23.08.2023

Bioshade: Pergolen-Startup macht Städte grüner und kühler

Ein israelisches Startup namens Bioshade möchte den Auswirkungen der steigenden Temperaturen in den Städten entgegenwirken, indem es die Städte mit einer intelligenten Infrastruktur grüner macht. Und dabei hilft, grüne Wände, Dächer und Pergolen zu schaffen, um die Hitze zu reduzieren.
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Bioshade, grüne Stadt, grüne Städte
(c) Bioshade - Bioshade stellt grüne Infrastruktur zur Verfügung.

Die zunehmende Verstädterung hat zu einem Phänomen geführt, das als städtischer Wärmeinseleffekt bekannt ist. Dabei handelt es sich um einen Temperaturanstieg in einer Stadt im Vergleich zu den Außenbezirken, der auf die Auswirkungen der Verstädterung zurückzuführen ist. Wie z. B. dicht gedrängte Gebäude, die die Sommerhitze speichern, und eine schrumpfende Zahl von Grünflächen, da die Bevölkerung wächst. Bioshade hat deshalb eine Lösung entwickelt.

Bioshade mit hydroponischem System

Die grüne Infrastruktur des Startups besteht aus leichten PVC-Rohren, die ein hydroponisches System enthalten, das die Pflanzen mit einer Nährlösung auf Wasserbasis statt mit Erde ernährt. Die Pflanzen sprießen durch Löcher in den Rohren, die ihr Wurzelsystem aufnehmen können, während sie wachsen. Die Rohre enthalten auch Sensoren, die Parameter wie den Säuregehalt des Wassers und die Lufttemperatur in ihnen messen, um sicherzustellen, dass alles unter optimalen Bedingungen wächst.

Die Sensoren sind dabei mit der Plattform des Startups verbunden, die mithilfe von Algorithmen ermittelt, wie viel Kohlendioxid die Pflanzen aufgenommen, wie stark sie den Hitzestress in ihrer Umgebung reduziert haben und, ob die Pflanzen ausreichend gedüngt sind.

Bioshade
(c) Bioshade – Sensoren überwachen den Zustand der Pflanzen.

Die BioShade-Plattform kann zudem Warnungen senden, wenn eine Grünanlage von Schädlingen wie Blattläusen angegriffen wird. Und da die Sensoren den Zustand der Pflanzen kontinuierlich überwachen, sei das System selbst wartungsarm und erfordere nur alle sechs Monate einen persönlichen Besuch.

„Mehr Grün an Orten ohne Bäume“

„Wir wollen mehr Grünflächen an Orten schaffen, an denen wir keine Bäume pflanzen oder verschiedene Arten von Stadtgrün haben können“, erklärt Peleg Bar-On, CEO und Mitbegründer von BioShade, gegenüber der Plaqttform NoCamels. „Wir können die Temperatur in einem kleinen Bereich um das System herum um etwa 10°C senken, das im Wesentlichen die Funktionen eines Baumes nachahmt. Indem wir das System in einem geschlossenen Kreislauf anbauen, können wir es auch an Orten einsetzen, an denen es keine Erde gibt, wie auf Dächern und an Mauern.“

Zur Erklärung: Grünflächen sind für das Leben in einer Stadt von entscheidender Bedeutung. Sie können dem städtischen Wärmeinseleffekt entgegenwirken, indem sie die Infrarotstrahlung reflektieren und so für Abkühlung sorgen. Laut der US-Umweltschutzbehörde absorbieren Gebäude, Straßen und andere Infrastrukturen die Sonnenwärme stärker als natürliche Landschaften und strahlen sie auch wieder ab.

Darüber hinaus hat ein besserer Zugang zu Grünflächen zahlreiche gesundheitliche Vorteile, so die Europäische Umweltagentur. Es hat sich gezeigt, dass Menschen in städtischen Gebieten mit mehr Grünflächen weniger psychische Probleme, Ängste und Depressionen haben als Menschen, die in Gebieten mit weniger Grünflächen leben.

Bioshade: Unterschiedliche Pflanzen für unterschiedliche Orte

Das Team von BioShade baut die Pflanzen selbst an und akklimatisiert sie an das hydroponische System, bevor es sie für seine Kund:innen installiert, die von Gemeinden bis zu Unternehmen und Schulen reichen.

Das Startup mit Sitz in Tel Aviv verwendet unterschiedliche Pflanzen für verschiedene Standorte. So muss beispielsweise die Bepflanzung einer Pergola im hügeligen Jerusalem kälteren Bedingungen standhalten als die Vegetation in der gemäßigteren Küstenregion Zentralisraels.

BioShade hat bereits mehrere individuelle Installationen in ganz Israel. In Herzliya in Zentralisrael baut das Unternehmen derzeit eine Struktur, die das Dach einer neuen Schule beschatten wird.

Im Rahmen eines Pilotprojekts mit der Stadtverwaltung hat das BioShade-Team ein Dashboard mit klimatischen Informationen für die Schüler erstellt, um zu analysieren, wie das System CO₂ einfängt und Wasser und Energie spart, während die Pflanzen wachsen.

Seit 2021 aktiv

Bar-On gründete BioShade zusammen mit Ziv Shalev im Jahr 2021. Das Startup war zunächst in CityZone angesiedelt, dem Open Innovation Lab von Tel Aviv. Es erhielt eine Erstinvestition vom Risikokapitalfonds Cactus Capital und arbeitet seitdem als Bootstrapping-Unternehmen.

Der Gründer sagt, dass Bäume zwar nach wie vor der beste Organismus zur Verringerung von Hitzestress sind, dass es aber nicht immer ideal ist, sie zu pflanzen: „Leider sind sie nicht die beste Lösung für Städte, die so dicht und industrialisiert sind, sodass Bäume mit den Interessen der Bewohner und anderer Akteure im städtischen Umfeld in Konflikt geraten könnten. Wenn man einen Baum pflanzen kann, sollte man es tun. Aber wo das nicht möglich ist, sollte man auf jeden Fall andere Arten von offenem Grün und Technologien zur Vegetationsdecke in Betracht ziehen.“

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Oliver Hamedinger und Jade Bailey, Gründungsduo von Joyh © Joyh Design OG

Ein Spaziergang durch die Wiener Innenstadt oder den Gürtel genügt: Stuckfassaden, hohe Fenster, verzierte Erker – jene Gründerzeithäuser, wegen derer jährlich Millionen Tourist:innen nach Wien kommen. Fast alle sind heute begehrte Wohnadressen. Dasselbe Bild findet sich auch in vielen anderen europäischen Städten wieder, von Paris bis Berlin.

Doch während die Gebäude nach außen mit ihrer Schönheit glänzen verbirgt sich im Inneren ein Energieeffizienz-Alptraum. Rund 80 Prozent der österreichischen Gebäude stammen aus der Zeit vor der ersten OIB-Wärmeschutzrichtlinie, und liegen großteils in einer der schlechtesten Energieklassen. Die Sanierungsrate lag zuletzt bei 1,2 Prozent, denn aufgrund der Fassadenerhaltung scheitert es meist an der Genehmigung. Genau hier will das Wiener Startup Joyh ansetzen. Mit Sandfassaden aus dem 3D-Drucker will man die Gründerzeithäuser energietechnisch in die Neuzeit holen.

Designideen der dämmenden, 3D-gedruckten Fassaden © Joyh Design OG

Ideenfindung auf der Dubai Design Week

Die Idee dazu entstand zufällig: 2023 druckten und gestalteten die beiden Gründer:innen eine Sandskulptur für die Dubai Design Week. Tagelang stand sie in praller Sonne im Freien. „Wir haben gemerkt, dass sie sich beim Anfassen gar nicht aufgeheizt hat“, erzählt Mitgründer Oliver Hamedinger.

Der Grund liegt in der Porosität des Materials: „Der beste Wärmedämmstoff ist Luft“, erklärt Hamedinger – und 3D-gedruckter Sand enthält davon mehr als Beton oder Ton. Mit dieser Erkenntnis in der Tasche gründeten Oliver Hamedinger und Jade Bailey 2024 ihr Sanierungsstartup mit einer klaren Haltung: „Die Gebäude von 2050 stehen schon. Wir müssen nur einen neuen Weg finden, sie zu sanieren“, sagt Co-Founderin Bailey.

Die 3D-gedruckte Skulptur aus Sand auf der Dubai Design Week © Joyh Design OG

Ein Bauteil statt vieler Schichten

Joyh setzt hier mit seinem System „Brian“ an: mineralische Bauteile, gedruckt per Binder-Jetting aus Sand – demselben Verfahren, mit dem sonst Formen für den Stahlguss entstehen. Aktuell arbeitet man für den Druck der einzelnen Fassadenteile mit der voestalpine Foundry Group zusammen, die über die nötigen Maschinen verfügt.

Für die Sanierung wird die Fassade zuvor digital gescannt. So entsteht auch ein digitaler Zwilling, der vor allem bei Reparaturen interessant wird. Die einzelnen Fassadenelemente sind laut Hamedinger rund 12 bis 15 Kilogramm schwer“ die Größe, die ein Bauarbeiter allein auf der Baustelle handhaben darf“ und werden ohne Kleber ineinandergesteckt. Das ermöglicht laut Gründerduo nicht, nur eine simple Anbringung sondern auch einen separaten Austausch.

Eine vollständige thermische Sanierung kostet aktuell 600 bis 800 Euro pro Quadratmeter. Das ist zwar mehr als klassisches WDVS (Wärmedämmverbundsystem), eine mehrschichtige Konstruktion an der Außenseite von Gebäuden, die zur effektiven Wärmedämmung dient, für Gründerzeitfassaden, durch die ganzheitlich benötigte Abtragung allerdings ungeeignet. „Ein großer Teil des Wiener Altbestands fällt aus der Sanierungslogik heraus, weil die üblichen Systeme dort nicht infrage kommen. Genau diese Gebäude wollen wir erreichen“, sagt Mitgründerin Jade Bailey.

Erster Prototyp beim Ars Electronica Festival 2025: Die größte selbsttragende Wand aus 3D-gedrucktem Sand. © Joyh Design OG

Software soll skalieren

Die operative Sanierung soll allerdings nicht bei Joyh bleiben. Skalieren will man hingegen über die dazugehörige Plattform „D2P“, die aktuell aus den Gebäudedaten die fertigungsfertige Druckdateien erzeugt. Diese soll langfristig als Abo-Modell an Architekt:innen und Fertigungspartner:innen weltweit lizenziert werden. „Ein Produkt kann man kopieren. Ein System, das mit jedem Projekt dazulernt, nicht“, sagt Hamedinger.

Von Architektur und Technik zum Startup

Hamedinger bringt technisches Know-how mit, unter anderem aus seiner Zeit bei Siemens, Bailey ist ausgebildete Architektin mit Erfahrung in Österreich, Deutschland, Großbritannien und den USA. Finanziert haben die beiden ihr Startup bislang aus mehreren Quellen: Rund 30.000 Euro brachten sie privat ein, dazu kam eine FFG-Patentförderung. Zuletzt sicherte sich das Team 202.000 Euro aws-PreSeed-Deep-Tech-Förderung und gewann das nationale Finale des ClimateLaunchpad Austria.

Bevor ihr System auf reale Fassaden kommt, muss es sich noch durch Brandschutz-, Statik- und Frost-Tau-Prüfungen beweisen, erste Pilotprojekte sind für Anfang 2027 geplant. „Der eigentliche Test kommt erst, wenn wir es auf echte Fassaden bringen“, sagt Bailey. Ab Mitte desselben Jahres will das Gründerduo zusätzlich strategische Investor:innen an Bord holen.

Erster Prototyp-Scan eines Ornaments an einem Wiener Altbau © Joyh Design OG
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