Klimaresiliente Städte: Von der Hitzeinsel zum Schwamm

Immer öfter werden urbane Räume nach anhaltenden Dürreperioden von Starkregen überschwemmt. Meist verdunstet das Regenwasser oder landet ungenutzt in der Kanalisation und in den Fließgewässern, von wo aus es ins Meer gelangt. Damit ist es für die Süßwassernutzung für immer verloren. Zudem laufen bei Starkregen herkömmliche Systeme schnell über, sodass das Wasser aus den Gullys auf die Straßen und in die Keller schießt.

Dabei könnte das Regenwasser helfen, die Stadt abzukühlen: Indem es in schwammartigen Flächen gespeichert wird, wird der Boden feucht gehalten und gleichzeitig das Grundwasser unter der Stadt angereichert. Ein erhöhtes Wasserrückhaltevermögen an der städtischen Oberfläche entlastet zudem das Kanalnetz. Die Folgen von Starkregen können so spürbar abgemildert werden. Das gespeicherte Wasser dient in Dürreperioden dazu, Grünflächen zu bewässern, aber auch dazu, urbane Gewässer zu versorgen. Dabei werden Wasserkreisläufe mit Kaltluftschneisen im Wald oder auf Wiesen nachgeahmt.

Etwa so wie auf dem Quartiersplatz im Neubaugebiet Herzkamp in Hannover. Die mittig gelegene multifunktionale Fläche ist Grünanlage, Versickerungsmulde und Spielplatz in einem. Im Rahmen eines Experiments wurde der Platz im vergangenen Jahr aus zwei Feuerwehrschläuchen mit Wasser geflutet. Die Frage war: Nimmt das Wasser den vorgesehenen Lauf oder wird die Anlage einfach nur unter Wasser gesetzt? Das Regenwasser floss in die gewünschte Richtung, weil die Siedlung auf leicht geneigtem Untergrund gebaut wurde. Inzwischen gilt das Projekt als Vorbild für andere Kommunen. In Neubaugebieten wie dem in Hannover lässt sich direkt nach dem Schwammstadtkonzept planen, dicht bebaute Städte wie Berlin oder das Ruhrgebiet jedoch müssen nachrüsten. Auch begrünte Dächer können viel Wasser speichern. Sind die Dächer gesättigt, läuft das Wasser über Fallrohre und Rinnen in dezentrale Versickerungsmulden, wo es in den Boden sickert und über Pflanzen verdunstet. Können auch diese nichts mehr aufnehmen, fließt das Wasser weiter zu größeren Notüberlaufflächen am Waldrand. Somit erübrigt sich die Regenwasserkanalisation.

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Nutzung von Regenwasser

Stephan Köster und Maike Beier vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik (ISAH) an der Leibniz Universität Hannover entwickelten ein innovatives Konzept für eine intelligente Bewirtschaftung von Regenwasser. Ihr Ansatz gehe weit über das bisherige Schwammstadtkonzept hinaus, erklären sie. Denn neben der Trinkwasserversorgung ist eine komplementäre Versorgung mit sogenanntem Stadtwasser eingeplant: Während gering verschmutztes Wasser im städtischen Schwamm gespeichert wird, wird verschmutztes Regenwasser über die vorhandenen Entwässerungskanäle abgeleitet und in einer Kläranlage gereinigt. Das gespeicherte Wasser wird in »City Water Hubs« dezentral aufbereitet und dort eingesetzt, wo keine hohe Trinkwasserqualität erforderlich ist. Bei der Aufbereitung werden Technologien mit geringem Energiebedarf sowie regenerative Energien verwendet.

Während sich das Wasserangebot in der Stadt so insgesamt erhöht, wird gleichzeitig die Trinkwasserversorgung entlastet. Darüber hinaus verbessert sich die Qualität der städtischen Abwasserentsorgung, zudem wird Überflutung vermieden. Ob bei der Bewässerung von Bäumen, Parks und weiterem Stadtgrün, der Speisung urbaner Gewässer oder der Vernebelung von Innenstädten zwecks Hitzeschutz – der Wasserbedarf in den Städten werde in den nächsten Jahren spürbar steigen, ist sich Wasserwirtschaftsexperte Köster sicher.

Reflektierende Oberflächen

Asphaltierte Straßen, Autobahnen, betonierte Flächen, enge Häuserschluchten – gerade große Städte in Deutschland sind nicht annähernd gewappnet für den Klimawandel. Die versiegelten Flächen und Gebäude speichern Wärme und machen die Städte zu Hitzeinseln. Warum wohl ziehen Regenwolken oft über eine Stadt hinweg, anstatt über ihr abzuregnen? Die engen Gebäudeschluchten, Glasflächen und dunklen Fassadenfarben nehmen reichlich Wärme auf, weiß der Architekt Lutz Weiler aus Offenbach. Anstatt sich nachts abzukühlen, strahlen sich die Gebäude gegenseitig Wärme zu. Alle zusammen bilden eine große Wärmeglocke, an die keine kühle Luft drankommt. Die Wolken treffen auf diese Wärmeglocke, teilen sich und vereinigen sich erst wieder hinter der Stadt, wo sie turmartig nach oben steigen. Außerhalb der Stadt kommt es zu Gewittern mit extremen Niederschlägen.

Zudem sind viele Flach- und Satteldächer mit schwarzen Dachbahnen belegt. Knallt die Sonne darauf, erhitzen sich die Dächer zusätzlich. Ein dunkles Dach reflektiert nur fünf Prozent der Sonneneinstrahlung. Der Rest wird in langwellige Infrarotstrahlen umgewandelt und bildet Wärme. Für Dächer oder Schulhöfe, die keine Begrünung tragen können, empfiehlt Weiler UV-reflektierende Farben. Denn helle Dächer oder auch Straßenbeläge reflektieren – ähnlich wie Gletscher – achtzig Prozent der Sonneneinstrahlung. Damit lässt sich eine Überhitzung vermeiden.

Niederschläge auf neu gebauten Dachflächen sollen am besten dezentral aufgefangen werden: entweder durch begrünte Dächer, durch Zisternen oder durch Regenrückhaltebecken, in jedem Fall aber abgekoppelt von der städtischen Kanalisation.

Wasserdurchlässiger Asphalt

Was tun mit den dicht an dicht gebauten Häusern? Schließlich kann man die Gebäude nicht einfach abreißen. Angesichts der zunehmenden Zahl an Hitzesommern kann es aber auch nicht so weitergehen, dachte sich Lutz Weiler, der seit Jahren darauf hinarbeitet, dass die Städte grüner werden. Seit etwa 30 Jahren entwickelt der Tief- und Straßenbauunternehmer Asphalt für Straßen und Plätze. Seine neueste patentierte Erfindung namens »Klimaphalt« ist ein heller, grobkörniger, belastbarer Asphalt: Mehrere Schichten aus kleinen Steinchen und Bindemittel lassen das Wasser vollständig durch. Damit verbleibt es in seinem natürlichen Wasserkreislauf. Das Regenwasser wird in einer mit Vulkangestein befüllten Schicht gespeichert. Einerseits entlastet das die Kanäle von den zu erwartenden Starkregen. Andererseits gibt der Asphalt einen Teil dieses Wassers bei Hitze über Verdunstung wieder an die Umgebung ab, sodass die sich immer weiter erhitzenden Städte im Umfeld der neuen Straßen abkühlen. Weil der Belag heller ist als üblich, reflektiert er mehr Sonneneinstrahlung und bleibt kühler. Mit seiner Erfindung könne man 80 bis 90 Prozent der asphaltierten Flächen in Deutschland wasserdurchlässig machen, glaubt der Ingenieur. Zwar sei sein Klimaphalt teurer als die dunkle Standardware, doch sei sie auch bei hoher Verkehrsbelastung stabil. Die Stadtplanung nutzt bereits das von ihm entwickelte Prinzip zur Anpassung an den Klimawandel. Neuerdings kann jeder, der in Offenbach private zugepflasterte oder asphaltierte Flächen entsiegelt und begrünt, Zuschüsse beantragen.

Eine ähnliche Idee verfolgen Jens Petzold und Rüdiger Köhler aus Meißen: Zehn Jahre arbeiteten sie an einem wasserdurchlässigen Keramikziegel, bevor sie 2021 damit in die Produktion gingen. Bestand der Grundstoff zu Beginn noch aus Klärschlammverbrennungsasche, so ist das Endprodukt heute zu 100 Prozent aus Keramik. Die Masse wird aus Basaltsplitt, Ton und Feldspat gemischt, geformt und gebrannt. Wer es anfasst, glaubt kaum, dass es sich um einen wasserdurchlässigen Stein handelt. Bei einem vergleichenden Wassertest jedenfalls war der Ziegel über alle Zweifel erhaben: Während sich auf der Betonfläche daneben eine Pfütze bildete, hatte der Keramikziegel das Wasser längst aufgesaugt.

Bewässerung für Stadtbäume

Bäume in der Stadt filtern Luft und Lärm, sie spenden Schatten, Sauerstoff und Kühle – allerdings nur dann, wenn genügend Platz für die Wurzeln ist, wenn nicht, können sie keine großen Kronen entwickeln und mickern vor sich hin. Auf der Suche nach Wasser und Nährstoffen beschädigen sie oft Leitungen und heben den Asphalt. Innerhalb des Konzeptes Schwammstadt werden unter der Wegdecke wasserspeichernde, durchwurzelbare Bereiche – sogenannte Rigolen – angelegt. Grober Schotter bildet die Basis, in die Hohlräume wird eine Mischung aus Schluff – feinkörnigem, verwittertem Gestein – Sand, Dünger, Kompost und Kohle gefüllt. Der Sand sorgt für Durchlüftung, der Schluff für die Wasserversorgung. Dieses Gemisch senkt die Temperatur bei Hitze um einige Grad ab. Je größer die Stadt, desto mehr Wasser verdunstet. Somit wird es kühler und die Bildung von Wolken und Regen wahrscheinlicher.

Viele Menschen fühlen sich für die Anpassung an den Klimawandel selbst noch nicht verantwortlich, sondern überlassen das lieber anderen, vermutet Andreas Giga. Der Leiter der Zukunftsinitiative Klima.Werk setzt sich für einen klimaresilienten Umbau im Ruhrgebiet ein und hat insgesamt 16 Kommunen samt Wasserwirtschaftsverband miteinander vernetzt. Zwar gebe es eine steigende Bereitschaft, sich fürs Klima zu engagieren, doch bei vielen herrsche die Meinung vor, die kommunalen Behörden seien dafür zuständig. Dabei kann jede und jeder, der etwas für den Klimaschutz tun will, bei sich zu Hause und im eigenen Stadtviertel anfangen.

Zum Beispiel durch Bewässern von Bäumen in Dürreperioden, wie es die »Gießkannenheldinnen« in Essen tun. Mittlerweile halten rund 500 Aktive die Stadtbäume mit gemeinsamen Gießaktionen in Dürrezeiten am Leben. In der Stadt wurden 350 Tanks aufgestellt, die jeweils einen Kubikmeter Regenwasser aufnehmen können. Außer den Bäumen darf mit dem Wasser auch eigenes Grün gegossen werden. Das Konzept fand inzwischen Nachahmer in Gelsenkirchen und Düsseldorf und wird wohl künftig in weiteren Städten angewendet.

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