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EPISODE 4: ZIELSETZUNG: AUTARKIE

Dank der Erstellung eines virtuellen Zwillings des Turms konnte das Betriebsmanagement bereits in der Anfangsphase kohlenstoffneutral konzipiert werden.

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Für eine kohlenstoffneutrale Zukunft sorgen – der Weg zur Autarkie

Die Reduzierung der CO2-Emissionen beim Bauen und in der Logistik ist eine Sache. Doch auch nach dem Bau setzen Gebäude weiterhin Kohlenstoff- und andere Treibhausgasemissionen durch Heizung, Kühlung, Stromverbrauch und andere laufende Betriebs- und Wartungsaktivitäten frei. 

Um einen wirklich nachhaltigen neuen Turm zu konstruieren, mussten diese Faktoren bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden, in der 80 %* der endgültigen Auswirkungen festgelegt werden. Das schließt die Auswahl nachhaltiger Materialien und die Planung von Energie- und Wassermanagementsystemen zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen während des gesamten Lebenszyklus ein. Um Kohlenstoffneutralität zu erreichen, musste das Team zunächst die künftige Nutzung des Gebäudes sowie den damit verbundenen Ressourcenverbrauch und Kohlenstoffausstoß kennen. Anschließend konnte es diese Daten in den Konzeptionsprozess integrieren.

Sie begannen damit, klar zu definieren, was der Turm ist: ein vertikaler Garten. Das bedeutete, dass er viele Pflanzen und Bäume beherbergen würde, die alle mit viel Wasser gepflegt werden mussten. Außerdem mussten effektive Lösungen für Abfall- und Wassermanagement entwickelt werden, zu denen auch die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser für die Pflege der Gärten des Turms gehörte.

Hinzu kam das Energiemanagementsystem, mit dem ermittelt werden sollte, wie viel Strom der Turm erzeugen kann. Mithilfe der 3DEXPERIENCE® Plattform konnte das Expertenteam einen virtuellen Zwilling des Gebäudes mit Prognosetools kombinieren und diese Systeme so gestalten, dass sie für die Gebäudeabläufe autark sind.

So haben sie beispielsweise verschiedene Lösungen evaluiert, um einen umweltfreundlichen Energiemix für den Turm zu erzielen. Im operativen Betrieb würde der vom Turm verwendete Energiemix den Energiemix des französischen Stromnetzes widerspiegeln – hauptsächlich Wasserkraft und Kernenergie. Diese netzbasierte Energie würde jedoch durch zusätzliche Energie ergänzt werden, die durch Solarmodule an der Fassade des Turms erzeugt wird. Ein mit dem Turm verbundenes Rechenzentrum würde diese Energie dann bei Bedarf zur Wärmeerzeugung nutzen.

Darüber hinaus würden die Pflanzen am Turm im Winter zusätzlich isolieren und den Bedarf an Klimaanlagen im Sommer reduzieren. Alles in allem konnte das Team durch die kombinierten Energieeinsparmaßnahmen den Verbrauch nicht erneuerbarer Energiequellen im Vergleich zum ursprünglichen Eiffelturm von 13 % auf 4 % reduzieren. Das entspricht einer jährlichen Einsparung von 27 Tonnen CO2.

Virtuelle Zwillinge waren auch beim Wassermanagement hilfreich. Mithilfe von Dashboards, die mit Vorhersagedaten gespeist wurden, konnten die Experten leicht nachvollziehen, wie viel Wasser für die Pflanzen benötigt wird und wie viel davon durch das Sammeln von Regenwasser gewonnen werden kann. Dank des Wassermanagementsystems wäre der Turm sogar wasserpositiv und würde die Wasserinfrastruktur von Paris nicht zusätzlich belasten. 

Der Turm ist auch in anderer Hinsicht auf Nachhaltigkeit ausgelegt: Vertikale Gärten tragen dazu bei, den CO2-Fußabdruck zu verringern, Lärm zu dämpfen und die visuelle Wirkung des Turms in der Pariser Landschaft zu verbessern. 

Dank des kollaborativen Charakters der Plattform war das gesamte Team an diesen Entscheidungen beteiligt. Da das Team von einer gemeinsamen Informationsquelle aus arbeitete, konnte es im Rahmen der Planung und Umsetzung eine reibungslosere und effizientere Beziehung mit dem Vertragspartner aufbauen.

Schließlich bedeutet dies, dass das Gebäudemanagement Echtzeitdaten von Überwachungssystemen mit dem virtuellen Zwilling des Gebäudes integrieren kann, um dessen Leistung zu analysieren. Die Projektbeteiligten sind in der Lage, die besten Wege zur Minimierung von Energieverbrauch, Wasserverbrauch und Verlusten zu finden, um einen wirklich autarken Turm zu schaffen.

* Quelle: McKinsey&Company – Product sustainability: Back to the drawing board – 7. Februar 2022.

Dank der 3DEXPERIENCE® Plattform können wir jetzt den CO2-Fußabdruck eines Gebäudes während der gesamten Lebensdauer vorhersehen, simulieren und optimieren.
 

Rémi DORNIER > Bild > Dassault Systèmes®
Rémi DORNIER
Vice-President, Architecture, Engineering & Construction, Dassault Systèmes

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© Design des neuen Turms von Nicolas Laisné Architectes