Grüne Dächer sind in aller Munde, doch auch andere Dachfarben wirken sich positiv auf den urbanen Hitzeinseleffekt aus. So hat eine Studie aus Großbritannien bewiesen, dass weiß gestrichene Dächer eine bessere Kühlwirkung haben als grüne Dächer. Sie könnten die Temperaturen in London an heißen Tagen um bis zu 1,2°C senken.

Hitzestau in Städten ist ein immer wichtigeres Thema, das im Rahmen der inzwischen jährlich auftretenden Hitzewellen viel diskutiert wird. Weiße Farbe hilft: Sowohl Dächer als auch andere Flächen speichern weniger Hitze, wenn sie hell sind. Reflektierende Dächer mit weißer oder heller Farbe könnte laut einer Studie die Temperatur in ganzen Stadtteilen um 1,2°C oder sogar bis zu 2°C senken. Die Wissenschaftler*innen haben Computersimulationen am Beispiel der britischen Hauptstadt London durchgeführt. Sie konnten auch zeigen, dass bepflanzte Dächer, Straßengrün und Fotovoltaik-Anlagen nur einen geringen kühlenden Effekt haben.

Grüne Dächer produzieren nachts Wärme

Die neue Studie im Fachjournal „Geophysical Research Letters“, angeleitet von Oscar Brousse vom University College London, analysiert die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen auf die Temperaturen im Großraum London. Dafür nutzte das Team Daten vom 26. und 27. Juli 2018, zwei Tage mit Höchsttemperaturen. Mit einer Genauigkeit von einem Kilometer und einer Studie zeigte das dreidimensionale Modell der Wissenschaftler*innen die Temperaturverläufe in den verschiedenen Stadtgebieten. Die Simulation lief in elf Durchgängen.

Kühle Dächer schnitten dabei mit Abstand am besten ab: Sie können die Umgebung um bis zu 2°C kühlen. Dazu gehören Dächer, die weiß gestrichen sind. Auch spezielle Dünnschichtmaterialien sowie heller Beton und helles Metall helfen dabei, die Sonneneinstrahlung zu reflektieren. Auf diese Weise heizen die Dächer nicht stark auf.

Laut der Studie könnte London seine Temperaturen um 0,5°C senken, wenn alle in Frage kommenden Dächer mit Solarzellen bedeckt wären. Bäume und Straßengrün könnten die Temperaturen um 0,3°C senken, begrünte Dächer um 0,5°C – jedoch nur tagsüber. Nachts können grüne Dächer die Temperatur der Umgebung um bis zu 0,5°C erhöhen, denn durch ihre Verdunstung tragen sie zu höherer Luftfeuchtigkeit und damit schwüler Luft bei.

Solardächer können Klimaanlagen antreiben

Darüber hinaus berechneten die Forscher*innen, mit welchen anderen Effekten Städte wie London heiße Temperaturen abmildern können. Sie stellten fest, dass kühle Dächer die beste Möglichkeit darstellen, um selbst an heißen Sommertagen die Umgebung so kühl wie möglich zu halten.

Solarzellen auf Londoner Dächern wären genug, um flächendeckend Klimaanlagen zu betreiben und die Temperatur in Gebäude bei etwa 21°C zu halten. Da diese jedoch Wärme aus dem Gebäude nach außen abführen, würde sich die Durchschnittstemperatur in der Stadt insgesamt sogar erhöhen. Dennoch sind Solarzellen keine schlechte Wahl, da sie weniger Wärme anziehen als andere dunkle Dächer. Denn sie befinden sich über dem Dach und absorbieren einen großen Teil der Sonnenstrahlung, bevor diese das Gebäude aufwärmen kann.

Ähnlich sieht es bei grünen Dächern aus: Sie produzieren zwar nachts Wärme, sorgen aber dafür tagsüber für kühlere Temperaturen. Zudem helfen sie dabei, die Biodiversität zu erhöhen. Sie sind eng mit blauen Dächern verwandt, die vor allem in der Schwammstadt eine Rolle spielen, indem sie  Wasser speichern und dabei helfen, Regenwasser reguliert abfließen zu lassen, um Überschwemmungen zu vermeiden. Der Regenfall kann mithilfe von Dachzisternen wiederverwendet werden, um grüne Dächer zu gießen oder Toilettenspülungen im Gebäude zu betreiben.

Und braune Dächer stellen eine Variante der grünen Dächer dar. Sie konzentrieren sich ganz auf Biodiversität, um zu kompensieren, dass beim Bau von Städten viel Lebensraum verloren geht. Durch Materialien wie Erde und Geröll lassen sich Lebensräume für lokal gefährdete Arten wiederherstellen.

Lektionen aus dem Süden

Weiter im Süden weiß man schon lange, dass weiße Dächer eine besonders gute Lösung bei Hitze sind. So sind zum Beispiel in Griechenland viele Dächer und Außenwände weiß gestrichen. Damit ist es möglich, bis zu 85 Prozent des Sonnenlichts zu reflektieren, wodurch das Gebäude kühler bleibt. Auch die Umgebungsluft bleibt kühl. Jedoch bringen diese Dächer keine Vorteile für Flora und Fauna. Sie helfen auch nicht mit der Speicherung von Regenwasser.

Letztendlich gibt es keine perfekte Lösung für kühlere Städte. Grüne Dächer werden immer beliebter und sind in manchen Städten inzwischen sogar bei Neubauten vorgeschrieben. Die Debatte zwischen grünen und weißen Dächern geht weiter, aber fest steht, dass eine Kombination aus grün, weiß, blau und braun viele wertvolle Vorteile für Städte bringt. Daher ist es sinnvoll, innovative Ansätze zu fördern, die das Leben in der Stadt auch im Sommer angenehm machen.

Weiterlesen: Im Juni 2024 drehte sich unsere Printausgabe ganz um das Thema Dach.

Cluster Land

Am 14. Juni 2021 stellte Bundesumweltministerium und Umweltbundesamt die Ergebnisse der Klimawirkungs- und Risikoanalyse (KWRA) des Bundes vor. Die Message: Wenn es so weiter geht, werden die Risiken durch Hitze, Trockenheit und Starkregen durch den Klimawandel in Deutschland stark ansteigen. Wir haben die wichtigsten Erkenntnisse hier nochmal für Sie zusammengefasst.

Zum zweiten Mal seit 2015 wurden mit der Klimawirkungs- und Risikoanalyse 2021 die durch den Klimawandel in Deutschland verursachten zukünftigen Risiken genauer unter die Lupe genommen. Sind bisher nur wenige Gebiete in Deutschland mit den Auswirkungen des Klimawandels wie Dürren oder Überschwemmungen betroffen, könnte das schon zur Mitte des Jahrhunderts ganz anders aussehen. Im Folgenden fassen wir Ihnen die Erkenntnisse der KWRA in den drei Clustern „Land“, „Wasser“ und „Infrastruktur“ zusammen:

Handlungsfeld Biologische Vielfalt

Der Klimawandel in Deutschland habe für eine Mehrzahl der Lebewesen eine Veränderung der Vegetationsperiode und Phänologie zur Folge. Asynchronitäten dieser Veränderungen zwischen verschiedenen Spezies führen dazu, dass Nahrungsketten durcheinander geraten und dadurch die Bestäubung und das Aufkommen von Schädlingen beeinflussen. Wärmeliebende Invasivarten können sich durch die Folgen des Klimawandels in Deutschland stärker ausbreiten, wovon folglich besonders urbane und verkehrsträgernahe Räume betroffen seien. Auch die Zusammensetzung heimischer Arten werde vom Klimawandel zugunsten der wärmeliebenden beeinflusst. Sowohl Feuchtgebiete, alpine Lebensräume als auch der Wald werden durch die Klimaerwärmung degradiert.

Handlungsfeld Boden

Sich durch den Klimawandel in Deutschland verändernde Niederschlagsmuster mit extremeren Trockenperioden, Starkregen- und Starkwindereignissen verstärken die Bodenerosion und wirken sich negativ auf die Wasserkapazität des Oberbodens aus.

Handlungsfeld Landwirtschaft

Der Klimawandel beeinflusse die landwirtschaftliche Produktionsleistung. Höhe und Qualität des Ertrages hingen davon ab, wie gut das Klima sich innerhalb eines für jedes Lebewesens unterschiedlichen Optimums bewege. Die Milchleistung und -qualität von Kühen ginge schon bei geringem Hitzestress zurück. Ebenso zurück ginge das Wachstum von Schweinen und die Legeleistung von Hühnern. Pflanzen litten sowohl unter Hitzestress als auch unter der folgenden Trockenheit, wohingegen Schädlinge von höheren Temperaturen profitieren würden. Zukünftig könnte der Klimawandel nach der KWRA häufigere Ernteausfälle und eine geringere Qualität mancher landwirtschaftlicher Produkte zur Folge haben.

Handlungsfeld Wald-und Forstwirtschaft

Hitze und Trockenstress erhöhten die Empfindlichkeit von Bäumen gegenüber anderen Stressoren wie Starkwind, Waldbrand oder Schädlingsbefall (mehr zur Situation deutscher Wälder hier). Qualität und Preis von Holz können sich zukünftig durch den Klimawandel negativ verändern. Als immer beliebter werdender Freizeit- und Zufluchtsort bei Hitzetagen könne der Nutzungsdruck auf gesunde Wälder steigen.

Cluster Wasser

Handlungsfeld Fischerei

Als wechselwarme Tiere seien Fische stark von ihrer Umwelt abhängig. Gesundheit und Zuwächse bei fischereilich bedeutenden Arten können durch den Klimawandel in Deutschland beeinflusst werden. Bis zur Mitte des Jahrhunderts könnten einige kälteliebende Arten wie die Bachforelle aus deutschen Gewässern verschwunden sein. Dazu kämen Krankheitserreger und Parasiten, die von steigenden Temperaturen profitieren.

Handlungsfeld Küsten-und Meeresschutz

Der Klimawandel beeinflusse die Temperatur und dadurch auch die Qualität des Wassers. Steigende Nährstoffkonzentrationen im Meer führen zu Sauerstoffmangel und Versauerung mit negativen Folgen auf marine Ökosysteme. Steigende Meeresspiegel erhöhten die Belastung auf Küstenschutzsysteme, küstennahe Siedlungen und Infrastruktur schützen. Kritische Entwässerungssituationen werden künftig häufiger auftreten.

Handlungsfeld Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft

Hitze und Trockenheit beeinflussten die Wasserqualität und schränkten die Binnenschifffahrt und die Kühlwassernutzung von Kraftwerken ein. Durch den Klimawandel in Deutschland wird künftig folglich der Bedarf an bewässerten landwirtschaftlichen Flächen steigen. Angesichts der Tatsache dass nur ein Viertel des in Deutschland bezogenen Produktionswassers zur industriellen Produktion dient und der Rest zum Kühlen von KRaftwerken verbraucht wird, seien in diesem Handlungsfeld vor allem politische Entscheidung hinsichtlich der Weiterentwicklung der Industrieproduktion entscheidend.

Cluster Infrastruktur

Handlungsfeld Bauwesen

Durch den Klimawandel bedingte Stark- und Hochwasserereignisse könnten Gebäude häufiger beschädigt werden. Urbane Flächen würden sich demnach weiter verbreiten und so eine Ausdehnung städtischer Wärmeinseln zur Folge haben. Ohne bauliche Anpassung würde der Klimawandel also vermehrt zu höheren Innenraumtemperaturen führen. Künftig könnten Bautätigkeiten durch Starkwind und -regen sowie Hitze und UV-Strahlung erschwert werden.

Handlungsfeld Energiewirtschaft

Künftig seien ein steigender Bedarf an Kühlenergie und ein sinkender Bedarf an Heizenergie zu erwarten. Regional könnten demnach Lieferketten für fossile Energieträger durch Niedrigwasser beeinflusst werden und Kraftwerke müssten bei geringem Kühlwasserangebot ihre Produktion herunterfahren.

Handlungsfeld Verkehr, Verkehrsinfrastruktur

Hoch- und Niedrigwassereignisse könnten die Binnenschifffahrt zukünftig stärker beeinträchtigen. Durch den Meeresspiegelanstieg seien zudem auch Seefahrtsstraßen und maritime Infrastruktur betroffen. Straßen und Schienen sowie Verkehrsleitsysteme und Stromversorgungsanlagen würden folglich durch Hitze und andere Auswirkungen des Klimawandels unter einem höheren Beschädigungsrisiko leiden.

Cluster Wirtschaft

Handlungsfeld Industrie und Gewerbe

Zukünftig könnten bestimmte Rohstoffe, die aus klimavulnerablen Ländern stammen, schwerer für deutsche Unternehmen zu erhalten sein. Zusätzlich könnte der internationale Warenverkehr stärker durch extremes Wetter beeinträchtigt werden. Hitzewellen könnten außerdem zu Leistungseinbußen von Beschäftigten durch Unfälle oder gesundheitliche Belastungen führen.

Handlungsfeld Tourismuswirtschaft

Die Nutzung touristischer Infrastrukturen im Küstenraum oder auch Skigebiete würden außerdem durch den Klimawandel in Deutschland beeinträchtigt. Chancen hingegen ergäben sich zum Beispiel durch die zu erwartende Verlängerung der Badesaison.

Cluster Gesundheit

Handlungsfeld Menschliche Gesundheit

Die Hitzebelastung auf die Bevölkerung nehme künftig zu, ebenso extreme Wetterereignisse wie Starkregen und Hagel. Die Pollensaison beginne früher und dauere länger an. Der Klimawandel würde zudem Krankheitserreger wie Vibrionen und Vektoren wie Mücken und Zecken begünstigen.

Die vollständige KWRA finden Sie auf der Homepage des BMU.

Dem Thema „Klimawandel“ widmete sich die G+L in der Maiausgabe 2018. Hier geht es zum Heft.