Handlungsdruck trifft auf knappe Ressourcen

Viele Kommunen setzen bereits einzelne Maßnahmen zur Hitzeminderung um, etwa zusätzliche Baumpflanzungen, begrünte Dächer oder entsiegelte Flächen. Gleichzeitig stehen sie unter finanziellem Druck und müssen stärker als bisher begründen, welche Maßnahmen tatsächlich die größte Wirkung entfalten.

»Viele Städte wissen, dass sie handeln müssen. Die entscheidende Frage ist: Welche Maßnahme wirkt an welchem Ort am stärksten?«, sagt Matthias Winkler, Gruppenleiter Stadtbauphysikalische Modellierung am Fraunhofer IBP. »Simulationen helfen dabei, diese Frage auf Basis von Daten zu beantworten, bevor teure Investitionen getätigt werden.«

Vom Forschungsmodell zur Planungspraxis

Grundlage von OASITY ist das öffentlich frei verfügbare Stadtklimamodell PALM-4U. Es bildet stadtklimatische Prozesse im Stadtraum ab, darunter thermischen Komfort, Luftströmungen, Kaltluftbewegungen und die Ausbreitung von Schadstoffen auf Stadt- und Quartiersebene. Bislang waren solche Simulationen vor allem Forschungs- und Spezialanwendungen. Mit OASITY können Planungsbüros und kommunale Planungsämter die Analysen eigenständig durchführen und unterschiedliche Szenarien systematisch vergleichen. So lässt sich etwa bewerten, wie stark eine Baumreihe einen Straßenzug kühlt oder was die Entsiegelung eines asphaltierten Platzes bringt. Die Plattform kann in bestehende digitale Stadtmodelle und urbane digitale Zwillinge integriert werden.

Begrünung senkt Temperatur und Energiebedarf

Wie wirksam Begrünungsmaßnahmen sein können, zeigen sowohl Simulationen als auch Messungen des Fraunhofer IBP. Begrünte Fassaden reduzieren die Erwärmung von Gebäuden deutlich. An heißen Sommertagen können die Oberflächentemperaturen unbegrünter Fassaden um bis zu 20 Grad Celsius höher liegen als die begrünter Flächen. Die kühlere Gebäudehülle wirkt sich auch auf das Gebäudeinnere aus: Innenräume heizen sich weniger stark auf, wodurch der Bedarf an aktiver Kühlung sinkt. Zusätzlich profitieren technische Anlagen wie Lüftungs- und Klimasysteme, wenn sie sich im durch Begrünung gekühlten Umfeld befinden.

Die kühlende Wirkung der Begrünung kann sich auch auf den Energiebedarf auswirken: Durch die geringere Aufheizung der Fassade sinkt der Kühlenergiebedarf im Gebäude. Damit tragen Begrünungsmaßnahmen nicht nur zur Anpassung an zunehmende Hitzebelastung bei, sondern können zugleich den Energieverbrauch von Gebäuden reduzieren.

Auch auf Quartiersebene werden die Auswirkungen sichtbar. Simulationen mit OASITY zeigen, dass Begrünungsmaßnahmen die Hitzebelastung in dicht bebauten Stadtgebieten deutlich reduzieren können. In Rosenheim ergaben Modellrechnungen, dass Begrünungsmaßnahmen an einem heißen Sommernachmittag die gefühlte Temperatur lokal um bis zu fünf Grad Celsius senken können. Für den Münchner Stadtteil Giesing zeigen Simulationen eine Verringerung der Hitzebelastung um drei bis sieben Grad Celsius, abhängig von Standort und Ausgestaltung der Begrünung.

Simulationen schaffen Entscheidungsgrundlagen

»Simulationen ersetzen keine politische Abwägung“, sagt Winkler. „Sie machen jedoch sichtbar, welche Effekte verschiedene Maßnahmen im Stadtraum tatsächlich haben, und reduzieren damit Unsicherheiten in der Planung. «

Die Modelle bilden physikalische Effekte ab wie Temperatur, Wind oder Strahlung. Soziale oder nutzungsbezogene Faktoren sind nicht Teil der Simulation, können aber mit den Simulationsergebnissen überlagert und gemeinsam analysiert werden.

Wachsende Nachfrage in Kommunen

Mehr als zehn Kommunen und Planungsbüros nutzen die Plattform bereits und weitere erproben sie in Pilotprojekten. Seit 2024 wurden mehr als 100 Fachpersonen aus Planungsbüros und -ämtern geschult. Für 2027 plant das Fraunhofer IBP, die Plattform um weitere Module zur Analyse zusätzlicher Klimarisiken zu erweitern.