Stuttgart: Bekämpfung des Wärmeinseleffekts und der schlechten Luftqualität mit Lüftungskorridoren und grüner und blauer Infrastruktur
Stuttgarts Lage im Talbecken, das milde Klima, die geringe Windgeschwindigkeit, die industrielle Aktivität und das hohe Verkehrsaufkommen haben die Stadt sehr anfällig für schlechte Luftqualität gemacht. Die Entwicklung an den Talhängen hat verhindert, dass sich Luft durch die Stadt bewegt, die Luftqualität verschlechtert und zum städtischen Wärmeinseleffekt beigetragen hat. Für die Region Stuttgart wurde ein Klimaatlas entwickelt, der die Verteilung von Temperatur- und Kaltluftströmen entsprechend der Topographie und Landnutzung der Stadt darstellt. Auf der Grundlage dieser Informationen wurde eine Reihe von Planungs- und Zonenregelungen empfohlen, die auch darauf abzielen, den Freiraum in dicht bebauten Gebieten zu erhalten und zu vergrößern. Dadurch sind über 39 % des Stuttgarter Gebiets geschützt, Grünflächen (Stadtwälder, Bäume in Parks und Straßen) erweitert und Lüftungskorridore vor dem Stadtausbau bewahrt. Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber heißeren Sommern und häufigeren Hitzewellen weiter zu verbessern, wurden und werden in der Stadt weitere Anpassungsmaßnahmen durchgeführt, darunter Gründächer, Begrünung von Straßenbahngleise und Gebäuden, Beschattung von Gebäudefassaden durch Straßenbäume und die Modernisierung kleinerer öffentlicher Räume zu „Kühlflecken“. Blaue Infrastrukturen wie Trinkbrunnen und andere Wasserelemente werden ebenfalls verbessert. All diese Anpassungsmaßnahmen helfen, den Wärmeinseleffekt zu reduzieren, der durch heißere Sommer und häufigere und intensivere Hitzewellen weiter zunehmen wird. Lüftungskorridore und ausgedehnte Grünflächen tragen ebenfalls zur Verbesserung der städtischen Luftqualität bei und reduzieren die Luftschadstoffe.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Die Lage der Stadt hat einen erheblichen Einfluss auf das lokale Klima, einschließlich Auswirkungen auf Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag und Wind. Stuttgart liegt im breiten Neckarbecken, das von zwei Flusstälern gebildet wird, die von steilen Hängen abgeschirmt sind. Stuttgarts Zentrum befindet sich auf ca. 240 m Seehöhe (u. a. ü.d.M.), während die umliegenden Hügel auf 500 m ü.d.M. steigen.
Stuttgart hat ein mildes, gemäßigtes Klima mit warmen Sommern. Windgeschwindigkeiten in der ganzen Stadt sind in der Regel niedrig, was zusammen mit dem städtischen Wärmeinseleffekt zu einer schlechten Luftqualität beiträgt. Eine 2016 in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Wetterdienst durchgeführte Studie zeigt, dass sich die Anzahl der Wärmeexpositionstage (täglich Maximaltemperatur über 32 °C) in der Stuttgarter Innenstadt von 1971-2000 auf 2031-2060 verdoppeln wird. Nach derselben Studie deuten Klimaprognosen auch darauf hin, dass die Anzahl der Tage mit Hitzestress (wenn die Thermoregulation der Menschen beeinträchtigt ist) aufgrund häufigerer Hitzewellen bis 2050 deutlich zunehmen wird: das bebaute Gebiet Stuttgarter Kessel und das Neckartal, beide Teil der Stadt Stuttgart, konnten bis 2050 mehr als 60 Tage mit Hitzestress erleben. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird die Zahl der Tage mit Hitzestress weiter zunehmen.
Ziele
Eines der Hauptziele für die Region Stuttgart ist es, den Luftaustausch in der Stadt zu erleichtern und so das Potenzial für einen kühlen Luftstrom von den Hügeln in die städtischen Gebiete im Talboden zu erhöhen. Die Stadt zielt auch darauf ab, die städtischen Naturgebiete zu schützen, den Anbau von Grünflächen zu erhöhen und die Umsetzung grüner und blauer Infrastrukturen zu fördern. Insgesamt zielen diese Strategien darauf ab, Stuttgarts Anpassung an heißere Sommer und häufigere Hitzewellen aufgrund des Klimawandels zu verbessern.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Der Klimaatlas für die Region Stuttgart wurde 2008 veröffentlicht, basierend auf den bisherigen Arbeiten, die die Stadt Stuttgart seit den 1980er Jahren in diesem Bereich durchgeführt hat, und von der hauseigenen Stadtklimatologie (seit 1938 in der Stadt Stuttgart). Im Rahmen eines Forschungsprojekts „Intektive städteregionale Anpassungsstrategien“ desBundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wird der Klimaatlas aktuell aktualisiert und seine Inhalte zu einem urban-regionalen Online-Informations- und Beratungstool weiterentwickelt.
Der Klimaatlas bietet standardisierte Klimabewertungen für die Städte und Gemeinden der Region Stuttgart. Der Atlas umfasst Karten, die regionale Windmuster, kalte Luftströme, Luftverschmutzungskonzentrationen und andere relevante Informationen enthalten, die erforderlich sind, um Planer darüber zu informieren, wie die klimatischen Bedingungen verbessert werden können, die neue Projekte und Nachrüstungen beeinflussen könnten. Der Atlas klassifiziert städtische Gebiete anhand ihrer Rolle beim Luftaustausch und der kühlen Luftströmung in der Region Stuttgart sowie ihrer Topographie, Entwicklungsdichte und -charakter sowie der Bereitstellung von Grünflächen. Der Atlas unterscheidet acht Kategorien von Bereichen auf diese Weise, und für jede von ihnen werden unterschiedliche Planungsmaßnahmen und Empfehlungen gegeben.
Neben der Reaktion auf lokale Klimamerkmale bilden die folgenden Grundsätze die Grundlage für die Planungsempfehlungen, die im „Klimaheft für Stadtentwicklung Online – Städtebauliche Klimafibel Online“ enthaltensind:
- Die Vegetation sollte zur Umrandung von Entwicklungen aufgestellt werden, und größere, miteinander verbundene Grünflächen sollten in den entwickelten Gebieten geschaffen oder gepflegt werden, um den Luftaustausch zu erleichtern;
- Täler dienen als Lufttransportkorridore und sollten nicht ausgebaut werden;
- Hügel sollten unentwickelt bleiben, vor allem, wenn die Entwicklung in Tälern besteht, da hier ein intensiver Kalt- und Frischluftverkehr stattfindet;
- Sattelähnliche Topographien dienen als Luftinduktionskorridore und sollten nicht entwickelt werden;
- Die Zersiedelung von Städten ist zu vermeiden;
- Alle Bäume, die im städtischen Kern mit einem Stammumfang von mehr als 80 cm in einer Höhe von 1 m wachsen, sind mit einer Baumerhaltungsordnung geschützt.
Die Umsetzung der Empfehlungen im Klimaatlas und im Klimaheft erfolgt durch das Amt für Stadtplanung und Stadterneuerung, unterstützt vom Amt für Umweltschutz. Die Abteilung für Urbane Klimatologie im Amt für Umweltschutz bewertet die klimatischen Auswirkungen von geplanten Bebauungen und größeren Gebäuden. Durch die Umsetzung dieser Empfehlungen wurden über 39 % der Stuttgarter Fläche geschützt, um natürliche Elemente zu erhalten. Darüber hinaus bedeckt Grün mehr als 60 % der Stadt. Stuttgart umfasst 5.000 Hektar Wald und Wald, 65.000 Bäume in Parks und Freiflächen sowie 35.000 Straßenbäume. Mehr als 300.000 Quadratmeter Dächer wurden begrünt und 63 von 273 (Stand 2019) Kilometer Straßenbahnstrecken mit oligotrophen Gräsern bepflanzt. Darüber hinaus wurden im Einklang mit der Stadtentwicklungsvision 60 Hektar Grünflächen, die zuvor für die Entwicklung vorgesehen waren, aus dem Plan für die Landentwicklung 2010 zum Schutz bestehender Grünflächen gekürzt. Gezielte Eingriffe wie ein Bauverbot in den Hügeln der Stadt und die Verhinderung von Bauvorhaben, die die Lüftungswirkung von nächtlichen Kaltluftströmen behindern könnten, haben zur Erhaltung und Verbesserung des Luftaustauschs und der Kühlluftströme in der Stadt geführt.
Um die Anpassungskapazität Stuttgarts an heißere Sommer weiter zu verbessern, wird die grüne Infrastruktur in der Stadt derzeit im Rahmen eines Klimaschutzpakets ausgebaut, darunter: Begrünung von Gebäuden, Beschattung von Verkehrswegen (z. B. Wanderwege und Radwege), Beschattung von Gebäudefassaden durch Straßenbäume und die Modernisierung kleinerer öffentlicher Bereiche zu „Kühlstellen“ (mit Trinkwasser, Wasserbrunnen, Wassersprays und Beschattungsanlagen ausgestattete Bereiche). Darüber hinaus führt die Stadt ein Programm zur Verbesserung der städtischen blauen Infrastruktur durch, insbesondere durch Trinkbrunnen und andere Wasserelemente. Wasseroberflächen und fließendes Wasser tragen durch Verdunstung zu einer Verringerung der thermischen Belastungen bei. Das Projekt „Integrierte Strategien zur Stärkung städtischer blau-grüner Infrastrukturen“(INTERESS-I) hat ein Pilotprojekt zur Erprobung klimawirksamer und widerstandsfähiger Bausteine der blau-grünen Infrastruktur durchgeführt. Übergeordnetes Ziel ist die Entwicklung einer integrierten Strategie zur Optimierung von Grün-, Wasser-, Siedlungs- und Baustrukturen auf der Grundlage von Wasserverfügbarkeit und Wasserqualität sowie unter Berücksichtigung der Klimaresilienz, der sozialen Gerechtigkeit und der Lebensqualität.
Relevanz
Der Fall wurde hauptsächlich aufgrund anderer politischer Ziele entwickelt und umgesetzt, jedoch unter erheblicher Berücksichtigung von Aspekten der Anpassung an den Klimawandel.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Der Klimaatlas 2008 wurde in enger Zusammenarbeit zwischen der Verbandsregion Stuttgart und der Stadt Stuttgart entwickelt. Die Sektion Stadtklimatologie im Amt für Umweltschutz der Stadt Stuttgart hat mit ihrem Fachwissen beigetragen.
Die Stadt Stuttgart unterstreicht die Bedeutung der Beteiligung der Öffentlichkeit an Ökologisierungsstrategien zur Verbesserung der Luftqualität und zur Minderung des Wärmeinseleffekts. Dies wird durch verschiedene Strategien erreicht, z. B.:
- Seit 1986 unterstützt die Stadt Stuttgart die Bürgerinnen und Bürger bei Begrünungsdächern und weist darauf hin, dass in den stark überhitzten und schlecht belüfteten Talflächen das Potenzial für Begrünungsdächer möglichst umfassend genutzt werden sollte. 2016 wurde ein kommunales Begrünungsprogramm (Hof-, Dach- und Fassadenbegrünung) wieder aufgenommen, um die Begrünungsmaßnahmen in den bestehenden Gebäuden zu beschleunigen.
- Seit 1992 gibt es für Stuttgarter Einwohner eine Regelung, um einen Baum oder eine Grünfläche zu übernehmen. Heute haben Pflegekräfte mehr als 900 Bäume angenommen. Sie sind dafür verantwortlich, den Baum zu gießen, Schädlingsangriffe zu melden, die Blattstreu und gefallene Äste zu entfernen und den Baum vor Hundefouling zu schützen.
Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass die Anpassung an den Klimawandel und die Eindämmung des Klimawandels beide ganz oben auf der politischen Agenda stehen. Die Stadt hat seit 1997 eine Klimaschutzstrategie und 2012 wurde eine Strategie zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt. Eine Arbeitsgruppe begleitet die Umsetzung der Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Folgende Faktoren, die positiv zur Anpassungsinitiative Stuttgart beigetragen haben, werden hervorgehoben:
- Die Zusammenstellung detaillierter Informationen über die Topografie, das Klima und die Landnutzung des Gebiets ermöglicht eine präzise Planung für verschiedene Gebiete, die gemeinsam darauf abzielen, die Luftqualität zu verbessern und den Effekt der städtischen Wärmeinseln abzumildern.
- Der Fall zeigt die Vorteile für eine Gemeinde, eine interne Klimaforschungskapazität zur Verfügung zu stellen, um konkrete Kenntnisse über lokale Bedingungen und Abhilfemaßnahmen zu vermitteln, anstatt sich auf ein aus allgemeinen Grundsätzen abgeleitetes Verständnis zu stützen. Kumulativ hat die Stadt über mehrere Jahrzehnte ihre Planungs- und Landschaftsgestaltungskräfte genutzt, um ein ganzes System der städtischen Luftzirkulation zu entwickeln.
- Die konstruktive Nutzung bestehender Vorschriften (z. B. Baugesetzbuch) gibt einen Auftrag zur Umsetzung von Planungsempfehlungen zum lokalen Klima.
- Die enge Zusammenarbeit zwischen dem Amt für Umweltschutz (Informationsanalyse, Bereitstellung von Empfehlungen) und dem Team für Stadtplanung und Erneuerung bedeutet, dass die empfohlenen grünen Infrastrukturlösungen durch Raumplanung und Entwicklungskontrolle umgesetzt werden.
- In einigen Gebieten der Stadt unterstützte die Verfügbarkeit von Rahmenplänen, die sich eindeutig auf die Anpassung an den Klimawandel beziehen, die Umsetzung spezifischer Maßnahmen. Dies ist beispielsweise im Rahmenplan Talgrund (Stuttgart-West) der Fall, in dem die Anpassung durch Ökologisierung und strukturelle Maßnahmen zur Erhaltung der nächtlichen Kälteströme angegangen wird.
Kosten und Nutzen
Eine Gesamtschätzung der Kosten für das gesamte Spektrum der durchgeführten Maßnahmen liegt nicht vor. Einzelheiten sind für einige Interventionen verfügbar, die auch für die Anpassung relevant sind. Seit 2016 stellt die Stadt Stuttgart im Rahmen eines noch aktiven Green-Förderprogramms jährlich rund 2 Millionen Euro zur Verfügung. Darüber hinaus wurden 12,7 Millionen Euro für die Renovierung von Stadtparks einmalig bereitgestellt. Darüber hinaus:
- Der Erhalt der innerstädtischen Weinberge und Steilhänge (Belüftungssicherung) wird durch ein Budget von rund 850,000 EUR pro Jahr über 4 Jahre (2018-2021) unterstützt.
- Die Finanzierung der Begrünung privater Gebäude (z. B. für Fassaden, Höfe und Dächer) beträgt bisher 1,5 Millionen Euro.
- Es gibt viele Einzelprojekte mit Relevanz für die Anpassung im Rahmen des aktuellen Budgets für das Garten-, Wald- und Friedhofsbüro.
Darüber hinaus werden im Rahmen des Klimapakets (ein zusätzliches Budget von 200 Millionen Euro für den Zeitraum 2020-2023 einschließlich Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel) 20 Millionen Euro für zusätzliche Bäume, Hecken und Waldumbau bereitgestellt, um die Anpassung an den Klimawandel zu verbessern und anschließend grüne Fassaden, Höfe oder Dächer umzusetzen.
In städtischen Gebieten ist es meist die hohe Wärmebelastung im Sommer, die zu Hitzestress auf den menschlichen Körper führt und negative Auswirkungen auf den thermischen Komfort hat. Es ist besonders während des Tages aufgrund intensiver Sonneneinstrahlung ausgeprägt. Bei Hitzewellen, d. h. an aufeinanderfolgenden Tagen mit hoher Hitzebelastung, erreicht die Abkühlung in der Nacht oft nicht das für einen erholsamen Schlaf notwendige Ausmaß. Es wird erwartet, dass ausgedehnte und angemessene städtische Grünflächen – auch auf Gebäudeebene – und ungesiegelte Flächen dem städtischen Wärmeinseleffekt entgegenwirken und der Bevölkerung Vorteile bringen. Niedrige und weniger dichte Vegetation, Grünflächen und offene Korridore fördern die Lüftung in städtischen Gebieten, reduzieren Wärmeaufbau und thermische Belastung vor allem in heißen Perioden und reduzieren die Verschmutzung. Sie fungieren als Kaltlufterzeugungsbereiche, die thermisch induzierte lokale Windsysteme wie nächtliche Bodenwinde, Downhillwinde und Bergwinde einstellen. Ihre Erhaltung und mögliche Erweiterung können der Stadt viele Vorteile bieten und den Einsatz von technischer Kühlung (z. B. durch Klimatisierung) einschränken.
Rechtliche Aspekte
Der Erhalt der natürlichen Umwelt in städtischen Gebieten wird vor allem vom Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) und dem Naturschutzgesetz des Landes Baden-Württemberg (NatSchG) geleitet. Das Bundesnaturschutzgesetz verbietet die Änderung oder Beeinträchtigung geschützter Grünflächen oder die Änderung der Flächennutzung in diesen Schutzgebieten. Geschützte Grünflächen umfassen: Grünzonen in Siedlungsgebieten, Parks, Friedhöfen, Gärten, Einzelbäumen, Baumlinien, Alleen oder Hainen in besiedelten oder unterentwickelten Gebieten; und einige Pflanzungen und schützende Waldflächen außerhalb der Wälder. Die Erhaltung der Geschichte und Kultur der Region kann auch ein Grund für den Schutz von Grünflächen sein.
Die 2011 geänderte Bauordnung sieht vor, dass die Stadtentwicklung den Klimaschutz und die Anpassung an den Klimawandel fördert und verbessert. Diese können sowohl durch Landnutzungspläne als auch durch städtebauliche Sanierungsmaßnahmen angegangen werden. Sie betont unter anderem die Bedeutung des Erhalts ungenutzter und geräumter Flächen, die ein großes Potenzial für eine klimafreundliche Stadtentwicklung, insbesondere für Grünflächen, haben.
Umsetzungszeitraum
Die Anpassung Stuttgarts an den urbanen Wärmeinseleffekt begann mit dem Klimaatlas 2008 und setzt sich weiter fort. Maßnahmen werden in der Regel im Rahmen der städtischen Landnutzungsplanung umgesetzt, wobei die Umsetzungszeit stark von der Komplexität des Planungsprozesses als Ganzes und von den Randbedingungen wie Wohnraumbedarf usw. abhängt. In den meisten Fällen sind jedoch mehrere Jahre zu erwarten. Durchführungsmaßnahmen im öffentlichen Raum (z. B. Baumpflanzung) werden in der Regel im jeweiligen Haushaltsjahr oder zeitnah durchgeführt.
Lebensdauer
Die grünen und blauen Infrastrukturen müssen aufrechterhalten werden, während Lüftungskorridore geschützt werden müssen, um ihre Funktion auch in Zukunft zu erhalten. Wenn grüne und Blues-Lösungen auf Infrastrukturen angewendet werden, kann ihre Lebensdauer als identisch mit der bebauten Umgebung angesehen werden (etwa 40 Jahre, wenn die Wartung gewährleistet ist). Bei subventionierten privaten Maßnahmen sind die Begünstigten verpflichtet, die Infrastruktur mindestens zehn Jahre lang zu erhalten.
Referenzinformationen
Kontakt
Rainer Kapp
Municipality of Stuttgart
Office for Environmental Protection, Department of Urban Climatology
Gaisburgstraße 4, 70182 Stuttgart, Germany
E-mail: rainer.kapp@stuttgart.de
Webseiten
Referenz
City of Stuttgart and Green and Blue Space Adaptation for Urban Areas and Eco Towns (GRaBS)
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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