STEP Klima Berlin

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Potenziale der Dachgestaltung

Potenziale der Fassadengestaltung

Potenziale der Kühlung durch Urban Wetlands Elemente

Potenziale des Regenwassermanagements zur Überflutungsvorsorge

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Potenziale der Dachgestaltung

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Wassergärten

Die größte klimatische Wirkung haben Begrünungsformen, bei denen die Pflanzen dauerhaft im Wasser stehen. In solchen Wassergärten wachsen Arten feuchter Standorte. Sie sind nicht darauf angewiesen, mit Wasser zu haushalten, und verdunsten so auch bei Hitze und nachts sehr viel.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Blaugrünes Dach

Gründächer kühlen in Hitzeperioden nur, wenn sie ausreichend mit Wasser versorgt sind – sei es durch Bewässerung oder indem sie selbst Regenwasser speichern. Eine Dachbegrünung, die bei Hitze über geeignete Systeme bewässert wird, ist im Sinne der hitzeangepassten Stadt sehr wirkungsvoll.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Intensiv begrünte Dächer

Dachbegrünungen machen aus vollversiegelten Dächern Flächen mit Verdunstungsleistung und Retentionsvermögen. Die Substratstärke von mind. 40-60 cm erhöhen das Wasservolumen, das der Boden zu speichern vermag, das Begrünungspotenzial und die klimatische Wirkung.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Extensiv begrünte Dächer

Herkömmliche, extensive Begrünungsformen mit einem Bodenauftrag von 10 bis 15 Zentimetern halten Regenwasser zurück, haben jedoch nur geringe Kühlwirkung: Bei langer Hitze trocknen sie aus, sodass kein Wasser mehr verdunstet.

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Blaue Dächer

Blaue Dächer sind z.B. Kiesdächer, die große Mengen des bei Starkregen anfallenden Niederschlags zurückhalten können. Durch Erhöhung der Attika und Drosselung des Abflusses können Dächer zeitweilig zu Retentionsräumen werden. So lässt sich die Wasserabgabe an die Kanalisation steuern.

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Albedodach

Die Rückstrahlwirkung einer Dachfläche zu erhöhen, ist wirksam und nicht allzu kostenintensiv. Dieser erste Schritt kann gut im Bestand – bei Dachsanierung oder -ausbau – umgesetzt werden. Bei höherer Albedo heizt sich das Gebäude weniger auf und gibt so auch nachts weniger Wärme ab.

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Potenziale der Dachgestaltung

Es gibt heute ein breites Spektrum an Lösungen, um Dächer zu begrünen und klimagerecht zu gestalten. Diese Maßnahmen können dafür sorgen, dass Flächen trotz baulicher Verdichtung weitgehend klimawirksam bleiben. Einige Formen der Dachbegrünung wirken sogar kühlend auf die Umgebung und ausgleichend auf das gesamtstädtische Klima. Das Aufheizen von Dächern zu vermindern, verbessert zudem das Raumklima in den Dachgeschossen. Das kann – zum Beispiel bei Dachausbauten – die Wohnqualität der neuen Wohnungen verbessern. Dieser Ansatz hat in Berlin noch erhebliches Ausbaupotenzial.

 

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Potenziale der Fassadenbegrünung

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Blaugrüne Fassaden

Grüne Fassaden zu bewässern – und zwar vor allem in Hitzeperioden – erhöht die Transpiration über die Blattoberflächen und damit die Kühlwirkung. Bewässert wird in der Regel über integrierte Tropf- oder Sprühschläuche.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Grüne Fassaden

Begrünte Fassaden verbessern das Mikroklima am und im Gebäude. Sie verschatten wirkungsvoll die Gebäudehülle. Anders als konventioneller Sonnenschutz erzeugen grüne Fassaden auch Verdunstungskälte und kühlen auf diese Weise.

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Verschattung

Fassaden lassen sich aktiv und passiv verschatten. Aktive Maßnahmen sind alle Formen des Sonnenschutzes und können der gesamten Fassade oder nur einem Fenster gelten. Passive Verschattung lässt sich durch Baumpflanzungen oder die Positionierung eines Hauses zu seinen Nachbarbauten erreichen.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Konventionelle Fassade und optimierte Albedo

Das Reflexionsvermögen einer Gebäudeoberfläche lässt sich an allen Fassaden ohne großen Aufwand erhöhen: Helle Hauswände mit möglichst glatter Oberfläche haben aus klimatischer Sicht Vorzüge.

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Potenziale der Fassadengestaltung

Die klimatische Wirkung von Fassaden lässt sich auf vielerlei Art optimieren: durch Verschattung, Erhöhung der Albedo und geeignete Formen der Begrünung. Das Spektrum reicht von kostengünstigen extensiven bis hin zu intensiven Maßnahmen, die bei Investition und Betrieb deutliche Mehrkosten verursachen, aber auch eine große Wirkung entfalten. Vorausschauende Planung kann die Kosten gering halten. Deshalb ist es von Vorteil, Fassaden gleich beim Bau oder im Rahmen von Umbau- und Sanierungsprojekten anzupassen.

 

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Potenziale der Kühlung durch Urban Wetlands Elemente

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Pflanzenbestandene Wasserflächen

Besonders stark kühlen Flächen, die Vegetation und Wasserverfügbarkeit kombinieren. Die Blätter von Pflanzen bilden in der Summe eine große Verdunstungsfläche. Werden Pflanzen gut mit Wasser versorgt, steigert das die Transpiration.

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Verdunstungsbeete

Wo wenig Flächen verfügbar sind, können Verdunstungsbeete angelegt werden. Diese Elemente haben den Vorteil, dass sie durch den Oaseneffekt im Verhältnis zu ihrer geringen Größe besonders stark kühlen. Der Oaseneffekt ist auf Flächen von 200 - 300 qm am stärksten.

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Wasserversorgte Grünflächen

Bestehende Grünflächen können in Hitzeperioden mit Wasser versorgt werden, um ihre Kühlwirkung zu steigern. Rasen zu sprengen und Bäume zu wässern, trägt dazu bei, Verdunstung zu sichern.

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Schwimmende Vegetationsinseln

Eine ingenieurbiologische Entwicklung der letzten Jahre mit effektiver Kühlleistung sind schwimmende Vegetationsinseln, die mit Pflanzen der Uferzonen bepflanzt sind. Sie sind tolerant gegenüber Wasserstandsschwankungen und lassen sich grundsätzlich in allen urbanen Wasserflächen einsetzen.

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Begrünte Dächer und Fassaden

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Wasserspiele und Brunnen

Gewässer verdunsten über ihre Oberfläche Wasser. Beeinflusst wird die Verdunstungsleistung durch die Windverhältnisse: Bewegtes Wasser kühlt stärker. Brunnen mit Fontänen, künstliche Wasserfälle und Wasserspiele eignen sich vor allem für Stadtplätze.

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Wasserflächen

Offene Wasserflächen sind weniger günstig: Jeder Wasserkörper erwärmt sich tags und wirkt nachts als nachhaltender Wärmespeicher.

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Potenziale der Kühlung durch Urban Wetlands Elemente

Sonneneinstrahlung führt der Oberfläche der Stadt eine erhebliche Energiemenge zu. Trifft sie auf feuchte, wassergesättigte Grünflächen, kann besonders viel Wasser verdunsten. Entsprechend hoch ist die Kühlleistung. In der hoch versiegelten Stadt gibt es allerdings nur wenige dieser grünen Kühlschränke. Die meisten der ohnehin nicht zahlreichen Grünflächen trocknen in Hitzeperioden zunehmend aus. Auf diesen trockenen Flächen kann die Sonnenenergie nicht durch Verdunstung aufgezehrt werden. Damit steigt die Temperatur. Ziel der hitzeangepassten Stadtentwicklung ist es deshalb, verstärkt Flächen für kühlende Verdunstung zu sichern.
Die höchste Verdunstungsrate haben Urban Wetlands. In solchen Feuchtgebieten verdunstet Wasser über die Pflanzen und über den Boden. Offene Wasserflächen sind weniger günstig: Jeder Wasserkörper erwärmt sich tags und wirkt nachts als nachhaltender Wärmespeicher. Kühlung durch Verdunstung funktioniert nur, wenn Pflanzen genügend Wasser zur Verfügung steht. Ein begrüntes Dach oder eine Rasenfläche auf durchlässigem Boden ist in der Regel nach einigen Tagen ausgetrocknet. Sie kühlen nicht, sondern sind in Sachen klimatischer Wirkung fast einer Betonfläche vergleichbar.
Im Sinne urbaner Hitzevorsorge gilt es deshalb Flächen mit hohem Potenzial an Evapotranspiration zu schaffen, auch in Hitzeperioden deren Versorgung mit Wasser sicherzustellen und Vegetationstypen mit hoher Verdunstungsleistung anzupflanzen.
Die kühlenden Elemente müssen so gestaltet sein, dass sie möglichst viel Verdunstungskälte an die Luft abgeben und sich keine unangenehme Schwüle entwickelt. Dank großer Blattoberfläche sind Bäume, Sträucher und wassergebundene Pflanzen wie Schilf und anderes Röhricht besonders geeignet. Werden Urban Wetlands mit einheimischen Pflanzen umgesetzt, können sie einen wertvollen Beitrag zur biologischen Vielfalt leisten. Eine Schlüsselrolle hat dabei die Wasserversorgung.

 

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Versiegelung vermeiden

In der wachsenden Stadt lässt sich Versiegelung zwar kaum ganz vermeiden, dennoch sollten alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden, sie zu minimieren. Grüne und blaugrüne Dächer sind ein wichtiger Weg.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Versickern statt entwässern

Erheblich entlastet werden die Kanalnetze, wo sie – durch dezentrale Retention und Versickerung – keine Regenwasserzuflüsse bewältigen müssen.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Zurückhalten und Abfluss verlangsamen

Bei Starkregen sind die Kanäle schnell überlastet. Es ist sinnvoll, die Oberfläche der Stadt als temporäres Rückhaltesystem zu begreifen. Durch Mehrfachnutzung lassen sich neue Flächen als Retentionsraum aktivieren.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Über Notwasserwege ableiten

Um Schäden bei Starkregen an Gebäuden und Infrastruktur zu verhindern, kann Regenwasser an der Oberfläche gezielt an Orte geleitet werden, an denen das Schadensrisiko gering ist. Solche Notwasserwege sind nicht Teil der Regelentwässerung, sollten aber für Extremereignisse mitgedacht werden.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016

Potenziale des Regenwassermanagements zur Überflutungsvorsorge

Vorsorge gegen Überflutungen zu treffen, gewinnt angesichts der zu erwartenden Zunahme von Extremwettereignissen erheblich an Bedeutung. Eine ebenso zentrale Aufgabe ist es, Überläufe der Mischwasserkanalisation zu verhindern, um die Gewässer zu entlasten. Beide setzen an der Oberfläche der Stadt an. Es gilt, die Stadt wassersensibel zu gestalten.

 

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©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Kühlleistung durch Verdunstung 

Ist auch in Hitzeperioden Wasser verfügbar, steigt die Evapotranspiration von Pflanzen und damit ihre Kühlleistung. Stark verdunstende Vegetationstypen wie Röhrichte oder wasserversorgte Bäume zeigen dabei eine besonders hohe Kühlleistung.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Prinzip Schwammstadt 

Regenwasserbewirtschaftung, Rückhaltung und Kühlung wirken systemisch zusammen.

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Auswirkungen von Hitze und Starkregen auf die Stadt 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung in der Blockrandbebauung 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung in der Zeilenbebauung 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung im Geschosswohnungsneubau 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung in Schulen 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung in Gewerbe- und Industrieflächen 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung auf Straßen und Plätzen 

©  bgmr | SenStadtUm/bgmr 2016 Klimaanpassung in Grün- und Freiflächen 

STEP Klima Berlin Klimaanpassung in der wachsenden Stadt


Berlin muss resilienter werden. Die Stadt an den Klimawandel anzupassen, ist entscheidend dafür, dass sie wachsen kann, ohne an Lebensqualität einzubüßen. Es gilt, Berlin so zu gestalten, dass starker Regen nicht mehr zu Überflutungen führt und dass Mensch und Natur selbst lange Hitze gut überstehen. Wie das geht, zeigt StEP Klima KONKRET – mit detaillierten Hinweisen, welche Maßnahmen in welcher Umgebung sinnvoll sind. Die wachsende Stadt bietet eine einmalige Chance, diese Anpassung umzusetzen. Wo viel gebaut und umgebaut wird, lassen sich Anpassungsmaßnahmen ohne allzu großen Aufwand miterledigen – im Huckepack. Voraussetzung ist, dass alle, die mit Planen und Bauen befasst sind, daran mitwirken: in Verwaltungen, Behörden, Planungsbüros und in der Immobilien- und Bauwirtschaft. Klimaanpassung ist eine Aufgabe, die alle angeht – und von deren Lösung alle profitieren.

StEP Klima KONKRET ergänzt den Stadtentwicklungsplan Klima von 2011. Er vertieft und profiliert dessen Inhalte (die weiter Gültigkeit haben) und liefert Handreichungen für die Praxis. Dabei fließen jüngste Erkenntnisse aus Forschungs- und Pilotprojekten zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels auch aus Berlin ein.
Am Leitbild der kompakten Stadt ändert sich nichts. Aufgabe der Berliner Stadtentwicklung ist es, das Wachsen der Stadt von negativen Folgen zu entkoppeln. Eine weitere Verdichtung steht der Anpassung nicht entgegen. Dass viel gebaut wird, eröffnet sogar die Chance, Anpassungsmaßnahmen im größeren Umfang zu realisieren: „im Huckepack“. Dabei wird nicht auf sektorale Maßnahmen der Klimaanpassung gesetzt, sondern die gesamte Oberfläche der Stadt wird Handlungsraum für die wassersensible und hitzeangepasste Stadt. Im Sinne der Multicodierung wird die Klimaanpassung eine Aufgabe von vielen bei der Gestaltung der Oberfläche der Stadt.

Fokussierung auf Hitze und Überflutung
Urbane Hitze (Hitzetage/Tropennächte) und urbane Überflutung (nach Starkregen) sind Kernaufgaben der Anpassung: Beide Wetterextreme werden durch den Klimawandel in Berlin häufiger auftreten. Sie zu bewältigen ist essenziell, um die Lebensqualität in der Stadt zu sichern. Die hitzeangepasste Stadt und die wassersensible Stadtentwicklung werden zu Leitthemen.
Schlüsselstrategien gegen die urbane Hitze sind: durchlüften, verschatten, Rückstrahlung erhöhen, durch Verdunstung kühlen. Neubauten sollen Wege für den Luftaustausch offen lassen, Architektur und Bäume Schatten spenden und helle, glatte Oberflächen von Bauten und Flächen ein Aufheizen verhindern. Neue Wohlfühlräume entstehen.
Vor allem aber gilt es, die kühlende Verdunstung zu intensivieren. Diese Aufgabe übernehmen Bäume, Urban Wetlands (städtische Feuchtgebiete), Vegetation und Böden, die dazu ausreichend mit Wasser versorgt sein müssen. Das ist nicht auf die öffentlichen und privaten Freiflächen beschränkt. Dächer und Fassaden spielen eine ebenso wichtige Rolle; im Straßenraum können Verdunstungsbeete oder entsiegelte Seitenstreifen die Kühlung unterstützen.
Die Schlüsselstrategien der wassersensiblen Stadtentwicklung lauten: versickern, verdunsten, speichern, zurückhalten und über Notwasserwege ableiten. Das entlastet auch die Mischwasserkanalisation, verhindert Überläufe und kommt so den Gewässern zugute.
Es gilt, die Oberfläche der Stadt umzubauen. Gebäude, Höfe, Straßen, Plätze und Grünflächen sollen – nach dem Prinzip der Schwammstadt – auch starke Niederschläge aufnehmen. Notwasserwege leiten Überschüsse aus Wohn- und Gewerbequartieren auf weniger sensible Flächen. Von dort fließen sie verzögert ab. Dächer und Urban Wetlands speichern Wasser sogar länger – als Ressource für sommerliche Trockenperioden.

Konkretisierung nach Bebauungsstruktur
Die Anpassung zu bündeln erschließt Synergien: Maßnahmen greifen am besten, wo sie systemisch zusammenwirken und auf den Ort abgestimmt sind. Deshalb entwickelt StEP Klima KONKRET Maßnahmen- und Strategiebündel für sieben in Berlin gängige Baustruktur- und Flächentypen, zum Beispiel verdichtete Blockrandbebauung, Geschosswohnungsneubau und Straßen und Plätze.

Anpassung einbinden
Um die Umsetzung zu beschleunigen, setzt StEP Klima KONKRET auf Integration. Ziel ist eine Anpassung in Form von No-Regret-Maßnahmen, die auch ohne den Klimawandel sozial, ökonomisch und ökologisch sinnvoll sind. Deshalb benennt StEP Klima KONKRET auch Instrumente und Wege, um die Anpassung auf allen Planungsebenen in Prozesse, Programme und Projekte einzubinden.
Die Anpassung verlangt zudem einen interdisziplinären Ansatz: Sie geht alle Fachbereiche an – vom Wohnungsbau bis zur Verkehrs- oder Abwasserplanung. Referenzprojekte dienen als Vorbilder und Pilotvorhaben. Beispiele und Berechnungen liefern Argumentationshilfen, um die Akzeptanz von Anpassungsmaßnahmen zu erhöhen.

  

Projektbeteiligte Mitarbeiter innerhalb des Büros

Dr. Carlo W. Becker

Anna Neuhaus

 


Weitere Informationen im Internet

Broschüre Stadtentwicklungsplan Klima KONKRET

Planung

 


Projektinformationen

Projektzeitraum
2014 - 2016

Auftraggeber • Bauherr
Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt, Berlin
Monika Faltermaier und Dr. Heike Stock

Adresse

Berlin

 

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