Klimagerechte Landschaftsarchitektur: Mikroklima und Stadtklimatologie

Auf drei Hitzesommer, in denen nicht nur Bauern und Bäuerinnen über die europaweite Dürre klagten, folgte ein neuer Rekord. 2021 war einer der niederschlagsreichsten Sommer seit Messbeginn 1881 – mit rund 30 Prozent mehr Regen als sonst. Das Klima verändert sich, und das nicht immer auf eine vorhersehbare Art und Weise. Deshalb ist es wichtig, unsere Städte entsprechend zu rüsten. Raphaela Roming von der Hochschule für Wirtschaft und Umwelt Nürtingen-Geislingen entwickelte in ihrer Abschlussarbeit Strategien, wie Planer*innen Freiräume klimaoptimiert gestalten können. Dabei herausgekommen sind individuell anwendbare Bausteine, die kein umfangreiches Hintergrundwissen erfordern – für eine klimagerechte Landschaftsarchitektur.

Klimagerechte Landschaftsarchitektur bedeutet eine Landschaftsarchitektur, die den Ansatz der Klimaanpassung verfolgt und sich das Ziel setzt, sich an künftige Folgen des Klimawandels anzupassen. Deshalb sollen schon heute Strategien und Maßnahmen ergriffen werden, um auf anstehende Herausforderungen angemessen reagieren zu können. Das Ziel der zukünftigen Landschaftsarchitektur, Stadt- und Raumplanung ist es also, die Klimaanpassung unserer Städte voranzutreiben. Damit leistet sie einen aktiven Beitrag zur Minderung der globalen Klimaerwärmung.

Aufgrund deren Signifikanz beschäftigten sich in den letzten Jahren bereits eine Vielzahl an Studien, Forschungsprojekten, Publikationen und Projekten intensiv mit den Themen Klimawandel und Landschaftsarchitektur. Die vorliegende Abschlussarbeit verbindet hierbei die theoretischen Grundlagen mit anwendbaren Planungsstrategien und verhilft somit zur klimaoptimierten Gestaltung von Freiräumen.

Die Arbeit legt dabei allgemein anwendbare Bausteine fest. Diese können Landschaftsarchitekt*innen im Sinne der Mikroklimaoptimierung individuell anwenden, ohne sich zuvor umfangreiches Hintergrundwissen aneignen zu müssen.

Um Freiräume klimagerecht gestalten zu können, müssen Planer*innen der stadtklimatische Kontext und das Mikroklima eines Ortes genau beobachten und auswerten. Erst auf dieser Basis kann dann ein auf diesen Ort angepasstes Konzept entstehen, um die Situation im Mikroklima nachhaltig zu optimieren.

Städtische Gebiete mit ähnlichen mikroklimatischen Ausprägungen werden in der Stadtklimatologie als „Klimatope“ bezeichnet. Die VDI-Richtlinie 3787 unterscheidet hierbei im städtischen Kontext beispielsweise das Stadtrand-, Stadt- und Stadtkern-, Gartenstadt-, Industrie-, Gewerbe- oder Bahnanlagen-Klimatop. Diese definierten Klimatope lassen sich für die Landschaftsarchitektur schließlich in noch kleinere Einheiten herunterbrechen, zu sogenannten „Kleinklimatopen“. Beispiele hierfür sind Stadtplätze, Innenhöfe, Hausgärten und Straßenräume.

Die Kleinklimatope verschiedener Freiräume stehen dabei fast immer im Austausch mit ihrer angrenzenden Umgebung. Somit beeinflussen sie sich gegenseitig entweder positiv oder negativ. Durch gezielte Analysen und Beobachtungen lassen sich die wichtigsten Einflussfaktoren auf solch ein Mikroklima feststellen.

Planende können daraufhin eine Einschätzung treffen, ob ein Mikroklima als eher angenehm, zu warm oder zu kalt empfunden wird und welches Optimierungsziel die Planung erreichen sollte. Mikroklimatisch nicht optimale Freiräume lassen sich im darauffolgenden Schritt durch gezielte Veränderungen der bestimmenden Einflussfaktoren optimieren.

Das Ziel ist es, das gesamte Stadtklima durch die Optimierung von einzelnen Kleinklimatopen, die im Austausch miteinander stehen, zu verbessern.

Planungsstrategien zur klimaoptimierten Gestaltung von Freiräumen

Die Bausteine für eine klimagerechte Landschaftsarchitektur entstanden im Rahmen dieser Arbeit auf Grundlage einer detaillierten Quellenforschung. Sie dienen in der Praxis als wesentliche Planungshilfen.

Diese beruhen auf den drei einflussgebenden Faktoren des Mikroklimas Strahlung, Wind und Wasser und den vier wichtigsten Elementen der Landschaftsarchitektur: Horizontale Flächen, Vertikale Flächen/Bebauung, Vegetation und Ausstattungselemente. Werden die zuvor genannten Faktoren auf der Ordinate und die Elemente auf der Abszisse aufgetragen, lassen sich 12 Baustein-Kategorien definieren, siehe Abbildung 1.

Einflussfaktoren ergeben insgesamt 62 Bausteine

Faktor Strahlung

Betrachtet man nun die Bausteine B1 bis B4, ist zu erkennen, dass diese die Strahlung als einflussgebender Faktor des Mikroklimas enthalten. Je nach mikroklimatischer Situation in einem betrachteten Freiraum kann es das Optimierungsziel sein, diesen zu kühlen oder zu wärmen. Langwellige und kurzwellige Strahlung können sich Planer*innen je nach Optimierungsziel zunutze machen. Dies, indem sie die ankommende Strahlung entweder aufnehmen, ableiten, speichern oder fernhalten.

Faktor Wind

Bei den Bausteinen B5 bis B8 ist der Wind als einflussgebender Faktor des Mikroklimas bestimmend. Gezielte Durchlüftungen oder Bremswirkungen unterstützen das Ziel des Wärmens oder Kühlens eines Ortes.

Faktor Wasser

Als dritter Faktor des Mikroklimas definiert das Wasser die Bausteine B9 bis B12. Bewegtes oder stilles Wasser, Verdunstungseffekte oder Wärmespeicherung durch Wasser können zur Kühlung oder zur Erwärmung eines Freiraums beitragen und gezielt Anwendung finden.

Diese 12 definierten Baustein-Kategorien lassen sich unter Berücksichtigung der jeweiligen Einflussfaktoren weiter unterteilen. Dies wird im Folgenden exemplarisch anhand eines von insgesamt 62 in der Abschlussarbeit definierten Bausteinen, erläutert:

Die Baustein-Kategorie B1 ergibt sich aus der Kombination der Elemente Strahlung und Horizontale Flächen. Eigenschaften wie Reflexion (Albedo), Wärmespeicherung, Wasserhaltefähigkeit und damit zusammenhängend die Verdunstungsleistung, die Porosität oder der Versiegelungsgrad sind bestimmend und ermöglichen eine weitere Differenzierung dieser Baustein-Kategorie. Dadurch ergeben sich die eigentlichen Bausteine B1.1 bis B1.6, siehe Abbildung 2.

Durch das Einarbeiten der Einflussfaktoren ergeben sich insgesamt 62 Bausteine, welche in der Abschlussarbeit genau erläutert und anhand anwendungsbezogener Beispiele dargestellt werden, siehe Abbildung 3.

Beispiel Stuttgarter Marktplatz

Die Praktikabilität der aufgestellten Matrix und derer Bausteine fanden anhand des Stuttgarter Marktplatzes ihre Anwendung. Eine detaillierte Analyse des örtlichen Mikroklimas durch eigene Beobachtungen, Ausfüllen eines selbst erstellten Bewertungsbogens und der Kategorisierung dieser Ergebnisse in einer Bewertungsmatrix ermöglichte die Erstellung eines auf diesen Ort abgestimmten Konzepts zur Mikroklimaoptimierung. Die definierten Bausteine liessen sich nach dem Erstellen des Konzepts gezielt auswählen und direkt auf den Ort anwenden.

Konzept „Grüne Markthalle“

Bitte auf die Bilder klicken, um sie in voller Größe zu sehen.

Die vorangegangene Analyse und Anwendung der Bausteine führten schließlich zum Konzept der „Grünen Markthalle“ am Stuttgarter Marktplatz:

Ein zentraler städtischer Freiraum mit hoher Aufenthaltsqualität durch Erhöhung des Grünflächenanteils und Schaffung von Aufenthaltsbereichen und Treffpunkten bei Bewahrung und Optimierung von aktuellen Funktionen des Platzes. Die grüne Markthalle als Leuchtturmprojekt und Eyecatcher im Stadtbild markiert das Image einer klimabewussten Stadt. Ein großes Rankgerüst für Kletterpflanzen, das über den gesamten Marktplatz gespannt wird, erhöht den Grünflächenanteil an diesem Platz ohne wichtige Nutzungen einzuschränken.

Dieser Ort als innerstädtischer Treffpunkt, Transitraum, Marktplatz und repräsentativer Vorplatz des Rathauses erhält durch diese grüne Konstruktion einen großen Mehrwert. Dadurch erhöht sich  die Aufenthaltsqualität erheblich. Durch eine bessere Verschattung und der gezielten Anpassung von Albedo-Werten wird die Überhitzung an heißen Tagen verringert.

Bausteine als Planungsstrategie

Verdunstungskühleffekte durch Wassernebel und Fontänenfelder werden genutzt und Versickerungsleistungen durch Anpassung von Oberflächen, Regenwassermanagement und Regenwasserspeicherung verbessert. Verdunstungen über Belagsflächen und Wasserelementen erhöhen die Verdunstungsleistungen und dadurch die Luftfeuchtigkeit am Ort. Vegetation und Ausstattungselemente sorgen für Windschutz. All diese Maßnahmen führen zu dem Ziel das Mikroklima dieses Stadtplatzes zu optimieren und somit auch angrenzende Bereiche positiv zu beeinflussen.

Die praktische Anwendbarkeit der Bausteine für eine klimagerechte Landschaftsarchitektur konnte somit erfolgreich anhand der Umplanung des Stuttgarter Marktplatzes getestet und validiert werden.
Diese Bausteine dienen Landschaftsarchitekten somit als Planungsstrategie für die Gestaltung von klimaoptimierten Freiräumen.

Raphaela Roming studierte an der HS Weihenstephan-Triesdorf im Bachelor Landschaftsarchitektur mit Schwerpunkt Freiraumplanung. Anschließend machte sie an der Hochschule für Wirtschaft und Umwelt Nürtingen-Geislingen ihren International Master of Landscape Architecture. Seit 216 arbeitet sie bei k3 LandschaftsArchitektur in in Villingen-Schwenningen.

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