Bauvorhaben Castelnau II in der Stadt Trier

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1 Bauvorhaben Castelnau II in der Stadt Trier Gutachterliche Stellungnahme zu den klimaökologischen Auswirkungen der geplanten Nutzungsänderung GEO-NET Umweltconsulting GmbH Große Pfahlstraße 5a Hannover Tel. (0511) FAX (0511) Allgemeines Die Planungen der Stadt Trier für ein neues Wohngebiet im Süden der Stadt, resultierend aus dem maßgeblichen Entwurf der Mehrfachbeauftragung der EGP (Planung Büro Atelier Dreiseitl und Eble Architekten), umfassen ca. 20 ha Bauflächen sowie umgebende Grünflächen. In den Bauflächen sollen Geschosswohnungen, Reihen- und Doppelhäuser sowie freistehende Einfamilienhäuser entstehen. Der Anteil an Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern ist dominierend und wird rd. 76 % betragen. Das Gebiet bietet nach aktuellem Planungsstand (Juli 2017) Raum für ca Wohneinheiten mit ca Einwohnern. Gegenüber dem Entwurf aus der Mehrfachbeauftragung wurde das Gebiet zwischenzeitlich moderat um Bereiche westlich angrenzend erweitert. Das Bebauungskonzept für diesen Teil (siehe dazu auf Seite 26) befindet aktuell noch in Abstimmung. Zur Bestandsbebauung ist nach Norden hin ein zwischen 25 bis 100 m breiter Grünzug (Waldstreifen) vorgesehen (s. Abb. 1.1 Quelle: Stadt Trier). Abb. 1.1: Neuplanung Castelnau II (Quelle: Stadt Trier; Stand März 2016) Das Areal, eine Konversionsfläche vormals militärischer Nutzung, heute eine Nutzungsbrache, befindet sich östlich der Pellinger Straße im Stadtteil Feyen. Sie ist bestimmt durch waldartige Strukturen aber auch flächig durchsetzt mit Einbauten und befestigten Verkehrsflächen der ehemaligen militärischen Nutzung. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wurden einige Teilflächen mit Einbauten bereits zurückgebaut. Das überplante Areal wird von den Tiefenlinien des Kobenbaches im Westen sowie dem Aulbach im Osten eingerahmt, welche eine Klimafunktion als Kaltluftleitbahn aufweisen (vgl. Stadtklimaanalyse Trier; GEO-NET Endfassung 2009). Es grenzt im Süden und Osten an den weiträumigen Mattheiser Wald, im Norden und Nordwesten an Bestandsbebauung und im Westen und Südwesten an den Talzug des Kobenbachs. Die aktuellen Planung der Stadt Trier stellen eine Änderungsplanung für eine zurückliegend bereits erfolgte Beplanung durch ein Gewerbegebiet dar. Es handelt sich dabei um den Bebauungsplan BF 13 Handwerkerpark Feyen, eine Planung welche bis heute als rechtsver- GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 1 von 27

2 bindlicher Bebauungsplan besteht und welche von Geo-Net zurückliegend (vgl. Stadtklimaanalyse Trier; GEO- NET Endfassung 2009) auch bereits untersucht wurde. Eine erste klimaökologische Beurteilung der Planänderung zu einem Wohngebiet erfolgte bereits im Dezember 2014 auf gesamtstädtischer Ebene, wobei das zugrunde gelegte Flächenszenario den Planungsstand der Flächennutzungsplanung wiedergab gegenüber einem unbebauten Zustand (Militärbrache) als Basisszenario. Diese Beurteilung kam zu folgendem Ergebnis: Die bioklimatische Situation im neuen Wohngebiet selbst konnte vorwiegend als günstig eingeschätzt werden, lediglich in der Zeilenbebauung liegt eine geringe bis mäßige Belastung vor. Die Untersuchung ergab, dass diese ist auch in der Bestandsbebauung entlang der Pellinger Straße anzutreffen ist, so dass von einer leichten Beeinflussung des Bioklimas ausgegangen werden kann. Kleinräumige bioklimatische Auswirkungen auf das nach Norden anschließende Wohngebiet in Feyen waren ebenfalls gegeben. Die klimatischen Bedingungen im durch Einzel- und Reihenhäuser geprägten Bestandsquartier westlich der Pellinger Straße konnte als insgesamt gesehen günstig bewertet werden. Die Funktion der an das Planareal angrenzenden Kaltluftleitbahnen wurde nicht beeinträchtigt. Das nun vorliegende aktuelle Konzept für ein Wohngebiet wird mit Rechtskraft des Bebauungsplanes BF 19 "Hochplateau Castelnau" die Planung des Gewerbegebiets BF 13 Handwerkerpark Feyen ersetzen. Abb. 1.2: Bebauungsplan BF13 - Handwerkerpark (Quelle: Stadt Trier) Im Unterschied zur zurückliegenden Bearbeitung fußt die aktuelle Klimaanalyse dabei auf einem Vergleich mit der ehemals projektieren Planung des "Handwerkerparks" (rechtsverbindlicher Bebauungsplan BF 13, s. Abb. 1.2) und sie vergleicht damit die frühere gewerbliche Planung mit der aktuellen Planung eines Wohngebietes. Der BF 13 wird somit nachfolgend als Plan-0-Fall und die Neuplanung für das Wohngebiet als Prognose 2030-Plan-Fall angenommen. Über einen Vergleich der Szenarien lassen sich die räumlichen Auswirkungen der Nutzungsänderungen auf die nächtlichen Luftaustauschprozesse während entsprechender Witterungssituationen im Sommer abschätzen. Die Lage der Planfläche mündet also in der Frage, ob und in welchem Maße ein Einfluss der geplanten Bebauung durch eine Hinderniswirkung auf eigenbürtige Kaltluftbewegungen vorliegt und möglicherweise der lokale Luftaustausch und damit die bioklimatische Situation in angrenzenden Siedlungsräumen während windschwacher Sommernächte beeinflusst wird. Das Untersuchungsgebiet bildet den Planungsraum Castelnau II mit dem landschaftlichen Umfeld, den angrenzenden Talräumen und den nördlich gelegenen Siedlungsbereichen Feyen-Weismark und Heiligkreuz ab. Die beiden bereits weitgehend entwickelten Baugebiete BF 14 und BF 15 wurden im Plan-0-Fall-Szenario als Bestandsgebiete berücksichtigt, die im FNP neu dargestellte nördlich angrenzende Baufläche FE-W-01 Erweiterung Feyen-Nord im Prognose 2030-Plan-Fall-Szenario als künftiges Gebiet. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 2 von 27

3 Synoptische Rahmenbedingungen Während sogenannter autochthoner ( eigenbürtiger ) Wetterlagen können sich die lokalklimatischen Besonderheiten in einer Stadt besonders gut ausprägen, da es nur eine geringe übergeordnete Windströmung gibt. Eine solche Wetterlage wird durch wolkenlosen Himmel und einen nur sehr schwachen überlagernden synoptischen Wind gekennzeichnet. Bei den hier durchgeführten numerischen Simulationen wurden die großräumigen Rahmenbedingungen entsprechend festgelegt: Bedeckungsgrad 0/8, Kein überlagernder geostrophischer Wind, Relative Feuchte der Luftmasse 50%. Die vergleichsweise geringen Windgeschwindigkeiten bei einer austauscharmen Wetterlage bedingen einen herabgesetzten Luftaustausch in der bodennahen Luftschicht und tragen zur Anreicherung von Luftschadstoffen bei. Bei gleichzeitiger Wärmebelastung in den Siedlungsflächen können sich lokal bioklimatische und lufthygienische Belastungsräume ausbilden. Diese Wettersituation stellt damit ein Worst-Case -Szenario dar. Charakteristisch für diese (Hochdruck-) Wetterlage ist die Entstehung eigenbürtiger Kaltluftströmungen (Flurwinde), die durch den Temperaturgradienten zwischen kühlen Freiflächen und wärmeren Siedlungsräumen angetrieben werden und zu einem Abbau der Belastungen beitragen. Datengrundlage und Modellrechnung Die Modellrechnungen wurden mit dem Strömungs- und Klimamodell FITNAH durchgeführt. Bei einem numerischen Modell wie FITNAH muss zur Festlegung und Bearbeitung einer Aufgabenstellung eine Reihe von Eingangsdaten zur Verfügung stehen. Nutzungsstruktur und Geländehöhe sind wichtige Eingangsdaten für die Windfeldmodellierung, da über die Oberflächengestalt, die Höhe der jeweiligen Nutzungsstrukturen sowie deren Versiegelungsgrad das Strömungs- und Temperaturfeld entscheidend beeinflusst wird. Die dafür erforderlichen Geodaten wurden von der Stadt Trier zur Verfügung gestellt. Das verwendete Siedlungskonzept für Castelnau II datiert aus dem März Zwischenzeitliche Weiterentwicklungen zum aktuellen Planungsstand Juli 2017 werden in Kapitel 6 verbal argumentativ bewertet. Das gesamte Untersuchungsgebiet hat bei einer Abmessung von 7,8 km x 6,7 km eine Fläche von etwa 52 km². Die Modellierung der meteorologischen Parameter erfolgte mit einer Zellengröße von 20 m x 20 m, wobei zur Aufbereitung der Nutzungsstrukturen die Informationen aus dem ALKIS herangezogen wurden. Um den speziellen Anforderungen der Modellanalyse gerecht werden zu können, wurde die Nutzungsklassifizierung des ALKIS zu einem 14-klassigen Nutzungsschlüssel aggregiert. Für die Höhe der Oberflächenstrukturen konnte auf das Höhenmodell einer Laserscan-Befliegung aus dem Jahr 2009 zurückgegriffen werden. Im Folgenden werden die Ergebnisse der Klimasimulation erläutert. Wenngleich in den Ergebniskarten auch das Baufeld FE-W-01 mit abgebildet wird, beziehen sich die gemachten Aussagen auf das Planareal Castelnau II. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 3 von 27

4 Abb. 1.3: Modellgebiet (roter Umriss; Quelle: ArcGis Imagery) Lufttemperatur Ein erholsamer Schlaf ist nur bei günstigen thermischen Bedingungen möglich, weshalb der Belastungssituation in den Nachtstunden eine besondere Bedeutung zukommt. Da die klimatischen Verhältnisse der Wohnungen in der Nacht im Wesentlichen nur durch den Luftwechsel modifiziert werden können, ist die Temperatur der Außenluft der entscheidende Faktor bei der Bewertung der thermophysiologischen Belastung. Entsprechend spiegelt die Beurteilung des Bioklimas weniger die thermische Beanspruchung des Menschen im Freien wider, als vielmehr die positive Beeinflussbarkeit des nächtlichen Innenraumklimas. Die bodennahe Lufttemperatur im Umfeld der Planfläche zum Zeitpunkt 04 Uhr morgens zeigt Abb Es umfasst unter den angenommenen meteorologischen Rahmenbedingungen eine Spannweite von etwa 6 Kelvin (K) und erreicht dabei Werte zwischen 13,1 C und 19,5 C. Im Bereich der Innenstadt können die Werte auch darüber hinausgehen und bis zu 21 C betragen. Die mittlere Temperatur des Untersuchungsgebietes liegt bei 15,6 C. Die höchsten Temperaturen von über 19 C treten im Bereich der Medardstraße auf, da hier Bauvolumen und Oberflächenversiegelung etwas stärker ausgeprägt sind und die nächtliche Abkühlung durch die Wärme speichernden Materialien wie Beton und Stein deutlich reduziert wird. Zudem sind ähnlich hohe Werte über der Wasserfläche der Mosel anzutreffen. Die hohe spezifische Wärmekapazität des Wassers, seine besondere Art der Strahlungsabsorbtion und die im Wasserkörper stattfindenden turbulenten Durchmischungsvorgänge sorgen für eine (von hohen Absolutwerten ausgehend) deutlich verringerte tagesperiodische Temperaturamplitude über den größeren Gewässern. Da hier die Lufttemperaturen im Sommer tagsüber niedriger und GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 4 von 27

5 nachts höher als in der Umgebung sind, wirken größere Gewässer auf bebaute Flächen tagsüber klimatisch ausgleichend, während sie nachts die Abkühlung verringern. Ein mit 16,5 C bis 18,0 C niedrigeres Temperaturniveau liegt dagegen in den locker strukturierten und durch Einzel- und Reihenhausbebauung geprägten Siedlungsflächen im Ortsteil Feyen vor. Neben der Nähe zu den in den Nachtstunden stark abkühlenden Arealen des Umlandes ist dies auch auf den vergleichsweise geringen Überbauungsgrad und den hohen Grünflächenanteil des hier vorliegenden Bebauungstyps zurückzuführen ist. Zudem kann auch innerhalb von größeren Hausgärten und Abstandsflächen die Temperatur lokal auf weniger als 16 C absinken. Über den ebenerdig versiegelten Flächen treten, abhängig von Größe und baulichen Dichte des Umfeldes, ähnliche Temperaturen auf. Im Temperaturfeld treten vor allem die durch Wiese und landwirtschaftliche Nutzung geprägten Areale mit den niedrigsten Werten von weniger als 15 C hervor, da hier eine intensive nächtliche Wärmeausstrahlung mit entsprechender Abkühlung der darüber lagernden Luft erfolgen kann. Dabei sind die niedrigsten Werte von weniger als 14 C südlich des Planareals zu beobachten. Die Kaltluft fließt dem Gefälle folgend hangabwärts ab, so dass im Bereich der Tiefenlinie entlang von Kobenbach und Aulbach die Mächtigkeit der Kaltluft und damit auch die Abkühlung am stärksten sind. Das Plangebiet selbst weist ein heterogenes Temperaturniveau von weniger als 14,0 C über den unbebauten Flächenanteilen im Norden bis 18,8 C im bebauten Südwesten auf. Mit Umsetzung der Planung wird die Spannweite der lokal auftretenden Temperaturwerte innerhalb der Fläche nivelliert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass einerseits eine Bebauung des zuvor unversiegelten Areals im Norden erfolgt und andererseits mit der vorgesehenen Wohnbebauung der Versiegelungsanteil der Bestandsbebauung tendenziell abnehmen wird (siehe Abb. 2.2). In Abb. 2.3 ist die Differenz der Lufttemperatur zwischen dem Prognose 2030-Plan-Fall und dem Plan-0-Fall dargestellt, wobei rote Farben eine Zunahme der Temperatur gegenüber der gegenwärtigen Situation wiedergeben und blaue Farben eine Abnahme. Neben dem eigentlichen Planareal Castelnau II ist auch das nördlich lokalisierte Baufeld FE-W-01 mit abgebildet. Einhergehend mit der geplanten Bebauung ist eine Zunahme um bis zu 6 K (Kelvin bzw. C) zu beobachten (rote Farbe). Die flächenhafte Abnahme (blaue Farbe) im Süden des Planareals ist auf einen im Vergleich zur Bestandsbebauung geringeren Gesamtversiegelungsgrad zurückzuführen. Zudem zeigt Abb. 2.3 den insgesamt geringen Einfluss der zukünftigen Bebauung auf das Temperaturniveau benachbarter Flächen. Lediglich im Bereich Simone-de-Beauvoir-Straße/Orli-Torgau-Straße ist eine kleinräumige Zunahme im Bestand zu erwarten. Diese beträgt 0,25 K bis 0,5 K in einer Entfernung von etwa 200 m ausgehend von der Plangebietsgrenze. Darüber hinaus sind nur kleinräumig zwischen Pellinger Straße und Am Römersprudel ähnliche Zunahmen anzutreffen. Im übrigen Bestand ist keine Beeinflussung der Temperatursituation zu erwarten. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 5 von 27

6 Abb. 2.1: Nächtliches Temperaturfeld im Plan-0-Fall (4:00 Uhr, 2 m über Grund in C) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 6 von 27

7 Abb. 2.2: Nächtliches Temperaturfeld im Prognose 2030-Plan-Fall (4:00 Uhr, 2 m über Grund in C) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 7 von 27

8 Abb. 2.3: Differenz der Lufttemperatur zwischen Prognose 2030-Plan-Fall und Plan-0-Fall in K GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 8 von 27

9 3 Bodennahes Windfeld Die bodennahe Temperaturverteilung bedingt horizontale Luftdruckunterschiede, die wiederum Auslöser für lokale thermische Windsysteme sind. Ausgangspunkt dieses Prozesses sind die nächtlichen Temperaturunterschiede, die sich zwischen Siedlungsräumen und vegetationsgeprägten Freiflächen bzw. dem Umland einstellen. Die landnutzungstypischen Temperaturunterschiede beginnen sich schon kurz nach Sonnenuntergang herauszubilden und können die ganze Nacht über andauern. Dabei erweisen sich insbesondere Wiesenund Ackerflächen als kaltluftproduktiv. Abhängig von den Oberflächeneigenschaften und Abkühlungsraten geht damit die rasche Entwicklung von Kaltluftströmungen einher, die zunächst vertikal nur von geringer Mächtigkeit (5-10 m Schichthöhe) sind und sich zwischen der Vielzahl der unterschiedlich temperierten Flächen ausbilden. Die Ergebniskarten stellen das sich zum nächtlichen Analysezeitpunkt ausgeprägte Kaltluftströmungsfeld in zwei Ebenen dar. Die Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit wird über die Pfeilrichtung und Pfeillänge in Form von Vektoren abgebildet, wobei die Pfeile der Karte für eine übersichtlichere Darstellung auf 50 m aggregiert worden sind. Die unterlegten Rasterzellen stellen zudem die Windgeschwindigkeit flächenhaft in Farbstufung dar. Die Werte beziehen sich auf eine Analysehöhe von 2 m über Grund. Abgebildet sind alle Zellen des ursprünglichen Rasters, für die aufgrund einer modellierten Mindestwindgeschwindigkeit von 0,1 m/s und unter Berücksichtigung der gebietstypischen Ausprägung eine potenzielle klimaökologische Wirksamkeit angenommen werden kann. Die vorliegende Untersuchung geht der Frage nach, in wieweit sich eine bauliche Entwicklung innerhalb der Planfläche auf den lokalen Luftaustausch auswirken wird. Abbildung 2.4 zeigt die Strömungsgeschwindigkeit des modellierten Windfeldes für den Plan-0-Fall als Basisszenario, das sich während einer sommerlichen Strahlungswetternacht ausbildet. Die Geschwindigkeit der Kaltluftströmungen liegt bodennah zumeist zwischen 0,3 m/s bis 1,0 m/s, wobei deren Dynamik räumlich variiert. Überdurchschnittlich hohe Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als 1,0 m/s treten vor allem im Zusammenhang mit Kaltluftabflüssen über den Hangbereichen auf. Dahingehend zeichnen sich die Tiefenlinien von Kobenbach und Aulbach mit hohen Werten ab. Auch die größeren Straßenzüge werden bodennah von Kaltluft durchströmt. Zudem ermöglichen größere Abstandsflächen in der Bebauung das Einwirken von Kaltluft bis in den bodennahen Bereich. Im weiteren Verlauf verringert sich die Windgeschwindigkeit lokal auf weniger als 0,1 m/s, was auf die Hinderniswirkung der Baukörper und das allmählich ansteigende Temperaturniveau zurückzuführen ist. Das Planareal weist vor allem im Nordteil Werte von 0,5 bis 1,0 m/s, welche lokal auch darüber hinausgehen. Die hier abfließende Kaltluft wirkt in die nördlich angrenzende Wohnbebauung ein. Die für das Plan-0- Szenario angenommene gewerbliche Baufläche wird hingegen kaum von Kaltluft beaufschlagt. Abgesehen von einzelnen Siedlungsflächen mit höherer Zeilenbebauung ist die Durchlüftungssituation im Ortsteil als günstig zu beurteilen. Im Strömungsfeld des Prognose 2030-Plan-Falls (siehe Abb. 2.5) führt die Bebauung des Planareals zu einer örtlichen Abwandlung der bodennahen Windgeschwindigkeiten um signifikante Werte über 0,1 m/s. Im Bereich der nördlichen Baufelder kommt es erwartungsgemäß zu den stärksten Reduktionen um bis zu 0,5 m/s. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 9 von 27

10 Gleichzeitig verbessert sich im südlichen Planareal die Durchlüftung, was auf die insgesamt aufgelockerte Bebauung mit Abstandsflächen gegenüber der gewerblichen Bestandsbebauung zurückzuführen ist. Lediglich im Bereich der geplanten Zeilenbebauung im Westen geht die Strömungsgeschwindigkeit auf weniger als 0,3 m/s zurück. Im Gegensatz zum Plan-0-Fall wird nun ein Großteil des Planareals von Kaltluft überstrichen. Die Wirksamkeit der Kaltluftleitbahnen wird kaum beeinträchtigt. Dies wird in Abb. 2.6 deutlich, in der die Differenz der Windgeschwindigkeiten zwischen dem Plan- und Plan- 0-Fall dargestellt ist. Rote Farben kennzeichnen eine Abnahme der Geschwindigkeit gegenüber der gegenwärtigen Situation, blaue Farben eine Zunahme. Die Abnahmen bleiben im Wesentlichen auf das nördliche Planareal begrenzt. Im Bereich Orli-Torgau-Straße/Pellinger Straße gehen diese mit bis zu minus 0,2 m/s auch darüber hinaus. Zudem ist kleinräumig auch eine Abnahme innerhalb des Aulbachtals zu beobachten. Dem stehen die Zunahmen der bodennahen Windgeschwindigkeit um bis zu 0,8 m/s gegenüber. Diese wirken im Bereich Pellinger Straße/Zum Römersprudel auch in den westlich angrenzenden Bestand hinein, so dass dort eine planbedingte Verbesserung der Durchlüftung festzustellen ist. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 10 von 27

11 Abb. 2.4: Nächtliches Windfeld im Plan-0-Fall (4:00 Uhr, 2 m über Grund in m/s) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 11 von 27

12 Abb. 2.5: Nächtliches Windfeld im Prognose 2030-Plan-Fall (4:00 Uhr, 2 m über Grund in m/s) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 12 von 27

13 Abb. 2.6: Differenz der Windgeschwindigkeit zwischen Prognose 203-Plan-Fall und Plan-0-Fall in m/s GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 13 von 27

14 4 Kaltluftvolumenstrom Allgemeines: Wie bereits im Vorkapitel zum autochthonen Windfeld erläutert, kommt den lokalen thermischen Windsystemen eine besondere Bedeutung beim Abbau von Wärme- und Schadstoffbelastungen größerer Siedlungsräume zu. Weil die potenzielle Ausgleichsleistung einer grünbestimmten Fläche nicht allein aus der Geschwindigkeit der Kaltluftströmung resultiert, sondern zu einem wesentlichen Teil durch ihre Mächtigkeit (d.h. durch die Höhe der Kaltluftschicht) mitbestimmt wird, wird zur Bewertung der Grünflächen ein weiterer Klimaparameter herangezogen: der sogenannte Kaltluftvolumenstrom. Unter dem Begriff Kaltluftvolumenstrom versteht man, vereinfacht ausgedrückt, das Produkt aus der Fließgeschwindigkeit der Kaltluft, ihrer vertikalen Ausdehnung (Schichthöhe) und der horizontalen Ausdehnung des durchflossenen Querschnitts (Durchflussbreite). Er beschreibt somit diejenige Menge an Kaltluft in der Einheit m³, die in jeder Sekunde durch den Querschnitt beispielsweise eines Hanges oder einer Leitbahn fließt. Da die Modellergebnisse nicht die Durchströmung eines natürlichen Querschnitts widerspiegeln, sondern den Strömungsdurchgang der gleichbleibenden Rasterzellenbreite, ist der resultierende Parameter streng genommen nicht als Volumenstrom, sondern als rasterbasierte Volumenstromdichte aufzufassen. Dies kann man so veranschaulichen, indem man sich ein quer zur Luftströmung hängendes Netz vorstellt, das ausgehend von der Obergrenze der Kaltluftschicht bis hinab auf die Erdoberfläche reicht. Bestimmt man nun die Menge der pro Sekunde durch das Netz strömenden Luft, erhält man den rasterbasierten Kaltluftvolumenstrom (Abb. 2.7). Der Volumenstrom ist ein Maß für den Zustrom von Kaltluft und bestimmt somit, neben der Strömungsgeschwindigkeit, die Abb. 2.7: Prinzipskizze Kaltluftvolumenstrom Größenordnung des Durchlüftungspotenzials. Die räumliche Ausprägung des Kaltluftvolumenstroms im Untersuchungsraum entspricht im Wesentlichen der des bodennahen Strömungsfeldes. Die Abb. 2.8 zeigt die Situation für den Plan-0-Fall in einer qualitativen Abstufung, der Prognose 2030-Plan-Fall wird in Abb. 2.9 dargestellt. Analog zur Strömungsgeschwindigkeit tritt ein hoher bis sehr hoher Volumenstrom vor allem westlich und östlich des Plangebietes auf. Ein hoher Wert ist zudem innerhalb größerer Abstandsflächen und Straßenräume zu beobachten. Innerhalb der übrigen Siedlungsflächen liegt verbreitet ein mäßiger Kaltluftvolumenstrom vor, welcher aufgrund der Hinderniswirkung von Gebäuden Gebäude sowie einer allmählichen Erwärmung der Kaltluft auf ein geringes Niveau absinken kann. Innerhalb der gewerblichen Bestandsbebauung liegt lediglich ein geringer bis mäßiger Volumenstrom vor. Wie Abb. 2.9 zeigt, führt die Nutzungsänderung zu einer Beeinflussung des Kaltluftvolumenstroms. Es zeigt sich, dass dieser innerhalb der Planfläche flächenhaft auf einen hohen bis sehr hohen Wert ansteigt. In der nördlich an das Plangebiet angrenzenden Wohnbebauung führen die geplanten Baukörper zwar zu einer GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 14 von 27

15 Abnahme des Volumenstroms im Bereich der Simone-De-Beauvoir-Straße, allerdings liegt hier auch im Prognose 2030-Plan-Fall noch ein hoher Volumenstrom vor. Wie Abb als Differenzendarstellung zeigt, tritt die stärkste Abschwächung mit mehr als minus 400 m³/s (pro Rasterzelle) vor allem auf der Vorhabenflächen selbst mit der Überbauung von im Ist-Zustand noch am Kaltlufttransport beteiligter Fläche auf (Orange) auf. Außerdem wird sichtbar, wie sich auf der windabgewandten Seite der Planfläche die Abnahmen in Richtung Simone-De-Beauvoir-Straße fortsetzen. Der vom geplanten Wohnquartier ausgehende Effekt klingt etwa an der Orli-Torgau-Straße ab, so dass keine Auswirkungen für den Kernstadtbereich zu erwarten sind. Auch auf der windzugewandten Seite (Luv) macht sich das Abbremsen der Kaltluft nach Südwesten hin durch die geplante Bebauung bis zu einer Entfernung von etwa 500 m mit Werteabnahmen bemerkbar. Den Abnahmen stehen die Zunahmen des Kaltluftvolumenstroms gegenüber, von denen im Prognose Plan-Fall die Bebauung westlich der Pellinger Straße profitiert (grüne Farbe). Die Durchlüftung der Kaltluftleitbahnen wird nicht beeinträchtigt. Auch in Anbetracht der meist günstigen klimatischen Ausgangssituation in den Bestandsflächen ist die Erheblichkeit der Nutzungsänderung als mäßig einzustufen. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 15 von 27

16 Abb. 2.8: Kaltluftvolumenstrom im Plan-0-Fall (4:00 Uhr morgens) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 16 von 27

17 Abb. 2.9: Kaltluftvolumenstrom im Prognose 2030-Plan-Fall (4:00 Uhr morgens) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 17 von 27

18 Abb. 2.10: Differenz des Kaltluftvolumenstroms zwischen Prognose 2030-Plan-Fall und Plan-0-Fall (in Prozentpunkten) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 18 von 27

19 5 Fazit Die vorliegende Untersuchung hat zum Ziel, die Auswirkungen einer Bebauung des Planareals Castelnau II auf den nächtlichen Kaltlufthaushalt und die bioklimatische Situation im näheren Umfeld zu bewerten. Für die klimaökologischen Auswirkungen lassen sich auf Grundlage der mit dem Modell simulierten Klimaparameter folgende Ergebnisse zusammenfassen: Die Beeinflussung des nächtlichen Kaltluftströmungsfeldes bei austauscharmen sommerlichen Hochdruckwetterlagen führt zu einer lokalen Abschwächung der Kaltluftlieferung im Ortsteil Feyen. Davon ist im Wesentlichen der an das Plangebiet angrenzende Bereich entlang der Simone-De-Beauvoir-Straße betroffen. Eine hiermit verbundene signifikante Zunahme der bodennahen Lufttemperatur wurde allerdings nicht ermittelt. Dies ist auf die zumeist lockere Bebauungsstruktur sowie die Stadtrandlage und das damit im Vergleich zur Stadtmitte niedrigere Temperaturniveau zurückzuführen. Die Gunstwirkung des bodennahen Luftaustausches wird aber nur nördlich des Planareals leicht vermindert. Gleichzeitig führt die Planung zu einer Verbesserung der Durchlüftung in den Bestandsflächen westlich der Pellinger Straße. Aus klimaökologischer Sicht stellt der städtebauliche Entwurf zum Gebiet Castelnau II insgesamt gesehen eine Verbesserung gegenüber der Planung zum Handwerkerpark (BF13) dar. In der Gesamtbilanz ist das qualitative und räumliche Ausmaß der Wirkungen insbesondere auf vorhandene Wohnnutzungen als gering bis mäßig anzusehen. Aufgrund der bioklimatisch günstigen Ausgangssituation im angrenzenden Bestand (aufgelockerte Bebauung mit Zeilenbebauung, Einfamilien- und Zweifamilienhäusern sowie Gärten) erscheint die Nutzungsänderung als klimatisch vertretbar. Die mit einer weiteren Bebauung einher gehende Temperaturzunahme in den Bestandsflächen ist nur sehr gering ausgeprägt. Planungsbedingte Beeinträchtigungen von weiträumigeren Strömungssystemen in Richtung empfindlicher Nutzungen im übrigen Stadtgebiet sind nicht zu erwarten. Wie die Klimafunktions- bzw. Planungshinweiskarten für die betrachteten Szenarien zeigen, verändert sich die bioklimatische Situation im Prognose 2030-Plan-Fall gegenüber dem Plan-0-Fall nur sehr kleinräumig (Abb. 5.1 bis 5.4). Eine Veränderung der bioklimatischen Einstufung von Siedlungsflächen von gering belastet zu mäßig belastet ist lediglich im Bereich Dr. Piro-Straße sowie Albert-Camus-Allee zu beobachten. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 19 von 27

20 Abb. 5.1: Klimafunktionskarte für den Plan-0-Fall GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 20 von 27

21 Abb. 5.2: Klimafunktionskarte für den Prognose 2030-Plan-Fall GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 21 von 27

22 Abb. 5.3: Planungshinweiskarte für den Plan-0-Fall GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 22 von 27

23 Abb. 5.4: Planungshinweiskarte für den Prognose 2030-Plan-Fall Im Folgenden werden Hinweise zur Verringerung der Wärmebelastung in den Siedlungsflächen sowie zur Aufenthaltsqualität im Freien gegeben. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 23 von 27

24 Planungshinweise: Verringerung der Wärmebelastung im Siedlungsraum Während am Tage die direkte, kurzwellige Strahlung der Sonne wirksam ist, geben nachts Bauwerke und versiegelte Oberflächen die tagsüber gespeicherte Energie als langwellige Wärmestrahlung wieder ab. Durch die Verringerung des Wärmeinputs am Tage wird gleichzeitig weniger Strahlungsenergie in der Baumasse gespeichert und damit in der Nacht auch weniger Wärme an die Luft abgegeben. Neben einer hohen Grünausstattung lässt sich zudem durch die Verwendung von hellen Baumaterialen die Reflexion des Sonnenlichtes (Albedo) erhöhen, so dass ebenerdig versiegelte Flächen oder auch Fassaden stärker zurückstrahlen. Dadurch bleiben sie kühler und nehmen damit insgesamt weniger Wärmeenergie auf. Bedeutung von Dach- und Fassadenbegrünung Zu den weiteren effektiven Maßnahmen, die Erwärmung der Gebäude am Tage abzuschwächen, zählen Dach- und Fassadenbegrünung. Letztere wirkt zweifach positiv auf einen Gebäudebestand ein, da einerseits durch die Schattenspende die Wärmeeinstrahlung am Tage reduziert wird und andererseits über die Verdunstungskälte des Wassers Wärme abgeführt wird. Eine Fassadenbegrünung ist insbesondere an West- und Südfassaden wirksam, da hier die stärkste Einstrahlung stattfindet. Darüber hinaus mindert eine Begrünung die Schallreflexion und damit die Lärmbelastung und kann zu einem gewissen Grad Stäube und Luftschadstoffe binden. Die Möglichkeiten bei der Realisierung einer Fassadenbegrünung werden allerdings entscheidend von der baulichen Ausgangssituation mitbestimmt. Bei einer Dachbegrünung wirkt die Vegetation zusammen mit dem Substrat isolierend und verringert damit das Aufheizen darunter liegenden Wohnraums. Zudem senkt die Dachbegrünung die Oberflächentemperatur des Daches aufgrund der Verdunstung von Wasser ab und verringert die Temperatur in der oberflächennahen Luftschicht. Allerdings kommt es bei einer hohen Traufhöhe von Gebäuden zu einer vertikalen Entkopplung der positiven Effekte. Nur relativ niedrige Gebäude (< 5 m) mit Dachbegrünung können zu einem im bodennahen Bereich positiven Abkühleffekt beitragen. Gründächer auf 4-5 geschossigen Gebäuden zeigen in der untersten Schicht der Stadtatmosphäre (= Aufenthaltsbereich des Menschen) keinen nennenswerten positiven Temperatureffekt. Voraussetzung für die Kühlwirkung ist allerdings immer ein ausreichendes Wasserangebot für die Vegetation. Sollte bei längeren Hitzeperioden die Vegetation austrocknen, steigen die Temperaturen wieder auf das Niveau eines normalen Daches an und können sogar darüber hinausgehen. Der Kühlungseffekt für die Innenräume bleibt dabei aber erhalten. Im Winter isoliert ein Gründach zusätzlich und kann zur Senkung des Heizbedarfes beitragen. Ein weiterer Vorteil von Dachbegrünung ist im Retentionsvermögen von Regenwasser zu sehen, wodurch die Kanalisation vor allem bei Starkregenereignissen entlastet wird. Grünflächen und Aufenthaltsbereiche im Freien Eine intensive Begrünung sowohl des Straßenraums als auch des geplanten Quartiers mit Bäumen steigert die Aufenthaltsqualität im Freien beträchtlich, da somit große beschattete Bereiche geschaffen werden. Damit wird auch das Gehen/Radfahren im Schatten ermöglicht. Innerhalb des zwischen Plangebiet und Bestand GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 24 von 27

25 vorgesehenen Grünraums sollte allerdings auf dichte Vegetationselemente wie Gehölze und Hecken verzichtet werden, da diese die bodennahe Kaltluftströmung beeinträchtigen können. Um einen Kompromiss zwischen Klimaökologie und Artenschutzrecht zu schaffen, sollte eine vorgeschriebene Heckenunterpflanzung, die mit etwa 10 m Breite das Gebiet im Norden und Osten einfassen soll, im nördlichen Abstandsbereich der Planstraßen A1 und D1 möglichst aufgelockert und strömungsdurchlässig gestaltet werden. Ein weiteres klimaausgleichendes Gestaltungselement können Brunnenanlagen in den Platzbereichen bzw. Freiflächen darstellen. Insbesondere die Temperaturspitzen können kleinräumig durch die durch Wasserflächen erzeugte Verdunstungskälte reduziert werden und die Aufenthaltsqualität im Freien verbessern. Ziel sollte sein, möglichst vielgestaltige Klimaoasen zu schaffen, welche ein abwechslungsreiches Angebot für die unterschiedliche Nutzungsansprüche der Menschen (z.b. windoffene und windgeschützte Bereiche, offene Sonnenwiesen, beschattete Bereiche) darstellen. GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 25 von 27

26 6 Weiterentwicklung der Planung (Siedlungsentwurf Juli 2017) In Ergänzung zur klimatischen Beurteilung des Siedlungsentwurfes für das Baugebiet Castelnau II mit Stand März 2016 erfolgt noch eine kurze Einschätzung zu der mittlerweile erfolgten Weiterentwicklung der Planung. Zugrunde gelegt wird der aktuelle Sachstand aus dem Juli Dieser umfasst in der Gesamtkonzeption auch eine moderate Siedlungserweiterung am westlichen und südlichen Gebietsrand. Wenngleich diese Weiterentwicklung nicht in der dem Modell zugrunde gelegten Flächenkulisse enthalten war, ist auf Grundlage der vorliegenden Ergebnisse eine verbal-argumentative Einschätzung möglich. Die in Abb. 6.1 dargestellten Erweiterungsflächen werden im Prognose-2030-Plan-Fall überdurchschnittlich stark durchlüftet und weisen einen sehr hohen Kaltluftvolumenstrom auf. Unter Berücksichtigung der vorgesehenen Bebauungstypen mit entsprechenden Abstandsflächen kann davon ausgegangen werden, dass auch nach einer Bebauung die Funktion der Flächen als Teil des Kaltluftsystems im Wesentlichen erhalten bleibt. Die Erweiterung im Bereich des Westhangs (A) ist daher aus humanbioklimatischer Sicht als vertretbar zu bewerten. Auch die Bebauung am Südrand (B) wird den Bestand nicht nennenswert beeinflussen. Dies trifft auch auf die lokal vom ursprünglichen Entwurf (Stand März 2016) abweichende Baukörperstellung zu. BF 14 A BF 19 B Abb. 6.1: Strukturplanentwürfe Juli Stand 2017 (links) und Stand März 2016 (rechts) GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 26 von 27

27 Im Auftrag der Stadt Trier - Stadtplanungsamt Kaiserstraße 18 a Trier GEO-NET Umweltconsulting GmbH Hannover, den 05. Oktober 2017 Dipl.-Geogr. Dirk Funk GEO-NET 2_14_023_Trier_Castelnau_II_Klima_Rev04_ Seite 27 von 27