Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Paris, Parc André Citroën - Parkanlage mit temporärer Sprühanlage
Im innerstädtischen Bereich kann eine Aufheizung der Luft durch Begrünung mit Bäumen und Sträuchern vermindert werden. Der Schattenwurf der Vegetation sowie Verdunstung und Transpiration der Pflanzen reduzieren die Hitzebelastung in Innenstadtbereichen. Eine Bewässerung durch temporäre Wassersprengler hält diese Funktion der Vegetation aufrecht. Gleichzeitig wird über den feuchten Oberflächen eine zusätzliche Luftabkühlung durch Verdunstungskälte erreicht. Als Nebeneffekt können sich Parkbesucher bei Bedarf aktiv unter der Wasserdusche abkühlen.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Emmerich, Haus mit Fassadenbegrünung
Die Begrünung von Hausfassaden wirkt ähnlich wie die Dachbegrünung positiv auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential eines Gebäudes. Fassadenbegrünungen verbessern in erster Linie die mikroklimatischen Verhältnisse am Gebäude selbst, ohne eine Fernwirkung zu erzielen. Die thermischen Effekte von Fassadenbegrünungen bestehen in der Abmilderung von Temperaturextremen im Jahresverlauf. Um die Wärme der winterlichen Sonneneinstrahlung nutzen zu können, kann eine Fassade mit laubabwerfenden Pflanzen (z. B. wilder Wein) begrünt werden.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Emmerich, Haus mit Fassadenbegrünung
Die Begrünung von Hausfassaden wirkt ähnlich wie die Dachbegrünung positiv auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential eines Gebäudes. Fassadenbegrünungen verbessern in erster Linie die mikroklimatischen Verhältnisse am Gebäude selbst, ohne eine Fernwirkung zu erzielen. Die thermischen Effekte von Fassadenbegrünungen bestehen in der Abmilderung von Temperaturextremen im Jahresverlauf. Um die Wärme der winterlichen Sonneneinstrahlung nutzen zu können, kann eine Fassade mit laubabwerfenden Pflanzen (z. B. wilder Wein) begrünt werden.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Paris, Parc de Bercy - Wassertreppe
Bewegtes Wasser trägt insgesamt in größerem Maß zur Abkühlung bei als stehende Wasserflächen, da durch die Verwirbelungen mehr Wasser verdunstet. Gleichzeitig wird in der meist relativ trockenen sommerlichen Stadtatmosphäre die Luftfeuchtigkeit erhöht. Dabei wiegt in der Regel die positive Wirkung des Abkühlungseffektes durch die Verdunstung von Wasser die Nachteile einer eventuell häufiger auftretenden Schwüle im urbanen Gebiet auf. Wassertreppen wie die im Parc de Bercy sind außerdem ein markantes gestalterisches Element und erhöhen die Aufenthaltsqualität für Stadtbewohner.
Paris, Parc de Bercy - Wassertreppe
Bewegtes Wasser trägt insgesamt in größerem Maß zur Abkühlung bei als stehende Wasserflächen, da durch die Verwirbelungen mehr Wasser verdunstet. Gleichzeitig wird in der meist relativ trockenen sommerlichen Stadtatmosphäre die Luftfeuchtigkeit erhöht. Dabei wiegt in der Regel die positive Wirkung des Abkühlungseffektes durch die Verdunstung von Wasser die Nachteile einer eventuell häufiger auftretenden Schwüle im urbanen Gebiet auf. Wassertreppen wie die im Parc de Bercy sind außerdem ein markantes gestalterisches Element und erhöhen die Aufenthaltsqualität für Stadtbewohner.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Neuss, Wasserspielplatz an der „Südlichen Furth“
Vor allem in den verdichteten Innenstadtbereichen, die gleichzeitig das höchste Schadenspotenzial gegenüber Extremwettern verzeichnen, stehen kaum Flächen für die Abkopplung oder zur Retention von Niederschlagswasser zur Verfügung. Lösungen dafür sind die Schaffung von Flächen oder Orten, wo Niederschlagswasser zeitweise gespeichert werden kann. Wasserplätze können Aufenthalts- oder Erholungsflächen (Spiel- oder Sportplätze, Parkanlagen, Parkplätze etc.) sein. Sie sind den Großteil des Jahres trocken und übernehmen nur bei Starkniederschlägen kurzzeitig die Funktion einer Retentionsfläche.
Paris, Boulevard Victor - Begrünung von innerstädtischen Gleisanlagen
Urbane Grünflächen haben eine hohe Bedeutung für das Lokalklima, da von Ihnen eine kühlende Wirkung ausgeht. Auch sehr schmale Grünflächen wie beispielsweise begrünte Gleisanlagen haben positive Auswirkungen auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential des Straßenraums. Rasenflächen heizen sich zwar tagsüber bei Sonnenschein schnell auf, kühlen nachts aber auch sehr schnell wieder ab. In einem größeren Verbund beispielsweise mit Parkanlagen können sich auch Auswirkungen über den Straßenraum hinaus auf das Mikroklima eines Stadtviertels ergeben
Paris, Musée du quai Branly - Vertikaler Garten an der Fassade
Das Konzept der „Grünen Wand“ des Botaniker Patrick Blanc besteht aus Pflanzenwänden bzw. senkrechten Beeten. Hierfür werden an das Lokalklima angepassten Pflanzen mit ausgeklügeltem Bewässerungssystem auf einer Gitterkonstruktion installiert. Durch die Verdunstung der Pflanzen wird die Luftfeuchtigkeit erhöht und die Lufttemperatur während Hitzeperioden verringert, wodurch sich die Aufenthaltsqualität insgesamt verbessert. Im engen Straßenraum ohne ausreichenden Wuchsraum für Straßenbäume kann durch die Fassadenbegrünung ohne weiteren Platzbedarf ein klimatisch positiver Effekt erreicht werden.
Bochum, Westpark
Auf einem ehemals durch ein Stahlwerk und Gießereien genutzten Gelände entstand ein ca. 38 ha großer Park mit dynamischer Geländestruktur. Die angepflanzten Bäume sind in den letzten zwanzig Jahren zu einem Industriewald gewachsen. Das Gelände wurde vollständig gegen den Grundwasserkörper abgedichtet da die standörtlichen Voraussetzungen (Altlasten) keine Versickerung der Niederschläge erlauben. Die Niederschläge werden in offenen Kanälen zusammengeführt, dort verdunstet bzw. zeitverzögert in einen kleinen Bach abgeleitet. Das städtische Kanalnetz wird entlastet und die großflächige Verdunstung des Wassers sorgt für eine Abkühlung der Umgebung.
Paris, Jardin des Plantes
Urbane Grünflächen haben eine hohe Bedeutung für das Lokalklima, da von ihnen eine kühlende Wirkung ausgeht. Tagsüber führt eine Freifläche, die idealerweise aus Wiese mit Sträuchern und lockerem Baumbestand besteht, durch Schattenwurf und Energieverbrauch aufgrund von Evapotranspiration zu einem thermisch ausgleichenden Bereich für die bebaute Umgebung. Nachts können Freiflächen durch Kaltluftbildung und Luftaustausch kühlend auf die Umgebung wirken. Parkanlagen führen zu einer Abschwächung und Begrenzung der innerstädtischen Wärmeinsel ebenso wie sie Rückzugsorte an heißen Tagen darstellen.
Paris, Ablauf und Speicherung von Niederschlagswasser in einer Zisterne
Das Regenwasser wird in der schmalen Gasse in einer zentralen Rinne oberirdisch entlang dem Gefälle abgeleitet. Auf dem runden Sammelplatz am Ende der Straße läuft das Wasser in eine unterirdische Zisterne und wird dort zur weiteren Verwendung gespeichert. Hierdurch wird das Kanalnetz bei Starkregenereignissen erheblich entlastet. In trockenen Perioden steht ausreichend Wasser aus der Zisterne für die nahe gelegenen Grünanlagen zur Verfügung. Die permanente Abgabe von Wasser an das tiefer gelegene Straßenbegleitgrün kühlt die Umgebung und verbessert die Aufenthaltsqualität bei Hitzeperioden.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Paris, Esplanade Max Guedj - Parkanlage mit Wasserspielen
Städte sind im Allgemeinen durch eine niedrigere relative und absolute Luftfeuchtigkeit im Vergleich zum nicht bebauten Umland charakterisiert. Durch die Anlage von mehr Wasser- und Grünflächen in Städten wird die Evapotranspiration erhöht und damit der latente Wärmestrom auf Kosten des sensiblen Wärmestroms verstärkt. Dadurch wird erreicht, dass der für die Verdunstung von Wasser aufzuwendende Energiebetrag der Lufterwärmung nicht zur Verfügung steht und sich die aufgeheizte Innenstadtluft abkühlt. Über eine Steigerung des Anteils von Wasser- und Grünflächen kann damit ein Abkühlungseffekt erzielt werden.

Bestes Klima - Ergebnisse der Mitmachaktion vom 22.08.2017

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt

Städte, also zum Beispiel auch Bielefeld spielen eine ganz besondere Rolle in der Klimaentwicklung. Sie sind einerseits größter Produzent von CO2, andererseits aber auch am verwundbarsten gegenüber den dadurch entstehenden Folgen des Klimawandels, da in Städten viele Menschen auf engem Raum leben. Gleichzeit bieten sie aber auch großes Potential für die Entwicklung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen. Dazu ist es jedoch notwendig Problembereiche zu finden, in denen es sinnvoll und notwendig ist solche Maßnahmen umzusetzen. Genau das wollten wir auf der Expedition durch Bielefeld am 22.08.2017 tun! Wir suchten nach Hitzeinseln und Windfeldern in der Stadt. Wo sind die Hotspots und coole Ecken in der Altstadt und wo sind zugige Ecken und Winkel rund um den Kesselbrink?

Hitze

Für die Temperaturen in einer Stadt ist nicht nur die Sonne verantwortlich, sondern eine Vielzahl weiterer Umstände. Beispielsweise spielt die Größe der Stadt eine Rolle und wie dicht die Stadt gebaut und bewohnt ist. Je dichter eine Stadt gebaut ist, desto mehr heizt sie sich bei gutem Wetter auf. Die warme Luft sammelt sich regelrecht in den engen Straßen mit hohen Häusern und bleibt darin stecken. Die Gebäude funktionieren dabei wie ein Riegel und verhindern, dass kühle frische Luft in die Innenstadt gelangt. Noch dazu speichert der Beton der Häuser die Wärme des Tages auch dann noch, wenn sich die Luft bereits abkühlt. Ihr könnt dieses Phänomen selbst ausprobieren, wenn Ihr am Ende eines heißen Tages die Fassade Eures Hauses anfasst, die zuletzt von der Sonne beschienen wurde. Ihr werden bereits einen Unterschied der Temperatur bemerken, sobald Ihr Euch der Fassade nähert. Auch das Material und die Farbe eines Gegenstandes beeinflussen, wie stark es sich aufheizt. Wo sind besonders heiße Orte in der Stadt und wo sind besonders kühle? Und wann ist es im Laufe eines Tages eigentlich am heißesten? Diese und weitere Fragen wollten wir während der Expedition bei der Geniale beantworten.

Stadtgrün

Ist Euch schon einmal aufgefallen, dass es in der Innenstadt an einem heißen Sommertag viel wärmer ist als in einem Park? Das liegt daran, dass Grünflächen und Bäume eine ganz besondere Rolle in der Stadt spielen. Einerseits spendet ein Baum natürlich Schatten, der uns vor der heißen Sonne schützt. Andererseits sorgen Parkanlagen aber auch dafür, dass frische und kühlere Luft gebildet wird, indem sie Wasser verdunsten. Beim Verdunsten von Wasser entsteht kühle Luft. Die Abkühlung der Luft an diesem Ort sorgt wiederum dafür, dass die Luft in Bewegung gerät. Selbst an Tagen, an denen es keinen oder wenig Wind gibt, können Grünflächen also dafür sorgen, dass sich ihre Umgebung abkühlt. In einer Stadt kann es manchmal schwierig sein, ausreichend viele Grünflächen anzulegen, da es an Platz mangelt. Oftmals gibt es mehrere größere Parks im Stadtgebiet verteilt, es ist jedoch auch wichtig, in den Räumen dazwischen Grünflächen zu schaffen. Abhilfe kann da zum Beispiel eine sogenannte Dach- oder Fassadenbegrünung schaffen. Dabei wachsen Pflanzen auf dem Dach beziehungsweise auf der Fassade eines Hauses. Das Klima im nächsten Umfeld wird dadurch verbessert und für das Haus wirkt die Begrünung als Wärme-, Kälte- und auch Lärmschutz.

Messroute Altstadt


Die Oberflächen­temperaturen (To) der Rasenfläche bleiben im Tagesverlauf weitaus geringer als die Lufttemperaturen. Die Rasenfläche liegt im Schatten und kann durch die Verdunstung von Wasser über die Blättern zur Abkühlung der Luft beitragen.

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt


 

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt

Am Messpunkt 2 auf dem Alten Markt mit insgesamt höheren Temperaturen, übersteigt die Oberflächentemperatur am Nachmittag die Lufttemperatur. Die Pflastersteine auf der schattenlosen Fläche speichern die Wärmeenergie der Sonneneinstrahlung und geben diese verzögert an die Luft ab.

 

Am Messpunkt 3 lag der Gehweg mit Pflastersteinen in den Morgenstunden noch im Schatten. In den Mittagsstunden wurde die schattenlose Oberfläche sehr schnell stark erwärmt.

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt


 

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt

Am Messpunkt 4 ist der Gehweg mit Pflastersteinen durch einen großen Baum beschattet. Die Erwärmung der Oberfläche ist im Vergleich zu den Lufttemperaturen gering

Messroute Kesselbrink


Je nach Sonneneinstrahlung und Oberflächenmaterial können die Oberflächentemperaturen sehr verschieden sein. Die niedrigste Oberflächentemperatur haben die Pflastersteine in der Unterführung (MP1). Die relativ dunklen Pflastersteine am Messpunkt 2 werden von der Sonne beschienen und die Oberflächentemperatur liegt ca. 20 Kelvin höher als bei MP1. Die Temperaturen der Wasserfläche (MP3) und der offenen Erde (MP6) sind ebenfalls relativ gering.

Windmessungen

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt

© 2017, Umweltamt Bielefeld, S. Schmitt


 

Aufgrund der Schwachwindlage traten an allen Messpunkten wechselnde Windrichtungen auf. Die Wind­geschwindigkeiten schwankten zwischen nahezu Windstille und Böen mit über 2 m/s (Meter pro Sekunde).