Mit dem ehemaligen Tengelmann-Gelände eröffnet sich städtebaulich für Mülheim eine seltene Chance für ein modernes, zukunftsweisendes, klima- und umweltfreundliches Quartier, in welchem Wohnraum geschaffen wird, ohne durch überdimensionierte Bebauung angrenzenden Stadtteile zu verändern und zu entwerten. Eine Nutzung des ehemaligen Tengelmann-Geländes für Wohnen, Gewerbe, Forschung und Lehre sowie für Erholung könnte im Gegenteil die historischen Stadtteile Speldorf und Broich in positiver Weise verbinden. Entsprechende städtebaulichen Planskizzen und Vorschläge gibt es bereits. Es gilt, die Bebauungspläne sowohl klimatechnisch als auch sozial in das bestehende Umfeld zu integrieren – dies betrifft auch die maximalen Bauhöhen, die sich an der ortsüblichen Bebauung orientieren muss.

Wir lehnen deshalb die vom österreichischen Investor Soravia und der Stadt Mülheim vorgelegten Pläne einer künftigen Bebauung des ehemaligen Tengelmann-Areals entschieden ab. Es handelt sich um eine viel zu dichte und viel zu hohe Bebauung mit einer ungenügenden Integration in die historischen Stadtteile Speldorf und Broich. Auch der geplante Abriss des Technikums, das sich in den vergangenen Jahren als kultureller Treffpunkt für diverse Ausstellungen etabliert hat und sehr gut von der Bevölkerung angenommen wird, ist ein Schritt in die falsche Richtung. Zudem existiert weder ein realistisches Verkehrskonzept noch eine vernünftige Bedarfsplanung für ein solch überdimensioniertes Bauvorhaben. Diese rein kapitalorientierten und finanzoptimierten Pläne für eine sogenannte „Parkstadt“ genügen weder städtebaulich den heutigen Erfordernissen, noch sind sie einer offenen Debatte erörtert worden. Der von Soravia und der Stadt Mülheim ausgelobte Wettbewerb, an dessen Ende der vorliegende Entwurf eines Wiener Konsortiums mit seiner Maximalbebauung gewann, kann somit nicht ernsthaft als ausgewogenes und nachhaltiges städteplanerisches Gesamtkonzept bezeichnet werden.

Um das Ziel einer zukunftsweisenden und nachhaltigen Bebauung des ehemaligen Tengelmann-Areals zu erreichen hat sich die Bürgerinitiative „Parkstadt Mülheim – aber richtig“ gebildet, die sich aus Mülheimer Bürgerinnen und Bürgern mit unterschiedlichen Motivationen und Expertisen zusammensetzt und inzwischen ein größeres Netzwerk etabliert hat. Wir freuen über einen offenen und argumentationsgeleiteten Diskurs um die Entwicklung der Stadt Mülheim an der Ruhr positiv zu beeinflussen. Natürlich freuen wir uns auch über jede weitere Form der Unterstützung und Beteiligung.

Unsere Argumente:

KlimaschutzQuartiersentwicklungArchitekturVerkehr Soziales UmfeldKleinklima

Klimaschutz

Die Begriffe „Klimaschutz“, „Umweltschutz“ und „Nachhaltigkeit“ gehen in die gleiche Richtung, stehen aber im Detail nicht widerspruchsfrei nebeneinander. Das soll hier nicht weiter vertieft werden. Die nachfolgenden Aussagen beziehen sich da, wo Konflikte zu den beiden anderen Zielen bestehen, ausschließlich auf den Klimaschutz. Das bedeutet, dass die kurz-, mittel- und langfristige direkte und indirekte Emission von klimaschädlichen Substanzen in die Umgebung vermieden werden. Hierbei handelt es sich im Schwerpunkt um die Klimakiller Kohlendioxid und Methan. Die meisten dieser Substanzen werden im Rahmen der Errichtung von Gebäuden und beim Betrieb der Gebäude freigesetzt. Daher beziehen sich die nachfolgenden Aussagen auf Baustoffe und deren Herstellung sowie auf den Energiebedarf und dessen Deckung in der Nutzungsphase.

Spezifischer Energiebedarf Strom und Wärme

Spezifischer Energiebedarf Strom und Wärme

Die für Wohnzwecke genutzte Energie kann in die Kategorien Licht, Kraft und Wärme/Kälte unterteilt werden. Zur Kategorie Licht zählen Beleuchtung, IT-Infrastruktur inkl. Kommunikation und TV. Kraft ist für Aufzüge, für Motoren von Waschmaschinen, Kompressoren von Kühl-  und Gefrierschränken sowie Klimaanlagen und Wärmepumpen, für weitere Antriebe (Rollläden, Markisen etc.) und Motoren von smarthome Aktoren erforderlich. Wärme dient primär der Heizung, der Temperierung von Brauchwasser (Dusche, Spüle, Waschbecken), der Aufheizung in der Spülmaschine, der Waschmaschine und im Trockner sowie für die Aufbereitung von Speisen auf Kochfeld und im
Backofen genutzt. Kälte wird durch Klimaanlagen bereitgestellt, deren wesentlicher Energiebedarf durch den Kompressor und den Lüftungsventilator gegeben ist und damit in den zuvor beschriebenen Sektor „Kraft“ gehört.
Nicht alle aufgeführten Applikationen stehen in einem Zusammenhang mit den konstruktiven Eigenschaften eines Wohngebäudes. Relevant sind jedoch:

  1. Beleuchtung (z.B. beeinflussbar durch Fensterflächen)
  2. Aufzüge (z.B. beeinflussbar durch Gebäudehöhen)
  3. Klimaanlagen (z.B. beeinflussbar durch Beschattungen)
  4. Heizung (z.B. beeinflussbar durch Isolation)

Die Optimierung der gebäudeabhängigen Einflussparameter gelingt nicht ohne Kompromisse, da die Anforderungen in Teilen zueinander oder sogar auch – in Abhängigkeit der Saison – zu sich selbst gegensätzlich sind.
Zum Beispiel lassen große Fenster nicht nur Licht, sondern im Sommer auch Wärme und im Winter auch Kälte herein. Ideal ist es daher, das Licht insbesondere in den Morgen- und Abendstunden durch Fenster im Osten und Westen hineinzulassen, und im Süden durch eine vom Höhenwinkel der Sonne abhängige fixe Beschattung, die im Winter für das Sonnenlicht durchlässig ist, dies aber im Sommer aussperrt, zu erreichen, dass der Bedarf an Wärme und Kälte sinkt. Das kann für ein Erdgeschoss mit einer einfachen Pergola realisiert werden. In der ersten und zweiten Etage könnten es ein festes Vordach oder aber flexible Fensterläden sein. Je höher das Gebäude ist, umso komplizierter werden derartige Sonnenschutzelemente.

Es versteht sich von selbst, dass moderne Fenster 3-fach verglast mit besonders gut dichtenden Rahmen ausgeführt werden sollten.

Aufzüge sind laut § 39, Abs. 4 der Bauordnung NRW bei neuen Gebäuden mit mehr als drei oberirdischen Geschossen verpflichtend. Ausgenommen von dieser Vorschrift sind Ein- und Zweifamilienhäuser. Hochhäuser mit einer Gebäudehöhe von mindestens 22 m müssen gleich zwei Aufzüge vorhalten davon muss mindestens einer für den barrierefreien Transport von Kinderwägen, Rollstühle, Krankentragen und Lasten geeignet sein. Die Aufzugsschächte müssen aus Brandschutzgründen vom Treppenhausschacht getrennt werden. Durch den Einbau der Aufzüge wächst daher der Bedarf an versiegelter Grundfläche der Gebäude.

Ist ein Gebäude mit einem Aufzug ausgestattet, erhöht sich der Stromverbrauch signifikant. Der Energiebedarf bei Fahrten für den Antriebsmotor und bei Fahrten sowie im Standby für die Steuerung, die Bedienung und die Beleuchtung kann nach der Norm VDI 4707 2009-3 prognostiziert werden: Bei einer Gebäudehöhe von 21 m (7 Geschosse) und einem Aufzug sind es etwa 9.000 kWh jährlich. Bei 18 Wohngeschossen und 2 Basisgeschossen sind es 23.500 kWh jährlich. Nicht berücksichtigt sind die „touristischen“ Fahrten, die dem Zweck dienen, einmal aus 60 m Höhe aus dem Flurfenster zu schauen. Neben dem Energieverbrauch und dessen CO2-Belastungen müssen die Nebenkosten für Energie, Wartung und Instandhaltung berücksichtigt werden.

Ideal ist, was die Ausstattung mit Aufzügen angeht, eine 3-geschossige Bauweise. Eine Steigerung auf mehr als 7 Geschosse sollte jedoch auf jeden Fall vermieden werden.

Der Heizungswärmebedarf ist abhängig von der Ausgestaltung der Wohnungen. Die Wärme fließt stets vom wärmsten Punkt über die Außenwände, Decken bzw. Dach und Keller zum kältesten Punkt, der im Winter durch die Umgebungsluft gegeben ist.

Bei einem Reihenhaus mit bewohnten Nachbarwohnungen gleichen sich die Wärmeströme über die Zwischenwände aus, da jeweils beide Wohnungen beheizt werden. Es bleiben die Wärmeverluste über die Front- und Gartenwände sowie über das Dach und den Keller.

Bei einem Hochhaus mit bewohnten Etagen gleichen sich die Wärmeströme über die Decken untereinander aus. Unter der Annahme, dass jede Etage 4 Wohnungen hat, gilt dieser Ausgleich auch für die Zwischenwände zwischen den Wohnungen. Es bleiben die Wärmeverluste über alle Außenwände. Diese befinden sich statt in einer Höhe von unter 20 m in einer Höhe von bis zu 60 m.

Die Wärmeverluste durch die Außenwände sind proportional zur Temperaturdifferenz (Innenraumtemperatur – Umgebungstemperatur) und umgekehrt proportional zum Isolationsgrad der Gebäudehülle. Die wesentliche Abkühlung erfolgt durch die Bewegung kalter Außenluft. Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu und beträgt bei 60 m etwa das Doppelte von den Geschwindigkeiten bei 6 m. Auch die Temperaturen der Anströmung von solitär stehenden Hochhäusern ist im Winter geringer, als die von üblichen Reihenhäusern: Die aufgrund der Wärmeverluste der Nachbargebäude und aufgrund des stärkeren Absorption von Sonnenenergie um etwa 3 Grad bis zu 10 Grad erhöhte Durchschnittstemperatur in Städten liegt nur in den unteren Etagen an.

Im Ergebnis haben Wohnungen in den oberen Etagen von Hochhäusern im Winter einen deutlich höheren Wärmebedarf wie Wohnungen in niedrigen Reihenhäusern.

Regenerative Energiequellen

Regenerative Energiequellen

Um das Klima zu schützen sollten möglichst regenerative Energiequellen eingesetzt werden.

Hier sind vor allem Windenergie und Photovoltaik zu nennen, aus denen elektrische Energie gewonnen werden kann. Diese Energieform gilt als am höherwertigsten, weil aus ihr Licht, Kraft, Wärme und Kälte hergestellt werden kann.

Die Nutzung der Wärme aus tiefen Bodenschichten wird Geothermie genannt. Liegen die Temperaturen hoch genug, so lassen sich mit der Geothermie sogar Kraftwerke betreiben. Das ist beispielshaft in Larderello in Italien der Fall.

In der Region um München liegen die geothermischen Temperaturen so hoch, dass eine Fernwärmeversorgung ohne Wärmepumpe möglich ist. In vielen anderen Regionen muss jedoch eine Wärmepumpe die aus der Tiefe gewonnene Wärme auf die für die Heizung erforderlichen Vorlauftemperaturen anheben, wenn die Bohrung nicht tief genug geht.

Die Erde wird zu einem Teil von der Sonne und zum anderen Teil durch radiologische Vorgänge im Erdinneren erwärmt. Die  Geschwindigkeit des Eindringens von Sonnenenergie in den Boden ist aufgrund des Verhältnisses von Wärmeleitfähigkeit zur Wärmekapazität so gering, dass in etwa 80 cm Tiefe im Winter die höchsten und im Sommer die niedrigsten Temperaturen herrschen. Mit weiterer Tiefe nehmen die jahreszeitlichen Unterschiede aufgrund der Wärmekapazität des Bodens ab und ab 20 m ist mit jahreszeitlich konstanten Temperaturen zu rechnen. Von hier aus nimmt die Temperatur mit je 33m weiterer Tiefe um ein Grad zu.

In etwa 100 m Tiefe werden mit dieser einfachen Formel 12 – 13°C erreicht – bereits genug, um mit einer Wärmepumpe bei einer Fußbodenheizung die erforderliche Vorlauftemperatur von 35°C zu erreichen. Bohrt man tiefer, so werden es bei etwa 250 m 17°C, was die erforderliche Wärmepumpenarbeit etwas reduziert, und ab einer Tiefe von 1.000 m kann man in Deutschland mit Tiefentemperaturen von 40 °C rechnen, die dann sogar ganz ohne Wärmepumpeneinsatz direkt für die Beheizung von Wohnräumen genutzt werden können.

Die angegebenen Daten sind weltweit gemittelte Durchschnittswerte. In München liegen sie deutlich höher und ob sie in Mülheim an der Ruhr höher liegen, muss durch Probebohrungen ermittelt werden.

Das Fachinformationssystem “Geothermie” des Geologischen Dienstes NRW weist für das betrachtete Baugebiet eine gute Eignung bei Tiefen von 100m aus. Ab einer Tiefe von 5 m geht man von einer Ton-Schluffstein-Struktur mit Sandstein (Karbon) aus, deren Leitfähigkeit 2,6 W/(m K) beträgt, was ein guter Wert für die Erdwärmenutzung ist.

Link: https://www.geothermie.nrw.de/geothermie2022/?lang=de

Das u.a. durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Geothermischen Informationssystems GeotIS stellt berechnete Tiefendaten für die erste Vorauslegung von Wärmesystemen zur Verfügung. Die Daten von GeotIS besagen, dass man am Standort des ehemaligen Tengelmann-Geländes in Mülheim an der Ruhr in 91 m Tiefe 15°C, in 275 m Tiefe 20°C, in 429 m Tiefe 25°C, in 603 m Tiefe 30°C, in 661 m Tiefe 35° und in 826 m Tiefe 40°C erreichen kann.

Link: https://www.geotis.de

Mit 1.000 m Tiefe könnte entsprechend dieser Information auf eine Wärmepumpe und deren elektrischen Energiebedarf komplett verzichtet werden und man benötigt nur noch eine hydraulischer (Heizungs-) Pumpe.

Sicherlich kann man auch auf die technischen Daten des benachbarten Supermarkts geschaut werden, der im Dezember 2008 als Tengelmann-Klimamarkt mit einer Erdwärme-Wärmepumpe eröffnet wurde, deren Sonden bis in eine Tiefe von 130 m reichen.

Neben der Geothermie-Erdwärmepumpe spielt die Luftwärmepumpe bei der regenerativ unterstützten Beheizung von Wohngebäuden eine Rolle. Hier wird die Umgebungsluft genutzt, um Wärme bereit zu stellen. In der Übergangszeit und im Sommer liegt die Temperatur der Umgebungsluft über der der Erdwärme in Tiefen bis 250 m (17°C). Die Luftwärmepumpe benötigt dann weniger Strom für den Kompressor, als die Erdwärmepumpe. Unterhalb von Temperaturen von 17°C kehrt sich das jedoch um.

Eine Auslegung der Wärmepumpenleistung erfolgt für den kältesten Tag des Jahres. In Mülheim ist -8°C anzusetzen. Dann ist gegenüber der aus der Umgebung aufgenommenen Wärme etwa das 4-fache an elektrischer Energie erforderlich, um die 35°C des Vorlaufs zu erreichen. An diesen Tagen heizt man also zu 80% elektrisch, da die Umgebungswärme nur einen Anteil von 20% hat.

Für einen direkten Vergleich verschiedener Wärmepumpen wird die Jahresarbeitszahl JAZ verwendet. Sie beschreibt, wieviel Wärme je kWh Stromeinsatz abgegeben wird. Für eine Luft-Wasserwärmepumpe am Standort Mülheim an der Ruhr ergibt sich für eine Vorlauftemperatur von 35°C eine JAZ von 3,9 unter Berücksichtigung der thermischen Eigenschaften eines Niedrigenergiehauses. Für eine Erdwärmepumpe sind es bei 300 m Bohrtiefe bereits JAZ = 5 und bei einer Bohrtiefe von 500 m JAZ = 7 – 8.

Die Kosten für die Errichtung einer Erdwärmepumpe für ein Reihenhaus liegen für Bohrtiefen von ca. 300 m bei etwa 10.000 € über denen einer Luftwärmepumpe gleicher Leistung. Bei einer Objektbebauung mit den Leistungen eines großen Baufelds verringern sich die Unterschiede, wenn man sie auf die Grundfläche der beheizten Wohnungen bezieht. Eine Erdwärmepumpe ist für derartige Leistungsgrößen aufgrund der Stromkosten im Betrieb nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch besser als eine Luftwärmepumpe. Ein Bauherr, der das errichtete Gebäude später selber nutzt, wird sich daher stets für die Erdwärmepumpe entscheiden. Ein Bauherr, der später vermietet oder veräußert, orientiert sich an den Errichtungskosten. Hier muss der Bebauungsplan steuernd eingreifen.

Für das frühere Tengelmann-Gelände müsste es verpflichtend werden, eine Erdwärmepumpe mit einer Bohrtiefe, die zum Gewinnen von Wärme bei über 40°C führt, verpflichtend vorzuschreiben. So kann auf die Wärmepumpe verzichtet werden und es werden nur hydraulische Pumpen erforderlich. Je nach Temperaturverlauf im Boden sind dafür Bohrungen bis zu 1.000 m erforderlich.

Die Errichtung von Windkraftwerken ist in bewohnten Bereichen problematisch – nicht nur wegen der erwarteten Einsprüche. Die Windanströmung ist innerhalb der Urbanität nicht stabil genug und es kommen nur geringe Volllaststunden zusammen.

Die im Internet vorgeschlagenen Turbinen – ob horizontal oder vertikal – enttäuschen aufgrund der gegenüber den in Prospekten genannten Werten durch zu geringe Anströmungsgeschwindigkeiten und zu niedriger Auslastung.

In Kombination oder als Alternative zu Photovoltaikmodulen werden Solarthermie-Panels eingesetzt, mit denen die die von der Sonneneinstrahlung absorbierte Wärme direkt in einen Fluidkreislauf geben wird. Diese Einbindung in die Energieversorgung von Gebäuden stellt entweder im Sommer mehr Wärme, als erforderlich, oder im Winter weniger Wärme, als erforderlich, zur Verfügung. Die Effizienz ist jedoch insbesondere bei der diffusen Wärmestrahlung im Winter höher, als die der Photovoltaikmodule.

Besonders erfolgreich werden Solarthermiemodule in den Touristengebieten des Mittelmeers eingesetzt, wo in der Übergangszeit die Pools beheizt werden und wo das ganze Jahr über mit Ausnahme des Winters viel Energie für die Duschen benötigt wird. In einem Ein- oder Zweifamilienhaus in der Region Mülheim kann das vorteilhaft sein.

Bei Hochhäusern ist das Verhältnis von Dachfläche zu Wohnfläche jedoch so gering, dass die Energiebeiträge von Solarthermieanlagen vernachlässigbar werden.

Fazit zu regenerativen Energiequellen

Zur Vermeidung einer großen Anzahl an Aufzügen sollten die Gebäude wo möglich in Zweifamilien-Reihenhäuser aufgeteilt werden, oder aber eine Höhe von weniger als 7 Geschossen haben.

Für die Wärmeversorgung eignet sich Erdwärme aus Tiefen von 100 bis 120 m oder tiefer, bei der das geförderte Grundwasser Temperaturen oberhalb der erforderlichen Vorlauftemperaturen der Fußbodenheizung erreicht und für Heizzwecke keine Wärmepumpe eingesetzt werden muss. Zur Aufheizung des Brauchwassers in den einzelnen Wohnungen sollten in den einzelnen Wohnungen kleinere dezentrale Wärmepumpen oder sogar Durchlauferhitzer eingesetzt werden, die mit elektrischer Energie betrieben werden.

Die Dächer sollten als Pultdächer nach Süd ausgerichtet werden und einen Winkel von 15° aufweisen, um vollständig mit PV-Modulen belegt werden zu können. Das auf die Dächer fallende Regenwasser sollte in eine Zisterne unter dem Park geleitet werden und von dort gezielt zum Spülen der Abwasserkanäle sowie für Bewässerungszwecke der Vegetation im Nahumfeld eingesetzt werden.

Energiespeicherung

Energiespeicherung

Regenerative Energie ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass sie unabhängig vom jeweiligen Bedarf verfügbar ist. Das gilt zum einen für PV-Strom, der im Sommer gegenüber dem Winter vermehrt aber nachts überhaupt nicht generiert wird. Wind- und Wasserenergie sind bereits für das Vorhaben ausgeschlossen. Die Erdwärme ist mit konstanten Jahres-Quelltemperaturen verfügbar – es müssen nur die hydraulischen Pumpen für die Grundwasseransaugung laufen. Es ist daher nicht erforderlich, Wärme zu speichern.

Das ist für den Strom jedoch grundsätzlich anders. Hier muss die Volatilität des Dargebots durch Zwischenspeicherung an den Bedarf angepasst werden. Stromspeicher kosten viel Geld. Eine saisonale Speicherung von Strom aus dem Sommer für den Winter ist unbezahlbar. Außerdem sinkt der Wirkungsgrad durch die Speicherverluste über eine so lange Zeit. Bei der Auslegung eines Stromspeichers sollte der Grundsatz: „Ein zu großer Speicher wird im Winter nicht voll und wird im Sommer nicht leer“ berücksichtigt werden.

Ideal ist die Dimensionierung des Stromsspeichers so, dass 50% der durchschnittlich täglich mit der Photovoltaikanlage produzierte Energie oder aber 50% der an einem durchschnittlichen Tag des Jahres verbrauchten Energie gespeichert werden kann, je nachdem welcher der beiden Werte der geringere ist.

Als durchschnittlicher Tag des Jahres gilt der Tag mit der Tag-Nacht-Gleiche (in Mülheim an der Ruhr 20. März bzw. 22. September).

Für die konkrete Auslegung nach der Produktion nimmt man die installierte Peakleistung der Anlage, multipliziert sie mit 750 bis 950 Jahresvolllaststunden (750 gilt für Ost- und Westdächer, 950 für Süddächer) und teilt das Ergebnis durch 365 (Anzahl der Tage eines Jahres). Das ergibt die Energieausbeute eines durchschnittlichen Tages. Bei einer PV-Anlage von 1.000 kW peak in Südrichtung ergibt sich damit maximal 1.300 kWh für den Stromspeicher.

Die Auslegung nach dem Bedarf erfolgt anhand des durchschnittlichen halben Tagesverbrauchs. Bei einer Wohnung mit einem Stromverbrauch von 2.400 kWh im Jahr sind das 3,4 kWh. Bei 400 Wohneinheiten müssten dann maximal 1.370 kWh Stromspeicher zur Verfügung stehen.

Von beiden Werten gilt der kleinere für die Auslegung des Speichers. Mehr macht keinen Sinn.

Für die größtmögliche Autarkie der Wohnanlage sollte die PV Anlage so dimensioniert werden, dass sie am Referenztag den Stromspeicher vollständig aufladen kann.

Bei einer Hochhaushöhe von 60 m könnte man für die Stromspeicherung sogar über ein Pumpspeicherwerk nachdenken. Das eine besonders effiziente Form der Stromspeicherung über mehrere Tage. Allerdings sind die Wassermassen der Oberbecken auf den Dächern aus statischen Gründen nur sehr schwer tolerierbar. Andererseits sind die Flächen ja bereits für die Photovoltaikmodule allokiert. Man könnte beides miteinander verbinden. Es wird jedoch nicht empfohlen, diesen Weg weiter zu verfolgen, da andere Lösungen für den Anwendungsfall günstiger zu sein scheinen.

Bislang wurde das Zauberwort „Wasserstoff“ noch nicht verwendet. Wasserstoff wird häufig neben Windenergie und Photovoltaik wie eine Primärenergie genannt. Das ist jedoch falsch. Wasserstoff kommt wegen seiner Neigung, mit Sauerstoff zu Wasser zu reagieren, in der Natur so gut wie nicht vor und muss unter Einsatz von Energie erzeugt werden. Das kann in einer Chemieanlage aus Methan (CH4) geschehen. Derartige Reformer arbeiten mit Wasserdampf, der durch die Verbrennung von Methan erzeugt wird. Statt Methan werden die chemisch etwa gleichen Fluide Erd- und Biogas genutzt.

Eine andere Möglichkeit, Wasserstoff zu gewinnen, basiert unter Einsatz elektrischer Energie auf der Elektrolyse. Leider ist der Wirkungsgrad sehr niedrig: 60 – 70% der Energie aus dem Strom geht verloren. Die Rückgewinnung von elektrischer Energie aus Wasserstoff erfolgt in der Brennstoffzelle. Auch hier sind die Wirkungsgrade noch sehr niedrig. Am Ende stellt der Weg zur Energiespeicherung über den Wasserstoff eine Lösung dar, die nur 20% der eingesetzten Energie zurückgibt.

Wasserstoffspeicher sind für den hier beschriebenen Zweck ungeeignet.

Es bleibt, über Batteriespeicher nachzudenken. Diese haben ebenfalls Wirkungsgradverluste bei der Ein- und Ausspeicherung. Darüber hinaus geht während der Speicherzeit ein Teil der Energie verloren. Aber der Gesamtwirkungsgrad liegt bei 85%. Batteriespeicher „leben“ davon, hohe Speicherstandswechsel zu haben. Sie sind im Vergleich zu anderen technischen Möglichkeiten ideal, wenn es um die Speicherung elektrischer Energie für einige Stunden bis hin zu zwei bis drei Tagen geht.

Ein Batteriespeicher ist eine adäquate Ergänzung zur Photovoltaikanlage. Er sollte richtig dimensioniert werden (siehe oben).

Als abschließender Hinweis zur Thematik Speicher bleibt festzustellen, dass die oben dargestellten Überlegungen nicht das Ziel haben, einen BlackOut zu überbrücken. Sie dienen so wie beschrieben lediglich dem Ziel, die Photovoltaikausbeute des Tages an den Tagen, an denen der 24-Stunden-Verbauch unter der Ausbeute liegt, für die nachfolgende Nacht verfügbar zu halten. Damit muss für den Winter anderweitig vorgesorgt werden und dies kann über virtuelle Speicher im Netz geschehen.

Nachhaltigkeit Baustoffe und Haustyp

Nachhaltigkeit Baustoffe und Haustyp

Zur Errichtung der Wohnanlage werden Baustoffe eingesetzt. Deren Herstellung wiederum hat Einfluss auf die CO2-Emissionen.

Insbesondere wird bei der Produktion von Zement und Beton sehr viel Energie eingesetzt, während die Verwendung von Holz als Baustoff die im Holz während der Wachstumsphase eingelagerten klimaschädlichen Gase nicht – wie es bei der Verbrennung in Öfen geschehen würde – wieder freisetzten, sondern langfristig binden.

Das einmal im Werkstoff Holz gespeicherte CO2 gerät bei der Verwendung als Baustoff nicht in die Atmosphäre zurück.

Die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen DGNB hat 2021 eine Benchmarkstudie für die Treibhausgasemissionen durch die Erstellung der Gebäudehülle für unterschiedliche Bauweisen und Gebäudetypen durchgeführt. Hierbei wurden die spezifischen flächenbezogenen Emissionen in Form von Global Warming Potential (GWP) als CO2-Äquivalent berechnet und auf die Netto-Raumfläche (NRF) bezogen.

Holz- Holzhybrid Bauweise:         2,7 GWP/NRF
Massivbau-Bauweise:                   8,6 GWP/NRF
Skelettbau-Bauweise:                   9,7 GWP/NRF

Der größte Anteil resultiert von den (Zwischen-)decken. Dieser ist etwa doppelt so hoch, wie die Gründung und 2,5-fach so groß wie die Außenwände.

Der Bau von Hochhäusern setzt deutlich mehr Treibhausgase frei, wie der Bau von Reihenhäusern mit gleicher Netto-Wohnfläche. Die Holzbauweise ist um mehr als den Faktor 3 besser, als die Massiv- oder Skelettbauweise.

Versiegelung

Versiegelung

Zum Thema Versiegelung schreibt das Umweltbundesamt:

Etwa 44 Prozent der Siedlungs- und Verkehrsflächen sind in Deutschland aktuell versiegelt, das heißt bebaut, betoniert, asphaltiert, gepflastert oder anderweitig befestigt. Damit gehen wichtige Bodenfunktionen, vor allem die Wasserdurchlässigkeit und die Bodenfruchtbarkeit, verloren. Mit der Ausweitung der Siedlungs- und Verkehrsflächen nimmt auch die Bodenversiegelung zu.Umweltbundesamt
Befürworter von Hochhäusern argumentieren, dass der Versiegelungsgrad abnimmt, wenn man die gleiche Wohnfläche übereinanderstapelt, anstatt sie nebeneinander ebenerdig zu errichten. Auf den ersten Blick scheint das richtig zu sein. Das stimmt allerdings nur, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen werden.

Eine verlorene Wasserdurchlässigkeit lässt sich einfach dadurch kompensieren, dass das Regenwasser nicht in einen Kanal geleitet wird, sondern in unterirdischen Zisternen zwischengespeichert und in trockenen Perioden zur Bewässerung der Gärten genutzt wird. Ein Überlauf der Zisternen mit abwärts gerichteten Sickerleitungen sorgt dafür, dass bei länger andauernden Regenphasen das Wasser wie gewohnt in den Boden gelangt.

Im Falle von Starkregen ist die Aufnahmefähigkeit der Böden ohnehin nicht ausreichend. Das Wasser wird dann stets als Oberflächenwasser zu den bestehenden Kanälen fließen – egal ob es sich um eine Hochhausbebauung oder um eine Bebauung mit 1 1/2-geschossigen Reihenhäuser handelt.

Es wird daher angeraten, ein unterirdisches Zisternensystem zu errichten, bei dem Tauchpumpen die Bewässerung der Gärten ermöglichen und Überläufe mit Sickerrohren dauerhaft die natürliche Aufnahme des Regenwassers durch die Böden gewährleisten.

Reihenhaussiedlungen haben darüber hinaus typischerweise Gärten, in denen die Bewohner aktiver gärtnerisch tätig sind, als die Bewohner von Hochhäusern. Der Verlust von Bodenfruchtbarkeit ist damit eher ein Hochhausproblem, als ein Problem, welches durch niedrige Bebauung entsteht.

Fernwärme

Fernwärme

Fernwärme ist gegenüber dezentral erzeugter Wärme insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbieter für alle Nutzer die Erzeugung der Wärme vornimmt. Dadurch entstehen sogenannte Skalenvorteile: Mit einem 10.000 kW Heizwerk lässt sich effizienter und umweltschonender Wärme erzeugen, als mit 1.000 Heizungen, die jeweils 10 kW Leistung haben.

Der Nachteil der Fernwärme ist das Erfordernis, die Wärme über eine größere Strecke zu transportieren. Hiermit sind mehr Kosten und Verluste verbunden, als wenn die Wärme direkt aus dem eigenen Keller kommt.

Unter dem Strich spricht aber alles für Fernwärme gegenüber dem Hausbrand, da bei der Fernwärme die Erzeugung und Bereitstellung professionell erfolgt, während die wenigsten Hausbewohner über die Fähigkeiten eines Heizungsinstallateurs verfügen: Alle Betriebs- und Einsatzstoffe entsprechen den aktuellen Anforderungen und die Technologie sowie die Prozesse dem Stand der Technik. Es gibt keine 40 Jahre alten unüberholte Kessel und es gibt keine falsch eingestellten Brenner.

Dennoch wäre es falsch, ein Teilquartier wie die Parkstadt an die Fernwärme anzuschließen: Der Investor spart die Kosten der Eigenversorgung und die Bewohner zahlen später die Kosten für den Wärmetransport von den Erzeugungsanlagen zur Wohnung. Das ist der Grund, warum aktuell Fernwärme bevorzugt wird.

Bei so viel Wohneinheiten wie geplant, entstehen die Synergieeffekte jedoch bereits innerhalb der Bilanzgrenze des Neubaubereichs. Man sollte also wärmeautark bauen! Insbesondere wird es auch nachhaltiger sein, eine eigene Geothermieanlage mit 1.000 m Bohrtiefe zu errichten, statt sich an eine bestehende Erzeugung von Wärme aus Verbrennungsprozessen anzuschließen.

Noch gilt das in den Fernwärmesystemen Deutschlands eingesetzte Biogas als CO2-neutral. An der Mündung des Rauchgasrohrs in die Atmosphäre ist aber nicht mehr erkennbar, woher das emittierte CO2 stammt.

Möglicherweise müssen die Fernwärmeversorger bereits mittelfristig auf die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe komplett verzichten. Dann kann die Wärme nur noch über Wärmepumpen aus Solarthermie, aus Geothermie und aus der Luft gewonnen werden. Und das kann man auch selber, wenn man eine derart große Wohngemeinschaft bildet, wie auf dem früheren Tengelmanngelände vorgesehen.

Es wird also dringend empfohlen, eine nachhaltige Wärmeautarkie anzustreben und dafür – wie bereits im benachbarten „Umweltmarkt“ geschehen – auf Geothermie zu setzten. Allerdings sollte die Bohrung 1.000 m betragen und nicht nur 130 m.

positive Quartiersentwicklung

Nachfolgend einige Beispiele für positive und erfolgreiche Quartiersentwicklungen. Diese Lösungskonzepte sollten bei der zukünftigen Bebauung des ehemaligen Tengelmann-Geländes entsprechend gewürdigt und berücksichtigt werden.

Saliersiedlung in Mülheim

Salier Siedlung Mülheim

In unmittelbarer Nähe zum früheren Tengelmann-Gelände befindet sich die nach der sie durchlaufenden Salierstraße benannte Saliersiedlung. Außer der Namensgleichheit hat sie keinen Bezug zum Völkerstamm der Salier. Die von 1926 bis 1929 zwischen der Kirch-, Krieger-, Hermann- und Markomannenstraße in Broich erstellte unter Denkmalschutz stehende Siedlung besteht aus etwa 110 überwiegend zweigeschossigen Häusern mit sehr flachem Walmdach hat ca. 220 Wohnungen. Sie ist Bezugspunkt für die neue Bebauung.

Jarrestadt in Hamburg-Winterhude

Jarrestadt, Hamburg-Winterhude

Etwa zeitgleich wie die Saliersiedlung in Mülheim entstand Ende der 20-er Jahre die die heute unter Millieu- und Denkmalschutz stehende Jarrestadt zwischen dem Wiesendamm, dem Osterbekkanal, dem Goldbekkanal und dem Glindweg im Hamburger Stadtteil Winterhude in einer vier- bis sechsgeschossigen Bauweise aus den für Norddeutschland typischen dunkelroten hanseatischen Klinkern. Heute leben ca. 10.000 Bewohner in den meist nur 60 – 70 m² großen Wohnungen, von denen je Etage nur zwei an ein eigenes Treppenhaus angebunden sind.

Die Jarrestadt weist eine erste Verdichtung gegenüber der Saliersiedlung auf.

Quartier Vauban in Freiburg

Vauban Siedlung Freiburg

Mit etwa 5.600 Bewohnern ist das zwischen 2011 und 2017 auf einem ehemaligen Kasernengelände im neuen Freiburger Stadtteil Vauban errichtete Quartier nur halb so groß wie die Jarrestadt. Alle Gebäude entsprechen dem Niedrigenergiestandard – einige erzeugen als Plusenergiehaus mit ihren Solaranlagen jährlich mehr Energie, als sie in der gleichen Zeit verbrauchen.

Hervorzuheben an dieser modernen Siedlung sind darüber hinaus die ÖPNV-Verkehrsanbindung, die PKW-Zugangsbeschränkung und das die Versiegelung durch die Gebäude kompensierende Regenwasserkonzept.

Das Quartier Vauban in Freiburg gilt als Vorbild einer modernen nachhaltigen Art des Wohnens – teilweise in einer Selbstverwaltung der Bewohner.

Stadtleben Ellener Hof in Bremen

Stadtleben Ellener Hof

Ein gutes Beispiel, wie heute zukunftsfähige urbane Quartiere geplant werden sollten. In Bremen scheint man zumindest aus den katastrophalen Erfahrungen der Großwohnsiedlung Neue Vahr gelernt zu haben.

Jenfelder Au in Hamburg

Jenfelder Au in Hamburg

In Hamburg-Wandsbek wurde auf einem 35ha großen Gelände ein Wohnungsbauprojekt realisiert, das der allgemeinen Vorstellung einer Parkstadt entspricht.

Strategie: Hochhausrahmenplan

Als das frühere Tengelmann Gelände aufgrund des Wegzugs des Unternehmens zur Verfügung stand, gab es mehrere zeitgleich gemachte Feststellungen:

  1. Mülheim leidet unter Wohnungsnot. Es gibt bereits in Mülheim wohnende Mitbürger ohne Wohnung. Und es gibt eine Vielzahl von potenziellen Neubürgern, die gerne nach Mülheim ziehen würden und gewerbesteuerpflichtigen Business mitbringen würden, wenn wir nur freie Top-Wohnungen für diese Topverdiener-Gruppe verfügbar hätten.
  2. Es gibt in Mülheim einige wenige Industriebrachen, die aufgrund ihrer Lage und der Altlastsituation im Boden grundsätzlich für Wohnbebauung geeignet sind. Um möglichst viele Wohnungen auf diesen Flächen errichten zu können, braucht es eine „vertikale Verdichtung“.
  3. Es gibt einen Investor mit Hochhauskompetenz in der mondänen Stadt Wien, der dem Anschein nach fähig ist, attraktive Wohngebäude zu errichten.

Als Vorgespräche zum Ergebnis kamen, dass diese drei Punkte zueinander passen, erwarb der Investor das Gelände und schrieb einen Wettbewerb unter Architekturbüros aus, der als Vorgabe eine große Wohnfläche und eine große Gebäudehöhe vorgab, die beide keinen Bezug zur bestehenden Nachbarbebauung haben und die ohne neuen Bebauungsplan keine Möglichkeit zur Realisierung haben.

Es wurde opportunistisch eine Lösung gefunden, frei nach dem Motto: wir haben eine Chance und müssen sie ergreifen, solange sie besteht.

So entstehen die meisten perfekte Lösungen, die an den Menschen, die sie nutzen sollen, vorbeigehen und die daher unbrauchbar sind: strategie- und konzeptlos.

Es fehlt die strategische Planungsebene. Vor der Antwort auf die Frage:

  • „Wie soll dieses Grundstück bebaut werden?“

müssen viele Fragen beantwortet werden, die so klingen wie

  • „Was sind die Anforderungen der Bürger?“,
  • „An welchen Stellen im Stadtgebiet lassen sie sich erfüllen?“,
  • „Gehen die Wünsche der heutigen Bürger vor, oder die der für die Zukunft erwarteten Zureisenden?“ und
  • „Was ist für die jeweiligen Nachbarn akzeptabel?“.

Politik und Verwaltung sind für die Bürger da. Diese müssen gefragt werden und nur das, was diese wollen, darf umgesetzt werden.

Im Rahmen einer strategischen Weiterentwicklung der Bebauung der Stadt Mülheim an der Ruhr ist es insbesondere viel zu kurzsichtig, nur ein Baufeld zu betrachten, wenn plötzlich Gebäude errichtet werden sollen, die mehr als 5-mal so hoch sind, wie die unmittelbare Bestandsbebauung.

Es fehlt ein stadtweiter quartiersspezifischer mit Öffentlichkeitsbeteiligung aufgestellter Hochhausrahmenplan.

Erst wenn dieser vorliegt, darf über Einzellösungen nachgedacht werden. Der aktuelle Vorschlag einer Hochhausbebauung auf dem früheren Tengelmann Gelände bleibt in allen Teilen unprofessionell, solange es diesen Hochhausrahmenplan nicht gibt. Ein gutes Beispiel dafür, wie er aussehen kann, ist der Hochhausrahmenplan der Stadt Düsseldorf, der im Zeitraum 2018 bis 2022 erstellt wurde und der den bisherigen Hochhausrahmenplan von 2004 ersetzt. Information zur Vorgehensweise und zum Ergebnis hat die Stadt Düsseldorf veröffentlicht.

 

Mülheim verfügt weder über einen Hochhausrahmenplan aus den vergangenen Jahren noch über eine Aktualisierung, die für die Jahre 2022 ff passt. Hier besteht enormer Handlungsbedarf, bevor die Planung für einzelne Grundstücke und damit rechtliche Veränderungen durch individuelle grundstücksbezogene Bebauungspläne beschlossen werden können, die dort Hochhäuser zulassen, wo bislang nur eine 3 bis 6-geschossige Bebauung besteht.

Der Hochhausrahmenplan beginnt mit einer Analyse des Bedarfs, denn wenn es keinen Bedarf gibt, braucht es auch keine Hochhäuser. Die Kernfragen, die in diesem Rahmen zu beantworten sind lauten:

  1. Wie entwickelt sich die Bevölkerung in Mülheim in den nächsten 30 bis 50 Jahren?
  2. Wie wird ein mögliches Wachstum für Mülheim vor dem Hintergrund der demographischen Situation begründet? (Hinweis: das statistische Bundesamt beschreibt 4 Varianten, von denen die Maximalvariante einer Stagnation entspricht und die Minimalvariante von einem Abschmelzen um 20% bis 2070 ausgeht).
  3. Wie viele Wohnungen werden zusätzlich benötigt?
  4. Wer soll darin wohnen?
  5. Wo wohnt sie/ er heute (Stadtteil in Mülheim, Nachbarstadt oder weiteres Umfeld)?
  6. Welche Anforderungen hat sie/ er an Wohnweise und Komfort sowie an Kosten?
  7. Was ist bei potenziellen Neubürgern deren Motivation, nach Mülheim zu ziehen?
  8. Was ist bei potenziellen Neubürgern die Motivation der Stadt die bestehenden Einwohner durch eine Hochhausbebauung zu verärgern?
  9. Falls Frage 8 mit „Industrie- und Gewerbeansiedlung“ beantwortet wird: Welche Erfolgsparameter außer der Wohnsituation kann Mülheim im Vergleich zu anderen Städten bieten?
  10. Falls Frage 8 mit „Industrie- und Gewerbeansiedlung“ beantwortet wird: Hätte Valourec den Standort in Mülheim nicht aufgegeben, wenn auf dem früheren Tengelmann Gelände „schlanke akzentuierende Hochhäuser“ gestanden hätten?

Liegt aufgrund der Beantwortung obiger Fragen ein belastbares numerisches Gerüst vor, so geht es inhaltlich weiter:

  • Was muss geschehen, damit die numerisch validierte Wohnungsnot gelöst werden kann?

Dazu muss zunächst die ergänzende Frage beantwortet werden:

  • Welche Wohnflächen sind je betrachtetem freien oder frei werdenden Grundstück der Stadt Mülheim an der Ruhr möglich, ohne den bestehenden Bebauungsplan zu ändern oder einen neuen aufzustellen, und welcher Anteil des Wohnbedarfs lässt sich damit lösen?

Jetzt muss für den verbleibenden Bedarf Stadtteil für Stadtteil und Freifläche für Freifläche betrachtet werden und im ersten Schritt bestehende und potenzielle Freiflächen analysiert werden. Kernfragen sind:

  1. Was sind die möglichen Auswirkungen einer potenziellen Verdichtung auf das soziale Umfeld, auf die Infrastruktur der kommunalen Daseinsvorsorge (Schulen, Kindergärten, Altenheime, Einkaufszonen, Feuerwehr, Straßen, öffentliche Parkflächen, ÖPNV, …) und die sonstigen Bedürfnisse?
  2. Was sind die Auswirkungen auf das Stadtbild bei vertikaler Verdichtung?
  3. Was sind die Auswirkungen auf das Stadtbild bei horizontaler Verdichtung?
  4. Was ist für die jetzigen Bewohner der Nachbarschaft zumutbar?

Danach muss ein Ranking erfolgen, bei dem stadtweit alle betrachteten Flächen in allen Ortsteilen miteinander verglichen werden und alle Vor- und Nachteile untereinander abgewogen werden. Insbesondere sind eine Vielzahl geringfügiger Änderungen der Bebauungspläne einer möglichen Variante mit nur einer singulären aber massiven Änderung gegenüber zu stellen.

Schließlich muss das Ergebnis des Hochhausrahmenplans der Öffentlichkeit vor der Festlegung durch die Politik zur Diskussion mitgeteilt werden.

Dies alles fehlt für Mülheim. Die Stadt hat ihre Aufgabe in der Vergangenheit nicht erfüllt und übersieht auch aktuell diese Notwendigkeit.

Ohne Hochhausrahmenplan aber sind Entscheidungen zu Gunsten einer Aufstellung von Bebauungsplänen, die die Errichtung von Hochhäusern zulassen, nicht diskutabel. Die Voraussetzungen für eine angemessene Auseinandersetzung mit der Thematik müssen erst gegeben sein. Die Schularbeiten müssen begonnen werden.

Verkehr

Kapazität der Straßen im Umfeld

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Parkraum

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Anschluss ÖPNV

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Soziales Umfeld

Bewohnungsdichte

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Anonymität

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Kleinklima

See/ Teich

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Beschattungen

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Wind

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