AP 2.5: Quartiersdifferenzierte Berechnung humanklimatischer Belastungen – Bezug „Hitze“

Ziel ist es, die integrale Stadtplanung durch die Ermittlung der humanbioklimatischen Belastungen auf Quartiersebene zu unterstützen. Dabei wird ein innovativer Ansatz verfolgt, der einer dynamische Erfassung der humanbioklimatischen Belastung in dem Quartier ermöglicht. Über mobile, digitale Agenten, die das humanbioklimatische Feld eines Untersuchungsraums durchstreifen, können Bioklimabelastungsräume verortet werden. Dabei können den Agenten - orientiert an ihrer physischen Konstitution - „Lastgrenzen“ zugeordnet werden. Die ermittelten Kenndaten zur humanbioklimatischen Belastungssituation (wie z. B. PET) finden dabei Eingang sowohl im Rahmen der Konzeptphase (Betroffenheitsanalyse auf Quartierebene) als auch in der Umsetzungsphase einzelner BGI-Maßnahmen. Für die Bewertung des thermischen Wirkungskomplexes werden bisher Parameter wie PMV, PET, UTCI oder gefühlte Temperatur (VDI 3787 Blatt 2) verwendet. Diese können in einen Zusammenhang gebracht werden zum thermischen Empfinden und einer thermophysiologischen Belastung für den Menschen. Bei der Bewertung der thermischen Bedingungen geht man dabei von stationären Verhältnissen aus. Die daraus abgeleiteten Aussagen gelten nur für Personen, die sich über längere Zeit bei gleichbleibender Aktivität und Bekleidung unter konstanten meteorologischen Bedingungen in dem jeweiligen Raum aufhalten. Grundlage für die Modellierung ist bisher u.a. das Wärmebilanzmodell IMEM (Höppe, 1985). Als zusätzlicher Term wird dabei die Speicherung von fühlbarer Wärme im Körper berücksichtigt, die zu einer Erwärmung oder Abkühlung der Körpermasse und damit zu einer Veränderung der Kerntemperatur und der Hauttemperatur führt. Über eine Agenten-individuell festgelegte maximal verträgliche Hitzebelastung (= Dosis) und das virtuelle Durchstreifen des Untersuchungsraums sind Belastungsräume zu verorten und humanbioklimatischen Defizitbereiche zu identifizieren. Diese bilden Ansatzpunkte für blau-grüne Klimaanpassungsmaßnahmen und ermöglichen es, diese in einem weiteren Modelllauf hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zu überprüfen.

Dazu werden zunächst räumlich hochauflösende 3D-Modelle zur Bebauung- und Grünstruktur auf Basis von aktuellen LIDAR-Datensätzen erstellt. Über unterschiedliche mikroskalige meteorologische Modelle (Bsp. FITNAH/ASMUS, PALM4U) werden auf Basis dieser Geodatenfelder die PET-Ausprägung für das Untersuchungsgebiet simuliert. Über die Kopplung und Dynamisierung des PET-Werts mit individuellen Bewegungsmustern repräsentativer Bevölkerungs-/Nutzergruppen kann das Agentenmodell einen wichtigen Beitrag zur klimawandelangepassten Stadtentwicklung leisten und einen wertvollen Input zur Berücksichtigung des Schutzguts Klima in Planungsprozessen auf der Quartiersebene (Planungsebenen verbindliche Bauleitplanung) liefern. Das Agentenmodell wird in unterschiedlichen Konfigurationen eingesetzt: Variation der Raumeinheiten (Parkanlagen, Fuß-/Radwege, Innenhofsituationen…), der Bewegungsmuster (schnell/langsam…), der Bevölkerungsgruppen (Altersstruktur). Gleichzeitig wird das Quartier unter dem Gesichtspunkt Hitzeanpassung durch unterschiedliche Anpassungsmaßnahmen (wie Baumsetzungen, Einrichtung von Pocketparks, Brunnen…) planerisch aufgewertet. Abschließend werden aus der Vielzahl der Ergebnisse in einem weiteren Arbeitsschritt einfache Klassifikations-/Bewertungsverfahren abgeleitet, um in zukünftigen Planverfahren maßnahmenbezogene Entscheidungsprozesse zum Themenfeld „Hitze“ sachgerecht aufwandsarm unterfüttern zu können. Im Dialog mit den Projektpartnern und insbesondere AP 2.2 und 2.4 wird die Praxistauglichkeit dieses Ansatzes überprüft.