Stuttgart: zwalczanie efektu wyspy ciepła i niskiej jakości powietrza poprzez korytarze wentylacyjne i zieloną niebieską infrastrukturę
Lokalizacja Stuttgartu w dolinie, łagodny klimat, niskie prędkości wiatru, aktywność przemysłowa i duży ruch sprawiły, że miasto jest bardzo podatne na niską jakość powietrza. Rozwój na zboczach dolin uniemożliwił przemieszczanie się powietrza przez miasto, pogarszając jakość powietrza i przyczyniając się do efektu miejskiej wyspy ciepła. Atlas Klimatyczny został opracowany dla regionu Stuttgart, prezentujący rozkład temperatury i przepływu zimnego powietrza zgodnie z topografią miasta i użytkowaniem gruntów. Na podstawie tych informacji zalecono szereg przepisów dotyczących planowania i zagospodarowania przestrzennego, które mają również na celu zachowanie i zwiększenie otwartej przestrzeni na gęsto zabudowanych obszarach. W rezultacie ponad 39 % powierzchni Stuttgartu jest chronione, rozszerzono tereny zielone (lasy miejskie, drzewa w parkach i na ulicach), a korytarze wentylacyjne zostały zachowane przed ekspansją miejską. W celu dalszej poprawy odporności na gorętsze lata i częstsze fale upałów w mieście wprowadzono i są wdrażane inne środki dostosowawcze, w tym zielone dachy, zazielenianie torów tramwajowych i budynków, zacienienie fasad budynków przez drzewa uliczne oraz modernizacja mniejszych przestrzeni publicznych do „chłodnych miejsc”. Poprawia się również niebieska infrastruktura, taka jak fontanny do picia i inne elementy wody. Wszystkie te środki adaptacyjne pomagają zmniejszyć efekt wyspy ciepła, który jeszcze bardziej wzrośnie z powodu gorętszych lat oraz częstszych i intensywnych fal upałów. Korytarze wentylacyjne i rozbudowane tereny zielone przyczyniają się również do poprawy jakości powietrza w miastach, odpowiednio rozpraszając i zmniejszając zanieczyszczenia powietrza.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Lokalizacja miasta ma znaczący wpływ na lokalny klimat, w tym wpływ na temperaturę powietrza, wilgotność, opady i wiatr. Stuttgart znajduje się w szerokim dorzeczu Neckar utworzonym przez dwie doliny rzeczne, osłonięte przez strome wzgórza. Centrum Stuttgartu znajduje się na wysokości około 240 m n.p.m. (a.s.l.), a okoliczne wzgórza wznoszą się do 500 m n.p.m.
Stuttgart ma łagodny, umiarkowany klimat z ciepłymi latami. Prędkość wiatru w całym mieście jest na ogół niska, co wraz z efektem miejskiej wyspy ciepła przyczynia się do złej jakości powietrza. Badanie przeprowadzone w 2016 r. we współpracy z Niemiecką Służbą Pogodową pokazuje, że liczba dni ekspozycji na ciepło (codzienna maksymalna temperatura powyżej 32 °C) w centrum Stuttgartu podwoi się w latach 1971-2000 do 2031-2060. Według tego samego badania prognozy klimatyczne sugerują również, że liczba dni ze stresem cieplnym (gdy zaburzona jest termoregulacja ludzi) znacznie wzrośnie do 2050 r. ze względu na częstsze fale upałów: obszar zabudowany Stuttgarter Kessel i Neckartal, obie części miasta Stuttgart, mogą doświadczyć ponad 60 dni ze stresem cieplnym do 2050 r. Do końca stulecia liczba dni ze stresem cieplnym będzie dalej wzrastać.
Cele
Jednym z głównych celów regionu Stuttgartu jest ułatwienie wymiany powietrza w mieście, zwiększając tym samym potencjał chłodnego przepływu powietrza ze wzgórz w kierunku obszarów miejskich na dnie doliny. Miasto ma również na celu ochronę miejskich obszarów przyrodniczych, zwiększenie rozszerzenia zieleni i promowanie wdrażania zielonej i niebieskiej infrastruktury. Wszystkie te strategie mają na celu poprawę adaptacji Stuttgartu do gorętszego lata i częstszych fal upałów spowodowanych zmianami klimatu.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Atlas Klimatyczny dla regionu Stuttgart został opublikowany w 2008 roku, na podstawie wcześniejszych prac w tym obszarze przeprowadzonych przez miasto Stuttgart od lat 80. i przez wewnętrzny dział klimatologii miejskiej (istniejący w Stuttgarcie od 1938 r.). W ramach projektu badawczego „Integracyjnemiejsko-regionalne strategie adaptacyjne” prowadzonego przez Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF), atlas klimatyczny jest obecnie aktualizowany, a jego zawartość jest dalej rozwijana w miejskie i regionalne internetowe narzędzie informacyjne i doradcze.
Atlas Klimatyczny zapewnia standaryzowane oceny klimatyczne dla miast i gmin regionu Stuttgart. Atlas obejmuje mapy przedstawiające regionalne wzorce wiatru, przepływ zimnego powietrza, stężenia zanieczyszczeń powietrza oraz inne istotne informacje niezbędne do poinformowania planistów o tym, jak poprawić warunki klimatyczne, które mogłyby stanowić podstawę nowych projektów i modernizacji. Atlas klasyfikuje obszary miejskie na podstawie roli, jaką odgrywają w wymianie powietrza i chłodnym przepływie powietrza w regionie Stuttgartu, a także ich topografii, gęstości i charakteru rozwoju oraz zapewnianiu zielonej przestrzeni. Atlas wyróżnia w ten sposób osiem kategorii obszarów, a dla każdej z nich przedstawiono różne środki i zalecenia dotyczące planowania.
Oprócz odpowiedzi na lokalne cechy klimatyczne, poniższe zasady stanowią podstawę zaleceń dotyczących planowania zawartych w „Książce klimatycznej dla rozwoju miast online – Städtebauliche Klimafibel Online”:
- Roślinność powinna być umieszczona w celu otaczania rozwoju, a większe, połączone przestrzenie zielone powinny być tworzone lub utrzymywane na obszarach rozwiniętych, aby ułatwić wymianę powietrza;
- Doliny służą jako korytarze dostarczania powietrza i nie powinny być rozwijane;
- Zbocza wzgórz powinny pozostać niezagospodarowane, zwłaszcza w przypadku rozwoju w dolinach, ponieważ odbywa się tu intensywny transport zimnego i świeżego powietrza;
- Topografie podobne do siodła służą jako korytarze indukcyjne powietrza i nie powinny być opracowywane;
- Należy unikać rozrastania się miast;
- Wszystkie drzewa rosnące w rdzeniu miejskim o obwodzie pnia powyżej 80 cm na wysokości 1 m są chronione porządkiem zachowania drzewa.
Realizacja zaleceń zawartych w Atlasie Klimatycznym oraz w Książce Klimatycznej jest realizowana przez Urząd Planowania Przestrzeni Miejskiej i Odnowy Miejskiej, wspierany przez Urząd Ochrony Środowiska. Sekcja Klimatologii Miejskiej w Urzędzie Ochrony Środowiska ocenia skutki klimatyczne planowanego rozwoju i większych budynków. W wyniku wdrożenia tych zaleceń ponad 39 % powierzchni Stuttgartu zostało chronionych w celu zachowania naturalnych elementów. Ponadto zieleń obejmuje ponad 60 % powierzchni miasta. W Stuttgarcie znajduje się 5000 hektarów lasów i lasów, 65 000 drzew w parkach i otwartych przestrzeniach oraz 35 000 drzew ulicznych. Ponad 300 000 metrów kwadratowych dachów zostało zazielenianych, a 63 z 273 (stan na 2019 r.) torów tramwajowych zostało posadzonych trawami oligotroficznymi. Ponadto, zgodnie z wizją rozwoju miasta, 60 hektarów terenów zielonych przeznaczonych wcześniej na rozwój zostało odciętych od planu zagospodarowania terenu z 2010 r. w celu ochrony istniejącej zielonej przestrzeni. Ukierunkowane interwencje, takie jak zakaz budynków na wzgórzach wokół miasta i zapobieganie projektom budowlanym, które mogłyby utrudniać efekt wentylacji nocnych przepływów zimnego powietrza, doprowadziły do zachowania i poprawy wymiany powietrza i chłodnego przepływu powietrza w mieście.
W celu dalszej poprawy zdolności adaptacyjnych Stuttgartu do gorętszych lat, zielona infrastruktura w mieście jest obecnie rozbudowywana w ramach pakietu dotyczącego ochrony klimatu, w tym: zazielenianie budynków, zacienienie szlaków komunikacyjnych (np. chodników i tras rowerowych), zacienienie fasad budynków przez drzewa uliczne oraz modernizacja mniejszych obszarów publicznych do „chłodnych miejsc” (obszary wyposażone w wodę pitną, fontanny wodne, spraye wodne i urządzenia zaciemniające). Ponadto miasto realizuje program mający na celu poprawę niebieskiej infrastruktury miejskiej, w szczególności poprzez fontanny pitne i inne elementy wody. Powierzchnie wody i poruszająca się woda przyczyniają się do zmniejszenia obciążeń termicznych poprzez odparowanie. Wramach projektu „Zintegrowane strategie na rzecz wzmocnienia niebieskiej infrastruktury miejskiej” (INTERESS-I) wdrożono projekt pilotażowy mający na celu przetestowanie efektywnych pod względem klimatu i odpornych elementów niebieskiej zielonej infrastruktury. Nadrzędnym celem jest opracowanie zintegrowanej strategii optymalizacji struktur ekologicznych, wodnych, osadniczych i budowlanych, w oparciu o dostępność wody i jakość wody, z uwzględnieniem odporności na zmianę klimatu, sprawiedliwości społecznej i jakości życia.
Przydatność
Przypadek został opracowany i wdrożony głównie ze względu na inne cele polityki, ale ze znacznym uwzględnieniem aspektów adaptacji do zmiany klimatu
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Atlas Klimatu 2008 został opracowany w ścisłej współpracy między regionem Verband Stuttgart (stowarzyszeniem miast i gmin regionalnych) a miastem Stuttgart. Wydział Klimatologii Miejskiej w Urzędzie Ochrony Środowiska w Stuttgarcie przyczynił się swoją specjalistyczną wiedzą.
Miasto Stuttgart podkreśla znaczenie udziału społeczeństwa w strategiach zazieleniania mających na celu poprawę jakości powietrza i złagodzenie efektu wyspy ciepła. Osiąga się to za pomocą różnych strategii, na przykład:
- Od 1986 r. miasto Stuttgart zapewnia obywatelom wsparcie finansowe dla zielonych dachów, zauważając, że w silnie przegrzanych i słabo wentylowanych obszarach dolinowych potencjał zielonych dachów powinien być wykorzystywany w jak największym stopniu. W 2016 r. wznowiono miejski program zazieleniania (zielone podwórko, dach i elewacja) w celu przyspieszenia działań zazieleniania w istniejących budynkach.
- Od 1992 r. w Stuttgarcie wprowadzono plan przyjęcia drzewa lub terenów zielonych. Obecnie opiekunowie zaadoptowali ponad 900 drzew. Są odpowiedzialni za podlewanie drzewa, zgłaszanie ataków szkodników, usuwanie ściółki liści i upadłych gałęzi oraz ochronę drzewa przed psem.
Na koniec warto zauważyć, że zarówno przystosowanie się do zmiany klimatu, jak i łagodzenie jej skutków są ważnymi punktami agendy politycznej. Miasto ma strategię łagodzenia zmiany klimatu od 1997 r., a w 2012 r. opracowano strategię przystosowania się do zmiany klimatu. Grupa robocza towarzyszy wdrażaniu środków łagodzących i dostosowawczych.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Zwrócono uwagę na następujące czynniki, które pozytywnie przyczyniły się do realizacji inicjatywy dostosowawczej w Stuttgarcie:
- Kompilacja szczegółowych informacji na temat topografii, klimatu i użytkowania gruntów pozwala na precyzyjne planowanie różnych obszarów, które razem mają na celu poprawę jakości powietrza i złagodzenie efektu miejskiej wyspy ciepła.
- Sprawa pokazuje korzyści dla gminy wynikające z posiadania wewnętrznych zdolności badawczych w dziedzinie klimatu, aby zapewnić konkretną wiedzę na temat lokalnych warunków i środków zaradczych, w przeciwieństwie do opierania się na zrozumieniu wynikającym z zasad ogólnych. Łącznie, przez kilka dekad, miasto wykorzystywało swoje moce planowania i krajobrazu, aby zaprojektować cały system cyrkulacji powietrza w mieście.
- Konstruktywne wykorzystanie istniejących przepisów (np. niemieckiego kodeksu budowlanego) przewiduje mandat do realizacji zaleceń dotyczących planowania lokalnego klimatu.
- Ścisła współpraca między Urzędem Ochrony Środowiska (analiza informacji, dostarczanie rekomendacji) a zespołem Planowania i Odnowy Miejskiej oznacza, że zalecane rozwiązania zielonej infrastruktury są wdrażane poprzez planowanie przestrzenne i kontrolę zagospodarowania przestrzennego.
- W niektórych obszarach miasta dostępność planów ramowych wyraźnie odnoszących się do przystosowania się do zmiany klimatu przyczyniła się do wdrożenia konkretnych środków. Dzieje się tak na przykład w planie ramowym Talgrund (Stuttgart-West), w ramach którego adaptacja jest uwzględniana poprzez zazielenianie i środki strukturalne mające na celu zachowanie nocnych zimnych przepływów powietrza.
Koszty i korzyści
Ogólne oszacowanie kosztów pełnego zakresu wdrożonych środków nie jest dostępne. Dostępne są szczegółowe informacje dotyczące niektórych interwencji, które mają również znaczenie dla dostosowania. Od 2016 roku miasto Stuttgart przeznacza około 2 mln euro rocznie w ramach zielonego programu finansowania, który jest nadal aktywny. Ponadto na renowację parków miejskich przeznaczono 12,7 mln euro. Dodatkowo:
- Utrzymanie winnic śródmiejskich i stromych zboczy (zapewnienie wentylacji) jest wspierane z budżetu w wysokości około 850 000 EUR rocznie w ciągu 4 lat (2018–2021).
- Finansowanie zazieleniania budynków prywatnych (np. elewacji, dziedzińców i dachów) do tej pory wyniosło 1,5 mln euro.
- Istnieje wiele indywidualnych projektów mających znaczenie dla adaptacji w ramach obecnego budżetu dla biura ogrodowego, leśnego i cmentarnego.
Ponadto w ramach pakietu klimatycznego (dodatkowy budżet w wysokości 200 mln euro na lata 2020–2023, w tym środki przystosowawcze do zmiany klimatu), udostępnione zostanie 20 mln euro na dodatkowe drzewa, żywopłoty i konwersję lasów w celu poprawy przystosowania się do zmiany klimatu, a następnie na wdrożenie zielonych elewacji, dziedzińców lub dachów.
Na obszarach miejskich to głównie wysokie obciążenie cieplne latem prowadzi do stresu cieplnego na ludzkim ciele i ma negatywny wpływ na komfort cieplny. Jest szczególnie widoczny w ciągu dnia ze względu na intensywne promieniowanie słoneczne. W przypadku fal upałów, tj. w ciągu kolejnych dni z wysokim stresem cieplnym, chłodzenie w nocy często nie osiąga zakresu niezbędnego do spokojnego snu. Oczekuje się, że rozbudowana i odpowiednia zielona przestrzeń miejska – również na poziomie budynku – oraz niezapieczętowane powierzchnie będą przeciwdziałać efektowi miejskiej wyspy ciepła i przynieść korzyści ludności. Niska i mniej gęsta roślinność, tereny zielone i otwarte korytarze sprzyjają wentylacji na obszarach miejskich, zmniejszając nagromadzenie ciepła i stres cieplny, zwłaszcza w okresach upałów i zmniejszając zanieczyszczenie. Działają jako obszary wytwarzania zimnego powietrza, które ustawiają indukowane termicznie lokalne systemy wiatrowe, takie jak nocne wiatry podłogowe, wiatry zjazdowe i wiatry górskie. Ich konserwacja i ewentualne przedłużenie może przynieść wiele korzyści dla miasta i ograniczyć stosowanie chłodzenia technicznego (np. poprzez klimatyzację).
Aspekty Prawne
Zachowanie środowiska naturalnego na obszarach miejskich opiera się głównie na federalnej ustawie o ochronie przyrody (BNatSchG) i ustawie o ochronie przyrody kraju związkowego Badenia-Wirtembergia (NatSchG). Federalna ustawa o ochronie przyrody zakazuje modyfikacji lub naruszenia chronionych terenów zielonych lub zmiany użytkowania gruntów na tych obszarach chronionych. Chronione tereny zielone obejmują: strefy zielone na obszarach osiedlonych, parkach, cmentarzach, ogrodach, pojedynczych drzewach, liniach drzew, alejkach lub gajach na obszarach osiedlonych lub pod zabudowaną; i niektóre nasadzenia i chronione obszary zalesione poza lasami. Zachowanie historii i kultury regionu może być również powodem do ochrony terenów zielonych.
Niemiecki kodeks budowlany, zmieniony w 2011 r., wymaga, aby rozwój obszarów miejskich wspierał i poprawiał łagodzenie zmiany klimatu i przystosowanie się do niej. Można je rozwiązać zarówno za pomocą planów zagospodarowania przestrzennego, jak i środków rewitalizacji obszarów miejskich. Podkreślono w nim m.in. rolę zachowania niewykorzystanych i wyczyszczonych obszarów, które mają duży potencjał w zakresie przyjaznego dla klimatu rozwoju obszarów miejskich, zwłaszcza terenów zielonych.
Czas wdrożenia
Adaptacja Stuttgartu do efektu miejskiej wyspy ciepła rozpoczęła się od Atlasu Klimatycznego z 2008 roku i nadal trwa. Środki są zazwyczaj wdrażane w ramach planowania przestrzennego obszarów miejskich, przy czym czas realizacji zależy w dużej mierze od złożoności całego procesu planowania i od warunków granicznych, takich jak wymogi dotyczące przestrzeni życiowej itp. W większości przypadków można jednak oczekiwać kilku lat. Środki wykonawcze w przestrzeni publicznej (np. sadzenie drzew) są zazwyczaj realizowane w danym roku budżetowym lub niezwłocznie.
Okres użytkowania
Należy utrzymać wdrożoną i w trakcie realizacji zieloną i niebieską infrastrukturę, a korytarze wentylacyjne muszą być chronione, aby zachować swoją funkcję również w przyszłości. W przypadku zastosowania rozwiązań zielonych i bluesowych do infrastruktury, ich żywotność można uznać za taką samą jak środowisko zbudowane (około 40 lat, jeśli zapewniona jest konserwacja). W przypadku dotowanych środków prywatnych beneficjenci są zobowiązani do utrzymania infrastruktury przez co najmniej 10 lat.
Źródło informacji
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
Strony internetowe
Źródło
City of Stuttgart and Green and Blue Space Adaptation for Urban Areas and Eco Towns (GRaBS)
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
Wpływ na zdrowie:
Słowa kluczowe:
Elementy adaptacyjne:
Sektory:
Wpływ klimatu:
Poziom zarządzania:
Charakterystyka geograficzna:
Europe