Ökonomie und Ökologie sowie den persönlichen Wünschen der Bewohner verbinden. Smart Cities müssen daher neben unterschiedlichsten Funktionalitäten auch verschiedene Lebensgeschwindigkeiten zulassen können. Dafür kann der Maschinen- und Anlagenbau einen wesentlichen Beitrag leisten. Aber auch jeder Einzelne von uns ist gefragt, damit wir zukünftig gemeinsam flexibel und gleichzeitig verantwortungsvoll miteinander leben.

Autoren

Miriam Braun

Leitung VDMA Forum Gebäudetechnik

Seit 2015 leitet Miriam Braun das Forum Gebäudetechnik im VDMA. Ihr Schwerpunkt liegt in der Bündelung der Kompetenzen derjenigen Fachbereiche im VDMA, die ihre Produkte und Dienstleistungen in den gebäudetechnischen Sektor (Wohngebäude und Nichtwohngebäude) liefern.

Juliane Friedrich

Öffentlichkeitsarbeit Fachverband Fördertechnik und Intralogistik

Seit 2012 verantwortet Juliane Friedrich die Kommunikation für den Fachverband Fördertechnik und Intralogistik. Dabei sind Trends wie Industrie 4.0, Globalisierung oder Urbanisierung und ihre Auswirkungen auf die Intralogistikbranche ein Schwerpunkt ihrer Arbeit.

Dr. Peter Hug

Sprecher VDMA Forum Gebäudetechnik

Peter Hug ist Geschäftsführer des Fachverbandes Gebäudeautomation und Sprecher des Forums Gebäudetechnik im VDMA. Der promovierte Volkswirt führt auch den europäischen Branchenverband eu.bac (European Building Automation and Controls Association).

Sascha Schmel

Geschäftsführer Fachverband Aufzüge und Fahrtreppen sowie Fachverband Fördertechnik und Intralogistik

Sascha Schmel ist Geschäftsführer der VDMA-Fachverbände Aufzüge und Fahrtreppen sowie Fördertechnik und Intralogistik. In beiden Fachverbänden beschäftigt er sich intensiv mit den Herausforderungen der Urbanisierung.