Das Projekt ReSource Mannheim adressiert die Herausforderungen des Klimawandels für Städte, insbesondere Trockenperioden und Starkregenereignisse, die technische Infrastrukturen und Grünflächen stark belasten. Gemeinsam mit der GBG – Mannheimer Wohnungsbaugesellschaft und einem interdisziplinären Team aus sieben Partnern wird in Mannheim eine blau-grüne Wohnanlage realisiert, die alle lokalen Wasserströme integriert und effizient wiederverwertet. Neben innovativem Regen- und Grauwassermanagement, das Servicewasser für WC-Spülung, Waschmaschinen und Grünflächen bereitstellt, dient ein naturnah gestaltetes Teichsystem als Zwischenspeicher und Hochwasserschutz, puffert Extremregen ab und entlastet die städtische Entwässerung. Gleichzeitig steigert das System die Aufenthaltsqualität durch Wege, Plätze und Kühlungseffekte im Sommer. Das Projekt wird durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt gefördert.

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Das Konzept für ein innovatives Wassermanagementsystem entstand aus den Erfahrungen im Forschungsprojekt Semicentral. In Kooperation mit Verbundpartnern und der Partnerhochschule Tongji University in Shanghai ging es unter dem Lead des Fachgebiets Entwerfen und Stadtentwicklung um die Forschung und Entwicklung für ein Wohnungsbauprojekt unter ganzheitlicher Betrachtung der Wasserströme. Das Konzept wurde vom BMBF ReSource Water – 01DO18009 – als Definitionsprojekt im Programm “Client II – Internationale Partnerschaften für Nachhaltige Innovationen” gefördert und in einem Workshop (2018) an der Tongji- Universität akademischen und nicht-akademischen Partnern vorgestellt und mit Developern diskutiert.

Ziel des deutsch-chinesischen Forschungsprojektes war es, ein innovatives Wassermanagementsystem im Wohnungsbau zu realisieren, das den Bedürfnissen zukünftiger Städte in Bezug auf eine gesunde, wasser- und energieeffiziente Umwelt gerecht wird. Für ein Wohnprojekt wurden Szenarien erarbeitet, die unterschiedliche Varianten der Regen- und Grauwassernutzung in Modellplanungen intergieren. Für das ressourceneffiziente Wassermanagement wurde damit zum einen ein anpassungsfähiges, modulares Konzept für den energieautarken Betrieb im Wohnungsbau entwickelt und zum anderen ein innovatives Serviceprogramm für den Online-Betrieb. Die Definitionsphase dient der Projektvorbereitung und der Definition der Programmanforderungen an die Module des Wassermanagementsystems. Die Forschung leistete einen Beitrag zum chinesischen Programm der „Schwammstadt“, die innovative Wassermanagement–Konzepte als Modellprojekte fördert, und einen Beitrag zum Innovationsprogramm „Zukunftstadt“.

Leider konnte das Projekt aufgrund der Covid-19-Pandemie und geänderter Förderrichtlinien nicht weiter verfolgt werden. Das Konzept und die entwickelte Steuerungstechnik wurden im Projekt ReSource:Mannheim umgesetzt.

Der Research Hub „Towards Urban Resilience“, organisiert in Kooperation mit dem UN-Habitat City Resilience Profiling Programme (CRRP), fand am 23. und 24. Mai 2017 in Barcelona statt. Die zunehmende Komplexität urbaner Systeme sowie die wachsende Unsicherheit über die Auswirkungen von Urbanisierung und Klimawandel erfordern neue Denkansätze in Bezug auf Planungsziele und solidarisches Handeln. Städte sind komplexe, adaptive Gefüge aus vernetzten Dienstleistungen und Infrastrukturen. Rasch wachsende Bevölkerungen, die Konzentration von Ressourcen und Kapital, unklare Notfall- und Vorsorgeplanungen, oftmals unzureichende oder ökologisch bedenkliche Wasser- und Abwassersysteme, die fortschreitende Zerstörung von Ökosystemen sowie veraltete bauliche Strukturen stellen Stadtplanungen weltweit vor immense Herausforderungen.

Der gemeinsame Forschungshub arbeitete in enger Abstimmung mit UN-Habitat CRRP daran, Praktiken und Prozesse für die Gestaltung widerstandsfähiger und nachhaltiger Städte zu untersuchen. Forschende aus Deutschland, Indien, Italien, Kenia, Libanon, Uganda und Spanien, an europäischen Hochschulen tätig, stellten ihre Arbeiten in vier Sessions vor. In diesen wurde die Vielfalt konzeptioneller Ansätze „towards urban resilience“ diskutiert, im Austausch mit internationalen Wissenschaftler*innen sowie Master- und Promotionsstudierenden.

Die Proceedings können unter dem Link heruntergeladen werden

Semizentral Germany ist ein Ansatz für eine nachhaltige Stadtentwicklung in schnell wachsenden urbanen Gebieten. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel an der Technischen Universität Darmstadt wurde dieses chinesisch-deutsche Infrastrukturprojekt (2012-2017) in Zusammenarbeit mit der Tongji-Universität in Shanghai sowie weiteren Partnern aus Wissenschaft und Industrie durchgeführt. Beteilit war das Fachgebiet Entwerfen und Stadtentwicklung (Prof. Dr. Annette Rudolph-Cleff). Das Projekt wurde sowohl öffentlich als auch privat finanziert.

Das Besondere an „Semicentral“ ist der integrierte Ansatz. Konventionelle Systeme basieren auf einer strikten Trennung von Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Abfallbehandlung. Semicentral integriert diese drei Sektoren in einem ganzheitlichen Ansatz. Dadurch können die Sektoren aufeinander abgestimmt werden, wodurch Synergieeffekte wie eine energieautarke Versorgung und die Reduktion von Treibhausgasen entstehen. Ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Infrastruktursystemen ist das große Einsparpotenzial: 30–40 % und mehr Wasserersparnis, der gesamte Energiebedarf für Abwasser- und Abfallbehandlung wird gedeckt, ein stark reduzierter Transportaufwand, eine rund um die Uhr sichere Wasserversorgung in gleichbleibender Qualität und hohe Planungssicherheit. Gleiches gilt für den Abwasser- und Abfallbereich. Semicentralisierte Ver- und Entsorgungssysteme bieten eine zukunftsorientierte und ressourcenschonende Alternative zu konventionellen zentralen Infrastrukturen.

Weitere Informationen:

Nach einer zweijährigen Konzeptions- und Planungsphase wurde anlässlich der „World Horticulture Exposition 2014“ in Qingdao, China, das weltweit erste semicentralisierte Ressourcen- und Recyclingzentrum mit Fokus auf die Wiederverwertung von Wasser- und Stoffströmen eröffnet. Es handelt sich um das erste Referenzsystem für den semicentralisierten, integrierten Infrastrukturansatz. Mit wesentlicher Beteiligung der TU Darmstadt wird das System rund 12.000 Menschen versorgen. In der rasant wachsenden Metropole Qingdao leben etwa acht Millionen Menschen, die seit Jahren unter erheblichem Wassermangel leiden. Den Bewohnern steht hier nur etwa ein Siebtel der durchschnittlichen Pro-Kopf-Wassermenge in China zur Verfügung. Wie in anderen Metropolregionen weltweit spielen Wasser und Energie eine zentrale Rolle in der Wohnraumentwicklung. In zwei Jahren der Überwachung wurden die Systeme und ihre Komponenten evaluiert und mithilfe von Simulationen für zukünftige Projekte weiter verbessert.

Der zukunftsweisende Infrastrukturansatz kann sowohl den Bedarf an Frischwasser als auch das Abwasseraufkommen im Einzugsgebiet verringern. Ein Beispiel ist die Nutzung von Prozesswasser für Straßenreinigung, Bewässerung und Löschwasserreserven, was erheblich größere Einsparungen ermöglicht. Aus Klärschlamm und organischen Haushaltsabfällen werden Biogas und Energie gewonnen. Dadurch verfügt das städtische Infrastruktursystem in Qingdao über eine unabhängige Energieversorgung und arbeitet weitgehend CO₂-neutral. Ein zentrales Ziel des Projekts ist eine adaptive, ressourceneffiziente Wasserinfrastruktur, die sich flexibel mit ihrer urbanen Umgebung weiterentwickeln kann.

Semicentral Germany erhielt den GreenTec Award 2015 in der Kategorie „Urbanisierung“, da es einen beeindruckenden Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität in Megastädten geleistet hat. Dieser Preis zählt zu den renommiertesten Umwelt- und Wirtschaftsauszeichnungen Europas. Der GreenTec Award wird jährlich vergeben, um innovative Umwelttechnologien und ökologisches Engagement zu würdigen.

Eigene Publikationen zu Semizentral:

Rudolph-Cleff, A.,Gehrmann, S. (2020) Water as a Resource. In: Wang F., Prominski M. (eds) Water Related Urbanization and Locality. Springer, Singapore, p. 219-236.

M. Winker, S. Gehrmann, E. Schramm, M. Zimmermann, A. Rudolph-Cleff, A. (2019): Greening and cooling the city using novel urban water systems: a European perspective, Chapter 21, in: Sharma, A: Approaches to Water-sensitive Urban Design, Elesevier.

Rudolph-Cleff, A. (2015): Urban Interplay, in: Prominski, M. und Wang, F. (Hrg): Urbanization and Locality, Springer 2015, S. 77-96.

Mehr Informationen sind zu finden hier

Die Auszeichnung von Dr.-Ing. Simon Gehrmann mit dem Ernst-Ludwig-Mobilitäts-Stipendium eröffnete ihm 2019 die Chance, seine Forschung in Australien fortzusetzen und sich den Best-Practice-Beispielen in dem Land zu widmen, das Water Sensitive Urban Design (WSUD) seit über 30 Jahren maßgeblich prägt. Lernen von „Wassersensitiver Stadtgestaltung Down Under” war sein erklärtes Ziel. Während seines sechs monatigen Forschungsaufenthalts an der RMIT University in Melbourne entwickelte Dr. Gehrmann gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der RMIT einen umfassenden Katalog von über 60 herausragenden Projekten, die nachhaltige Wasserkreisläufe in unterschiedlichsten Maßstäben in den Mittelpunkt stellten. Ergänzt wurde diese Zusammenarbeit durch den Austausch mit renommierten Forschungsgruppen der Monash University und der University of Technology Sydney. Trotz der Einschränkungen durch die verheerenden Buschbrände konnte Dr. Gehrmann 23 Projekte persönlich besuchen und wertvolle Experteninterviews führen. Das Ernst-Ludwig-Mobilitätsstipendium bot damit entscheidende wissenschaftliche Impulse, und stärkte die internationale Vernetzung im Bereich der wassersensitiven Stadtgestaltung.

Im Rahmen des durch den DAAD geförderten Netzwerks „Clean Water China andSoutheast Asia“ wurden von 2013 an Promovierende des Fachbereiches Architektur an den Research Weeks und Forschungsaufenthalten an den Partneruniversitäten beteiligt.

Zu den Partnern zählen die Tongji-Universität in Shanghai (China), die Qingdao Tech-nological University (China) und die Hanoi University of Civil Engineering (Vietnam),der deutsche Wasserwirtschaftsverband German Water Partnership, der chinesischeBranchenverband China Urban Water Association und die Vietnam Association of CivilEngineering Environment.

Ebenfalls ins Netzwerk eingebunden ist die Nanyang Technological University (Singapur), an der eine Promovierende des Fachbereichs 2015/16 einen sechsmonatigen Forschungsaufenthalt absolviert hat.

In diesem Rahmen abgeschlossene Promotionen:

Dr. Simon Gehrmann: „reSource Water…closing the cycles“ Darmstadt, 2017. Thesis Supervisor: Prof. Dr.-Ing. Annette Rudolph-Cleff. Co-Supervisor: Prof. Dr.-Ing. Martin Wagner, FB 13, TU Darmstadt

Dr. Lucia Wright: “Global water partnerships for people or performance? Increased access to safe water and the improvement of (sub-)urban water services in Vietnam: strengthening local capacity through global water operators’ partnerships„ Darmstadt, 2019. Thesis Supervisor: Prof. Dr.-Ing. Annette Rudolph-Cleff. Co-Supervisor: Prof. Dr. Miranda Schreurs

Die Graduate School KRITIS (2016–2025) erforschte kritische Infrastrukturen in urbanen Räumen mit Fokus auf Verwundbarkeit, Resilienz und den gesellschaftlichen Kontext. Sie ging davon aus, dass diese Systeme nicht nur technisch, sondern historisch, kulturell und sozial geprägt sind. Die TU Darmstadt bot mit ihrer interdisziplinären Forschungstradition, dem Zentrum für Stadtforschung und Einrichtungen wie INGENIUM ideale Rahmenbedingungen. Das Programm, beteiligt war das Fachgebiet Entwerfen und Stadtentwicklung unter Prof. Dr. Annette Rudolph-Cleff, verfolgte einen interdisziplinären Ansatz, der technische und sozialkulturelle Prozesse sowie die langfristige Stabilität infrastruktureller Arrangements untersuchte. Schwerpunkte waren: soziale Konstruktion und Wahrnehmung kritischer Infrastrukturen, Verwundbarkeit und Funktionskrisen technischer Systeme sowie Resilienz, Anpassungsfähigkeit und Risikokulturen urbaner Infrastruktur. Die Graduierten erhielten eine umfassende interdisziplinäre Ausbildung und waren für wissenschaftliche Laufbahnen sowie Tätigkeiten in Politik, Planung, Infrastrukturmanagement und Sicherheitsforschung qualifiziert.

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