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Stadt Bochum: Nachhaltigkeitsstrategie

Darstellung klimatischer Funktionen von Flächen auf gesamtstädtischer Ebene. Die klimatische Wertigkeit einer Fläche zeichnet sich unter anderem durch den Versiegelungsgrad, den Grad und die Art der Vegetation, die Lage zur Bebauung und damit einhergehend die thermische Belastung und die Bedeutung für vorhandene Kaltluftentstehungsgebiete und Luftleitbahnen aus. Diese Informationen sind Teil der Nachhaltigkeitsstrategie und können aus den hier dargestellten Karten gewonnen werden.

Kreis Herford: Hitzebelastung

Das Umfeld, in dem Einwohner der Städte und Gemeinden leben, hat einen Einfluss auf den Grad der sommerlichen Hitzebelastung. Lokal unterscheiden sich die Temperaturen in einer Siedlung von denen im unbebauten Umland, da die Bebauung als Wärmespeicher der Sonneneinstrahlung fungiert und einen lokalen Temperaturanstieg zur Folge hat (Hitzeinseleffekt). Die Karte „Hitzebelastung für die Bevölkerung“ zeigt daher die Flächen mit Wohnbau- und gemischter Nutzung, die eine ungünstige thermische Situation aufweisen und vom Effekt der städtischen Wärmeinseln betroffen sind. Die Karte zeigt außerdem auf welchen Flächen der Klimawandel zu einer Verschlechterung der thermischen Situation führen wird. Weitere Informationen www.kreis-herford.de/klimaschutz

Sustainable building air conditioning in Europe

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Urbanisierung und des Klimawandels ist es Ziel der vorliegenden Studie, klimagerechte Lösungen für den zunehmenden sommerlichen Hitzestress in innerstädtischen Quartieren zu identifizieren und deren Wirkungen zu quantifizieren. Dabei wird sowohl das Mikroklima als auch das Innenraumklima der Gebäude im Quartier berücksichtigt. Im Fokus stehen dabei sowohl Bestandsquartiere als auch innerstädtische Nachverdichtungen und Neubauquartiere. Für fünf reale Quartiere (in Hamburg, Köln, Frankfurt, Tunis und Madrid) wurden verschiedene Lösungsoptionen anhand von umfangreichen Simulationsberechnungen untersucht. Um den Einfluss der Mikroklimamaßnahmen auf das Innenraumklima zu bestimmen, wurden erstmalig Mikrolimasimulationen über ein komplettes Referenzjahr durchgeführt und die Ergebnisse als Eingangsdaten für dynamisch thermische Gebäudesimulationen verwendet. Die dabei als wirksam nachgewiesen natürlichen (Begrünung) und technischen Lösungen auf Quartiers- und Gebäudeebene sind übertragbar auf andere innerstädtische Quartiere in Deutschland, Südeuropa und der MENA-Region. Im Rahmen der Studie wurden außerdem Interviews und Diskussionen mit relevanten Akteuren durchgeführt, um vorhandene Hindernisse und Defizite bei der Umsetzung der möglichen Lösungen zu identifizieren. Darauf aufbauend konnten wirksame und zielgerichtete Handlungsvorschläge zur Verbesserung des bestehenden Anreizsystems ausgearbeitet werden. Mit den Erkenntnissen aus den Simulationsberechnungen und den daraus abgeleiteten praxisrelevanten Handlungsvorschlägen liefert das Projekt einen wichtigen Beitrag, um dem sich verschärfenden Problem der städtischen Hitzeinseln und der damit verbundenen Beeinträchtigung der Lebensqualität entgegenzuwirken. Auch der Gefährdung der Klimaschutzziele durch zusätzlichen Energiebedarf für Klimatisierung kann auf dieser Basis zielgerichtet und fundiert begegnet werden. Quelle: Forschungsbericht

Nachhaltige Gebäudeklimatisierung in Europa

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Urbanisierung und des Klimawandels ist es Ziel der vorliegenden Studie, klimagerechte Lösungen für den zunehmenden sommerlichen Hitzestress in innerstädtischen Quartieren zu identifizieren und deren Wirkungen zu quantifizieren. Dabei wird sowohl das Mikroklima als auch das Innenraumklima der Gebäude im Quartier berücksichtigt. Im Fokus stehen dabei sowohl Bestandsquartiere als auch innerstädtische Nachverdichtungen und Neubauquartiere. Für fünf reale Quartiere (in Hamburg, Köln, Frankfurt, Tunis und Madrid) wurden verschiedene Lösungsoptionen anhand von umfangreichen Simulationsberechnungen untersucht. Um den Einfluss der Mikroklimamaßnahmen auf das Innenraumklima zu bestimmen, wurden erstmalig Mikrolimasimulationen über ein komplettes Referenzjahr durchgeführt und die Ergebnisse als Eingangsdaten für dynamisch thermische Gebäudesimulationen verwendet. Die dabei als wirksam nachgewiesen natürlichen (Begrünung) und technischen Lösungen auf Quartiers- und Gebäudeebene sind übertragbar auf andere innerstädtische Quartiere in Deutschland, Südeuropa und der MENA-Region. Im Rahmen der Studie wurden außerdem Interviews und Diskussionen mit relevanten Akteuren durchgeführt, um vorhandene Hindernisse und Defizite bei der Umsetzung der möglichen Lösungen zu identifizieren. Darauf aufbauend konnten wirksame und zielgerichtete Handlungsvorschläge zur Verbesserung des bestehenden Anreizsystems ausgearbeitet werden. Mit den Erkenntnissen aus den Simulationsberechnungen und den daraus abgeleiteten praxisrelevanten Handlungsvorschlägen liefert das Projekt einen wichtigen Beitrag, um dem sich verschärfenden Problem der städtischen Hitzeinseln und der damit verbundenen Beeinträchtigung der Lebensqualität entgegenzuwirken. Auch der Gefährdung der Klimaschutzziele durch zusätzlichen Energiebedarf für Klimatisierung kann auf dieser Basis zielgerichtet und fundiert begegnet werden. Quelle: Forschungsbericht

Klimaanalyse NRW

Das Projekt "Klimaanalyse NRW" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: GEO-NET Umweltconsulting GmbH.Nordrhein-Westfalen ist das bevölkerungsreichste und am dichtesten besiedelte Bundesland Deutschlands. Eine außergewöhnlich hohe Konzentration von dicht besiedelten, städtischen Gebieten ist an Rhein und Ruhr zu finden. Dicht bebaute und besiedelte Bereiche sind während sommerlicher autochthoner Wetterlagen besonders von Hitzebelastung betroffen. Durch den Klimawandel wird die Belastung zukünftig voraussichtlich noch zunehmen. Im Jahr 2018 wurde die erste landesweite Klimaanalyse für Nordrhein-Westfalen (NRW) veröffentlicht. Ziel der Klimaanalyse war es, für die Kommunen und die Regionalplanung eine räumlich hochauflösende Datenbasis zur Beurteilung der klimaökologischen Funktionen (Belastungsräume, Ausgleichsräume, Luftaustauschbahnen) in NRW zu schaffen. Dabei wurden sowohl die klimatische Situation in der Nacht als auch am Tag sowie eine, beide Situationen zusammenfassende, Gesamtbetrachtung bewertet und die Ergebnisse als Karten im Klimaatlas NRW (https://www.klimaatlas.nrw.de/klima-nrw-pluskarte?&itnrw_layer=ANA_KLIMA) der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus wurde für die regionale Planung untersucht, welche Bereiche in Nordrhein-Westfalen klimaökologische Funktionen oder Funktionsstörungen aufweisen, die eine überörtliche und damit regionale Bedeutung haben, sodass sich ein regionaler Handlungsbedarf ergibt. Nun wird durch das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) NRW als Auftraggeber (AG) die Überarbeitung der landesweiten Klimaanalyse für NRW ausgeschrieben. Dies ist zum einen notwendig, da sich sowohl die Flächennutzung (beispielsweise neue Bau-/Wohngebiete) als auch die Datengrundlage (beispielsweise ZENSUS 2022) verändert haben. Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren auch die technischen Möglichkeiten der Modellierung verbessert. Die Ergebnisse der Überarbeitung sollen in Form eines umfassenden Abschlussberichts sowie knapp in einer allgemeinverständlichen Broschüre dokumentiert werden. Zudem werden mittels der zu erstellenden GIS-Daten die entsprechenden Karten im Fachinformationssystem Klimaatlas.NRW (https://www.klimaatlas.nrw.de/klima-nrw-pluskarte?&itnrw_layer=ANA_KLIMA) durch das LANUV aktualisiert.

Hitze in der Innenstadt: mehr Bäume und Schatten nötig

Messner: „Wir sind dem Hitzeinseleffekt in den Städten nicht schutzlos ausgeliefert“ Aufgrund des Klimawandels werden auch in Deutschland immer mehr heiße Sommertage gezählt. Die Tropennächte nehmen zu, also Nächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 °C sinkt. Dies belastet insbesondere vulnerable Gruppen in stark verdichteten Innenstädten. Das Phänomen deutlich höherer Temperaturen in Städten gegenüber dem Umland wird als „Urbaner Hitzeinseleffekt“ bezeichnet. Eine aktuelle Studie des Umweltbundesamtes (UBA) hat nun systematisch untersucht, wie sich in Innenstadtquartieren und in den Gebäuden dort kühlere Temperaturen erreichen lassen. UBA-Präsident Dirk Messner: „Wir sind dem Hitzeinseleffekt nicht schutzlos ausgeliefert. Mit deutlich mehr Grün, vor allem neuen Bäumen und mehr Verschattung durch außenliegenden Sonnenschutz sowie Dach- und Fassadenbegrünung lässt sich der Aufenthalt im Freien und die Temperaturen in den Wohnungen wesentlich angenehmer gestalten. Neben neuen Bäumen müssen wir vor allem den alten Baumbestand in den Städten schützen - und ihn bei anhaltender Trockenheit regelmäßig bewässern.“ Im Rahmen der Studie „Nachhaltige Gebäudeklimatisierung in Europa – Konzepte zur Vermeidung von Hitzeinseln und für ein behagliches Raumklima“ wurden fünf Quartiere mittels Mikroklimasimulationen auf ihre Verbesserungspotentiale hin untersucht. Neben drei Quartieren in Deutschland (Hamburg, Köln und Frankfurt am Main) wurde jeweils eines in Madrid und Tunis untersucht. Die thermische Behaglichkeit im Außenraum wurde mittels der Physiologisch Äquivalenten Temperatur (PET) beurteilt. Hierbei zeigten sich besonders positive Effekte durch Bäume mit großen Kronen und Verschattungselemente wie Markisen und Schirme, die im Sommer eine Minderung der PET um 10 ⁠ Kelvin ⁠ und mehr bewirkten. Auch Dachbegrünungen, das Versprühen von Wasser und helle Anstriche der Gebäude verbesserte das Mikroklima im Quartier. Insgesamt konnten die Bestandsquartiere durch die untersuchten Maßnahmen wesentlich widerstandsfähiger gegenüber sommerlicher Hitze gestaltet werden. Das wirkte sich auch positiv auf die Temperaturen in den Häusern und Wohnungen aus. Neben der Klimaresilienz wurde auch der Energiebedarf der Quartiere untersucht. Mittels verbesserter Dämmung, Verschattung der Fenster, und kontrollierte Belüftung lässt sich auch Energie für Kühlung einsparen. Allerdings konnte nur in der Simulation für Tunis tatsächlich Klimaneutralität erreicht werden. In den europäischen Quartieren war dagegen eine Energiezufuhr von außen weiterhin notwendig. Grund ist, dass der Haushaltsstrombedarf in Europa deutlich größer und die Solarstromgewinnung dagegen schwieriger ist, weil das Verhältnis von Geschoss- zur Dachfläche ungünstiger ist als in Tunis. Obwohl etwa durch Verschattung im Außenraum und an den Gebäuden der Klimatisierungsbedarf deutlich gesenkt werden konnte, kann in den subtropischen Quartieren ohne Komforteinbußen nicht auf maschinelle Klimatisierung verzichtet werden. Auch in gemäßigten Breiten ergeben sich insbesondere in exponierten Lagen (Dachgeschosswohnungen) trotz Wärmeschutzmaßnahmen nicht selten Temperaturen von über 27 °C. Lediglich im Quartier in Hamburg war für durchgängig behagliche Temperaturen keine Klimaanlage nötig. Wird der Einsatz von Klimaanlagen erwogen, empfehlen sich aus Klimaschutzgründen Flächenkühlsysteme, die Kälteerzeuger mit natürlichen Kältemitteln verwenden. Das Phänomen deutlich höherer Temperaturen in Städten gegenüber dem Umland wird als „Urbaner Hitzeinseleffekt“ bezeichnet. Dieser tritt ganzjährig auf und ist in Sommernächten besonders stark. Grund sind großflächige Bodenversiegelungen sowie fehlende Begrünung in Städten, was eine deutlich herabgesetzte Kühlung durch ⁠ Verdunstung ⁠ nach sich zieht. Auch die sich aufheizende Bebauung insbesondere mit dunklen Flächen wie etwa Asphalt, die herabgesetzte Luftzirkulation und anthropogene Wärmequellen (Motorabwärme) tragen zur Hitzeinselbildung in Städten bei.

Nachhaltige Gebäudeklimatisierung in Europa - Konzepte zur Vermeidung von Hitzeinseln und für ein behagliches Raumklima

Das Projekt "Nachhaltige Gebäudeklimatisierung in Europa - Konzepte zur Vermeidung von Hitzeinseln und für ein behagliches Raumklima" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Guidehouse Germany GmbH.Städte heizen sich im Sommer aufgrund geringer Vegetation und Verdunstung durch Versiegelung deutlich stärker auf als das Umland, außerdem kommen Abwärmequellen aus Industrieprozessen, Motoren und Klimaanlagen hinzu. Dieses als 'Urban Heat Island Effect' (UHIE) bezeichnete Phänomen wird durch die globale Erwärmung weiter zunehmen und - neben gesundheitlichen Belastungen und Beeinträchtigungen der Aufenthaltsqualität - den Gebäudeklimatisierungsbedarf und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen weiter steigen lassen, wenn auf Gebäude- und Quartiersebene nicht konsequent gegengesteuert wird. Auf beiden Ebenen sind bereits zahlreiche Studien und Konzepte erarbeitet worden, die beschreiben, wie den steigenden Temperaturen begegnet und trotz dieser ein angenehmes Raum- bzw. Mikroklima erreicht werden kann. Auf der Gebäudeseite sind hier z.B. Verschattung, Dach- und Fassadenbegrünung sowie Verdunstungskühlung zu nennen. Eine erhöhte Albedo und Evapotranspiration durch ausreichend Grünflächen und Oberflächengewässer sowie Frischluftschneisen sind wichtige Gesichtspunkte bei der Konzeption von Quartieren. Es muss jedoch konstatiert werden, dass bei der Umsetzung der Erkenntnisse zu klimaschonenden und -resilienten Gebäuden und Quartieren bisher noch deutliche Defizite bestehen. Bei den betroffenen Berufsgruppen (Architekten, Planer, Stadtplaner, Baubehörden) sind die in den letzten Jahren gewonnenen Erkenntnisse häufig nicht angekommen oder werden nur unzureichend berücksichtigt. Auch werden die Überlegungen zu stadtplanerischen und gebäudetechnischen Aspekten kaum in gemeinsamen Strategien gebündelt, um hieraus Synergieeffekte zu erzielen. Darüber hinaus ist nicht abschließend geklärt, ob sämtliche relevanten Akteure, deren Mitwirken für eine erfolgreichen Konzeption und Umsetzung klimaresilienter Quartiere unerlässlich ist, in den bisherigen Prozessen ausreichend berücksichtigt sind und die benötigte Unterstützung erfahren. Die Folge sind in der Regel auch im Neubau Gebäude und Quartiere, die den Anforderungen des nachhaltigen bzw. klimaschonenden und klimaresilienten Bauens nicht gerecht werden. Das Vorhaben soll einen Beitrag dazu leisten, dass klimaneutrale und klimaresiliente Gebäude und Quartiere von der Ausnahme zur Regel werden. Unter einem klimaneutralen Gebäude bzw. Quartier ist dabei zu verstehen, dass der Energiebedarf weitestgehend minimiert und mit erneuerbaren Energien gedeckt wird. Ausgehend vom Stand des Wissens zum beschriebenen Komplex, der anhand guter Praxisbeispiele illustriert werden soll, sind für verschiedene klimatische Anforderungen (Deutschland und MENA-Region) geeignete Konzepte zu entwickeln, deren Eignung hinsichtlich eines angenehmen Raum- und Mikroklimas mit entsprechenden Simulationen zu überprüfen und anhand aussagekräftiger Kennwerte zu bewerten ist. Auch für den Bestand sind anhand ausgesuchter Beispiele Maßnahmen zu entwickeln und der jeweilige Effekt über Simulationen zu quantifizieren.

Anpassung in den Innenstädten: Freiräume vs. Verdichtung

Das Projekt "Anpassung in den Innenstädten: Freiräume vs. Verdichtung" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.In städtischen Gebiete können lokale Effekte die Auswirkungen des Klimawandels verstärken: Die dichte Bebauung schränkt die Windzirkulation ein, die vielen versiegelten Flächen absorbieren die einfallende Sonnenstrahlung und Industrie, Verkehr und Gebäude sind zusätzliche Wärmequellen. Dieser Wärmeinseleffekt hat zur Folge, dass die Temperatur tagsüber stärker ansteigt und die nächtlich Abkühlung deutlich reduziert wird. Anpassungsmassnahmen zielen darauf ab, Freiräume zu schaffen, zu bewahren und zu gestalten, um die Frischluftzufuhr, Windzirkulation und Evapotranspiration zu verbessern. Diese Massnahmen stehen oft im Widerspruch zum städtebaulichen Ziel der Verdichtung. Der Konflikt zwischen Anpassung und Verdichtung soll im vorliegenden Projekt ergründet werden. Es sollen gute und schlechte Beispiele untersucht werden und Empfehlungen für die klimaangepasste Stadtplanung abgeleitet werden. Das Projekt wird zusammen mit dem ARE und den Städten Basel, Genf und Zürich bearbeitet. Projektziele: In städtischen Gebiete können lokale Effekte die Auswirkungen des Klimawandels verstärken: Die dichte Bebauung schränkt die Windzirkulation ein, die vielen versiegelten Flächen absorbieren die einfallende Sonnenstrahlung und Industrie, Verkehr und Gebäude sind zusätzliche Wärmequellen. Dieser Wärmeinseleffekt hat zur Folge, dass die Temperatur tagsüber stärker ansteigt und die nächtlich Abkühlung deutlich reduziert wird. Anpassungsmassnahmen zielen darauf ab, Freiräume zu schaffen, zu bewahren und zu gestalten, um die Frischluftzufuhr, Windzirkulation und Evapotranspiration zu verbessern. Diese Massnahmen stehen oft im Widerspruch zum städtebaulichen Ziel der Verdichtung. Der Konflikt zwischen Anpassung und Verdichtung soll im vorliegenden Projekt ergründet werden. Ziel ist es, auf einer objektiven Grundlage Empfehlungen für die klimaangepasste Städteplanung zu erarbeiten. Umsetzung und Anwendungen: Im Rahmen des Projekts wurde eine Planungshilfe für Schweizer Städte zur besseren Bewältigung des Hitzeinseleffekts erarbeitet. Dafür wurden Erfahrungen aus über 20 Städten gesammelt und als Good Practice Beispiele dargestellt. Der Bericht wurde sorgfältig erarbeitet und beinhaltet wichtige und nützliche Informationen für die planenden Behörden.

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