DIE WIRKUNG DER BEBAUUNG DER FREIEN STÄDTISCHEN GEBIETEN AUF DEN VERLAUF DER LUFTVERSCHMUTZUNG
Die Luftverschmutzung in den Städten wird bekanntlich hauptsächlich durch die Emissionen von Verkehr, Industrie und Haushalten beeinflusst. Die städtischen Behörden folgen zwar international festgelegten Standards und Aktionsplänen zur Verringerung der Luftverschmutzung (d. h. der Schadstoffe wie z. B. Stickoxide, Ozon, Feinstaub), können aber die selbstauferlegten Ziele nur bedingt erreichen. Unser Anliegen und unsere Idee war es deshalb, einen Beitrag zu leisten, dieses Problem an einer Stelle zu optimieren, an der man bisher auf Grund von mangelnden Daten noch nicht ansetzen konnte und deren Wichtigkeit vielleicht bisher unterschätzt wurde. Diese Stelle ist die Geometrie der Hauptbestandteile einer Stadt, der Gebäude.
Unser Forschungsinteresse konzentrierte sich dabei auf die Fragestellung, wie und inwieweit die Gebäudegeometrie die Schadstoffkonzentration beeinflusst. Unsere Arbeitshypothese bestand darin, dass die geometrische Form von Gebäuden die Konzentration von Schadstoffen stark beeinflussen kann. Im ersten Schritt ging es darum, valide Daten zu sammeln. Dabei haben wir einerseits Wetter- und Emissionsdaten von staatlichen Ämtern erhalten und zum anderen bekamen wir die Daten von der Uni, die die Daten der eigenständig installierte Sensoren und Kameras für ihre eigen Forschungszwecke verwenden. Im zweiten Schritt mussten wir die Daten in einen Hochleistungsrechner hochladen. Diese Schritte erfordern vielfältige digitale Kompetenzen, die sozusagen bei der Umsetzung nebenbei erlernt werden mussten.
Für diese anspruchsvollen Schritte hatten wir das Glück, aufgrund der Kooperation mit der Universität in Györ auf die Infrastruktur der Universität zurückgreifen zu können. Die Fakultät für Mathematik und Informatik der Széchenyi István Universität hat die Software HiDALGO UAP (Urban Air Pollution) entwickelt, die im Rahmen der internationalen H2020-Projekte verwendet wurde. Die Software ist in der Lage, reale 3D-Geometrien zu berücksichtigen, hat ein Verkehrssimulationsmodul und läuft auf Supercomputern mit einer einfachen grafischen Schnittstelle.
Als erstes exemplarisches Forschungsobjekt diente ein Bürogebäude, das auf einem freien Grundstück neben einem verkehrsreichen Kreisverkehr gebaut wurde. Es wurden zwölf Testfälle generiert. Die zwölf Fälle wurden mit HiDALGO UAP auf einem Hochleistungsrechner durchgeführt, die Ergebnisse visualisiert und ausgewertet. Wir kamen dabei zu dem Ergebnis, dass durch den Einbau der freien Fläche die Konzentration der Schadstoffe widererwartet abnahm, denn die Geometrie des Gebäudes erzeugte einen stärkeren Effekt, eine Art Sog. Die Zunahme der Windgeschwindigkeit generierte nämlich einen Windkanal und führte die belastete Luft schneller ab. Überdies wurde festgestellt, dass sich bei bestimmten Windrichtungen die Konzentrationswerte signifikant verändern.
Ausblick
Die zweite Phase des Projektes steht kurz bevor (Januar 2025) . Dabei werden wir in Zusammenarbeit mit der Stadt reale Bauvorhaben bewerten und verschiedene Szenarien durchspielen, in dem wir unterschiedliche Gebäudetypen testen werden. Diese Zusammenarbeit ist von unseren Schülerinnen und Schülern angestoßen worden, wobei wir von der Stadt mit offenen Armen empfangen wurden, da es ein großes Interesse seitens des städtischen Bauamtes gibt, unsere wissenschaftlich begleiteten Daten und Szenarien sowie Folgerungen in Entscheidungsprozesse einfließen zu lassen. Auf diese Weise können wir einen Beitrag dazu liefern, dass auch die Stadtentwicklung der Stadt, in der wir zur Zeit leben, nachhaltiger und zu einer lebenswerteren Umwelt wird.
Eine große Stärke dieses Projekts ist, dass es auf Grund der ausprobierten Methode adaptierbar für den ganzen Stadtraum und auch andere Städte weltweit ist und sich hervorragend für Kooperationen mit verschiedenen Akteuren eignet, etwa . Es hat damit ein sehr großes Potenzial und gibt Menschen in aller Welt ein Beispiel, wie man im Kleinen (einem Gebäude) umweltliche Verbesserungen erzielen kann, um im Großen (der Stadt, den Städten weltweit) zur wohl notwendigen ökologischen Transformation beitragen kann.
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Forschungsprojekt der Schülerinnen und Schüler der Audi Schule im Rahmen der Kooperation mit der Széchenyi Uni Györ zum Thema „Zusammenhang zwischen Luftkonzentration und Gebäudegeometrie“ mit Hilfe von Simulationen.
Das Thema Nachhaltigkeit ist an unserer Schule in den Schulcurricula mehrerer Fächer verankert, weil es ethische Aspekte betrifft, aber auch wirtschaftliche und ökologische. Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass die Lebensgestaltung der heutigen Menschen einen Einfluss auf die Möglichkeiten oder Probleme nachfolgender Generationen hat, und sie ermutigen, proaktiv an Verbesserungen zu arbeiten.
Exemplarisch haben wir uns mit der Luftverschmutzung befasst, die die Ursache für viele Krankheiten und letztlich Todesfälle in Europa und der ganzen Welt ist. Die Bilder aus Indien mit einer derart hohen Luftschadstoffkonzentration, dass kaum noch das Tageslicht zu sehen ist, haben viele Menschen erschreckt. Der Bedarf nach einer sauberen Luft ist also augenscheinlich.