Stadtklimamodellierung – Grundlagen und praktische Anwendung

Immer mehr Menschen werden in Zukunft in urbanen Umgebungen leben. Gerade diese Umgebungen sind jedoch sehr anfällig gegenüber der starken Zunahme an Extremwetterereignissen und steigenden Temperaturen in den letzten Jahren. Parallel hierzu ist das System Stadt ein sehr träges, sodass Änderungen undAnpassungen einerseits sehr aufwendig, anderseits sehr langsam umgesetzt werden können, deshalb solltenmöglichst exakte Informationen der Auswirkungen solcher Anpassungen vorab vorliegen. Dies gilt umso mehr, als bestehende Strukturen mit in die Betrachtung aufgenommen werden müssen und signifikante Einflüsse auf die geplanten Änderungen haben. Seit Jahren beschäftigen sich deshalb Behörden, Planer und nicht zuletzt auch die Forschung mit dem Thema, um möglichst gute Vorhersagen abgeben zu können. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind dabei gut, meist jedoch noch zu weit von der Realität entfernt. Um ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, wie diese Verbesserungen generiert werden, sind im vorliegenden Beitrag die häufig zur Anwendung kommenden Konzepte der Stadtklimamodellierung vorgestellt und näher erläutert. Hierbei werden die grundlegenden Modelle der Wärme- und Impulsübertragung zwischen der gebauten Umwelt und dem Stadtklima, die gängigsten Ansätze zur Modellierung des Stadtklimas mit dem Schwerpunkt auf vereinfachte Modelle, die wissenschaftlichen Grundlagenkonzepte, welche in numerischen Klimamodellen umgesetzt werden, die Ursachen und Auswirkungen urbaner Wärmeinseln, die Anwendung modellbasierter Stadtplanung zur Reduzierung urbanerWärmeinseln und schließlich die Analyse der wichtigsten städtebaulichen Designentscheidungen sowie die Bewertung ihre Auswirkungen auf urbane Wärmeinseln, Energieverbrauch von Gebäuden, thermischem Komfort im Freien und am Rande auch die Luftverschmutzung betrachtet.