Warum ist Grün für das Stadtklima wichtig?

Bäume sind die wirkungsvollste Maßnahme den städtischen Wärmeinseleffekt zu reduzieren. Durch Beschattung und Verdunstung können Bäume die Temperaturen am Tag erheblich senken. In der Nacht wirken Baumkronen wie ein Schirm und verringern die Abkühlung.

Wirkung durch Verschattung

Indem das Blattwerk die direkte Sonneneinstrahlung abschirmt, verringert sich die Einstrahlung am Boden bis zu 90 Prozent. Die Oberfläche erwärmt sich weniger und die bodennahe Luftschicht bleibt kühler. Verschiedene Untersuchungen zeigen, dass die Temperaturen von Oberflächen in beschatteten Bereichen bis zu 40 Grad kühler sind als unbeschattete Flächen. Die Wirkung ist abhängig vom Standort, der Größe und Art des Baumes, seinem Kronenumfang und der Blattdichte (Deutscher Wetterdienst | Stadtklima im Wandel).

Wirkung durch Transpiration

Ein Baum spendet nicht nur Schatten, er kühlt die Umgebung auch durch die Evapotranspiration. Das heißt, dass der Baum der Umgebung beim Verdunstungsprozess Energie in Form von Wärme entzieht. Dadurch wird es also kühler. Durch Evapotranspiration reduzieren Bäume den fühlbaren Wärmestrom um bis zu 50 Prozent, sodass die Lufttemperatur im Schatten von Bäumen um bis zu 35 Prozent niedriger sein kann als im Schatten von Gebäuden. Das Ausmaß der Abkühlung durch Bäume variiert je nach Bodenfeuchtigkeit und Luftturbulenz am jeweiligen Standort. Ebenso spielen das Alter und damit die Größe eines Baumes sowie die Baumart eine große Rolle. Natürlich muss ausreichend Wasser verfügbar sein, damit ein Baum sein gesamtes Kühlungspotenzial entfalten kann.

Eine alte Rosskastanie entwickelt beispielsweise eine jährliche Kühlleistung von circa 40.000 Kilowattstunden, eine Platane hingegen kommt auf mehr als das Doppelte – circa 94.000 Kilowattstunden. Rasenflächen mit Bäumen, die lichte Kronen haben, weisen eine höhere Gesamtverdunstung (Bäume und Böden) und damit eine größere Kühlungsleistung auf als Bäume mit dichten Baumkronen auf einem stark versiegelten Untergrund, sofern keine Bodentrockenheit vorliegt (Deutscher Wetterdienst: promet, Heft 106, 79-88, 2023).

Laubbäume kühlen ihre Umgebungsluft deutlich effizienter als Nadelbäume. Letztere haben aufgrund der höheren Nadelfläche und dauerhaften Belaubung allerdings eine bessere Filterwirkung.

Weitere positive Auswirkungen von Bäumen

• Luftqualität:

Stadtbäume filtern und absorbieren Schadstoffe aus der Luft, wie Kohlendioxid (CO₂), Stickoxide (NO_x) oder auch Feinstaub, und produzieren Sauerstoff durch Photosynthese. Dadurch verbessern sie die Luftqualität und reduzieren das Risiko von Atemwegserkrankungen bei Menschen. Dicht geschlossene Kronendächer in Straßenschluchten können aber auch den Luftaustausch behindern und dadurch die Luftqualität negativ beeinflussen.

• Lärmminderung:

Bäume absorbieren und reflektieren Schall und können somit die Lärmbelastung reduzieren. Während der Wintermonate ist diese Funktion bei Laubbäumen stark reduziert.

• Biologische Vielfalt:

Stadtbäume bieten Lebensraum und Nahrung für eine Vielzahl von Tieren, einschließlich Vögeln, Insekten und Kleinsäugern.

• Ästhetischer Wert:

Bäume verschönern die städtische Landschaft.

• Stressabbau und psychische Gesundheit:

Grünflächen und Bäume als Naturerlebnis wirken stressreduzierend und können somit das mentale Wohlbefinden der Menschen positiv beeinflussen (siehe Urban Green Space and Its Impact on Human Health).

• Nachhaltiges Regenwassermanagement:

Bäume halten in ihren Kronen Regenwasser zurück. Dieses verdunstet oder gelangt langsam in den Boden, wodurch die Kanalisation entlastet und die Gefahr von Überflutungen reduziert wird.

• Energie:

Durch die Kühlungsleistung der Bäume kann der städtische Energiebedarf, beispielsweise für Kühlsysteme oder Klimaanlagen, reduziert werden.

Richtiger Baum am richtigen Standort

Bei der Auswahl des Baumes sollte an die individuellen Ansprüche der Baumart gedacht werden, wie der Wasser- und der Platzbedarf.

Damit die jungen Bäume gut anwachsen können, hat das Amt für Stadtgrün und Abfallwirtschaft Informationen zum Anpflanzen von Straßenbäumen erarbeitet, die Sie hier nachlesen können:

Informationen zu Baumpflanzungen

Auch Grünflächen spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Stadtklimas. Kleinwüchsigere Vegetation, wie Sträucher, Büsche oder Wiesen, erfüllen die gleichen Funktionen wie Bäume – nur in kleinerem Umfang. Auf unversiegelten Böden versickert das Regenwasser langsam in den Boden. So bleibt nach einem Regenguss eine kontinuierliche Verdunstung über einen längeren Zeitraum erhalten. Ein Großteil der Sonnenenergie wird bei der Verdunstung von Wasser in latente Wärme umgewandelt und steht somit nicht für die Erwärmung des Untergrunds zur Verfügung. Folglich heizen sich natürliche Böden tagsüber langsamer auf. In der Nacht kühlen sie aufgrund geringerer Wärmespeicherung (durch geringe Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazitätsdichten) rascher ab. Es entsteht Kaltluft.

Innerstädtische Grünflächen mit niedriger Vegetation sind daher für die abendliche Abkühlung an heißen Sommertagen von entscheidender Bedeutung. So sollten vor allem Wohnquartiere über ausreichend Grünflächen verfügen. Durch die kühle Luft, die dann am Abend entsteht, können Innenräume durch Lüften auch während Hitzeperioden abgekühlt werden, was besonders auch für eine gute Schlafqualität wichtig ist.

Auf einer versiegelten Stadtoberfläche fließt hingegen das anfallende Niederschlagswasser rasch ab. Der Feuchtegrad des Bodens in der Tiefe wird reduziert und Grundwasserneubildung ist kaum möglich. Da keine Wärme über den Verdunstungsvorgang abgeführt werden kann, ist der Wassermangel über versiegeltem Gebiet Hauptursache für den hohen Temperaturüberschuss in einer Stadt.

Kühlende Wirkung auch abseits der Grünflächen

Wenn nach Sonnenuntergang Grünflächen und Parkanlagen rasch auskühlen, entsteht ein Temperaturunterschied zu den bebauten Stadtstrukturen. Denn diese geben aufgrund der Materialeigenschaften erst sehr langsam die tagsüber aufgenommene Wärme ab. Durch den Temperaturunterschied entsteht eine kleinräumige Ausgleichszirkulation, sogenannte Flurwinde oder Parkwinde. Die noch warme Luft über der Bebauung steigt auf und lässt die kühle Luft der Grünflächen in die Bebauung strömen. So entfalten auch abseits gelegene Grünflächen ihre positive Wirkung. Flurwinde können bis zu 500 Meter in bebaute Quartiere hineinströmen. Dafür müssen jedoch durchlüftungsoffene Bereiche vorhanden sein.

Weitere positive Auswirkungen von Grünflächen

• Schutz vor Überschwemmungen:

Durch den Rückhalt von Regenwasser auf unversiegelten Flächen, in Rasenmulden, auf Gründächern oder durch Offenlegung von Gewässerläufen, kann Regenwasser versickern. Bei Starkregenereignissen kann das Abwasserkanalnetz somit entlastet werden.

• Gesundheit und soziales Miteinander:

Grünflächen sind Orte der Begegnung und des sozialen Miteinanders. Hier trifft man sich zum gemeinsamen Spazieren, Spielen, Picknicken. Grünflächen laden zu körperlichen Aktivitäten ein und sind damit für eine gesunde Stadtentwicklung unabdingbar.

Neben Bäumen und Grünflächen bringt auch die Begrünung von Gebäuden mehr Grün in die Stadt – besonders in dicht bebauten Quartieren, wo es oft an Freiflächen mangelt.

Eine fachkundige Planung der Dach- und Fassadenbegrünung im Vorfeld der Umsetzung ist entscheidend für den langfristigen Erfolg und die Entfaltung der positiven Wirkungen. Bei allen Planungen sind Normen und Richtlinien, wie etwa die FLL-Richtlinien, zu beachten. Bestenfalls werden bereits vor Umsetzung der Maßnahmen Pflege- und Wartungskonzepte erstellt und mit den ausführenden Stellen abgestimmt.

Dachbegrünung

Bei einem Gründach wird ein (Flach-)Dach mit null bis zehn Grad Neigung oberhalb der Dämm- und Abdichtungsschichten mit einem Substrat bedeckt und bepflanzt.

Bei extensiven Dachbegrünungen kommen niedrigwüchsige Moose, Sedumarten, Kräuter und Gräser zum Einsatz. Damit ist der Pflegeaufwand gering. Es wird eine fünf bis 15 Zentimeter mächtige Substratschicht benötigt.

Bei intensiven Dachbegrünungen werden anspruchsvollere und höherwüchsige Pflanzen verwendet. Dabei wird eine Substratschicht von mindestens 15 bis 50 Zentimeter empfohlen. Das Dach muss für die Pflanzenpflege zugänglich sein.

Eine Dachbegrünung bietet vielfältige Vorteile für Mensch, Natur und Gebäude. Sie trägt zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung bei und verbessert die Lebens- und Aufenthaltsqualität in urbanen Räumen.

Nachfolgend sind einige positive Wirkungen von begrünten Dächern aufgeführt, besonders bei extensiver Dachbegrünung:

Gesundheit

• Schützt vor Lärm und verbessert die Schalldämmung.
• Schafft Erholungsräume und steigert das psychische Wohlbefinden.

Ökologie

• Schafft wertvolle Lebensräume für Pflanzen und Tiere in der Stadt.
• Fördert die Artenvielfalt.
• Bindet Feinstaub-, CO₂- und sonstige Schadstoffe und verbessert die Luftqualität.
• Trägt dazu bei, den natürlichen Wasserhaushalt wiederherzustellen.
• Erhöht den Regenwasserrückhalt, vermindert den Abfluss und entlastet die Kanalisation, insbesondere bei Starkregenereignissen.

Klima

• Kühlt die Umgebung durch Verdunstung und reduziert den städtischen Wärmeinseleffekt.
• Verbessert das Mikroklima in der Stadt.
• Reduziert durch Verschattung die sommerliche Aufheizung im Gebäudeinneren.
• Isoliert das Gebäude und spart Heiz- sowie Kühlenergie (Beitrag zum Klimaschutz).

Wirtschaft

• Schützt die Dachabdichtung vor Schadstoffen und mindert den Einfluss von Extremwetterereignissen.
• Verlängert die Lebensdauer der Dachabdichtung.
• Hält Regenwasser zurück und reduziert Abwasserentsorgungsgebühren.
• Verursacht langfristig ähnliche oder sogar weniger Kosten als ein Bitumendach.
• Erhöht Wirkungsgrad von Photovoltaik-Anlagen.
• Erhöht Wohnwert und Attraktivität der Immobilie.

Ästhetik

• Verschönert das Stadtbild durch grüne Dachlandschaften.
• Bietet zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten für Gebäude, wie etwa ein Dachgarten.

Fassadenbegrünung

Fassadenbegrünung wird grundlegend in zwei Kategorien unterteilt:

Bei der bodengebundenen Begrünung kommen in der Regel Kletterpflanzen zum Einsatz. Die Wasser- und Nährstoffversorgung erfolgt meist auf natürlichem Weg über die Wurzeln im Erdreich.

Die fassadengebundene Begrünung ist erheblich aufwändiger, lässt sich jedoch auch bei komplexen Gebäudeformen und ohne zusätzliche Pflanzungsflächen vor der Fassade umsetzen. In der Regel sind technische Anlagen zur Wasserversorgung der Pflanzen notwendig.

Eine Fassadenbegrünung bietet, wie die Dachbegrünung, vielfältige Vorteile für Mensch, Natur und Gebäude. Sie trägt zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung bei und verbessert die Lebens- und Aufenthaltsqualität in überwärmten Stadtteilen. Nachfolgend werden einige positive Wirkungen von begrünten Fassaden aufgeführt.

Gesundheit

• Schützt vor Lärm und verbessert die Schalldämmung.
• Schafft Erholungsräume und steigert das Wohlbefinden.

Ökologie

• Schafft wertvolle Lebensräume für Pflanzen und Tiere in der Stadt.
• Fördert die Artenvielfalt.
• Bindet Feinstaub-, CO₂- und sonstige Schadstoffe und verbessert die Luftqualität.
• Trägt dazu bei, den natürlichen Wasserhaushalt wiederherzustellen.

Klima

• Kühlt die Umgebung durch Verdunstung und reduziert den städtischen Wärmeinseleffekt.
• Verbessert das Mikroklima in der Stadt.
• Reduziert durch Verschattung der Fassade die sommerliche Aufheizung im Gebäudeinneren.
• Isoliert das Gebäude und spart Heiz- sowie Kühlenergie (Beitrag zum Klimaschutz).

Wirtschaft

• Schützt die Fassade vor Schadstoffen, Verschmutzung und dem Einfluss von Extremwetterereignissen.
• Erhöht Wohnwert und Attraktivität der Immobilie.

Ästhetik

• Verschönert das Stadtbild durch grüne Fassaden.

Umweltamt

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Geschäftsbereich Umwelt und Kommunalwirtschaft
Umweltamt
Abteilung Stadtökologie

Telefon 0351-4886221
Fax 0351-488996221
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