Ein Forschungsprojekt für saubere Luft in Köln:
Eine photokatalytische Textilfassade
als städtischer Luftfilter
Photokatalytischer Luftfilter wandelt Stickoxide in Mineralien
320 Quadratmeter Membranfläche
250.000 Euro für die Herstellung und Montage
100.000 Euro für fortlaufende Messung und Auswertung
Projektbeschreibung
Saubere Luft in der Kölner City
Dank innovativer Stickoxid-Filter
Die Stadt Köln, die Stiftung „Lebendige Stadt“ und das Unternehmen Schüco haben ein gemeinsames Projekt zur Reinigung stickoxidbelasteter Luft in der Kölner Innenstadt gestartet.
Am Gebäude der Volkshochschule in der Cäcilienstraße 35 wurde dazu eine stickoxidbindende Textilfassade installiert. Die Fassade filtert mittels aufgebrachter Wirkstoffe schädliche Stickstoffe und wandelt diese in unschädliche Nitrate um. Dieses innovative Projekt soll wegweisenden Charakter auch für andere Städte haben.
Andreas Engelhardt, pers. Haftender Gesellschafter der Schüco International KG, Henriette Reker, Oberbürgermeisterin Stadt Köln, Dr. Andreas Mattner, Vorstandsvorsitzender Stiftung „Lebendige Stadt“
Die Textilfassade ging am 2. April 2024 an der Nordfassade der Volkshochschule in den Betrieb und wird ein Jahr lang valide Messergebnisse liefern. Dieser photokatalytische Luftfilter besteht aus zwei bedruckten Membranflächen der Größe von jeweils 8 x 20 Meter und ist mit einer Messtechnik ausgestattet.
Die Membranen sind aus recycelten PET-Flaschen hergestellt und filtern Stickoxide der Umgebungsluft an der viel befahrenen, vierspurigen Cäcilienstraße. Durch eine Messtechnik wird die Luftqualität vor und hinter der Membran gemessen, um die luftreinigende Filterleistung auszuwerten und zu dokumentieren.
Dieses Umweltprojekt soll Pilotcharakter für die Reinigung der Luft in Innenstädten haben. Bereits bei einer langfristigen NO2-Exposition ab 20 μg/m3 gibt es gesundheitliche Auswirkungen, zudem steigt das Mortalitätsrisiko.
Luftverschmutzung ist nach wie vor die häufigste umweltbedingte Ursache für vorzeitige Todesfälle in der EU mit etwa 300.000 vorzeitigen Todesfällen pro Jahr. Die EU-Kommission hat am 26.10.2022 ihren Vorschlag für neue Grenzwerte für zwölf Luftschadstoffe veröffentlicht. Der vorgeschlagene Grenzwert für die Belastung mit Stickstoffdioxid (NO2) soll künftig nur noch 20 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft betragen, statt wie bisher 40 Mikrogramm.
Funktionsweise Textilfassade
Reinigung von stickoxidbelasteter Luft
Und so geht’s!
Befinden sich gesundheitsschädliche Luftschadstoffe, wie z.B. Stickoxide, in der Nähe der Fassade, setzt unter UV-Licht die Photokatalyse ein. Durch Oxidationsprozesse werden die Schadstoffe in unschädliche Salze umgewandelt und verbleiben zunächst auf der Fassadenoberfläche. Beim nächsten Regen werden diese von der Oberfläche abgewaschen. Sie können auf natürlichem Weg in den Boden versickern oder kontrolliert als nährstoffreiches Gießwasser für Pflanzen aufgefangen und genutzt werden. Nach der Nutzungsphase am Gebäude können die Fassadengewebe kreislaufgerecht recycelt werden.
Die Textilmembran hat den weiteren Vorteil, dass sie vor Fenstern angebracht die Sonneneinstrahlung und damit die Erwärmung in den Innenräumen deutlich reduziert. Damit kann der Energieaufwand zur Kühlung der Innenräume reduziert und CO2 eingespart werden. Dabei ermöglichen die mikroperforierten Membranen zugleich einen nahezu unbeeinträchtigten Blick von innen nach außen. Der Effekt ist vergleichbar mit einer Werbebedruckung von Bussen.
Gewebe aus recycelten PET-Flaschen bilden einen urbanen Luftfilter
Sonnenlicht aktiviert den Reinigungsprozess (Photokatalyse)
Gebäudenutzer und Stadtbewohner atmen gereinigte Luft
Kreislaufgerechtes Recycling nach der Nutzungsphase
Messergebnisse
Dem Pilotprojekt gingen Laborversuche voraus
Zur Abschätzung des photokatalytischen Leistungspotenzials erfolgten Untersuchungen unter kontrollierten Laborbedingungen in Anlehnung an DIN 22197-1 im Labor des Instituts für Energie- und Klimaforschung: Troposphäre (IEK-8) des Forschungszentrums Jülich.
Für die untersuchten photokatalytischen Fassadengewebe konnte eine signifikante Schadstoffreduktion nachgewiesen werden:
-xx% Schadstoffreduktion
Die Untersuchung erfolgte mithilfe eines labortechnischen Versuchsstands. Bei der Prüfung durchströmt eine Prüfgasmischung die Prüfkammer und passiert die photokatalytische Gewebeprobe parallel zur Oberfläche. Die photokatalytische Aktivität wird durch eine Tageslichtquelle gesteuert.
Auswirkungen auf die Gesundheit
Bereits bei einer langfristigen NO2-Exposition ab 20 μg/m3 bestehen gesundheitliche Auswirkungen, zudem steigt das Mortalitätsrisiko. Luftverschmutzung ist nach wie vor die häufigste umweltbedingte Ursache für frühzeitige Todesfälle in der EU mit etwa 300.000 vorzeitigen Todesfällen pro Jahr (Überblick der Luftqualität in europäischen Städten).
EU-Grenzwert
Die EU-Kommission hat am 26.10.2022 ihren Vorschlag für neue Grenzwerte für zwölf Luftschadstoffe veröffentlicht. Der vorgeschlagene Grenzwert für die Belastung mit Stickstoffdioxid (NO2) künftig bei nur noch 20 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft, nicht mehr wie aktuell bei 40 Mikrogramm.
Weitere Informationen zum Thema Luftschadstoffe
» umweltbundesamt.de
» bmuv.de
» ec.europa.eu
Kooperationspartner
Die Motivation
Unserer Partner
„Die Luftverschmutzung in Europa ist die größte Umweltbedrohung für unsere Gesundheit. Gerade die Städte müssen handeln. Deshalb möchte meine Stiftung eine innovative und einfach nachzuahmende Blaupause liefern, wie verschmutzte Luft durch einen großen photokatalytischen Fassadenfilter von Stickoxiden gereinigt werden kann. Ich freue mich, dass die Stadt Köln an diesem Pilotprojekt teilnimmt und damit Vorreiter bei der Luftreinigung wird. Gemeinsam mit Schüco sind wir starke Partner.“
Alexander Otto
Kuratoriumsvorsitzender Stiftung „Lebendige Stadt“
„Mit der Stiftung „Lebendige Stadt“ und Schüco verbinden sich zwei innovative Akteure für ein Vorzeigeprojekt zur Steigerung der Lebensqualität in Städten. Wir sehen uns als Unternehmen in der Pflicht, in diesen herausfordernden Zeiten mit gutem Beispiel voranzugehen. Wenn diese Pilotfassade in Köln die Luftverschmutzung signifikant senkt, kann das ein positives Signal für weitere deutsche Großstädte sein, hier ebenfalls aktiv zu werden.“
Andreas Engelhardt
Persönlich haftender Gesellschafter der Schüco International KG
„Der Gesundheitsschutz der Kölnerinnen und Kölner hat für die Stadt Köln höchste Priorität. Daher setzen wir bereits eine Vielzahl von Maßnahmen um, damit die Luftqualität in unserer Stadt verbessert wird. Im Rahmen eines Pilotprojektes mit der Stiftung „Lebendige Stadt“ und dem Unternehmen Schüco untersuchen wir nun in der dichtbefahrenen Innenstadt, inwieweit auch textile Luftfilter Schadstoffe reduzieren können.“
Henriette Reker
Oberbürgermeisterin Stadt Köln
„Luftverschmutzung ist nicht nur gesundheitsschädlich, sondern auch klimawirksam. Das Beispiel der luftreinigenden Fassade in Köln zeigt einmal mehr, wie viel Potenziale unsere gebaute Umwelt bietet, wenn wir diese vor dem Hintergrund der großen globalen Herausforderungen – dem Klimawandel und der Lebensqualität in Städten – neu denken und gemeinsam nach innovativen Lösungen suchen.“
Dr. Jan Serode
Experte für nachhaltiges Bauen und wissenschaftlicher Projektleiter
Kurzportrait Kooperationspartner
Stiftung
„Lebendige Stadt“
Die von Unternehmer und Mäzen Alexander Otto im Jahr 2000 gegründete Stiftung „Lebendige Stadt“ verfolgt das Ziel, die kulturelle Vielfalt und Lebendigkeit der Städte zu fördern. Das bewegte Fördervolumen von über 33 Mio. Euro umfasst u.a. die Grüngestaltung des Essener Krupp-Parks, die künstlerischen Illuminationen des Berliner Reichstagsgebäudes und Kölner Rheinufers sowie die Neugestaltungen des Hamburger Jungfernstiegs.
Weitere Informationen unter » lebendige-stadt.de
Kurzportrait Kooperationspartner
Innovative Fassadentechnik
Schüco International KG
Die Schüco Gruppe mit Hauptsitz in Bielefeld entwickelt und vertreibt Systemlösungen aus Aluminium, Stahl, Kunststoff für Gebäudehüllen. Zum Produktportfolio gehören Fenster-, Tür-, Fassaden-, Lüftungs-, Sicherheits- und Sonnenschutzsysteme. Intelligente und vernetzbare Produkte runden das Angebot für Wohn- und Objektbauten ab. Darüber hinaus bietet Schüco Beratung und digitale Lösungen für alle Phasen eines Bauprojektes – von der initialen Idee über die Planung, Fertigung und Montage bis hin zum After Sales Service mit Wartung und Instandhaltung. Ergänzt wird das Portfolio durch Maschinen zur Fertigung und einen kundennahen Service. Nachhaltigkeit ist dabei signifikanter Bestandteil des Geschäftsmodells. So ist beispielsweise die zirkuläre Bauwirtschaft mit geschlossenen Wertstoffkreisläufen einer von sechs definierten Nachhaltigkeitsschwerpunkten. 1951 gegründet, ist das Unternehmen heute in mehr als 80 Ländern aktiv und hat mit 6.330 Mitarbeitenden in 2021 einen Jahresumsatz von 1,995 Milliarden Euro erwirtschaftet.
Weitere Informationen unter » schueco.com
Kurzportrait Kooperationspartner
Rheinmetropole
Stadt Köln
Köln ist eine weltoffene, wachsende und dynamische Metropole mit einer über 2.000 Jahre alten Geschichte. Mit rund 1,1 Millionen Einwohner*innen ist Köln die viertgrößte Stadt Deutschlands. Wie viele andere Städte muss sich Köln den Herausforderungen globaler Entwicklungen wie dem Stadtwachstum, dem Klimawandel, der Mobilitätswende, dem demografischen Wandel und den Folgen der Globalisierung und Digitalisierung stellen. Die Transformation hin zu einer noch lebenswerteren Großstadt ist bereits in vollem Gange. (So hat sich die Rheinmetropole zum Beispiel vorgenommen, bis zum Jahr 2035 klimaneutral zu sein.) Dabei ist Köln offen für neue Herangehensweisen und Projekte – so wie das Pilotprojekt zur Installation der stickoxidbindende Textilfassade am größten und einem der ältesten Plätze der Stadt, dem Neumarkt.
Kurzportrait Kooperationspartner
Wandel gestalten
Forschungszentrum Jülich
Das Forschungszentrum Jülich erforscht als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft mit mehr als 7.000 Beschäftigten Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und Ressourcen schützendes Wirtschaften. Die nationale Forschungseinrichtung verbindet Natur-, Lebens- und Technikwissenschaften in den Bereichen Information, Energie und Bioökonomie mit besonderer Expertise im Höchstleistungsrechnen und setzt dabei einzigartige wissenschaftliche Infrastrukturen ein.
Weitere Informationen unter » fz-juelich.de
