Home  /  Journal  /  Artikel

Begrünung und Stadtklima

Die Begrünung von Quartieren und Gebäuden wirkt Hitzeinseln entgegen. Noch gibt es erst wenige wissenschaftliche Erfahrungswerte. In einem Forschungsprojekt erarbeitet die Hochschule Luzern die Grundlagen - auch in der Suurstoffi.

Der Klimawandel wird in Zukunft auch in der Schweiz zu einer Zunahme der Hitzebelastung im Sommer führen und somit eine markante Steigerung des Kühlbedarfs bewirken. Dieser Effekt wird in Städten und Agglomerationen besonders spürbar sein, weil dort ein grosser Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung durch die vielen versiegelten Flächen absorbiert wird, was zu einer Verschärfung des sogenannten Hitzeinseleffekts beiträgt.

Mechanische Kühlanlagen sind meistens in der Lage, einen angenehmen thermischen Komfort in Innenräumen zu garantieren, können aber aufgrund ihrer Umwelt-belastung (graue Energie, Betriebsenergie, Treibhausgasemissionen, Abwärme usw.) selber Teil des Problems werden. Sie sind also langfristig keine universelle und nachhaltige Lösung. Es sind ausserdem auch Massnahmen notwendig, welche die Behaglichkeit in den Aufenthaltsbereichen im Aussenraum verbessern.

Um die Umwelt nicht zusätzlich zu belasten und den Temperaturanstieg nicht weiter zu beschleunigen, sind dringend Ansätze gefragt, welche die Hitzebelastung möglichst passiv, emissionsfrei sowie ressourcen- und energieeffizient mildern können und somit eine nachhaltige Anpassung an die neuen klimatischen Bedingungen ermöglichen.

Positive Effekte der Quartier­ und Gebäudebegrünung

Die Begrünung von Arealen und Gebäuden (Fassaden, Dächer) wird als eine vielversprechende und zukunftweisende Massnahme betrachtet um dem Hitzeinseleffekt entgegenzuwirken, die Behaglichkeit im urbanen Raum nachhaltig zu verbessern und den Kühlbedarf in den Gebäuden zu vermindern. Dank der Beschattung von Gebäuden und Freiräumen durch Bäume und Sträucher kann der Anteil absorbierte Sonnenstrahlung verringert und die Temperatur lokal gesenkt werden. Die Verdunstungskühlung infolge Transpiration über die Blätter der Pflanzen und Grasflächen verstärkt zusätzlich diesen Effekt. Die Begrünung von bestehenden versiegelten Bodenflächen (Entsiegelung) trägt zudem zu einer Reduktion der Speicherung der einfallenden Solarstrahlung und einer Verbesserung des Regenwassermanagements bei. Weiter wird den Pflanzen auch eine positive Wirkung zur Reduktion der Schadstoffbelastung in der Luft durch Absorption von Stickoxiden und Bindung von Feinstaub an den Blattflächen, die Förderung der Biodiversität und die Dämpfung von Lärmimmissionen zugeschrieben. Diese Effekte haben nicht zuletzt auch Aus-wirkungen auf soziale und wirtschaftliche Aspekte: Erhöhung des Wohlbefindens für die Anwohner, Erhöhung der Attraktivität der Gebäude und Aussenräume und somit des Marktwerts der Liegenschaft.

Vorteile von Begrünungsmassnahmen

  • Tiefere Umgebungstemperaturen
  • Verbessung des Regenwassermanagements
  • Reduktion der Schadstoffbelastung
  • Förderung der Biodiversität
  • Dämpfung von Lärmemissionen
  • Erhöhung des Wohlbefindens
  • Steigerung des Marktwerts einer Liegenschaft

Datenbasis schaffen

Heute stehen nur wenige Langzeit-Erfahrungsdaten und -Messreihen zur Verfügung, um den Einfluss der Vegetation auf das lokale Klima und Schadstoffregime von Stadträumen quantifizieren zu können. Damit fehlt auch die Möglichkeit, Prognosen zu erstellen. Investoren und Planer verfügen deshalb über keine Instrumente zur Abschätzung, inwiefern beispielsweise die Durchschnittstemperatur an einem heissen Sommertag im Quartier gesenkt werden kann, wenn eine versiegelte Bodenfläche begrünt wird oder geeignete Flachdächer bepflanzt werden. Gleichzeitig stellt sich auch die Frage, inwiefern die Begrünung von Quartieren und deren mögliche Auswirkungen auf die Umwelt das Wohlbefinden der Bewohner tatsächlich beeinflussen kann und wie dieser Einfluss gemessen werden könnte.

Verknüpft mit der wahrgenommenen und effektiven Lebensqualität für die Bewohner ist gleich auch die Frage des potenziellen wirtschaftlichen Mehrwerts einer Liegenschaft bzw. eines Quartiers, welcher daraus resultieren könnte. Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Hochschule Luzern werden die Grundlagen erarbeitet für die Untersuchung und die Quantifizierung der klimatischen, sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Quartier- und Gebäudebegrünungen. Aufgrund der interdisziplinären Natur der Thematik werden neben Ingenieuren aus dem Bereich Energie und Gebäudetechnik und Architekten auch Fachleute aus den Bereichen Gartenbau/Landschaftsarchitektur, Sozialwissenschaften und Wirtschaft involviert.

Geplant sind Messungen an Bauobjekten und in Freiräumen, welche in nächster Zeit intensiv begrünt werden. Die Messungen werden vor und nach dem Wachstum der Vegetation erfolgen und sollen somit eine Quantifizierung des Einflusses der Vegetation auf das lokale Klima erlauben. Es soll damit ein Beitrag zur Erweiterung der Datenlage und zum besseren Verständnis der Auswirkungen von Begrünungen auf Quartier- und Gebäudeebene geleistet werden.

Erste Messungen im Suurstoffi

Erste Messungen zum Prüfen der Möglichkeiten einer Erweiterung der Datenlage und Erhöhung des Detaillierungsgrads auf Quartierebene wurden Ende Juni 2019 im Suurstoffi-Areal in Rotkreuz durchgeführt. In Zusammenarbeit mit den Firmen ExoLabs GmbH und inNET Monitoring AG wurden mit einer Drohne Luftaufnahmen im Infrarot- und sichtbaren Bereich erstellt und Messungen von Lufttemperatur, relativer Luftfeuchte und Staubpartikel durchgeführt. Die Daten werden es erlauben, ein digitales 3-D-Modell des Areals und dessen Umgebung inklusive Oberflächentemperaturen und Umweltparametern zu konstruieren.

Oberflächentemperaturen an einem heissen Sommernachmittag (24. Juni 2019) für einen Ausschnitt des Suurstoffi Areals, aufgenommen durch eine Drohne mit Infrarotsensor. Bäume und Grasflächen zeigen eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von rund 25 °C, asphaltierte Gehwege etwa 45 °C, Dachflächen und Solarmodule bis über 50 °C. Die Lufttemperatur während der Aufnahmen betrug rund 30 °C.

Gastautor: Davide Bionda

Davide Bionda, Dr. sc. ETH, dipl. Geologe UZH, ist seit 2011 Senior Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE der Hochschule Luzern. Innerhalb der Forschungsgruppe Nachhaltiges Bauen und Erneuern beschäftigt er sich mit Fragestellungen an der Schnittstelle zwischen Umwelt- und Ingenieurwissenschaften.