Schlussbericht des Verbundvorhabens HeatResilientCity: Hitzeresiliente Stadt- und Quartiersentwicklung in Großstädten - Bewohnerorientierte Wissensgenerierung und Umsetzung in Dresden und Erfurt; Teilprojekt 1: Gesamtkoordination, baukonstruktive Anpassung hitzesensitiver Gebäude sowie Bewertung klimatischer Ökosystemleistungen urbaner Freiräume

Abstract

Methode für die indikatorgestützte Prüfung der Wirksamkeit von Hitzeanpassungsmaßnahmen für den Freiraum und für Gebäude wurde bereitgestellt. Dafür wurden verschiedene Indikatoren auf der Grundlage von potenziell umsetzbaren Maßnahmen entwickelt. Die Freiraumindikatoren wurden für verschiedene räumliche Skalen (vom einzelnen Baum über ein Gebäude bis zu einem Straßenzug) abgeleitet. Die bedarfsorientierten Indikatorsets bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines webbasierten Bewertungs-Tools in AP 1.2. Über dieses Tool und einen begleitenden Anwendungsleitfaden wurden die Indikatoren den angesprochenen Akteuren (u. a. Kommunen, Wohnungsunternehmen, Expertinnen und Experten) zugänglich gemacht. Je nach Nutzergruppe resultiert eine angepasste Komplexität des Indikatorsets bzw. der Wirksamkeitsbewertung: von einer Ampelanzeige bis zu Werteangaben mit Detailinformationen. Die Wirkungen von Bäumen, Wiesen und Straßenbegleitgrün nimmt der Freiraumindikator in den Fokus. Dabei werden 69 verschiedene Fallbeispiele mit unterschiedlichen Grün- und Stadtstrukturen und mit typischen räumlichen Anordnungen von urbanem Grün und Stadtstrukturen unterschieden. Zur Wirkung ausgewählter städtischer Strukturen im Freiraum (Bäume, Wiesen, versiegelte freie Plätze, geweißte Straßen und Wege, Spielplätze) auf die menschliche Wärmebelastung wurden Steckbriefe erstellt. Für die Bewertung der Wirksamkeit von Hitzeanpassungsmaßnahmen an und in Gebäuden in Abhängigkeit von und raumspezifischen Eigenschaften, v. a. Geometrie, Orientierung und Lage im Gebäude, Baumaterialien, Verschattungen, Fenstergrößen, Durchlüftungsmöglichkeiten wurde ein Gebäudeindikator entwickelt. Um die oft fehlenden Wissensgrundlagen, z. B. über die grundsätzliche Eignung von Maßnahmen und deren Wirksamkeit an bestimmten Standorten in der Stadt wurde basierend auf den Indikatoren aus AP 1.1 ein Online-Tool zur Bewertung von Hitzeanpassungsmaßnahmen in Städten entwickelt – das "HRC-Hitzetool" (http://hrc-hitzetool.ioer.info/). Es unterstützt Entscheidungsträger:innen in der Umsetzung und Planung von Anpassungsmaßnahmen und bietet wegen des niederschwelligen Aufbaus auch eine Informationsmöglichkeit in der Ausbildung und für die breite Öffentlichkeit. Die Konzepterstellung des Tools basiert auf einer umfangreichen Recherche zu existierenden Tools, welche Hitzebelastung und Anpassungsmaßnahmen in Städten fokussieren. Die Innovation des HRC-Hitzetools besteht zum einen in der Kleinskaligkeit, mit welcher Hitzeanpassungsmaßnahmen bewertet werden können, zum anderen in der Bewertung der Hitzebelastung auf den Menschen mittels eines bioklimatischen Index, dem Universellen Thermischen Klima-Index UTCI. Das HRC-Hitzetool gewährleistet eine Betrachtung unterschiedlicher Szenarien von Bebauung, Bepflanzung und Gebäudestrukturen sowie eine zeitliche Differenzierung bei der Bewertung von Hitzestress. Ein Tool-Handbuch unterstützt Nutzer:innen bei der Anwendung. Die Übertragbarkeit (Robustheit) der für das Gründerzeithaus (EF) und das sanierte Gebäude des industriellen Wohnungsbaus (DD) entwickelten Anpassungsmaßnahmen für andere Regionen in Deutschland wurde differenziert beschrieben. Es zeigt sich, dass ein vorausschauend saniertes Gebäude, wie das des industriellen Wohnungsbaus, Hitze besser widerstehen kann und die betrachteten Anpassungsmaßnahmen (Sonnenschutz, Abluftanlage, individuelles Lüftungsverhalten/Nachtlüftung) auch in Zukunft wichtig und wirkungsvoll sind. Allerdings unterscheidet sich die Effektivität der einzelnen Maßnahmen je nach Region und Szenario. Diese Ergebnisse zeigen, wie wichtig die Berücksichtigung von Stadteffekt, Regionalität und Klimaerwärmung bei der Bewertung der Hitzebelastung in Wohngebäuden ist und können als Grundlage für eine Überarbeitung der Norm zum sommerlichen Wärmeschutz (DIN 4108-2) dienen. Dazu wurden die beiden Mehrfamilienhaustypen unter gleichen Nutzungsrandbedingungen virtuell in fünf verschiedenen Regionen Deutschlands positioniert und mittels thermischer Gebäudesimulation die Auswirkung der unterschiedlichen Regionalklimata auf die Hitzebelastung im Gebäude sowie die Wirksamkeit der Anpassungsmaßnahmen untersucht. Maßgeblich hierfür waren die aufbereiteten Wetterdatensätze der DWD-Messstationen Dresden-Klotzsche, Stuttgart-Schnarrenberg, Hamburg-Fuhlsbüttel, Köln-Bonn, München-Stadt und Potsdam der gegenwärtigen Normalperiode (1991 - 2021). Anhand charakteristischer Kenngrößen, wie der Wärmesumme, der direkten Solarstrahlung, der Anzahl heißer Tage und warmer Nächte sowie der Anzahl und Andauer von Hitzewellen, wurden durchschnittliche Sommer der Gegenwart (Periode 1991 - 2021) und Zukunft (Periode 2031 - 2050) sowie ein durchschnittlicher maximaler städtischer Wärmeinseleffekt (UHI-Effekt) für die jeweiligen Regionen bestimmt. Zur übersichtlichen Darstellung der Ergebnisse des Arbeitspaketes und weiteren Diskussion in Planungs- und Fachkreisen wurden Steckbriefe mit Detailinformationen zu den einzelnen Regionen erstellt. Motiviert durch Erkenntnisse in HRC I wurden die Auswirkungen von Hitzeanpassungsmaßnahmen im Freiraum auf das Mikroklima im Quartier und auf die Hitzebelastung im Gebäude für verschiedene visionäre und realistische Maßnahmenkombinationen genauer untersucht. Als Beispielquartiere dienten die bereits in HRC I betrachtete dicht bebaute gründerzeitliche Erfurter Oststadt (EF) und das durch viele Freiflächen gekennzeichnete Quartier Dresden-Gorbitz (DD) mit Gebäuden des Industriellen Wohnungsbaus (WBS 70). Die visionären Szenarien beinhalteten die Untersuchung von weißen Straßen, weißen Dächern, Dachbegrünung, Fassadendämmung, Erhöhung der "Quartiersbelüftung" und Fassadenbegrünung (DD) bzw. Quartiersbegrünung durch Stadtbäume (EF). In den realitätsnahen Maßnahmen wurden jeweils lokalere quartiersspezifische Szenarien betrachtet, die zuvor mit der jeweiligen Stadtverwaltung abgestimmt wurden. Mit dem etablierten, mikroskaligen Stadtklimamodell ENVI-met wurden die Bedingungen eines sehr warmen, wolkenfreien Sommertages mit hoher Solarstrahlung simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich alle Anpassungsszenarien im Mittel, bezogen auf das Gesamtgebiet zur Referenz, maximal um 1 °C unterscheiden, es jedoch lokal deutliche Unterschiede geben kann. Als Grundlage für die Anwendung in der kommunalen Praxis wurden Bewertungsmatrizen als Kurzfassung und Steckbriefe für die visionären Maßnahmen erstellt, die eine übersichtliche und vergleichende Bewertung der verschiedenen Szenarien ermöglichen. Diese unterscheiden im Freiraum Wirkungen im direkten und weiteren Umfeld einer Maßnahme und auf Gebäudeebene zwischen der reinen Wirkung des Stadtklimas und jener der Anpassungsmaßnahmen am Gebäude. Das Verständnis und die Akzeptanz von der Rollen und Aufgaben zentraler kommunaler Akteure in Bezug auf die Klima- und Hitze-Anpassung wurde in Kooperation mit den kommunalen Verwaltungen in Dresden und Erfurt untersucht und weiterentwickelt. Mitarbeiter:innenbefragungen, Dokumentenanalysen und Interviews bildeten hierfür eine breite Informationsbasis. Klimawandelfolgen und insbesondere Hitze haben über die vergangenen Jahre einen großen Bedeutungszuwachs in kommunalen Verwaltungen erfahren. Das Thema wird von den meisten Mitarbeiter:innen bereits in den Arbeitsaufgaben wahrgenommen, jedoch wird in beiden Stadtverwaltungen eine geringe Berücksichtigung der Klimawandelfolgen im tatsächlichen Verwaltungshandeln bemängelt. Beobachtete Aktivitäten der Verwaltung zur Klimafolgenanpassung basieren oft auf dem Engagement der Arbeits- bis unteren Managementebene. Strategische Ziele auf gesamtstädtischer Ebene sind kaum ausgebildet. Die Ergebnisse zeigen, dass großes Potential und große Veränderungsbereitschaft zur Integration und Umsetzung der Klimawandelanpassung, insbesondere in Bezug auf Hitze, in den Stadtverwaltungen existieren, die durch ein gutes Change-Management gestärkt werden können. Auf Basis der Erkenntnisse wurden spezifisch auf die Städte Dresden und Erfurt fokussierte Handlungsempfehlungen zum weiteren Abbau von Umsetzungshemmnissen und zur Stärkung der Anpassung an Hitze formuliert. Laufende Planungs- und Strategieprozesse wurden mithilfe der neuesten Erkenntnisse aus dem Projekt unterstützen – z.B. im Rahmen der Entwicklung des Klimaanpassungskonzepts für die Landeshauptstadt Dresden. Spezifische Konzepte zur Qualifizierung für die Bauplanung, Genossenschaften und Hausverwalter wurden erarbeitet und in sechs Weiterbildungsveranstaltungen in Kooperation mit dem Verband Thüringer Wohnungs- und Immobilienwirtschaft e. V. (19.05.2022), dem Verband Sächsischer Wohnungsbaugenossenschaften (13.06.2022), der Ingenieurkammer Sachsen (14.09.2022), der Ingenieurkammer Thüringen (27.09.2022) und der Klimaschutzleitstelle Region Hannover (21.11.2022) sowie mit dem Bundesfachverband der Immobilienverwalter e. V. (9.03.2023) unter Beteiligung von Verbundpartnern umgesetzt. Auf Grundlage der Mitarbeiter:innenbefragungen in AP 3.1 und der daraus abgeleiteten detaillierten Empfehlungen hat die Landehauptstadt Dresden ein Weiterbildungskonzept erarbeitet und in Kooperation mit dem Projektkonsortium umgesetzt. Die vier spezifisch auf Themen der Klimafolgenanpassung ausgerichteten Qualifizierungsangebote "Klima im Wandel – Basics für Dresden" (10.02.2023), Dach trifft grün – Grün trifft Dach" (31.03.2023), "Fassade trifft grün – Grün trifft Fassade" (05.05.2023) und "Keep cool – Hitze am Arbeitsplatz" (02.06.2023) wurden genutzt, um einen innovativen Ansatz zur Wirksamkeitsanalyse zu erproben. Eine Wirkungsevaluation der kommunalen Qualifizierungsangebote wurde durchgeführt. Eigens für diesen Zweck wurde ein angepasster Evaluationsansatz basierend auf Indikatoren der Protection Motivation Theory entwickelt und in einem quantitativen Prä-Post-Design umgesetzt. Ergebnisse zeigen, dass vor dem Hintergrund einer stark ausgeprägten Risikowahrnehmung und Klimawandelakzeptanz innerhalb der Stadtverwaltung teilweise signifikante Verbesserungen von Motivationsfaktoren, wie verschiedener Wissenskategorien, der Aufgabenakzeptanz, Selbstwirksamkeit, Handlungswirksamkeit und teilweise der konkreten Handlungsabsicht erzielt werden konnten. Die Ausgangsniveaus der Bewertungen zu den Kriterien unterscheiden sich thematisch stark. Ergänzend zu Veröffentlichungen und Beiträgen unterschiedlichster Arten in wissenschaftlichen Communities und mit Akteuren der Praxis wurde eine intensive Transferarbeit geleistet. Zahlreiche Fernseh-, Radio- und Pressebeiträge wurden durch die Medien veröffentlicht. Ergänzend wurden zwei Erklärvideos erstellt: 1) zu Möglichkeiten der Hitzevorsorge durch Akteure der Wohnungs- und Immobilienwirtschaft und die Nutzer:innen von Gebäuden und 2) zum Entstehen von Hitze, Anpassungsmaßnahmen und Möglichkeiten der Verhaltensvorsorge. HRC II erhielt den Bundesnachhaltigkeitspreis 2022 in der Kategorie Forschung.