Einbeziehung der Anpassung an den Klimawandel in die Stadtplanung: Graufeldsanierung in Jena (Deutschland)

Jena ist mit rund 108.000 Einwohnern die zweitgrößte Stadt Thüringens und liegt in der hügeligen Landschaft des Saaletals. Seit dem späten 19. ^Jahrhundert hat sich die Stadt durch die Aktivitäten des Unternehmers Carl Zeiss zu einem weltweit bekannten Zentrum der optischen Fertigung entwickelt. Die starke lokale Wirtschaft und der große Wissenschafts- und Technologiesektor bilden die Grundlage für den hohen Lebensstandard der Bevölkerung. Das Wirtschaftswachstum und der ständige Zustrom von Studenten und jungen Familien schaffen eine ständig steigende Nachfrage nach Grundstücken für Wohn- und Industriegebiete sowie universitäre Einrichtungen, die die Stadtplanungsbehörden beherbergen müssen.

Die Innenstadt ist von steilen Muschelkalkhängen umgeben, die als Wärmespeicher fungieren und dazu beitragen, Jena zu einem der wärmsten Orte in Mitteldeutschland zu machen, mit einem anhaltenden städtischen Wärmeinseleffekt. Klimaprojektionen für den Zeitraum von 2051 bis 2100 deuten auf einen Anstieg der durchschnittlichen Höchsttemperatur im Sommer um 3 °C (CMIP5, RCP 4.5) auf 6 °C (CMIP5, RCP 8.5) am Ende des Jahrhunderts sowie auf einen Anstieg der durchschnittlichen Anzahl heißer Tage (T _max ≥ 30 °C) von 11 auf 35 (CMIP5, RCP 4.5) und auf 49 (CMIP5, RCP 8.5) hin (Meyer et al., 2015). Insbesondere wird es häufigere und intensivere Hitzeinseleffekte geben.

Versiegelte innerstädtische Gebiete wie der Inselplatz sind unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen stark Hitzebelastungen ausgesetzt. Der Zusammenhang zwischen Stadtplanung, Gebäudegestaltung und Mikroklimabedingungen sollte bei Stadterneuerungs-, Sanierungs- und Revitalisierungsprojekten wie dem am Inselplatz berücksichtigt werden. Die Oberflächengeometrie und die thermischen Eigenschaften der städtischen gebauten Umgebung können die Größe der städtischen Wärmeinsel stark beeinflussen. Bäume, begrünte Dächer, Wasserelemente und kühle Gehwege können dazu beitragen, den städtischen Wärmeinseleffekt zu reduzieren, indem sie Gebäudeoberflächen beschatten, Sonnenstrahlung ablenken und reflektieren und Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgeben.

Die Klimaanpassungsstrategie von Jena (JenKAS) ermöglichte es der Stadtverwaltung und anderen betroffenen Akteuren, die lokalen Auswirkungen des Klimawandels zu bewerten und in die Stadtplanung einzubeziehen. Eines der wichtigsten Ziele ist die Verringerung der Intensität des städtischen Wärmeinseleffekts und die zunehmende Anpassung an extreme Hitzeereignisse. Um diesem Anwendungsbereich gerecht zu werden, sollte ein Bündel von strukturellen Maßnahmen und naturnahen Lösungen umgesetzt werden, wie im Falle der Sanierung des Inselplatzes.

Nach der Genehmigung des vorbereitenden Flächennutzungsplans für den Inselplatz im Mai 2014 wurden drei Entwürfe anhand einer probabilistischen Multi-Kriterien-Analyse verglichen, in der verschiedene Formen der Gestaltung des öffentlichen Raums untersucht und nach der Eignung ihres Entwurfs zur Förderung der Anpassung an den Klimawandel eingestuft wurden. Diese Analyse umfasst eine vergleichende ökonomische Bewertung möglicher Anpassungsoptionen, um das am besten geeignete Bündel von Anpassungsmaßnahmen für die Umsetzung zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Bewertung waren maßgeblich für die detaillierte Gestaltung des neuen Inselplatzes und den administrativen und politischen Entscheidungsprozess.

JenKAS' Backbone ist ein Handbuch zur klimasensiblen Stadtplanung, das Informationen zu aktuellen und zukünftigen lokalen klimatischen Bedingungen, rechtlichen Aspekten, wirtschaftlichen Bewertungen von Anpassungsoptionen und Best-Practice-Beispielen enthält. Das Handbuch wird durch ein Instrument zur Entscheidungsunterstützung namens JELKA ergänzt, das sich speziell an städtische Interessenträger und Entscheidungsträger richtet. Das Instrument wurde entwickelt, um Informationen über Klimarisiken leichter zugänglich zu machen und maßgeschneiderte Empfehlungen abzugeben, d. h. geeignete Anpassungsmaßnahmen für einen bestimmten Politikbereich oder eine bestimmte räumliche Einheit vorzuschlagen.

Die Sanierung des Inselplatzes ist eine der ersten spezifischen Interventionen, für die der JenKAS-Ansatz zur Einbeziehung der Anpassung an den Klimawandel in die Stadtplanung angewandt wurde. Ziel dieser Maßnahme ist es, die bestehende Grauzone in einen neuen Campus der Friedrich-Schiller-Universität umzuwandeln, einschließlich Anpassungsmaßnahmen zur Bewältigung hitzestressbedingter Risiken. In einem ersten Schritt wurde JELKA verwendet, um Anpassungsoptionen vorzuwählen, die für drei alternative Entwürfe für die Sanierung des Gebiets in Betracht gezogen werden sollen. Anschließend wurde PRIMATE, eine am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ entwickelte Software zur probabilistischen Multi-Attribute-Evaluierung, angewendet, um diese drei Entwürfe mittels Multi-Kriterien-Analyse systematisch zu vergleichen. Die Alternativen variieren in: a) Anzahl der Bäume und Kronenmerkmale (kleine oder große gekrönte Bäume), b) Farbschemata von Gehwegen (gewöhnliches oder helles Kopfsteinpflaster mit einer Albedo von 0,3 bzw. 0,5), c) Verwendung und Größe von Wasserkörpern (kein Wasserkörper von 40 m ² oder Wasserkörper von 80 m ²⁾ und d) Größe von Gründächern (31 %, 50 % oder 70 % der gesamten Dachfläche).

Für den Vergleich der drei Alternativen wurden die folgenden vier Kriterien berücksichtigt: i) Hitzestressniveau (quantitative Bewertung), ii) Kosten (monetäre Bewertung), iii) architektonische Qualität (qualitative Bewertung) und iv) Amenity-Wert (qualitative Bewertung). Um zu visualisieren, wie sich die drei Alternativen im Laufe der Zeit entwickeln werden, wurden diese Parameter für drei verschiedene Zeiträume modelliert: i) das Jahr 2021, die voraussichtliche Eröffnung des Campus; ii) das visuelle Erscheinungsbild 2021-2050 mittelfristig und iii) das visuelle Erscheinungsbild 2071-2100 langfristig. Die wichtigsten Ergebnisse der Multi-Kriterien-Bewertung für die Inselplatz-Intervention waren:

• Die Alternative 3 steht mittelfristig (2021–2050) und langfristig (2021–2100) an erster Stelle. Diese Option besteht aus: i) Erhaltung der bestehenden 14 Bäume und Pflanzung von 31 neuen Bäumen (27 große und 4 kleine Bäume); ii) helle Bürgersteige für das gesamte Gebiet zu verwenden; iii) die Dachbegrünung neuer Flachdächer zu entwickeln (30 % Teer-Kies-Dach und 70 % ausgedehntes Begrünungsdach); iv) Bau eines 80 m2 großen künstlichen Wasserkörpers.
• Das Hitzestressniveau wurde anhand eines Indikators zwischen 0 (keine Hitzestress) und 10 (maximale Hitzestress) geschätzt. Nach der Analyse war es für die dritte Alternative niedriger. Folgende Werte des Indikators wurden für diese Alternative im Vergleich zu den beiden anderen berechnet (Indikatorwerte der Alternativen 1 und 2 sind in Klammern angegeben): i) Zeitraum 1981-2010 = 4,1 entsprechend dem Mittelwert (4,8 für Alternative 1, 4,5 für Alternative 2); ii) Zeitraum 2021-2050 = 5,2, leicht erhöht (6,0 für Alternative 1, 5,7 für Alternative 2); iii) Zeitraum 2021-2100 = 6,7, mäßig erhöht (7,5 für Alternative 1, 7,2 für Alternative 2).
• Helle Gehwege und großgekrönte Bäume wirken sich positiv auf die standortspezifischen mikroklimatischen Bedingungen (die des Inselplatzes) aus. Die (vermutlich) höheren Kosten zahlen sich auch hinsichtlich der Kriterien Annehmlichkeitswert und architektonische Qualität aus.
• Beim Vergleich der gegenwärtigen Nettokosten eines klein- und eines großgekrönten Baumes über einen längeren Zeitraum (d. h. 82 Jahre) waren die Kosten für kleingekrönte Bäume etwas höher als für großgekrönte Bäume. Darüber hinaus wirkt sich Letzteres vorteilhafter auf das standortspezifische Mikroklima aus.
• Der Einfluss eines künstlichen Wasserlaufs ist mehrdeutiger, da er recht kostspielig ist und aufgrund seiner Dimension nur begrenzte Auswirkungen auf das Mikroklima hat. Sein Gesamtwert hängt weitgehend davon ab, wie er im Hinblick auf seinen Einfluss auf Kriterien wie Annehmlichkeitswert und architektonische Qualität bewertet wird.

Die Arbeiten am Inselplatz begannen 2018 und konzentrierten sich bisher hauptsächlich auf die Vorbereitung der Baustelle. Die Maßnahmen werden voraussichtlich 2024/2025 abgeschlossen sein (Projektgruppe „Campus Inselplatz“).

Die städtebauliche Raumplanung in Deutschland ist ein Verfahren, das die vorläufige zweistufige Beteiligung von Behörden und Agenturen sowie aller anderen Beteiligten an Optionen und Vorschlägen umfasst. Sobald alle als wichtig erachteten Anmerkungen (z. B. zu ökologischen, wirtschaftlichen oder infrastrukturellen Aspekten) eingeholt wurden, müssen sie ordnungsgemäß abgewogen und ausgewogen sein, wobei sowohl die Interessen des Projektträgers als auch etwaige öffentliche oder private Interessen, die durch das Projekt beeinträchtigt werden könnten, zu berücksichtigen sind. Die zuständige örtliche Stelle entscheidet über die öffentliche Ausstellung. Die Öffentlichkeit hat innerhalb eines Monats die Möglichkeit, Empfehlungen abzugeben und Einwände gegen den Plan zu erheben, die dann zu berücksichtigen sind.

Parallel zu diesem formalen Partizipationsprozess, der nach deutschem Recht vorgeschrieben ist (formale Planung), könnten zusätzliche informelle Partizipationsprozesse und Kooperationen angewandt werden, um die Planungsergebnisse und deren Akzeptanz zu verbessern. Leitprinzipien können von den zuständigen politischen Gremien, meist dem Stadtrat, entwickelt und anerkannt und in die Praxis umgesetzt werden, um Bürger, zivilgesellschaftliche Organisationen, Verbände und Unternehmen aktiv einzubeziehen (informelle Planung).

Bei der Jenaer Sanierung wurde erwartet, dass Präferenzsätze (Gewichtung) verschiedener Interessenträger (z. B. Planer, Politiker, Bürger) für die Multi-Kriterien-Analyse berücksichtigt werden. Es stellte sich jedoch heraus, dass dies nicht zu den oben beschriebenen bestehenden Planungsroutinen passt, zu denen die formelle und informelle Beteiligung der Interessenträger gehört. Die Ergebnisse dieser Engagement-Aktivitäten spiegeln sich im Entwurfs- und Neuformulierungsprozess wider; Diese Informationen werden vom Planer irgendwie „verdaut“ und in gewissem Maße formell und informell in die Planung einbezogen. Daher muss der Planer in der Lage sein, bei der Entscheidung einen irgendwie „ausgewogenen“ Gewichtungssatz zu erstellen; Andernfalls wird die Ablehnung des endgültigen Entwurfs verhindern, dass er vom Stadtrat angenommen wird. Für die Inselplatz Multi-Kriterien-Analyse haben zwei am Planungsprozess beteiligte Planer die Gewichte individuell erhoben. Beide Gewichtungssätze wurden für die Bewertung verwendet, um irgendwie eine Wahrnehmungsverzerrung zu kontrollieren.

Die Einbeziehung der Anpassung in die Stadtplanung in Jena wurde durch verschiedene Faktoren gefördert:

• Extreme Wetterereignisse und ihr Zusammenhang mit dem Klimawandel haben das Bewusstsein der Öffentlichkeit geschärft;
• Verwaltung und politische Entscheidungsträger handelten nach dem Vorsorgeprinzip und stellten Personal und ein kleines Dauerbudget für die Unterstützung der Anpassung an den Klimawandel in der Abteilung Stadtentwicklung und Stadtplanung der Stadt Jena zur Verfügung.
• Die finanzielle Unterstützung auf nationaler Ebene ermöglichte die Entwicklung von JenKAS, das die Grundlage für Anpassungsaktivitäten in der Stadt bildet.
• In der JenKAS-Arbeitsgruppe wurden verschiedene Stadtwerke, Vertreter des Landes Thüringen, Wissenschaftler und Berater eingebunden und die Vernetzung innerhalb und außerhalb der Stadtgrenzen erleichtert, um Anpassungsmaßnahmen zu unterstützen.
• Anpassungsbezogene Forschungsprojekte werden von der Stadtverwaltung regelmäßig beauftragt, die vorhandene Wissensbasis kontinuierlich zu aktualisieren und zu erweitern. Die externe Wahrnehmung dieser Aktivitäten ist vielfältig und trägt zur Aufrechterhaltung der Anpassungsdynamik bei, z. B. nationale Auszeichnung „Klimaaktive Gemeinde 2016“, „Umweltpreis 2015“ des Landes Thüringen.

Die für den Inselplatz durchgeführte Bewertung profitierte stark von diesem institutionellen Gefüge.

Es gibt auch einige Faktoren, die die durchgängige Berücksichtigung der Anpassung in der Stadtplanung in Jena behindern: i) Verweigerung des Klimawandels gegenüber relevanten Interessenträgern, einschließlich politischer Entscheidungsträger, ii) knappe öffentliche Haushalte, iii) Mangel an erfahrenem Personal und iv) Mangel an Wissen über externe Finanzierungsmöglichkeiten für Anpassungsmaßnahmen. Diese Zwänge können jedoch leicht zu Herausforderungen werden und Jena in Bezug auf die Anpassung an den Klimawandel als Vorreiterstadt etablieren.

Für den Vergleich der drei Alternativen zur Sanierung des Inselplatzes wurden vier Kriterien herangezogen:

• Kosten, einschließlich: i) Investitions- und Instandhaltungskosten der Bürgersteige, künstlichen Wasserelemente und begrünten Strukturen (d. h. Rasen und Bäume), ii) Nettogegenwartswerte der begrünten Dächer (monetär, Diskontsatz: 1,5 %);
• Hitzestressniveau (quantitativ);
• Architekturqualität (qualitativ);
• Amenity Wert für Universitätspersonal, Studenten und Gäste (qualitativ).

Für die Analyse wurde eine probabilistische Multi-Kriterien-Methode (d.h. stochastisches PROMETHEE II) verwendet, die besonders in der Lage ist, mit unsicheren, unvollständigen, heterogen skalierten und inkonsistenten Daten umzugehen. Die Auswirkungen unsicherer Daten und unterschiedlicher Präferenzen der Interessenträger für die vier Kriterien wurden in der Analyse berücksichtigt und in den Bewertungsergebnissen dokumentiert.

Für die Anpassungsmaßnahme „Dachbegrünung“ wurde eine separate Kosten-Nutzen-Analyse durchgeführt. Für diese Analyse wurden Kosten (d. h. Investitionen, Reinvestitionen, Sanierungs- und Instandhaltungskosten) und Vorteile für die Eigentümer der Gebäude (d. h. Einsparungen bei den privaten Regenwassergebühren, geringere Installationskosten für Regenwassermanagementanlagen, Energiekosteneinsparungen) berücksichtigt. Die jeweils ermittelten Nettogegenwartswerte wurden auch für die probabilistische Multi-Kriterien-Analyse berücksichtigt. Einige öffentliche Vorteile, d. h. der Wert der Schaffung von Lebensräumen und die Kohlenstoffbindung, wurden ebenfalls geschätzt, aber getrennt gemeldet.

Die für dieses Großstadtentwicklungsprojekt veranschlagten Gesamtkosten belaufen sich auf 188 Millionen Euro und bestehen aus vier Teilprojekten. Die Gesamtfinanzierung ist noch nicht vollständig geklärt. Einige der Interventionen werden jedoch mit rund 84 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert. Rund 10 Millionen Euro stammen aus Bundesmitteln des Hochschulpakts 2020, 37,7 Millionen aus Landesmitteln und 4,1 Millionen aus der Stadt Jena.

Die Diskussionen über die Entwicklung einer lokalen Strategie zur Anpassung an den Klimawandel in Jena begannen bereits 2005. Nach einem Beschluss des Stadtrats im Jahr 2009 gab die Stadtentwicklungsabteilung eine öffentlich finanzierte Pilotstudie in Auftrag, um die Auswirkungen des lokalen Klimawandels zu analysieren, potenzielle Anpassungsmaßnahmen zu identifizieren und die Risikowahrnehmung der Stakeholder besser zu verstehen. 2010 war die Entwicklung der lokalen Klimaanpassungsstrategie (JenKAS) der nächste logische Schritt. Es wurde durch das Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung gefördert und vor Ort kofinanziert. Im Mai 2013 erkannte der Stadtrat JenKAS als informelles Planungsprinzip der Stadtentwicklung in Jena an. Dies war eine wichtige Voraussetzung für die Umsetzung von JenKAS und die kontinuierliche Berücksichtigung der Anpassung an den Klimawandel in der Stadtplanung in Jena. Änderungen des Rechtsrahmens in verschiedenen Politikbereichen wurden schrittweise durch ihre jeweiligen regelmäßigen Fortbildungen an die Mitarbeiter verschiedener kommunaler Einrichtungen weitergegeben. Revisionen des externen Regulierungsrahmens wie der der Bundesbauordnung im Jahr 2011 stärken die Bemühungen um eine durchgängige Berücksichtigung der Klimaanpassung.

Die Analyse- und Planungsphase der Sanierung des Inselplatzes erfolgte im Zeitraum 2012-2017. Die Umsetzungsphase begann 2018 und bestand bisher (2019) hauptsächlich in der Reinigung und Vorbereitung der Baustelle. Die Aushubarbeiten sind für 2020 geplant, der Baubeginn ist für Ende 2020 geplant. EU-finanzierte Gebäude sollen bis 2023 in Betrieb genommen werden, während die anderen Komponenten bis 2024/2025 fertiggestellt sein werden.

Für einige der zu entwickelnden Komponenten liegt die erwartete Lebensdauer im Bereich von: 40 Jahre für begrünte Dächer, 40-50 Jahre für kleingekrönte Stadtbäume, 80-100 Jahre für großgekrönte Stadtbäume, 80 Jahre für Gehwege und 80 Jahre für künstliche Wasserelemente.

Oliver Gebhardt
Helmholtz Centre for Environmental Research – UFZ
Department of Economics
E-mail: oliver.gebhardt@ufz.de

Manuel Meyer
City of Jena
Department of Urban Development and Planning
E-Mail: manuel.meyer@jena.de 

EU-RP-7-Projekt „Bottom-Up Climate Adaptation Strategies towards a Sustainable Europe – BASE“ und Projektgruppe „Campus Inselplatz“