VfA Studentenwettbewerb 2014 - Urban Farming

Im Jahr 2050 müssen schätzungsweise 9,5 Milliarden Menschen satt werden. Dafür reichen die landwirtschaftlich nutzbaren Flächen nicht aus. Wie können wir aber alle gut leben und gleichzeitig den Ökosystemen unserer Erde eine Verschnaufpause gönnen?
Ein Treibhaus-Wolkenkratzer von der Größe eines 30-stöckigen Häuserblocks vermag fast so viele Lebensmittel zu liefern wie 1000 Hektar Ackerland - und das ohne Transportverluste.
Ein Farmscraper nutzt auf seinen Etagen unterschiedliche Treibhaustechnologien. Solarzellen und das Verbrennen von Pflanzenabfall erzeugt Energie. Geklärtes städtisches Abwasser wird nicht in die Umwelt abgegeben, sondern dient der Bewässerung der Pflanzen.

- Dickson Despommier -

Mexico City hat seit geraumer Zeit mit zahlreichen Umweltproblemen wie einer starken Luftverschmutzung, mangelnder Trinkwasserversorgung, unzureichender Abfallbeseitigung und übermäßiger Verkehrsbelastung zu kämpfen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gilt die Luftqualität der mexikanischen Hauptstadt als eine der schlechtesten der Welt. Die von der WHO empfohlenen Grenzwerte für Schwefeldioxid, Feinstaub, Kohlenstoffmonoxid und Ozon werden zum Teil deutlich überschritten. Dies stellt eine ernsthafte Bedrohung für die öffentlichen Gesundheit dar. Nach Schätzungen des Internationalen Rates für öffentlichen Verkehr sterben jedes Jahr rund 4000 Menschen an den Folgen der Luftverschmutzung.
In Anbetracht dieser Situation wird deutlich, dass es an der Zeit ist neue Strukturen zu etablieren die auf Nachhaltigkeit und Synergie setzen und neben ihrer primären Funktion auch sekundäre Eigenschaften aufweisen, die sich vorteilhaft auf ihre Umgebung auswirken.

So ist es auch das Ziel des Entwurfs nicht nur die primäre Funktion der Nahrungsmittelversorgung zu gewährleisten, sondern als eine Art „grüne“ Produktionsmaschine auf die klimatischen Probleme der Stadt zu reagieren.
So bereitet das Gebäude durch seinen flexiblen Aufbau etwa die stark verschmutzte Luft der Stadt auf, reduziert den Wärmeinseleffekt und funktioniert, aufgrund von mit der Stadt verbundenen Kreisläufen, als Wasserversorger und -aufbereiter.
Auch konstruktiv setzt der Farmscraper auf Nachhaltigkeit und Effizienz, er ermöglicht einen schnellen Auf- und Umbau und ist damit in der Lage auf Veränderungen zu reagieren. Das Gebäude hält seinen Wirkungsgrad ständig auf maximalen Niveau.

Das Primärtragwerk des Farmscrapers bildet einen Rahmen, der die Erschließung und die Leitungsführung für Strom und Wasser beinhaltet. Zudem bietet er Anschlüsse für erweiternde Module für Wind, Photovoltaik und einen Solarkamin, die nach Bedarf und Klimasituation angebracht werden können, um das Gebäude so unabhängig wie möglich von der städtischen Energieversorgung zu machen und die Wirkungsgrade der regenerativen Energien zu maximieren.

Die Konstruktion besteht aus Hohlprofilen, die durch Steckzapfen lösbar miteinander verbunden sind, was einen schnellen Austausch von Teilen und somit die Möglichkeit der ständigen Instandhaltung und Reparatur ermöglicht und die Langlebigkeit der Konstruktion steigert.
Im Rahmenzwischenraum sind Hydrokulturen mit Pflanzen untergebracht, die die verschmutzte Außenluft reinigen und zu gleich als Verschattungssystem für die Fassade fungieren.
Durch die Evopotranspiration der Pflanzen wird ein angenehmes Klima erzeugt und das Wohlbefinden des Personals gesteigert. Die Verlegung der Gebäudetechnik an die Fassade bietet außerdem den Vorteil, das Innenräume, wie Labore, frei beplanbar und jederzeit an den Stand der Forschung und Technik angepasst werden können. Des weiteren lässt sich so die Produktionsfläche für Nahrungsmittel steigern.

Die Modularität der Struktur macht eine optimale Ausrichtung der Installation für regenerative Energien möglich. So ist zum Beispiel die Nordost-Fassade großflächig mit Kleinwindkraftanlagen ausgestattet, die durch die Ausrichtung zur Hauptwindrichtung den größtmöglichen Ertrag erzielen, während die östliche und die westliche Fassadenseite mit Photovoltaikmodulen ausgestattet sind, da diese durch die äquatoriale Lage Mexikos die höchste Sonneneinstrahlung bieten.

Vor die vertikale Erschließungszone an der Südwestfassade ist ein Solarkamin angeschlossen, in dem sich durch die starke - aber durch einen zu steilen Einfallswinkel für andere Zwecke schlechter nutzbare - Sonnenstrahlung Luft erwärmt und einen Auftrieb erzeugt. Werden die Fenster an der zur Hauptwindrichtung zugewandten Nordostfassade geöffnet, entsteht ein Sog der kühle Luft einströmen lässt und das Gebäude passiv belüftet. Auf diese Weise lassen sich die Temperaturspitzen des heißen Klimas ausgleichen.