Digitale Tools für eine klimaresiliente Stadt

Zukunftsorientierte Stadtplanung: Digital unterstützt

Ein wesentliches Problem vieler Kommunen ist die fragmentierte und komplexe Datenlage. Planungs-, Klima- und Bodendaten liegen häufig in unterschiedlichen Formaten vor, sind auf verschiedene Verwaltungseinheiten verteilt und lassen sich schwer zusammenführen. Und auch wenn diese Daten vorliegen ist die richtige Interpretation und Schlussfolgerung nicht immer möglich, insbesondere wenn Planende in der Verwaltung im Umgang mit klimarelevanten Daten nicht ausreichend geübt sind. Der Blau-Grüne Infrastrukturplaner (BGI Planer), entwickelt im Rahmen von SmartWater, soll genau hier ansetzen. Er ermöglicht es, relevante Daten zusammenzuführen, visuell aufzubereiten und die Effekte von blauen und grünen Infrastrukturen verständlich darzustellen.

Der BGI Planer wird in Berlin pilotiert – in zwei Quartieren mit unterschiedlichen Voraussetzungen: im Neubaugebiet "Alte Schäferei" in Pankow und im Bestandgebiet "Ostkreuzkiez" in Friedrichshain-Kreuzberg, einem der am dichtesten besiedelten Viertel der Stadt.

Einbettung in die Planungspraxis

Laut des Baugesetzbuches muss schon heute die Klimaanpassung frühzeitig in die städtische Planung integriert werden. Dabei stehen Planende vor der Aufgabe, klimarelevante Faktoren wie Hitze, Starkregen oder den Wasserhaushalt mit anderen Aspekten wie Verkehr oder Wohnraumbedarf in Einklang zu bringen. Dieses Abwägungsgebot gilt beispielsweise bei der Aufstellung von Bebauungsplänen, aber auch in städtebaulichen Wettbewerben oder Flächenentwicklungskonzepten und stützt sich häufig auf Fachgutachten.

Hier bietet der BGI Planer eine wertvolle Unterstützung: Er stellt relevante Daten frühzeitig bereit und hilft, Maßnahmen zur Klimaanpassung systematisch zu bewerten. Der modulare Aufbau, wie in Abbildung A dargestellt ermöglicht es, je nach Planverfahren, Planungsphase und Vorkenntnissen zum Projektgebiet, die jeweiligen Handlungsbedarfe für Maßnahmen der Klimaanpassung, als auch die Machbarkeit und Wirkung von Maßnahmen wie Dachbegrünung, Mulden-Rigolen-Systemen oder künstlichen Wasserflächen zu erfassen. Dabei greift der BGI Planer auf den Umweltatlas und das Geoportal Berlins sowie aktuelle Modellierungs- und Umweltdaten zurück, um Informationen zu Starkregenrisiken, Versiegelungsgraden und Hitzeinseln anschaulich darzustellen.

Das Ziel: Klimaanpassungsmaßnahmen sollen frühzeitig in Planungsprozesse integriert werden, also vor oder während der Erstellung eines städtebaulichen Entwurfs. Darüber hinaus vermittelt der BGI Planer Hintergrundwissen zu Vor- und Nachteilen von Maßnahmen und zeigt Wechselwirkungen mit anderen Planungszielen auf. So können Planende fundierte Entscheidungen treffen, etwa ob Flächen für Bepflanzung geeignet sind, wie Baukörper Kaltluftschneisen beeinflussen oder wie Kleingewässer in ein Regenwassermanagement-Konzept eingebunden werden können.

Die Effekte von blauer und grüner Infrastruktur auf das Stadtklima

Im Rahmen der Entwicklung des BGI Planers sollen die Auswirkungen von blau-grüner Infrastruktur auf urbane Hitze, Überflutung, Wasserhaushalt und Gewässerschutz dargestellt werden. Hierzu werden Modellierungen durchgeführt, welche anschließend mittels gesammelter Umweltdaten kalibriert und validiert werden. Für Hitzemodellierung kommt die Software ENVI-met zum Einsatz.

Für die Modellierung von Hitzeeffekten wurde ein typischer Stadtstrukturtyp aus der Gründerzeit gewählt – ein Straßenzug, wie er in vielen Berliner Bestandsquartieren, insbesondere im Pilotgebiet Ostkreuzkiez, zu finden ist.

Abbildung B zeigt einen 3D-Vergleich zwischen dem Ist-Zustand, der durch geringen Baumbestand und vereinzelte Baumscheiben geprägt ist, und einem optimierten Szenario mit blau-grüner Infrastruktur. In diesem Szenario wurden extensive und intensive Gründächer sowie Fassadenbegrünungen integriert. Zusätzlich ersetzen Baumreihen in Grünstreifen und Hochbeete einzelne Parkplätze.

Für eine realistische Klimasimulation wurde ein Hitzetag aus dem letzten Jahr als Modelleingangsparameter gewählt. Am 29. August 2024, gemessen an der DWD-Station Tempelhofer Feld, erreichte die Temperatur um 17 Uhr über 32 °C, während die Luftfeuchtigkeit kontinuierlich sank. In der Nacht fiel die Temperatur nicht unter 20 °C, eine sogenannte Tropennacht.

Abbildung C veranschaulicht die ersten Ergebnisse, die den Temperaturunterschied um 14 Uhr mittags zwischen Ist- und Soll-Zustand in 1,5 m Höhe zeigt. In Bereichen mit verstärkter Begrünung ergab die Simulation im Modell deutlich niedrigere Temperaturen, mit einer Abkühlung von bis zu 1,8 °C.² Gleichzeitig stieg die Luftfeuchtigkeit an, was in mitteleuropäischen Städten zu einem angenehmeren Klima beiträgt.

Diese Ergebnisse sind ein Ausblick auf die Funktionalität, die der BGI Planer (in vereinfachter Form) bieten wird: eine fundierte Entscheidungsbasis für die Auswahl und Platzierung von Maßnahmen der blau-grünen Infrastruktur in urbanen Räumen.

Ausbilck

Der BGI Planer bietet eine datenbasierte Grundlage zur Bewertung und Optimierung von Klimaanpassungsmaßnahmen in der Stadtplanung. Er ermöglicht es, die Auswirkungen blau-grüner Infrastrukturen auf das Mikroklima und die Überflutungswahrscheinlichkeit bei Starkregenereignissen systematisch zu analysieren. Darüber hinaus unterstützt das Tool Planerinnen und Planer bei der quantitativen Bemessung erforderlicher Maßnahmen, um eine lokale Bewirtschaftung des Regenwassers zu fördern und das Risiko von Mischwasserüberläufen zu reduzieren – ein entscheidender Faktor zur Sicherung der Wasserqualität in städtischen Gewässern. Zusätzlich integriert der BGI Planer relevante Planungsparameter wie Versiegelungsgrad und Abweichung vom natürlichen Wasserhaushalt einzelner Blockstrukturen.

Diese umfassenden Analysemöglichkeiten ermöglichen es, verschiedene Planungsoptionen zu simulieren, ihre Wirksamkeit für urbane Resilienz und Nachhaltigkeit zu bewerten und die Ergebnisse für fundierte Planungsentscheidungen zu verwenden. Mit dem BGI Planer wird ein wichtiger Beitrag zur Entwicklung klimaangepasster Stadtquartiere geleistet. Das Tool soll eine zukunftsorientierte und nachhaltige Stadtentwicklung unterstützen, die urbane Räume widerstandsfähiger gegenüber den Folgen des Klimawandels macht. Ziel ist nicht nur eine Verbesserung der Lebensqualität in Städten, sondern auch den Weg für eine resilientere und nachhaltigere Zukunft zu ebnen.

Infobox

• Konsortium: Kompetenzzentrum Wasser Berlin (Leitung), Berliner Wasserbetriebe, Technologiestiftung Berlin, Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen, Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt, Berliner Regenwasseragentur, Bezirksamt Pankow, Bezirksamt Friedrichshain–Kreuzberg
• Laufzeit: November 2022 – September 2026
• Drei Produkte in Entwicklung: BGI Planer, Infoportal zur Visualisierung von Starkregengefahren, Spiel zur Sensibilisierung

Fußnoten

1 Unter blauer und grüner Infrastruktur versteht man eine Kombination aus natürlichen und künstlichen Elementen, die darauf abzielt, die Umwelt in städtischen Gebieten nachhaltig zu verbessern. Der Begriff "grün" umfasst dabei Aspekte wie Dachbegrünungen, Grünflächen oder Versickerungsmulden, während "blau" für (künstliche) Wasserflächen, Wasserspiele oder die Nutzung von Regenwasser steht. Gemeinsam schaffen diese Konzepte eine harmonische Verbindung von Natur und Stadt, die sowohl ökologisch als auch funktional überzeugt.

2 Die Ergebnisse der Stadtklimamodellierung werden derzeit noch durch eigene Temperaturmessungen kalibriert und validiert.