Einbeziehung der Anpassung an den Klimawandel in die Stadtplanung: Sanierung von Graufeldflächen 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 stetige Zustrom von Studierenden und jungen Familien schaffen eine stetig steigende Nachfrage nach Grundstücken für Wohn- und Industriegebiete sowie Universitätseinrichtungen, die die Stadtplanungsbehörden unterbringen müssen.

Die Innenstadt ist von steilen Muschelkalksteinhängen umgeben, die als Wärmespeicher fungieren und Jena zu einem der wärmsten Orte Mitteldeutschlands mit anhaltendem städtischem Wärmeinseleffekt machen. Klimaprojektionen für den Zeitraum von 2051 bis 2100 zeigen 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 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) (Meyer et al., 2015). Insbesondere wird es häufigere und intensivere Hitzeinseleffekte geben.

Versiegelte innerstädtische Gebiete wie der Inselplatz sind unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen stark Hitzestress ausgesetzt. Der Zusammenhang zwischen Stadtplanung, Gebäudegestaltung und mikroklimatischen Bedingungen sollte bei Stadterneuerungs-, Sanierungs- und Revitalisierungsprojekten wie dem am Inselplatz stattfindenden berücksichtigt werden. Die Oberflächengeometrie und die thermischen Eigenschaften der städtischen bebauten 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, die Strahlung der Sonne ablenken und reflektieren und Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgeben.

Die Jenaer Strategie zur Anpassung an den Klimawandel (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 struktureller Maßnahmen und naturbasierter Lösungen umgesetzt werden, wie es bei der Sanierung des Inselplatzes der Fall ist.

Nachdem der vorbereitende Flächennutzungsplan für den Inselplatz im Mai 2014 genehmigt worden war, wurde anhand einer probabilistischen Multikriterienanalyse drei Entwürfe verglichen, in denen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des öffentlichen Raums untersucht und nach der Eignung ihres Entwurfs zur Förderung der Anpassung an den Klimawandel eingestuft wurden. Diese Analyse umfasst eine vergleichende wirtschaftliche Bewertung potenzieller Anpassungsoptionen, um das am besten geeignete Bündel von Anpassungsmaßnahmen für die Umsetzung zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Bewertung flossen in die detaillierte Gestaltung des neuen Inselplatzes und den administrativen und politischen Entscheidungsprozess ein.

Das Rückgrat von JenKAS ist ein Handbuch zur klimasensiblen Stadtplanung, das Informationen über aktuelle und zukünftige lokale klimatische Bedingungen, rechtliche Aspekte, wirtschaftliche Bewertungen von Anpassungsmöglichkeiten und Best-Practice-Beispiele enthält. Ergänzt wird das Handbuch durch ein Instrument zur Entscheidungsunterstützung namens JELKA, das sich speziell an städtische Interessenträger und Entscheidungsträger richtet. Das Instrument wurde entwickelt, um Informationen über Klimarisiken leichter zugänglich zu machen und maßgeschneiderte Empfehlungen zu geben, 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 durchgängigen Berücksichtigung der Anpassung an den Klimawandel in der Stadtplanung angewandt wurde. Diese Maßnahme zielt darauf ab, die bestehende Grauzone in einen neuen Campus der Friedrich-Schiller-Universität umzuwandeln, einschließlich Anpassungsmaßnahmen zur Bewältigung von Hitzestressrisiken. In einem ersten Schritt wurde JELKA verwendet, um Anpassungsoptionen vorzuwählen, die für drei alternative Entwürfe für die Sanierung des Gebiets in Betracht gezogen werden sollten. Dann wurde PRIMATE, eine am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ entwickelte Software zur probabilistischen Multi-Attribut-Evaluierung, eingesetzt, um diese drei Entwürfe mittels Multi-Kriterien-Analyse systematisch zu vergleichen. Die Alternativen unterscheiden sich 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) Nutzung und Größe von Wasserkörpern (keine, 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) mittelfristiges visuelles Erscheinungsbild 2021-2050 und langfristig iii) visuelles Erscheinungsbild 2071-2100. Die wichtigsten Ergebnisse der Mehrkriterienbewertung für die Inselplatz-Intervention waren:

• Alternative 3 steht sowohl mittelfristig (2021-2050) als auch langfristig (2021-2100) an erster Stelle. Diese Option besteht aus: i) Erhaltung der bestehenden 14 Bäume und Anpflanzung von 31 neuen Bäumen (27 große und 4 kleine Bäume); ii) helle Gehwege für das gesamte Gebiet zu verwenden; iii) Dachbegrünung neuer Flachdächer entwickeln (30 % Teer-Kies-Dach und 70 % extensives Begrünungsdach); iv) Bau eines 80 m2 großen künstlichen Wasserkörpers.
• Das Wärmestressniveau wurde anhand eines Indikators geschätzt, der von 0 (keine Hitzestress) bis 10 (maximale Hitzestress) reichte. Der Analyse zufolge war sie bei der dritten 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 Medium (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 im Hinblick auf die Kriterien Annehmlichkeitswert und architektonische Qualität aus.
• Beim Vergleich der Nettogegenwartskosten eines kleingekrönten und eines großgekrönten Baums 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 mehrdeutig, 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 vor allem auf die Vorbereitung der Baustelle. Die Interventionen sollen bis 2024/2025 abgeschlossen sein (Projektgruppe „Campus Inselplatz“).

Die städtebauliche Flächennutzungsplanung in Deutschland ist ein Verfahren, bei dem Behörden und Behörden sowie andere Interessenträger in zwei Vorstufen an Optionen und Vorschlägen beteiligt werden. Sobald alle für wichtig erachteten Kommentare (z. B. zu ökologischen, wirtschaftlichen oder infrastrukturellen Aspekten) gesammelt sind, müssen sie sorgfältig 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 erlässt eine Entscheidung 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 angewendet werden, um die Planungsergebnisse und deren Akzeptanz zu verbessern. Leitprinzipien können von den zuständigen politischen Gremien, meist dem Stadtrat, entwickelt und anerkannt und mit dem Ziel einer aktiven Beteiligung von Bürgern, zivilgesellschaftlichen Organisationen, Verbänden und Unternehmen in die Praxis umgesetzt werden (informelle Planung).

Im Falle der Jenaer Sanierung wurde erwartet, dass Präferenzsätze (Gewichtung) verschiedener Akteure (z. B. Planer, Politiker, Bürger) für die Mehrkriterienanalyse 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-Tätigkeiten spiegeln sich im Entwurfs- und Neugestaltungsprozess wider; diese Informationen werden vom Planer irgendwie „verdaut“ und bis zu einem gewissen Grad 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 die Annahme durch den Stadtrat verhindern. Für die Inselplatz-Multikriterienanalyse haben zwei am Planungsprozess beteiligte Planer die Gewichte einzeln ermittelt. Beide Gewichtungssätze wurden für die Bewertung verwendet, um irgendwie eine Art 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 die Öffentlichkeit sensibilisiert;
• Verwaltung und politische Entscheidungsträger handelten nach dem Vorsorgeprinzip und stellten Personal und ein kleines Dauerbudget zur Unterstützung der Anpassung an den Klimawandel im Department Stadtentwicklung & Stadtplanung der Stadt Jena zur Verfügung.
• Die finanzielle Unterstützung auf nationaler Ebene ermöglichte die Entwicklung von JenKAS, das die Grundlage für Anpassungsmaßnahmen in der Stadt bildet.
• In der JenKAS-Arbeitsgruppe waren verschiedene Stadtverwaltungen, Vertreter des Landes Thüringen, Wissenschaftler und Berater eingebunden und erleichterten die Vernetzung innerhalb und außerhalb der Stadtgrenzen, um Anpassungsmaßnahmen zu unterstützen.
• Anpassungsbezogene Forschungsprojekte werden von der Stadtverwaltung regelmäßig beauftragt, die bestehende 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 hat von diesem institutionellen Gefüge stark profitiert.

Es gibt auch einige Faktoren, die die durchgängige Berücksichtigung der Anpassung in der Stadtplanung in Jena behindern: i) Verweigerung einschlägiger Interessenträger, einschließlich politischer Entscheidungsträger, durch den Klimawandel, 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 als Vorreiterstadt in Bezug auf die Anpassung an den Klimawandel etablieren.

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

• Kosten, einschließlich: i) Investitions- und Instandhaltungskosten der Gehwege, künstlichen Wasserelemente und grünen Strukturen (d. h. Rasen und Bäume), ii) Kapitalwert der begrünten Dächer (monetär, Abzinsungssatz: 1,5 %),
• Hitzestressniveau (quantitativ);
• Architekturqualität (qualitativ);
• Amenity Value für Universitätsmitarbeiter, 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. Investitions-, Reinvestitions-, Sanierungs- und Instandhaltungskosten) und Vorteile berücksichtigt, die den Eigentümern der Gebäude entstehen (d. h. private Einsparungen bei den Regenwassergebühren, geringere Installationskosten für Regenwassermanagementanlagen, Energiekosteneinsparungen). Die jeweils ermittelten Nettogegenwartswerte wurden auch für die probabilistische Mehrkriterienanalyse berücksichtigt. Einige öffentliche Vorteile, d. h. die Schaffung von Lebensräumen und die Kohlenstoffbindung, wurden ebenfalls geschätzt, aber separat gemeldet.

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

Bereits 2005 wurden in Jena Gespräche über die Entwicklung einer lokalen Strategie zur Anpassung an den Klimawandel aufgenommen. Nach einem Beschluss des Stadtrates im Jahr 2009 gab die Stadtentwicklungsabteilung eine öffentlich finanzierte Pilotstudie in Auftrag, um lokale Auswirkungen des Klimawandels zu analysieren, mögliche Anpassungsmaßnahmen zu identifizieren und die Risikowahrnehmung der Interessengruppen besser zu verstehen. Im Jahr 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 Stellen weitergegeben. Überarbeitungen des externen Regelungsrahmens, wie der des Bundesbaugesetzbuches im Jahr 2011, verstärken die Bemühungen um die durchgängige Berücksichtigung der Anpassung an den Klimawandel.

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 Ausgrabungsarbeiten sind für 2020 geplant, der Baubeginn ist für Ende 2020 geplant. Die von der EU finanzierten 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 FP-7-Projekt „Bottom-Up Climate Adaptation Strategies towards a Sustainable Europe – BASE“ und Projektgruppe „Campus Inselplatz“