Smart City Sensing unterstützt Anpassung an den Klimawandel

Wichtige Erkenntnisse

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Klimabedrohungen

Drohnenbasierte Analyse bereitet den Boden für Anpassung vor

Für die Umsetzung wirksamer Anpassungsmaßnahmen ist es von entscheidender Bedeutung, die Entwicklung von Temperatur-Hotspots und die sie beeinflussenden Faktoren zu verstehen. Auf Vorschlag der Energieregion Weiz-Gleisdorf und zusammen mit ihrer Unterstützung durch das Programm KLAR! – eine Initiative des Österreichischen Klima- und Energiefonds, die Regionen und Kommunen bei der Anpassung an den Klimawandel durch lokale Maßnahmen, Sensibilisierung und praktische Anwendung der Forschung unterstützt – haben die Stadt Weiz und das Institut für nachhaltige Technologien AEE INTEC den innovativen Smart City Sensing-Prozess ins Leben gerufen. Diese Initiative stellt einen alternativen Ansatz zu herkömmlichen Technologien wie mikroklimatischen Simulationswerkzeugen dar, der auf thermografischer Kartierung mit hochfliegenden Flugzeugen in Kombination mit Messungen vor Ort basiert.

Smart City Sensing wendet eine innovative Methodik an, die deutlich effizienter ist als herkömmliche, zeit-, energie- und kostenintensive Ansätze und gleichzeitig zuverlässige Daten und Dienste bereitstellt. Die Methode ermöglicht eine präzise dreidimensionale Darstellung der städtischen thermischen Umgebung und ihrer wichtigsten Einflussfaktoren basierend auf multispektralen, infraroten und sichtbaren Rot-Grün-Blau-Bilddaten. Dies ermöglicht es, die Auswirkungen gezielter Maßnahmen zu modellieren, die die Entwicklung von Wärmeinseln, also besonders heißen Gebieten in der Stadt, verhindern oder reduzieren.  Smart City Sensing bewertet beispielsweise die spezifischen Kühleffekte grüner Maßnahmen wie Grünwände, neu gepflanzte Bäume und Rasenflächen sowie bauliche und technische Lösungen, darunter Beschattungselemente, Wasserinstallationen oder hellere Straßenoberflächen. Darüber hinaus identifiziert das Verfahren die Orte, an denen jede Maßnahme den größten Kühleffekt erzielt.

Erleichterung städtebaulicher Entscheidungen

Smart City Sensing verbessert städtebauliche Entscheidungen und unterstützt fundiertere Entscheidungsprozesse in Weiz. Die Methode liefert die erforderlichen wissenschaftlich fundierten Daten für gezielte städtebauliche Entscheidungen zur klimatischen Verbesserung von Gebäuden und Stadtteilen innerhalb der Stadt. Die verständliche und datengetriebene Analyse reduziert das Risiko von Ad-hoc-Entscheidungen, die zu unangemessenen Investitionen und Fehlanpassungen führen können, d.h. die Umsetzung von gut gemeinten Anpassungsmaßnahmen mit negativen Auswirkungen.

Umsetzungsschritte

1. Definition eines Analysebereichs: Stadtvertreter und die SmaCiSe-Dienstleister definieren das Analysegebiet und bevorzugen dicht besiedelte und dicht versiegelte Gebiete.
2. Datenerhebung: Während einer repräsentativen Wärmeperiode sammelt eine Drohne thermische Daten sowie die Sonneneinstrahlung, die von allen Oberflächen innerhalb des definierten Bereichs reflektiert wird. Dazu kommen spezielle Kameras zum Einsatz, die bis zu 800 Bilder pro Flug aufnehmen können. Darüber hinaus erfassen Vor-Ort-Messungen weitere relevante Parameter für die präzise Bestimmung des thermischen Komforts im Untersuchungsbereich, darunter Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftstromgeschwindigkeit und Strahlungstemperatur.
3. Erstellung des 3D- und interaktiven Stadtmodells: Die gesammelten Daten ermöglichen die Erstellung eines interaktiven dreidimensionalen Stadtmodells, das thermischen Komfort visualisiert, was bedeutet, wie sich warme oder kalte Menschen in der städtischen Umgebung fühlen. Ein spezialisiertes räumliches Berechnungsmodell visualisiert die Ergebnisse in mehrschichtigen Karten und liefert Informationen über lokale Wärmebelastungen und deren Ursachen, wie überhitzte Fassaden oder begrenzte Vegetation (Abbildung 1). Dies bildet die Grundlage für die gezielte Planung spezifischer Anpassungsmaßnahmen zur Reduzierung städtischer Wärmebelastungen.

Figure 1: Three-dimensional city model, depicting local heat (red) and cool areas (purple). Image Credit: AEE INTEC, City of Weiz.

Figure 2: Elevated Plant bed at the Weiz-Zentrum train stop. Image Credit: City of Weiz (Measure as part of the KLAR! programme).

Smart City Sensing unterstützt die Priorisierung von Interventionen und die Umsetzung zukunftsweisender Stadtplanungsstrategien. Die Sensibilisierung für die Auswirkungen städtischer Wärme und die Veranschaulichung möglicher Verbesserungen durch standortspezifische Visualisierungen der Stadtstruktur auf Basis von Smart City Sensing-Daten ermöglicht die Entwicklung maßgeschneiderter Anpassungslösungen. Darauf aufbauend wurden bereits konkrete Maßnahmen umgesetzt, wie z.B. die Entpflasterung und Ökologisierung der Haltestelle Weiz-Zentrum. Etwa 80 m2 gepflasterte Fläche wurden in eine klimaangepasste Grünfläche mit erhöhtem Pflanzbeet (Abbildung 2), widerstandsfähiger Vegetation und einem intelligenten Bewässerungssystem umgewandelt.

Die innovative Technologie unterstützt ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Gebäuden und ihrer Umgebung. Für die künftige Planung stehen die Datenmodelle und die Datenbank unter anderem Stadtplanern und Stadtbeamten zur Verfügung, um eine nachhaltige Stadtentwicklung zu fördern, lokale Investitionen anzuziehen und Arbeitsplätze durch Anpassungsmaßnahmen zu schaffen und gleichzeitig die allgemeine Lebensqualität in der Stadt zu verbessern.

In Weiz sollen das Mikroklima und die Lebensqualität für die Bürgerinnen und Bürger nachhaltig verbessert werden. Um dies zu gewährleisten, benötigen wir angemessene Daten und Fakten. Dieses Projekt sollte auch als Referenzprojekt für andere Quadrate dienen.

DI Gerd Holzer, Technischer Direktor und^2. Stellvertreter der Stadt Weiz

Zusammenfassung

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