Anforderungen an das Stadtklima bei der Klimaanpassung

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Harald Zimmermann
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1 Anforderungen an das Stadtklima bei der Klimaanpassung Rainer Kunka Referat Immissionsschutz Forschung und Projekte zum Klimawandel

2 Definition des Stadtklimas Das Stadtklima ist das durch die Wechselwirkung mit der Bebauung und deren Auswirkungen (einschließlich Abwärme und Emission von luftverunreinigenden Stoffen) modifizierte Klima» WMO 1981, WMO 1983

3 Schema eines urbanen Klimasystems Freie Atmosphäre Atmosphärische Grenzschicht Gebäude Urbanes Klimasystem Boden Lage-Gegebenheiten

4 Anwendungsgebiete stadtklimatischer Daten Bioklimatologie des Menschen Immissionsklimatologie (Lufthygiene) Bauwerksklimatologie Städtische Infrastruktur Stadtarchitektur Stadt- und Bauleitplanung

5 Räumliche und zeitliche Merkmale Thüringer Klimadaten und stadtklimatischer Anforderungen Merkmal Thüringer Daten Stadtklima Raumbezug Minimal 1 km² Meterauflösung Zeitbezug Tageswerte Stundenwerte (Tagesgang) Forschung und Projekte zum Klimawandel rainer.kunka@tlug.thueringen.de 5

6 Biometeorologische Wirkungskomplexe Aktinisch (UV, Licht, Infrarot) Thermisch (Temperatur, Feuchte, Wind) Lufthygienisch (fest, flüssig, gasförmig)

8 Maximale Überwärmung von Städten

9 Einfluss der Versiegelung auf die Temperatur

10 Logarithmisches Windprofil

11 Einfluss von Hindernissen auf den Wind

12 Das Klima-Michel-Modell

13 Predicted Mean Vote - Behaglichkeitswert ist eine Funktion der inneren Wärmeproduktion, bezogen auf die Oberfläche (aktivitätsabhängig), der Wärmeisolierung durch Kleidung, der Luftund Strahlungstemperatur, des Wasserdampfdruckes und der Windgeschwindigkeit

14 Die PMV-Skala PMV Thermisches Empfinden Belastungsstufe Biologische Wirkung -3,5 sehr kalt Extrem Kältestress -2,5 kalt Stark -1,5 kühl Mäßig -0,5 leicht kühl Schwach 0,0 behaglich Keine keine +0,5 leicht warm Schwach +1,5 warm Mäßig +2,5 heiß Stark +3,5 sehr heiß Extrem Wärmebelastung

15 Temperaturwindrosen

16 Karte von Durchlüftungsverhältnissen

17 Ziele klimagerechter Planung Verbesserung der Aufenthaltsbedingungen bzgl. des Behaglichkeits- /Bioklimas Verbesserung der Siedlungsdurchlüftung Förderung der Frischluftzufuhr durch lokale Windsysteme Verminderung der Freisetzung von Luftschadstoffen und Treibhausgasen Ermittlung und sachgerechte Bewertung vorhandener oder zu erwartender Belastungen Sachgerechte Reaktion auf Belastungssituationen durch Anpassung von Nutzungskonzepten

18 Schema einer Stadtklimaanalyse

19 Wichtige Regelwerke VDI 3785 Blatt 1 vom Dezember 2008 Methodik und Ergebnisdarstellung von Untersuchungen zum planungsrelevanten Stadtklima VDI 3787 Blatt 1 vom Dezember 1997 Klima- und Lufthygienekarten für Städte und Regionen VDI 3787 Blatt 2 vom November 2008 Methoden zur human-biometeorologischen Bewertung von Klima und Lufthygiene für die Stadt- und Regionalplanung Teil I: Klima Tangierende Gesetze Bau-GB mit BauNVO BImSchG UVPG Naturschutzgesetz

20 Bewertungsmöglichkeiten nach VDI 3785 Human-Bioklima Wärmebelastung Lang anhaltende Episoden mit thermophysiologischen Belastungen Wärmebelastungen am Tag (Bereiche mit tmax >30 C) Wärmebelastungen in der Nacht (Bereiche mit t24uhr >= 20 C) Kältestress Kühle Sommerstunden (Bereiche mit gefühlter Temperatur (GT) -8 C bis 0 C) Unangenehm kalte Winterstunden (Gefühlte Temperatur <-8 C)

21 Darstellung von Tagen mit Wärmebelastung

22 Bewertungsmöglichkeiten nach VDI 3785 Ausbreitungsbedingungen Horizontaler Austausch Kalmen (Bereiche mit Stundenmittelwert der Windgeschwindigkeit < 0,5 m/s) Bereiche geringer Windgeschwindigkeit während autochthoner Strahlungsnächte Jahresmittel der Windgeschwindigkeit Vertikaler Austausch Inversionshäufigkeiten (tags, nachts, von 6 bis 10 Uhr, von 15 bis 19 Uhr) Unangenehm kalte Winterstunden (Gefühlte Temperatur <-8 C)

23 Darstellung nach VDI 3787 Kaltlufteinzugsgebiet Kaltluftabfluss Massenstrom >10000 m³/h (stark) Massenstrom 1000 bis m³/h (mittel) Massenstrom <1000 m³/h (schwach) Kaltluftsammelgebiet Abflusshindernisse mit Kaltluftstau(see) Durchschnittliche Lage der Obergrenze von Talnebel Warme Hangzonen Berg-/Tal-Wind-Systeme Klimatope

24 Städtische Klimatope nach VDI 3787 Industriegebietsklima (Versiegelungsgrad >70 %) Gewerbegebietsklima (Versiegelungsgrad <70 %) Stadtkernklima (Versiegelungsgrad >70 %) Klima verdichteter Stadtbebauung (Versiegelungsgrad 50 bis 70 %) Stadtrandklima (Versiegelungsgrad 30 bis 50 %) Gartenstadtklima (Versiegelungsgrad 20 bis 30 %) Klima innerstädtischer Grünflächen (Versiegelungsgrad <20 %)

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