Klimaanalyse

Wie das heutige und zukünftige Stadtklima in Freiburg aussieht

Um zu ermitteln, wie stark die Hitzebelastung in Freiburg ist und welche klimatischen Veränderungen auf Freiburg zukommen, wurden Klimamodellierungen vorgenommen. Für die Klimamodellierungen wurde als „Worst-Case“ eine besonders belastende Wetterlage zu Grunde gelegt: Es wurde eine sogenannte autochthone Wetterlage angenommen, bei der sich aufgrund einer fehlenden übergeordneten Windströmung eine lokale Wetterlage einstellt. Eine solche wind- und wolkenarme Strahlungswetterlage wird in Hitzeperioden von den Menschen als besonders belastend wahrgenommen. Die Ergebnisse der Klimamodellierungen für die Tag- und die Nachtsituation wurden in verschiedenen Klimaanalysekarten räumlich dargestellt und als fachliche Grundlage für das Konzept verwendet.

Für die Nachtsituation wird dargestellt, welche Siedlungs- und Gewerbebereiche besonders von einer nächtlichen Überwärmung betroffen sind und deutlich höhere Temperaturwerte als die Umgebung aufweisen (Wärmeinseleffekt). Des Weiteren werden die bodennahen Luftströmungen aufgeführt und aufgezeigt, welche Bereiche bodennah durchlüftet werden und zumeist günstigere thermische Verhältnisse aufweisen. Zudem werden Kaltluftleitbahnen identifziert, die kühle Luft von kaltluftproduzierenden Grün- und Freiflächen innerhalb und außerhalb der Stadt in belastete Bereiche transportieren.

Für die Tagsituation wird die bioklimatische Belastung in den Siedlungs- und Gewerbebereiche zur Mittagszeit dargestellt, die wiedergibt, als wie belastend die klimatische Situation von den Menschen empfunden wird („gefühlte Temperatur“). Eine besonders hohe bioklimatische Belastung weisen unverschattete Bereiche mit direkter Sonneneinstrahlung und hoch versiegelte Bereiche auf.

Um die zukünftige klimatische Situation in Freiburg abzubilden, bei der belastende Hitzeperioden bedingt durch den Klimawandel zunehmen werden, wurde ein regionales Klimamodellensemble auf die räumliche Situation von Freiburg übertragen. Das Modellensemble integriert eine Vielzahl von bestehenden globalen und regionalen Klimaprojektionen und hat damit eine hohe Vorhersagegenauigkeit. Die Klimamodellierungen liegen für die relevanten Parameter (Anzahl Heißer Tage pro Jahr, Anzahl Tropennächte pro Jahr, Anzahl von Tagen mit einer Überschreitung der verträglichen bioklimatischen Belastung, ausgedrückt mit dem thermischen Index PET > 35°C, pro Jahr) in einer 25m-Raster-Auflösung vor.

Modellierte Physiologische Äquivalente Temperatur (PET) um 14 Uhr im Bereich der Freiburger Altstadt

Nächtliches Temperaturfeld in einem Kartenausschnitt des Freiburger Stadtgebiets

Nächtliches Windfeld in einem Kartenausschnitt des Freiburger Stadtgebiets

Mittlere Anzahl an PET-Überschreitungstage in einem Kartenausschnitt des Freiburger Stadtgebiets (2071-2100)

 Tropennächte in einem Kartenausschnitt des Freiburger Stadtgebiets (2071-2100)

Wo Hitzebelastung auf sensible Stadtbereiche trifft

Freiburg ist nicht überall gleichermaßen betroffen. Die Betroffenheit zeigt sich räumlich sehr differenziert. Die sogenannte Vulnerabilitätsanalyse (bzw. Verwundbarkeitsanalyse) zeigt, wie empfindlich die einzelnen Siedlungsbereiche gegenüber Belastungen bei sommerlicher Extremhitze sind. Hierzu werden die Bereiche identifiziert, die eine hohe Hitzebelastung haben und zugleich besonders sensibel sind. Besonders sensibel gegenüber Hitzebelastung sind Bereiche mit einer hohen Einwohnerdichte, mit einem hohen Anteil an Alten und Jungen, mit einer Vielzahl an sensiblen Einrichtungen (wie Kindergärten, Schulen, Seniorenwohnen, Krankenhäuser) und mit einer geringen Ausstattung an Freiräume, die an Hitzetagen zur Erholung aufgesucht werden können (Entlastungsräume). Hierbei wird nicht nur die Ist-Situation der Hitzebelastung dargestellt, sondern auch die Entwicklung der klimatischen Situation in Freiburg in den nächsten Dekaden aus den Klimamodellierungen einbezogen. Die Analyse unterscheidet die Tag- und die Nachtsituation, da unterschiedliche Faktoren zu einer Belastung am Tag und in der Nacht führen und somit unterschiedliche Stadtgebiete von Belastung betroffen sind. Folglich bestehen auch unterschiedliche Handlungsansätze: So sind für die Tagsituation die Verschattung und damit der Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung und das Wärmeverhalten der bebauten Umgebung maßgeblich. In der Nacht sind das Abkühlverhalten der baulichen Umgebung und der Eintrag nächtlicher Kaltluft in die Siedlungsbereiche von entscheidender Bedeutung (Kaltluftabfluss und Durchlüftung).

Wo die Hot Spots von Freiburg liegen

Das Konzept identifiziert 14 Siedlungsbereiche als „Hot Spots“, die am stärksten von Hitzebelastung betroffen und zugleich besonders sensibel sind. Die Hot Spots werden für die Tag- und die Nachtsituation getrennt identifiziert: Es gibt Hot Spots in Freiburg, die nur tagsüber eine besondere Belastungssituation aufweisen, welche die nur nachts belastet sind oder welche, die sowohl tagsüber als auch nachts betroffen sind.In den Hot Spot-Gebieten sollte bei anstehenden räumlichen Entwicklungen ein besonderes Augenmerk auf eine klimaoptimierte Gestaltung gerichtet werden, denn hier ist es besonders wichtig, die lokalklimatische Situation nicht zu verschlechtern und Möglichkeiten einer Verbesserung der baulichen und freiräumlichen Strukturen auszuloten. Für diese Hot Spots liegen kleinräumig vertiefende Untersuchungen vor:Hot Spot „Altstadt“Hot Spot „Betzenhausen“Hot Spot „Brühl“Hot Spot „Gewerbegebiet Haid-Ost/ Krummacker“Hot Spot „Gewerbegebiet Haid“Hot Spot „Haslach-Schildacker“Hot Spot „Industriegebiet Nord“Hot Spot „Mittel-/ Oberwiehre und Oberau“Hot Spot „Mooswald Ost“Hot Spot „Rieselfeld“Hot Spot „Stühlinger/ Haslach-Egerten“Hot Spot „Unterwiehre Nord“Hot Spot „Unterwiehre Süd“Hot Spot „Weingarten/ Haslach-Egerten“ Die ermittelten Hot Spot-Gebiete sind im Konzept jeweils in Steckbriefform beschrieben und aufbereitet. Das Gebiet wird in seiner baulichen, freiräumlichen und bioklimatischen Situation charakterisiert. Hieraus werden die Hauptansatzpunkte, die sich für das jeweilige Gebiet im Umgang mit der Hitzebelastung ergeben, abgeleitet und Prüfaufträge für potenzielle Maßnahmen formuliert. Die Gebietssteckbriefe sollen als Orientierung zur raschen Beurteilung der klimatischen Situation dienen und Potenziale für Handlungsansätze aufzeigen, wenn sich städtebauliche und freiräumliche Entwicklungen in einem Hot Spot-Gebiet abzeichnen. Aus den Gebietssteckbriefen können darüber hinaus auch private Grundstückseigentümer Hinweise entnehmen, die eigenständig Verbesserungsmaßnahmen umsetzen wollen.

Welche Maßnahmen in Freiburg sinnvoll sind

Maßnahmenkatalog

Es werden 37 Maßnahmen der Stadtentwicklung zur Anpassung an den Hitzestress, die sich grundsätz­lich für Freiburg eignen, in Maßnahmensteckbriefen vorgestellt. Dabei geht es sowohl um strategische gesamtstädtische Maßnahmen als auch konkrete lokale Maßnahmen in den Handlungsfeldern „Grün- und Freiraumsystem“, „Stadt- und Gebäudestruktur“, „Mobilität“ und „Wasser“. Die Maßnahmen werden in ihrer Wirksamkeit für das Stadtklima beschrieben und für jede Maßnahme – wenn vorhanden – anhand eines Freiburger Beispiels veranschaulicht. Für ausgewählte Maßnahmen- und Maßnahmenkombinationen wurde eine Wirkanalyse anhand einer Klimasimulation durchgeführt, die veranschaulicht, welche quantitative Wirkung die Maßnahmen haben und welche Gesamtwirkung mit einem ausgewählten Maßnahmenpaket erzielt werden kann. Der Maßnahmenkatalog dient als Nachschlagewerk und „Baukasten“ für die Planung.

Maßnahmenportfolios für belastete Stadtstrukturtypen

Für zehn besonders belastete Stadtstrukturtypen (Gewerbegebiete, Blockrandbebauungen, Heterogener Geschosswohnungsbau usw.) werden übertragbare Maßnahmenportfolios mit ausgewählten Maßnahmen aus dem Maßnahmenkatalog entwickelt. Diese werden in Steckbriefform für jeden Stadtstrukturtyp aufbereitet. Die Portfolios zeigen dem Planenden, in welchem Stadtstrukturtyp welche Maßnahmen bzw. Maßnahmenkombinationen besonders zielführend und empfehlenswert sind. Diese werden beispielhaft in Vorher-Nachher-Visualisierungen für konkrete Freiburger Baublöcke (Fokusgebiete) veranschaulicht.

Planungsempfehlungen auf einen Blick (Maßnahmenplan)

Kernstück des Konzepts, ist ein Maßnahmenplan (7,464 MB) für die Stadtgebiete, welche bis 2050 von Hitzebelastung betroffen sind. Die Karte zeigt raumkonkret Analyseergebnisse, Planungshinweise und Maßnahmenempfehlungen zur Optimierung der baulichen Entwicklung und zur Qualifizierung der Freiräume auf und bereitet diese visuell auf. Die Empfehlungen umfassen sowohl übergeordnete Maßnahmen, die für das gesamtstädtische Klimageschehen von Bedeutung sind, als auch lokal bedeutsame Maßnahmen für die ermittelten Hot Spot-Bereiche. Die Maßnahmen können Suchräume und Potenzialflächen beispielsweise für eine Verbesserung der Anbindung und Nutzbarkeit von Grünflächen, für ein Anlegen von Entlastungsflächen als Trittsteinen, für ergänzende Baumpflanzungen zur Verschattung von Wegebeziehungen u.v.m. sein.
 
Mit dem vorliegenden umfassenden und detaillierten Planwerk des „Klimaanpassungskonzeptes“ liegen nun für das gesamte Freiburger Stadtgebiet alle planungsrelevanten Informationen und Empfehlungen zum Stadtklima und zur Klimaanpassung für das Handlungsfeld „Hitze“ raumkonkret vor.