KLIMES – Planerische Strategien und städtebauliche Konzepte zur Reduzierung der Auswirkungen von klimatischen Extremen auf Wohlbefinden und Gesundheit von Menschen in Städten

Hintergrund und Ziele

Die aktuellen Resultate von Simulationsrechnungen zum ⁠Klimawandel⁠ sagen für Mitteleuropa eine deutliche Zunahme von extremen Hitzeperioden im Sommer vorher. Intensiviert wird diese Situation lokal durch den städtischen Wärmeinseleffekt, so dass die Lebensqualität von Menschen in Städten zukünftig häufiger, länger und stärker als bisher beeinträchtigt wird. Die Stadtplanung muss hierauf reagieren, um die zukünftig erhöhten thermischen Belastungen für die Menschen in städtischen Frei- und Innenräumen auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die dafür notwendigen anwendungsbezogenen Grundlagen werden von einem interdisziplinären Team aus den Bereichen Stadtklimatologie, Städtebau und Geoinformatik erarbeitet. Aus experimentellen Untersuchungen, Befragungen und Simulationsberechnungen zum thermischen Komfort von Menschen werden praxistaugliche Entwurfsbausteine für einen klimawandelgerechten Städtebau abgeleitet und in einem Leitfaden zusammengefasst. Als Untersuchungsstandorte werden Stadtquartiere in Freiburg ausgewählt, in denen typische planerische und städtebauliche Aufgaben künftig anstehen.

Ziele:

Vor dem Hintergrund der klimawandelbedingt erforderlichen Anpassung in der Stadtplanung an Klimatrends und Extremwetter hat das Projekt die Entwicklung und Erprobung eines Leitfadens zum Ziel. Dadurch soll eine planungsrelevante Einbeziehung von Klimaschutzzielen für das Schutzgut "Mensch" erreicht werden.

In Verbindung zwischen Wissenschaft und Praxis hat das Projekt folgende Zielsetzungen:

  • Analyse verfügbarer Werkzeuge hinsichtlich ihrer Eignung zur Quantifizierung der Auswirkungen von Klimatrends und Extremwetter im Sommer auf Menschen im Freien und in Innenräumen;
  • Identifizierung der Kennzeichen von Extremwetter im Sommer, die den "Human Comfort" in der Stadt beeinträchtigen;
  • planungsbezogene Identifizierung von Stadtstrukturen mit besonders ausgeprägter Betroffenheit von Menschen durch Extremwetter im Sommer;
  • Erstellung eines Rankings von Stadtstrukturen mit unterschiedlicher thermischer Belastung für Menschen bei großräumig vorgegebenem Extremwetter im Sommer unter derzeitigen und zukünftigen Klimabedingungen;
  • thermophysiologische Quantifizierung der Auswirkungen von Extremwetter im Sommer auf den "Human Comfort" in Innenräumen in Abhängigkeit von den Außenbedingungen und Beziehungen zwischen dem "Innenhaus" und dem "Außenhaus" unter derzeitigen und zukünftigen Klimabedingungen;
  • Entwicklung und Beurteilung von stadtplanerischen Strategien und räumlichen Konzepten zur Reduzierung der negativen Auswirkungen von Klimatrends und Extremwetter im Sommer auf Menschen einschließlich der Evaluation dieser Maßnahmen in Stadtquartieren;
  • Entwicklung eines human-biometeorologisch orientierten Entwurfs im städtebaulichen Kontext unter Berücksichtigung von mesoskaligen Stadtklimaeffekten einschließlich einer Überprüfung von Stress reduzierenden Maßnahmen auf seine realistische Anwendbarkeit in der Stadtplanung;
  • Prüfung der generellen Anwendbarkeit der Strategien zur klimawandelgerechten Verbesserung städtischer Freiräume insbesondere hinsichtlich der Abpufferung derzeitiger und zukünftiger, extremer Klimaeffekte auf den "Human Comfort" und damit zur Optimierung von Freiraumnutzungen;
  • problemspezifische Synthese aller Ergebnisse in einem praxistauglichen Leitfaden für klimawandelgerechtes Planen und Bauen.

Diese Verfahren werden primär auf Freiräume in den ausgewählten Stadtquartieren angewendet. Sie werden aber auch für spezifische Innenräume eingesetzt, die parallel zu den Freiraumuntersuchungen analysiert werden.

Laufzeit

bis

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
Bundesland
  • Baden-Württemberg
  • Berlin
  • Hessen
Naturräumliche Zuordnung
  • Alb und nordbayerisches Hügelland
  • Oberrheingraben
  • Zentrale Mittelgebirge und Harz

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Simulation des städtischen Mikroklimas für ausgewählte Stadtstrukturen in Freiburg unter aktuellen und unter veränderten Rahmenbedingungen. Grundlage sind die aktuellen Klimaprojektionen des ⁠IPCC⁠ (2007). Erweiterung des Mikroklimamodells ENVI-met zur Simulation von thermischen Innenraumbedingungen mit dem thermischen Komfortindex PET (physiologisch äquivalente Temperatur) und Bewertung des thermischen Bioklimas mit Hilfe von Multi-Agenten Simulationen.

Parameter (Klimasignale)
  • Hitzewellen
  • Höhere mittlere Temperaturen
Weitere Parameter 

Temperaturzunahme und Zunahme von extremen Hitzeperioden im Sommer

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Betrachtet werden die Auswirkungen von Klimatrends und Extremwetter im Sommer auf Menschen im Freien und in Innenräumen von Städten. Aufgrund von Ergebnissen aus regionalen Klimasimulationen ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass in Mitteleuropa nicht nur die bodennahe Lufttemperatur ansteigt, sondern dass es auch zu einer Intensivierung von extremen Hitzeperioden im Sommer kommt. Die Veränderungen der großräumigen thermischen Hintergrundbedingungen werden in Städten durch ihr eigenes Stadtklima noch verschärft. Somit wird es zukünftig zu stärkerer Beeinträchtigungen des thermischen Komforts für Menschen in der Stadt kommen. Erstellung eines Rankings von Stadtstrukturen, die sich durch unterschiedliche thermische Belastungsintensitäten für Menschen bei Extremwetter im Sommer heute und zukünftig auszeichnen.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Da regionale Klimamodelle für Mitteleuropa eine Intensivierung von extremen Hitzeperioden im Sommer prognostizieren, steigt die Bedeutung von human-biometeorologisch orientierten Strategien in der Stadtplanung deutlich an, mit denen die zukünftige Beeinträchtigung des thermischen Komforts für Menschen in der Stadt möglichst gering gehalten werden kann. Solche Strategien erfordern quantitative Angaben zu den Einflussfaktoren auf den thermischen Komfort in unterschiedlichen Stadtquartieren.

Ziel ist die Entwicklung von stadtklimatischen Leitfäden für die Umsetzung von Anpassungsstrategien in der Stadtplanung und problemspezifische Synthese aller Ergebnisse in einem praxistauglichen Leitfaden für klimawandelgerechtes Planen und Bauen.

Zeithorizont
  • 2071–2100 (ferne Zukunft)

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

BMBF⁠-Fördermaßnahme "klimazwei - Forschung für den ⁠Klimaschutz⁠ und Schutz vor Klimawirkungen"

Projektleitung 

Meteorologisches Institut der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Beteiligte/Partner 

Fachgebiet Umweltmeteorologie, Universität Kassel;

Fachgebiet Städtebau, Universität Kassel;

Environmental Modelling Group EMG, Universität Mainz;

Geographisches Institut, Ruhr-Universität Bochum;

Stadtplanungsamt Freiburg

Ansprechpartner

Meteorologisches Institut der
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Werthmannstr. 10
D-79085 Freiburg

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Handlungsfelder:
 Gebäude  Raumplanung, Stadt- und Siedlungsentwicklung