Die Stadt als Wärmeinsel

Die Klimaerwärmung macht den Städten besonders zu schaffen. Denn in urbanen Gebieten spielt der sogenannte Wärmeinseleffekt eine grosse Rolle: Die Temperaturen liegen oft deutlich höher als im Umland – besonders nachts. Die Wärmeinsel, «Urban Heat Island», ist ein typisches Merkmal des Stadtklimas. Die Baumaterialien der Städte, Asphalt, Metall, Glas und Beton, speichern die Hitze des Tages und geben sie nachts – wie Heizungen – wieder ab. Die Abwärme von Haushalten (z.B. durch Klimageräte), produzierendem Gewerbe und des Verkehrs verschärfen diesen Effekt. Je grösser der Anteil versiegelter Flächen in einem Gebiet ist, desto mehr Sonnenstrahlung wird absorbiert, Gebäude und Strassen werden somit tagsüber so richtig aufgeheizt.

Die nächtliche Abstrahlung der Wärme wird durch die Einengung des Horizonts in «Strassenschluchten» weiter erschwert. Und durch die grossräumige Flächenversiegelung der Städte, läuft Niederschlagswasser schnell ab und steht nicht für die Verdunstung zur Verfügung. Da die Verdunstung Wärme verbraucht, führt auch dieser Effekt zu einer geringeren Abkühlung der Städte.

Quelle: LinkedIn I Marco Te Brömmelstroet, Prof. in Urban Mobility Futures mit Verweis auf  https://twitter.com/wrathofgnon

Die Wärmeinseln bilden allerdings keine einheitliche, in sich geschlossene Zone, sondern eher ein kleinteiliges Mosaik je nach Viertel und Bebauung, Grün- oder Wasserflächen mit jeweils eigenen «Mikroklimaten». Vor allem Glasfassaden können das Sonnenlicht wie eine Lupe konzentriert auf einen Punkt reflektieren und für einen lokalen Temperaturanstieg sorgen. Selbst die Farben einer Stadt können die Temperatur beeinflussen: Dunkle Fassaden heizen sich schneller auf als helle. Das kann innert zehn Metern ändern, manchmal entscheidet schon die richtige Strassenseite über die klimatisch bessere Wohnqualität. 

 

Wie heiss kann so eine Wärmeinsel werden?

Gemäss Messungen der Universität Bern («Urban Climate Bern» des Oeschger-Zentrums für Klimaforschung) liegen die nächtlichen Temperaturen während Hitzewellen in den am stärksten belasteten Quartieren – in der Innenstadt von Bern – bereits heute durchschnittlich um drei bis vier Grad Celsius höher als ausserhalb der Stadt. In Berlin kommt es tagsüber regelmässig zu einer Überwärmung von sechs bis acht Grad im Vergleich zu den umliegenden Regionen.

Wobei die genaue Temperatur eher eine untergeordnete Rolle spielt. Entscheidend ist die Häufigkeit der Hitzewellen. Wenn diese dicht aufeinander folgen, kann eine Stadt nur sehr langsam wieder abkühlen und der Hitzestress für den menschlichen Organismus steigt. Der Klimawandel erhöht nicht nur die Durchschnittstemperatur, sondern die heissen Tage werden auch fünfmal häufiger.

Zieht man die bereits heute messbaren Unterschiede zwischen den diversen Standorten ein, zeigen die Modellierungen des «Urban Climate Bern»  für die am stärksten von der Hitze betroffenen Quartiere in Bern Ende des Jahrhunderts rund 30 bis 45 Tropennächte.

Hitzewellen sind schon heute eine Gesundheitsgefahr

Die EuroHEAT-Studie der Weltgesundheitsorganisation untersuchte für die Hitzewelle im Jahr 2003 in mehreren europäischen Ländern die sogenannte Übersterblichkeit. Mit 50’000-70’000 zusätzlichen Todesfällen erwies sich diese Extremwetterlage als überaus bedeutend und kam einer Naturkatastrophe schon sehr nahe.

Hitzewellen stellen eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Insbesondere ältere Menschen, Säuglinge und chronisch Kranke leiden unter den körperlichen Auswirkungen von Hitzestress, die von Herz-Kreislauf-Problemen über Dehydrierung bis zum Tod reichen. Besonders belastend für die Gesundheit ist die Kombination aus Hitzetagen (an denen es tagsüber heisser als 30 Grad wird) und Tropennächten (Temperaturen von mehr als 20 Grad). In solchen Nächten können viele Menschen nicht gut schlafen. Ihnen fehlen damit wichtige Erholungsphasen. Umso häufiger diese Nächte auftreten, desto schwerer kann sich unser Körper regenerieren.

Gibt es konkrete Massnahmen gegen die Bildung von Wärmeinseln?

Die Schaffung neuer Grünflächen geniesst sicher oberste Priorität. Primäre Gestaltungsmöglichkeiten im öffentlichen Raum ist das Entsiegeln von Flächen und deren Umwandlung in Grünräume. Statt geteertem Parkplatz ein Park, statt Tramschienen auf Asphalt Rasengleise und generell mehr Bäume. Auch offene, fliessende Gewässer oder grosse Brunnen kühlen.

Abhilfe schaffen können zudem begrünte Dächer und Fassaden. Solche Begrünungsmassnahmen könnten auch bei bestehenden Gebäuden umgesetzt werden. Das Gleiche gilt für Beschattungsmassnahmen, wie etwa das Anbringen von Markisen, welche die direkte Sonneneinstrahlung auf die Gebäudehülle reduzieren. Diese Massnahmen tragen zu einer Reduzierung der Hitzebelastung im Aussenraum und innerhalb von Gebäuden bei.

Gibt es neben mehr Grün auch andere Faktoren, die ein besseres Klima in Städten schaffen?

Auch das Verwenden von Strassenmaterialien mit einer höheren Albedo (Effekt, bei dem ein grosser Teil des Sonnenlichts zurückgestrahlt wird, wodurch weniger Hitze gespeichert wird) oder Nebelduschen können zur Senkung der Temperaturen beitragen.

Ein weiteres Zukunftskonzept ist zum Beispiel die sogenannte Schwammstadt, bei der alles, was an Regenwasser fällt, mithilfe von Gründächern, Wasserläufen oder Sickermulden im Stadtquartier verbleibt. So ist das Wasser während Dürreperioden schneller verfügbar und die Verdunstung sorgt für Kühlung.

Innovative bauliche Massnahmen sind gefragt

Intelligente Gebäudefassaden, die selbstständig ihre Licht- und Wärmedurchlässigkeit regulieren und auf ihre Umwelt reagieren, wären eine weiter Möglichkeit. Konkret sogenannte photonische Membranen, die Sonnenstrahlung reflektieren können, gleichzeitig aber für langwellige Infrarotstrahlung durchlässig sind. Damit kehren sie das Prinzip des Treibhauseffekts in der Atmosphäre quasi um, die Membranen können die Temperaturen in Innenhöfen und auf öffentlichen Plätzen um bis zu zehn Grad senken.

Auch die Ausrichtung einzelner Gebäude innerhalb einer Siedlung sollte so geschehen, dass ein natürlicher Luftaustausch auf sogenannten Luftleitbahnen ermöglicht wird.

Quellen:

  1. https://www.helmholtz-klima.de/aktuelles/unsere-staedte-schwitzen: Unsere Städte schwitzen I Michele Dunkelmann und Daniel Hertel
  2. https://www.klimafonds.gv.at/dossier/urbane-kuehlung/staedte-die-neuen-treibhaeuser: Städte, die neuen Treibhäuser? I Simon Tschannett I Stand: Mai 2019
  3. https://themenspezial.eskp.de/metropolen-unter-druck/stadtklima-und-lebensqualitaet/staedte-waermer-als-ihr-umland-93764/ : Themenspezial: Metropolen unter Druck I Jana Kandarr I 8. Mai 2018
  4. https://www.uniaktuell.unibe.ch/2021/hitzestress_in_der_aarestadt/index_ger.html: Hitzestress in der Aarestadt I Kaspar Meuli I 7. Juni 2021
  5. Schweizer Immobilienbrief 8_2021 Seite 3 bis 5 I Immobilienmarkt im Bann des Klimawandels
  6. https://www.spektrum.de/news/wetter-der-zukunft-staedte-werden-immer-heisser/1663602 Städte werden immer heisser I Katja Maria Engel I 1. August 2019