Constant expansion of urbanization is driving cities to limit the horizontal spread of built development and to expand vertically instead. One question remains: is it possible to grow vertically with high-rise buildings while minimizing the environmental footprint Conventional high-rise buildings mainly depend on the use of steel and concrete materials, whose environmental impact is considered high. Therefore, designing high-rise buildings with sustainable structural systems helps achieve more environmentally friendly and energy- efficient construction. New design approaches are now being developed to reduce the environmental footprint of building materials. These include the use of hybrid constructions, that simply combine different building materials, each retaining its unique properties, while aiming to achieve a balance between the structural, functional, sustainable and aesthetic aspects. The hybrid structural system chosen for the project depends on the integration of locally sourced timber for both load-bearing and non-load-bearing elements, while the use of concrete was limited to areas with strict safety requirements such as fire staircases and floor levels that have direct access to outdoor spaces. Timber was chosen over other raw building materials on account of its carbon-sequestering property. Through carbon sequestering, atmospheric carbon dioxide can be captured and stored within timber, which helps reduce the global warming effect. Integrating timber in structural systems redefines the “End of Life” concept of buildings. Rather than designing buildings with traditional "Cradle to Grave" approaches, a new circularity in production, use and disposal can now be achieved by introducing "Cradle to Cradle" cycles, where materials are continuously reused or recycled."Cradle to Cradle" cycles are supported by hybrid construction systems, which focus on the ability to use building materials and then dismantle them at the end of the building's lifecycle. This contrasts with the traditional "Cradle to Grave" cycles, which are linear approaches where materials end up being disposed of either in landfills or incinerated.Choosing a suitable site is another key aspect of sustainable planning. Any new high-rise building must be adapted to its surrounding environment, where similar approaches are being developed. Therefore, the proposed high-rise building is planned along the Seestadt Promenade just opposite HoHo-Wien in Vienna's Seestadt Aspern urban development area. The districts here were designed to promote sustainable living by incorporating technologies and approaches that enhance quality of life while minimizing environmental impacts. Seestadt Aspern serves as a model city, where new construction methods and technologies are piloted and tested. The focus is on eco-friendly buildings, with ample green spaces and the use of renewable energy sources as key priorities. The new high-rise building represents a second landmark for Seestadt Aspern after HoHo- Wien, a hybrid high-rise complex completed in 2019 with a height of up to 80 m. HoHo-Wienfollows the same structural method of combining timber and concrete, making it a leading case study for the current project. It provided valuable insights into the structural elements used, thefire safety regulations applied and the environmental impact of its timber elements.The new high-rise building, however, uses hybrid structural elements from the internationalconstruction collective CREE, which focuses on creating sustainable, modular, prefabricatedstructures for efficient on-site assembly.In conclusion, the hybrid structural elements used in HoHo-Wien were compared with the newproposed high-rise building following CREE approaches to assess the environmental footprintof integrating timber with concrete. The calculations were based on those used for theEnvironmental Product Declaration (EPD) life cycle assessment, which aims to identify andimprove the overall environmental performance by reducing the use of concrete and increasingreliance on timber structures.
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Die ständige Ausdehnung der städtischen Gebiete zwingt die Städte dazu, die horizontale Ausdehnung der gebauten Strukturen zu begrenzen und stattdessen in die Höhe zu bauen. Es bleibt die Frage: Ist es möglich, mit Hochhäusern vertikal zu wachsen und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck zu minimieren Herkömmliche Hochhäuser sind hauptsächlich auf die Verwendung von Stahl und Beton angewiesen, deren Umweltauswirkungen als hoch eingestuft werden. Daher trägt die Planung von Hochhäusern mit nachhaltigen Bausystemen zu umweltfreundlicherer und energieeffizienterer Konstruktion bei. Derzeit werden neue Designkonzepte entwickelt, um den ökologischen Fußabdruck von Baumaterialien zu verringern. Dazu gehört die Verwendung von Hybridkonstruktionen, bei denen verschiedene Baumaterialien kombiniert werden, wobei jedes seine einzigartigen Eigenschaften beibehält und ein Gleichgewicht zwischen strukturellen, funktionalen, nachhaltigen und ästhetischen Aspekten angestrebt wird. Das für das vorliegende Projekt gewählte hybride Bausystem integriert lokales Holz für tragende und nicht tragende Elemente, während die Verwendung von Beton auf Bereiche mit strengen Sicherheitsanforderungen wie Feuertreppen und Geschossebenen mit direktem Zugang zu Außenbereichen beschränkt wurde. Holz wurde aufgrund seiner kohlenstoffbindenden Eigenschaften gegenüber anderen Rohstoffen bevorzugt. Durch die Sequestrierung von Kohlenstoff kann atmosphärisches Kohlendioxid im Holz gebunden und gespeichert werden, was zur Verringerung der globalen Erwärmung beiträgt. Die Integration von Holz in strukturelle Systeme erlaubt eine Neudefinierung des "End-of-Life"-Konzepts im Gebäudedesign. Anstatt Gebäude auf Basis von traditionellen "Cradle-to-Grave"-Ansätzen zu entwerfen, kann die Einführung von "Cradle-to-Cradle"-Zyklen eine neue Kreislaufwirtschaft etablieren, bei der Materialien kontinuierlich wiederverwendet oder recycelt werden. Die "Cradle-to-Cradle"-Zyklen werden durch hybride Bausysteme unterstützt, bei denen der Schwerpunkt auf der Demontierbarkeit und Wiederverwendbarkeit von Baumaterialien am Ende des Gebäude-Lebenszyklus liegt. Dies steht im Gegensatz zum traditionellen linearen Ansatz der "Cradle-to-Grave"-Zyklen, bei denen die Materialien entweder auf Deponien oder in Verbrennungsanlagen entsorgt werden. Die Wahl eines geeigneten Standorts ist ein weiterer wichtiger Aspekt der nachhaltigen Planung. Jedes neue Hochhaus muss an seine Umgebung angepasst werden, unter Verwendung von ähnlichen Baukonzepten. Das geplante Hochhaus wird daher an der Seestadtpromenade gebaut, direkt gegenüber der HoHo-Wien-Anlage im Wiener Stadtentwicklungsgebiet Aspern Seestadt. Die Planung der verschiedenen Bauabschnitte in Aspern Seestadt basiert auf dem Konzept des nachhaltigen Wohnens, sowie auf die Integration von Technologien und Ansätzen, die die Lebensqualität verbessern und gleichzeitig die Umweltbelastung minimieren. Aspern Seestadt dient als Modellstadt, in der neue Bauweisen und Technologien getestet und erprobt werden. Bautechnisch liegt der Fokus auf umweltfreundliche Methoden, wobei großzügige Grünflächen und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen im Vordergrund stehen. Das neue Hochhaus ist ein zweites Wahrzeichen der Seestadt nach dem HoHo-Wien, einem 2019 fertiggestellten Hochhaus mit einer Höhe von bis zu 80 Metern. HoHo-Wien verwendet dieselbe Hybridbauweise, bei der Holz und Beton miteinander kombiniert werden. Es diente somit als wichtige Fallstudie für das vorliegende Projekt, und lieferte wertvolle Erkenntnisse über die verwendeten Strukturelemente, die angewandten Brandschutzvorschriften und die Umweltauswirkungen der Holzelemente. Für das neue Hochhaus wurden jedoch hybride Strukturelemente von CREE verwendet, einem internationalen Baukollektiv, das sich auf die Schaffung nachhaltiger, modularer, vorgefertigter Strukturen für eine effiziente Montage vor Ort konzentriert. Abschließend wurden die in HoHo-Wien verwendeten hybriden Strukturelemente mit den CREE-Elementen des geplanten neuen Hochhauses verglichen, um den ökologischen Fußabdruck der Holz-Hybridbauweise zu bewerten. Die Berechnungen basierten auf der Ökobilanz der Environmental Product Declaration (EPD), die darauf abzielt, die Gesamtumweltleistung zu ermitteln und zu verbessern, indem der Einsatz von Beton verringert und der Anteil von Holzelementen erhöht wird.
