Wolfgang Kessling: How to air-condition outdoor spaces

Wolfgang Kessling: Nachhaltige Kühlung für Stadien

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Übersetzung: Sabrina Gründlinger Lektorat: Angelika Lueckert Leon

Good evening.

Guten Abend.

We are in this wonderful

Wir sind in diesem

open-air amphitheater

wunderbaren Amphitheater

and we are enjoying ourselves

und fühlen uns bei der milden

in that mild evening

Temperatur an diesem

temperature tonight,

Abend wohl,

but when Qatar will host

aber wenn Katar in 10 Jahren

the football World Cup

Gastgeber der

10 years from now,

Fußball-Weltmeisterschaft sein wird,

2022,

im Jahr 2022,

we already heard it will be

wissen wir bereits, dass es

in the hot, very hot and sunny

in den sehr heißen und sonnigen

summer months of June and July.

Sommermonaten Juni und Juli sein wird.

And when Qatar has been assigned

Und als Katar für die Weltmeisterschaft

to the World Cup all, many

ausgewählt wurde, haben sich

people around the world have been

viele Leute weltweit gefragt,

wondering, how would it be

wie Fußballspieler zu

possible that football players

hervorragenden Fußballspielen

show spectacular football,

fähig sein sollten,

run around in this desert

wenn sie in diesem

climate? How would it be

Wüstenklima laufen? Wie könnten

possible that spectators sit,

sich Zuschauer,

enjoy themselves in open-air

die in Open-Air-Stadien sitzen,

stadia in this hot environment?

in dieser heißen Umgebung wohlfühlen?

Together with the architects of

Gemeinsam mit den Architekten von

Albert Speer & Partner, our engineers

Albert Speer & Partner haben unsere Ingenieure

from Transsolar have been

von Transsolar

supporting, have been developing

Open-Air-Stadien entwickelt,

open-air stadia based on 100 percent

die zu 100% mit Sonnenenergie funktionieren,

solar power, on 100 percent solar cooling.

100% Kühlung aus Sonnenenergie.

Let me tell you about that,

Ich erläutere Ihnen das noch,

but let me start with comfort.

aber ich beginne mit dem Komfort.

Let me start with the aspect

Ich beginne mit dem Aspekt

of comfort, because many people

der Behaglichkeit,

are confusing

weil viele Leute

ambient temperature

Umgebungstemperatur mit

with thermal comfort.

thermischer Behaglichkeit verwechseln.

We are used to looking at charts like

Wir sind gewohnt, solche Diagramme

that, and you see this red line

zu betrachten. Diese rote Linie

showing the air temperature

zeigt die Lufttemperatur

in June and July, and yes, that's right,

im Juni und Juli, und ja,

it's picking up to 45 degrees C.

sie steigt auf bis zu 45 Grad Celsius.

It's actually very hot.

Es ist wirklich sehr heiß.

But air temperature is not

Aber die Lufttemperatur stellt nicht

the full set of climatic

die Gesamtheit der klimatischen Parameter dar,

parameters which define comfort.

die Wohlbefinden ausmachen.

Let me show you analysis

Diese Analyse eines

a colleague of mine did looking

Kollegen, der sich verschiedene

on different football, World Cups,

Fußball-Weltmeisterschaften

Olympic Games around the world,

und olympische Spiele weltweit ansah,

looking on the comfort

betrachtet und untersucht

and analyzing the comfort

die Behaglichkeit,

people have perceived at these

die Menschen bei verschiedenen

different sport activities,

sportlichen Aktivitäten verspürten.

and let me start with Mexico.

Lassen Sie mich mit Mexiko beginnen.

Mexico temperature has been, air

Die Lufttemperatur in Mexiko

temperature has been something between

lag zwischen 15 bis 30 Grad Celsius

15, up to 30 degrees C, and people

und die Menschen

enjoyed themselves.

fühlten sich wohl.

It was a very comfortable game

Es waren sehr angenehme Spiele

in Mexico City. Have a look.

in Mexiko City. Sehen Sie selbst.

Orlando, same kind of stadium,

In Orlando, die gleiche Art Stadium,

open-air stadium. People have

ein Open-Air-Stadium. Die Leute

been sitting in the strong sun,

saßen in der prallen Sonne,

in the very high humidity

nachmittags bei sehr

in the afternoon, and they

hoher Luftfeuchtigkeit und

did not enjoy. It was not comfortable.

sie fühlten sich nicht wohl.

The air temperature was not too high, but it was not

Die Lufttemperatur war nicht zu hoch, aber man fühlte sich

comfortable during these games.

während dieser Spiele unbehaglich.

What about Seoul? Seoul, because

Was ist mit Seoul? In Seoul fanden

of broadcast rights, all the

wegen der Übertragungsrechte

games have been in the late

alle Spiele am späten Nachmittag statt

afternoon. Sun has already been

Die Sonne stand bereits tief,

set, so the games have been

also wurden die Spiele als

perceived as comfortable.

angenehm wahrgenommen.

What about Athens? Mediterranean

Was ist mit Athen? Mediterranes

climate, but in the sun it was

Klima, aber in der Sonne

not comfortable. They didn't perceive comfort.

war es nicht angenehm.

And we know that from Spain,

Und wir kennen das von Spanien,

we know that "sol y sombra."

wir kennen "Sonne und Schatten".

If you have a ticket, and you

Wenn man ein Ticket für

get a ticket for the shade,

einen Schattenplatz hat,

you pay more, because you're

zahlt man mehr, weil man

in a more comfortable environment.

in einer angenehmeren Umgebung ist.

What about Beijing?

Was ist mit Peking?

It's again, sun in the day

Wieder war es sonnig bei Tag,

and high humidity,

mit hoher Luftfeuchtigkeit,

and it was not comfortable.

und es war nicht angenehm.

So if I overlay, and if you

Wenn wir also alle

overlay all these comfort

diese Komfort-Kurven

envelopes, what we see is,

übereinanderlegen, sehen wir,

in all these places, air temperature has

dass an diesen Orten die Lufttemperatur

been ranging something from 25

zwischen 25 und 35 Grad lag,

to 35, and if you go on

und wenn man die Linie

the line, 30, of 30 degrees C

weiterverfolgt zu 30 Grad Celsius

ambient temperatures. If you

Umgebungstemperatur,

go along that line you see

dann sieht man,

there has been all kind of

dass es alle Arten von Wolhlbefinden gab,

comfort, all kinds of perceived

alle Arten von gefühltem

outdoor comfort, ranging from

Freiluftkomfort, die von

very comfortable

sehr angenehm

to very uncomfortable.

bis sehr unangenehm reichen.

So why is that?

Warum ist das so?

This is because there are

Das kommt daher, weil weitere

more parameters influencing

Parameter unsere thermische

our thermal comfort, which is

Behaglichkeit beeinflussen,

the sun, the direct sun,

das sind die Sonne, das direkte

the diffuse sun, which is wind,

und diffuse Sonnenlicht,

strong wind, mild wind, which is

Wind, starker und leichter Wind,

air humidity, which is

Luftfeuchtigkeit,

the radiant temperature of the

die Strahlungstemperatur

surroundings where we are in.

unserer Umgebung,

And this is air temperature.

und die Lufttemperatur.

All these parameters go into

All diese Parameter beeinflussen

the comfort feeling of our

unser körperlichen Wohlbefinden.

human body, and scientists

Wissenschaftler

have developed a parameter,

haben einen Parameter entwickelt:

which is the perceived

Die gefühlte Temperatur,

temperature, where all these

in die all diese Parameter

parameters go in and help

einfließen und die den Designern

designers to understand

zu verstehen helfen,

which is the driving parameter

was der ausschlaggebende Parameter

that I feel comfort or that

dafür ist, ob ich mich

I don't feel comfort.

wohl fühle.

Which is the driving parameter

Was ist der ausschlaggebende Parameter,

which gives me a perceived

der die von mir gefühlte

temperature? And these parameters,

Temperatur steuert?

these climatic parameters are

Diese klimatischen Parameter stehen

related to the human metabolism.

in Beziehung zum menschlichen Metabolismus.

Because of our metabolism,

Wegen unseres Stoffwechsels

we as human beings,

erzeugen wir Menschen

we produce heat.

Hitze.

I'm excited, I'm talking to you,

Ich bin aufgeregt und spreche zu Ihnen.

I'm probably producing

Ich erzeuge wahrscheinlich

150 watts

gerade 150 Watt.

at the moment. You are sitting,

Sie sitzen entspannt

you are relaxed, you're looking

und sehen mir zu.

at me. It's probably 100

Wahrscheinlich produziert

watts each person is producing,

jede Person 100 Watt,

and we need to get rid of that

und wir müssen diese Energie

energy. I need, with my body,

loswerden. Mein Körper muss

to get rid of the energy, and

diese Energie abgeben,

the harder it is for myself,

und je schwieriger es für

for my body, to get rid of the

meinen Körper ist, die Energie

energy, the less comfort I feel.

loszuwerden, umso unwohler fühle ich mich.

That's it. And if I don't

Das ist es. Und wenn ich

get rid of the energy,

die Energie nicht loswerde,

I will die.

sterbe ich.

If we overlay what happens

Wenn wir überlagern, was während der

during the football World Cup,

Fußball-Weltmeisterschaften geschah,

what will happen in June, July,

was im Juni, Juli geschehen wird,

we will see, yes, air

werden wir sehen,

temperature will be much higher,

dass die Lufttemperatur viel höher sein wird,

but because the games and

aber da die Veranstaltungen und

the plays will be in the afternoon,

Spiele nachmittags sein werden,

it's probably the same comfort

wird es wahrscheinlich die gleiche

rating we've found in other

Komfortbewertung sein, die wir an anderen Orten

places which has perceived

gefunden haben, die als unangenehm

as non-comfortable.

eingestuft wurden.

So we sat together with a team

Also saßen wir mit dem Team zusammen,

which prepared the Bid Book, or goal,

das and den olympischen Bewerbungsunterlagen arbeitete,

that we said, let's aim

woraufhin wir beschlossen,

for perceived temperature,

die gefühlte Temperatur anzupeilen,

for outdoor comfort in this range,

um Wohlbefinden im Freien in diesem Temprraturbereich zu schaffen

which is perceived with a

der bei einer Temperatur

temperature of 32 degrees

von 32 Grad Celsius

Celsius perceived temperature,

wahrgenommen wird,

which is extremely comfortable.

was ausgesprochen angenehm ist.

People would feel really fine

DIe Leute würden sich wirklich wohlfühlen

in an open outdoor environment.

in einer offenen Umgebung im Freien.

But what does it mean?

Aber was bedeutet das?

If we just look on what happens,

Wir haben gerade gesehen, was geschieht:

we see, temperature's too high.

Die Temperatur ist zu hoch.

If we apply the best architectural design,

Auch wenn wir den besten architektonischen Entwurf hätten,

climate engineering design,

einen Klimatechnik-Entwurf,

we won't get much better.

könnten wir es nicht viel verbessern.

So we need to do something active.

Also müssen wir etwas Aktives einbringen.

We need, for instance, to bring

Wir müssen zum Beispiel

in radiant cooling technology,

Kühlflächensysteme anwenden,

and we need to combine this

und dies mit sogenannter

with so-called soft conditioning.

"sanfter" Klimatisierung kombinieren.

And how does it look like in a stadium?

Und wie sieht das aus?

So the stadium has a few

Das Stadion hat also ein paar

elements which create that

Elemente, die Wohlbefinden

outdoor comfort. First of all,

im Freien erzeugen.

it's shading. It needs

Erstens: Schatten.

to protect where the people

Die Sitzplätze brauchen einen

are sitting against strong

Schutz gegen starken

and warm wind.

und warmen Wind.

But that's not all what we need

Aber das ist noch nicht alles,

to do. We need to use

was wir tun müssen. Wir müssen

active systems.

aktive Systeme nutzen.

Instead of blowing a hurricane

Anstatt einen WIrbelsturm gekühlter

of chilled air through the stadium,

Luft durch das Stadium zu blasen,

we can use radiant

können wir Kühlflächen-Systeme

cooling technologies, like a

verwenden, wie

floor heating system where water

ein Bodenheizungssystem, wobei Wasserrohre

pipes are embedded in the floor.

in den Boden gelegt werden.

And just by using cold water

Einfach indem man kaltes Wasser

going through the water pipes,

durch die Wasserrohre leitet,

you can release the heat

kann man die Hitze abbauen,

which is absorbed during the day

die vom Stadion über den Tag

in the stadium, so you can

aufgenommen wird. So kann

create that comfort, and then by

man Wohlbefinden erzeugen,

adding dry air instead of

und indem man anstatt gekühlter Luft

down-chilled air, the spectators

trockene Luft zuführt, können die Zuschauer

and the football players can

und die Fußballspieler

adjust to their individual

dies an ihre individuellen

comfort needs, to their

Bedürfnisse anpassen, an ihre

individual energy balance.

individuelle Energiebilanz.

They can adjust and find

Sie können alles anpassen,

their comfort they need to find.

um für ihr Wohlbefinden zu sorgen.

There are 12 stadia probably

Es folgen noch etwa 12 Stadien,

to come, but there are

aber es gibt

32 training pitches where

32 Trainingsplätze, auf denen

all the individual countries

alle einzelnen Nationen

are going to train.

trainieren werden.

We applied the same concept:

Wir wendeten dasselbe Konzept an:

shading of the training pitch,

Verschattung des Trainingsplatzes,

using a shelter against wind,

ein Windschutz und

then using the grass.

wir nutzten das Gras.

Natural-watered lawn is a

Natürlich bewässerter Rasen ist

very good cooling source

eine sehr gute Kältequelle,

stabilizing temperature,

die Temperatur stabilisiert

and using dehumidified air to

und wir nutzten entfeuchtete Luft,

create comfort.

um Behaglichkeit zu schaffen.

But even the best passive design

Aber sogar das beste passive Design

wouldn't help.

würde nicht helfen.

We need active system.

Ein aktives System muss her.

And how do we do that?

Und wie machen wir das?

Our idea for the bid was

Unsere Idee für die Bewerbung war

100 percent solar cooling,

100 % solare Kühlung,

based on the idea that we use

ausgehend von der Überlegung,

the roof of the stadia,

das Dach des Stadiums zu nutzen,

we cover the roofs of the stadia

würden wir die Dächer der Stadien

with PV systems.

mit PV-Systemen bedecken.

We don't borrow any energy

Wir leihen uns keine Energie

from history.

aus der Vergangenheit.

We are not using fossil energies.

Wir nutzen keine fossilen Energien.

We are not borrowing energy

Wir borgen uns keine Energie

from our neighbors.

von unseren Nachbarn.

We're using energy we can harvest

Wir nutzen Energie, die wir

on our roofs, and also on the

von unseren Dächern oder

training pitches, which will be

den Trainingsfeldern beziehen, die mit

covered with large, flexible

großen, flexiblen Membranen

membranes, and we will see

bedeckt werden. Und in

in the next years an industry

den nächsten Jahren wird

coming up with flexible

die Industrie flexible

photovoltaics, giving

Photovoltaiks entwickeln,

the possibilities of shading

die eine Verschattung

against strong sun and producing

vor starkem Sonnenlicht bieten und

electric energy in the same time.

elektrische Energie produzieren.

And this energy now is

Diese Energie wird

harvested throughout the year,

das ganze Jahr über gewonnen,

sent into the grid,

und ins Netz eingespeist,

is replacing fossils

sie ersetzt fossile Energien

in the grid, and when I need it

im Netz. Wenn man sie

for the cooling, I take it

zur Kühlung benötigt, zieht man sie

back from the grid and I

wieder aus dem Netz.

use the solar energy

Ich hole mir die Sonnenergie,

which I have brought to the grid

die ich ins Netz eingespeist habe,

back when I need

wieder, wenn ich sie für

it for the solar cooling.

für die solare Kühlung brauche.

And I can do that in the first

Ich kann das im ersten Jahr

year and I can balance that

machen und es in den nächsten

in the next 10, and the next

10 ausbalancieren, und in

20 years, this energy,

den nächsten 20 Jahren,

which is necessary to condition

die man benötigt,

a World Cup in Qatar,

um eine Weltmeisterschaft in Katar vorzubereiten,

the next 20 years, this energy

wird diese Energie

goes into the grid of Qatar.

in das Netz in Katar eingespeist.

So this -- (Applause)

Das ist – (Applaus)

Thank you very much. (Applause)

Vielen Dank. (Applaus)

This is not only useful

Das bringt nicht nur

for stadia. We can use that also

den Stadien was. Wir können es auch

in open-air places and streets,

auf offenen Flächen und auf Strassen nutzen,

and we've been working on

und wir haben an

the City of the Future

einer Stadt der Zukunft

in Masdar, which is in the

in Masdar gearbeitet, die sich in

United Emirates, Abu Dhabi.

den Vereinigten Arabischen Emiraten, Abu Dhabi, befindet.

And I had the pleasure to work

Und ich durfte

on the central plaza.

den Hauptplatz gestalten.

And the same idea to use there,

Dort wurde dieselbe Idee genutzt,

to create outdoor conditions

nämlich Außenraumbedingungen zu schaffen,

which are perceived

die als behaglich

as comfortable. People enjoy

wahrgenommen werden. Die Menschen genießen es,

going there instead of going

dorthin zu gehen, anstatt

into a shopping mall, which is

in ein Einkaufszentrum zu gehen,

chilled down and which is

das extrem heruntergekühlt ist.

cooled. We wanted to create

Wir wollten

an outdoor space

einen Außenbereich schaffen,

which is so comfortable that

der so angenehem ist, dass

people can go there in the

die Menschen dort am frühen

early afternoon, even in these

Nachmittag hingehen können,

sunny and hot summer months,

sogar während der sonnigen und heißen Sommermonate,

and they can enjoy and meet there

und sie können sich daran erfreuen und

with their families. (Applause)

sich dort mit ihren Familien treffen. (Applaus)

And the same concept:

Mit dem gleichen Konzept:

shade against the sun,

Verschattung gegen die Sonne,

shade against the wind,

Schutz gegen den Wind,

and use, use and take advantage

und Nutzung der Sonne

of the sun you can harvest

zur Energiegewinnung,

on your footprint.

auf der Grundfläche.

And these beautiful umbrellas.

Und diese wunderschönen Regenschirme.

So I'd like to encourage you

Ich möchte Sie ermuntern,

to pay attention to your

auf ihre thermische Behaglichkeit,

thermal comfort, to your

ihre thermische Umgebung

thermal environment,

zu achten,

tonight and tomorrow,

heute Abend und morgen.

and if you'd like to learn more

Und wenn Sie mehr darüber

about that, I invite you

wissen wollen, lade ich Sie ein,

to go to our website.

auf unsere Website zu gehen.

We uploaded a very simple

Wir haben einen sehr einfachen

perceived temperature calculator

Gefühlte-Temperatur-Rechner hochgeladen,

where you can check out

mit dem man den persönlichen

about your outdoor comfort.

Freiluftkomfort testen kann.

And I also hope that you

Und hoffentlich sind auch

share the idea that

Sie für diese die Idee,

if engineers and designers

dass Ingenieure und Designer

can use all these different

all diese verschiedenen

climatic parameters,

Klimaparameter nutzen,

it will be possible to create

damit es möglich sein wird,

really good and comfortable

richtig gute und komfortable

outdoor conditions,

Freiluftbedingungen zu schaffen,

to change our thermal perception

um unsere thermische Wahrnehmung zu verändern,

that we feel comfortable

damit wir uns

in an outdoor environment,

in einem Außenbereich wohlfühlen.

and we can do that

Wir erreichen das

with the best passive design,

mit dem besten passiven Design,

but also using the energy source

aber auch indem wir die Energiequelle

of the site in Qatar which is

des Grundstücks in Katar nutzen,

the sun.

die Sonne.

(Applause)

(Applaus)

Thank you very much. (Applause)

Vielen Dank. (Applaus)

Shukran. (Applause)

Shukran. (Applaus)