Beispiele aus Hamburg zur Regenwasserbewirtschaftung

Stadtentwicklung in Zeiten des Klimawandels

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Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Grüner Loop in Oberbillwerder Visualisierung: ADEPT mit Karres + Brands/IBA Hamburg (2019)

Der Klimawandel findet ganz offensichtlich statt. Auch in Hamburg ist zukünftig damit zu rechnen, dass sich sommerliche Hitze und Starkregenereignisse häufen werden, dass sich die Niederschlagsverteilung über das Jahr verändert und dass die Winter im Durchschnitt milder werden. Der Klimawandel und die notwendige Anpassung in der Stadtentwicklung muss bei gleichzeitigem Wachstum der Stadt und auch der Metropolregion berücksichtigt werden.

Derzeitiges Ziel des Hamburger Senats ist der Bau von mindestens 10.000 neuen Wohnungen jährlich. Dieses bedeutet Nachverdichtung auf vorhandenen Bauflächen, aber auch neue Stadtteile auf der grünen Wiese bei steigender Oberflächenversieglung und einem höheren Anteil sich aufheizender Baumasse in den Sommermonaten. Trotz dieser Herausforderungen möchte Hamburg sein blau-grünes Gesicht erhalten. Derzeit ist rund die Hälfte des Stadtgebietes keine Baufläche (Abb. 1).

Hamburgs Antwort auf diese Problemlage ist der Erhalt und die Qualifizierung des "Grünen Netz Hamburg", das Flächen für wichtige Funktionen wie etwa Kaltluftlieferung bei ausreichender Bodenfeuchte, Durchlüftung, Regenwasserversickerung und -retention, Lebensraum für Tiere und Pflanzen und Erholung für den Menschen darstellt. Darüber hinaus werden innerstädtisch, wo Fläche knapp ist - Dach- und Fassadenbegrünung zu einem wirksamen Baustein zur Anpassung an den Klimawandel in der Stadtentwicklung.

Aber was bedeutet Qualifizierung für die (Frei)Räume bezogen auf den Klimaschutz und Klimaanpassung und wie wird sie umgesetzt? Da die Grün- und Freiflächen nicht zunehmen, müssen die vorhandenen aufgewertet werden. Auf dem verfügbaren Raum müssen vielfältige, sich teilweise gegenseitig störende Nutzungen zusammenfinden wie beispielsweise Naturraum, Erholung, Sport, Spiel, Bildung, Verkehr, Klimaanpassung, Klimaschutz. Flächen müssen mit mehreren der zuvor benannten Funktionen belegt werden, das heißt, sie werden multicodiert. Auf den Flächen sollen Funktionen sinnvoll überlagert werden wie Regenwasserrückhalt/-ableitung und Erholung. Hierfür stehen den Planenden mehrere Wege und Instrumente zur Verfügung, einige mit hoher Bedeutung in diesem Zusammenhang sind Folgende:

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Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Beispielhafte clevere Kombinationen von Klimaschutz- und Klimaanpassungsmaßnahmen am Gebäude und im Quartier Abb.: KLIQ-Projekt, HafenCity Universität Hamburg (2016)
Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Masterplan Oberbillwerder Lageplanung: ADEPT mit Karres + Brands/IBA Hamburg (2019)
  • Hamburger Klimaplan: das strategische Dach für die Entwicklung Hamburgs bei gleichzeitigem Wachstums, Klimaschutz und der Anpassung an den Klimawandel (Fortschreibung alle drei Jahre); es stehen finanzielle Mittel für Planungen zur Verfügung.
  • Grünes Netz Hamburg: Erhalt und verbesserte Nutzbarkeit der für die Stadt wichtigen Grünflächen, grünen Wegeverbindungen und ihrer Verknüpfung zum Netz (Weiterentwicklung im Rahmen von kleinräumigen Planungen).
  • Hamburger Gründachstrategie und Strategie Grüne Fassaden: Voranbringen von Gebäudebegrünung durch Information, Kommunikation und Erweiterung der Hamburger Gründachförderung bis 2024.
  • Strukturplan Regenwasser 2030: Ziel ist die Etablierung einer zukunftsfähigen Regenwasserbewirtschaftung in Hamburg; RISA (RegenInfrastrukturAnpassung).
  • Quartiersentwicklung: Berücksichtigung von Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel und dem Umgang mit steigenden Niederschlagsmengen, Starkregenereignissen, begrenzten Sielkapazitäten und Grünflächengestaltung bei jeder Quartiersentwicklung und jedem Bauvorhaben.

Nachfolgend sollen zwei Beispiele der Quartiersentwicklung mit Mehrfachnutzung vorgestellt werden.

"Clever kombiniert": Mehrfachnutzung von Grünfläche in einem neuen Quartier

"Clever kombiniert", ein BMU gefördertes und über den Projektträger Jülich betreutes Projekt hat zum Ziel, Klimaschutz- und Klimaanpassungsmaßnahmen unter Nutzung von Flächensynergien am Gebäude und im Quartier in einem Beispielprojekt umzusetzen (https://www.hamburg.de/clever-kombiniert/).

Es werden Kombinationen entworfen, die sowohl synergetisch zu einer Reduktion der Emissionen in der Stadt führen, als auch zur Anpassung an nicht mehr abwendbare Folgen des Klimawandels beitragen. So lassen sich in dichten Stadträumen Gebäudeflächen begrünen und mit der Erzeugung erneuerbarer Energien sinnvoll verbinden. Eine Dachbegrünung trägt beispielsweise zur Retention von Regenwasser und zur Verdunstung sowie zur Minderung der Erwärmung der Dachfläche bei. Diese Effekte erhöhen den Wirkungsgrad der Photovoltaik-Module, die nicht nur der Energieerzeugung und Minderung der Emissionen, sondern auch der Verschattung und damit dem Komfort von Mensch und Tier dienen. Mit solchen Kombinationen wird es möglich, lebendige Erholungsräume zu schaffen, die soziale, klimatische und wirtschaftliche Aspekte in Einklang mit dem Wachstum der Stadt bringen (Abb. 2). Eine clevere Multicodierung der Flächen geht weit über eine einfache Flächennutzung hinaus und kombiniert soziale, klimatische und wirtschaftliche Funktionen gezielt in verschiedenen Räumen im Quartier.

Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Baustein Kommunizieren durch Vision Grindelallee: Darstellung möglichst vieler (theoretischer) Begrünungsmöglichkeiten Visualisierung: Treibhaus Landschaftsarchitektur (2019)
Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Vorgesetztes Stahlgerüst begrünt mit Kletterpflanzen an der Wand der Halle 36. Visualisierung: Landschaftsarchitektur+ (2017)

Das Pilotgebiet

Nach diesem Motto wird Hamburgs 105. Stadtteil Oberbillwerder geplant. Der Siegerentwurf für den Masterplan Oberbillwerder The Connected City von ADEPT mit Karres + Brands, sieht bei vorgegebener Wohnungsanzahl und einzuplanender Geschäfts-und Gewerbefläche eine effiziente Ausnutzung der Fläche (124 ha) durch Mehrfachnutzung vor (Abb. 3). Gleichzeitig wird eine gute Durchlüftung und Kaltluftbewegung in dem Gebiet mit der gewählten Flächenaufteilung ermöglicht. Die Fläche liegt in der Marsch mit hoch anstehendem Grundwasser und sehr geringen Versickerungsraten, sodass die Regenwasserableitung eine echte Herausforderung darstellt. Hier werden neue Wege gegangen. In diesem Beispiel soll im Wesentlichen die Kombination von Regenwassermanagement und Erholung dargestellt werden.

Grün kombiniert: sozial, klimatisch, wirtschaftlich

In der Connected City dient der Freiraum als verbindendes Element. Das Herz der Master- und Bebauungsplanung ist der "Grüne Loop", der mehrere Funktionen der Freiraumplanung aufnimmt und "überlagert".

Zum einen ist er wesentlicher Bestandteil des Entwässerungskonzepts als Auffangbecken für Starkregenereignisse, die hier zurückgehalten werden. Teile des grünen Loops werden in diesem Fall überschwemmt. Übliche Regenereignisse sollen im Plangebiet auf Gründächern und Grünflächen zurückgehalten werden, können verdunsten oder werden in Gräben und Kanälen sichtbar abgeführt. Die Wasserstände im Plangebiet regelt ein Schöpfwerk, sodass in den Gräben und Kanälen regelmäßig Wasser geführt wird. Im derzeitigen Zustand liegen die Geländehöhen zwischen 0 und + 0,5 Meter NHN (Normalhöhennull). Für die Bebauung wird das Gelände aufgehöht. Die Quartiere werden bis zu 1,5 Meter NHN hoch liegen. Der Grüne Loop ist mit einer Höhe von 0,0 bis +0,3 Meter NHN geplant, so dass er zum tiefsten Punkt der Topographie des Gebietes und infolgedessen zum zentralen Entwässerungselement wird. Der Grüne Loop wird von Wasseradern durchzogen und erhält mit diesem Gestaltungselement ein blau-grünes Gesicht.

Zum anderen werden im Grünen Loop soziale, klimatische und wirtschaftliche Funktionen aufgenommen. Hier sind Freiflächen für Kitas ebenso wie Sport- und Spielplätze. So können beispielsweise Kinder von Kitas und Schulen Spiel- und Sportplätze nutzen, sodass Flächen innerhalb dieser Einrichtungen eingespart werden.

In der Planung des Grünen Loops mit seinen pflanzlichen Grün- und Wasseranteilen sind soziale Aspekte mit klimatischen Aspekten verknüpft. Kleine Kinder sind eine sensible Personengruppe mit Blick auf sommerliche Wärmebelastung. Kitas sind Orte, wo sich diese sensible Gruppe lange aufhält. In Oberbillwerder werden die Kitas innerhalb des Grünen Loop geplant. Grünflächen wie diese weisen durch entstehende Verdunstungskühle und Verschattung eine begünstigte Aufenthaltsqualität während Wärmeperioden oder Hitzewellen auf und sind damit der ideale Standort für Kitas im Quartier. Zudem ist der grüne Loop für alle Bewohner schnell zu erreichen.

Gleichzeitig werden in Oberbillwerder innovative Mobilitätskonzepte erprobt, wobei fußgänger- und fahrradfreundliche Wege bevorzugt und Autos an zentralen Orten gesammelt werden. So werden Luftschadstoffe vor Ort vermieden und die Gesundheit zusätzlich durch Sport/Bewegung gefördert. Wege führen aus der Kulturlandschaft im umliegenden Gebiet an Grünachsen mit Wasser in den Grünen Loop hinein. Die Grünflächen und Grüner Loop dienen nicht nur der Verbesserung der Mikroklimatischen-, Erholungs- und Aufenthaltsqualitäten, sondern sind als Kompensationsraum zur Überflutungsvorsorge bei Starkregenereignissen sowie in Hitzeperioden im Quartier ein wirtschaftlicher Bestandteil der Planung. Durch die frühzeitige Berücksichtigung von Starkregen werden Kosten durch Schäden bei extremen Wetterereignisse vermieden.

Hamburg Klimagerechte Landschaftsplanung
Begrünung von der Lärmschutzwand mit einem Rankgitter und Kletterpflanzen Visualisierung: Landschaftsarchitektur+ (2017)

Strategie Grüne Fassaden: Wissen, Kommunizieren, Bauen

Aus der Hamburger Gründachstrategie entstand mithilfe eines Modellvorhabens im Forschungsprogramm Experimentelle Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt) des Bundes die Strategie Grüne Fassaden, die die Inhalte der Gründachstrategie an Wänden und Fassaden aufgreift. Die Strategie besteht aus drei Bausteinen: Wissen, Kommunizieren und Bauen (Abb. 4). Es werden Pilotprojekte zur Fassadenbegrünung umgesetzt. Den Anfang macht DESY Green Campus mit Begrünung an drei Gebäuden.

Im Vorhaben DESY Green Campus wurde ein Konzept zur örtlichen Regenwasserbewirtschaftung für den Standort Bahrenfeld des Forschungszentrums Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) erarbeitet. Als Teil des Konzepts werden die Dächer und Fassaden der Gebäude 28 und 36 sowie eine Lärmschutzwand nachträglich großflächig begrünt (Abb. 5, 6). Ziel ist, den urbanen Hitzeinseleffekt im Stadtteil zu reduzieren und Regenwasser naturnah zu bewirtschaften.

Die Pflanzen auf den Dächern und Fassaden haben durch ihre Verdunstung eine kühlende Wirkung auf die Umgebung und tragen so zu einem angenehmen Mikroklima im Quartier bei. Der Verdunstungseffekt wird dadurch erhöht, dass die Fassadenbegrünung mit auf dem Gelände anfallenden Regenwasser bewässert wird. In unmittelbarer Nähe des Campus befinden sich wichtige Kaltluftbahnen - Grünzüge und Parkanlagen -, die die kühle Luft vor allem nachts in die Stadt transportieren.

Gründächer halten einen erheblichen Teil des anfallenden Regenwassers zurück oder verzögern dessen Leitung in die Kanalisation, was die Siele entlastet. Bahrenfeld liegt in einem hoch-versiegelten Bereich mit einem hohen Regenwasserversickerungspotenzial, das genutzt werden soll. Zudem soll die versiegelte Fläche bei Neubebauung begrenzt werden. Die Begrünung verbessert auch die Energiebilanz der einzelnen Gebäude, was eine indirekte Reduzierung des CO2-Ausstoßes bedeutet. Im Sommer kühlen die Pflanzen die Gebäudehülle, im Winter sorgen sie für eine zusätzliche Dämmung.

Das Pilotprojekt: Prozess und Entwurf

Für die Gestaltung wurde ein freiraumplanerischer Teilnahmewettbewerb 2017 organisiert. Gesiegt hat das Büro Landschaftsarchitektur+, das für die Leistungsphasen 1-4 beauftragt wurde. Der Siegerentwurf sieht die drei Bauten in unterschiedliche Grüntöne gehüllt vor. Das Begrünungssystem besteht aus einer vorgesetzten Stahlkonstruktion aus Stützen, Trägern und Stabgittermatten, begrünt mit Rankpflanzen. Die Konstruktion greift die Bauweise der industriell anmutenden Gebäude auf. Wo mit Direktbewuchs, wie Efeu, begrünt wird, öffnet sich das Gerüst, so dass eine lebhafte, dreidimensionale Fassadengestaltung entsteht. Auch die Zahl der benutzten Rankpflanzen schafft Varietät. Ästhetisch wird das Konzept durch Zuordnung der Pflanzen nach Streifen zusammengehalten. Vor den Kletterpflanzen werden Gräser- und Stauden gepflanzt, so dass die kahlen Unterteile der Kletterpflanzen bedeckt werden. Oben vereinen sich die begrünten Gebäudefassaden optisch mit der Dachbegrünung.

Die Südfassade des Gebäudes 28 wird teils wandgebunden begrünt. Das modulare System aus Stauden und Gräsern markiert den Eingang und bietet eine attraktive Visitenkarte für das Gebäude und die Institution darin. Die vielfältige, aber robuste Pflanzung sorgt dafür, dass die Begrünung jeden Tag anders aussieht.

Der Bau beginnt voraussichtlich im September 2019. Die Wartungs- und Unterhaltungskosten werden mithilfe der eingesparten Niederschlagswassergebühren und verringerten Energiekosten finanziert. Für die nächsten 15 Jahre ist eine Monitoringphase geplant. Mit der innovativen Dach- und Fassadenbegrünung auf dem DESY-Gelände geht Hamburg lokal, national und international mit gutem Beispiel voran und soll zur Nachahmung anregen. Die Forschungseinrichtungen auf dem Gelände haben eine internationale Reichweite. Die Begrünungsmaßnahmen sind eine "Visitenkarte" der Stadt.

Kurze Checkliste für eine clevere Planung

  • Frühzeitig im Planungsprozess extreme Regenereignisse berücksichtigen und Regenwasser bewirtschaften
  • Regenwasser nutzen als Gestaltungs- und über die Verdunstung als kühlendes Element
  • Vorteile begrünter Fassaden und Dächer nutzen
  • Synergien analysieren und nutzen

Literatur

Literatur

Adept mit Karres + Brands, & Transsolar Energietechnik (2019, January). The Connected City Masterplan Oberbillwerder (IBA Hamburg GmbH, Ed. Freie und Hansestadt Hamburg, Auftraggeberin). Retrieved May 28, 2019, from www.oberbillwerder-hamburg.de/.

Behörde für Umwelt und Energie Hamburg (2018). Clever kombiniert: Klimaschutz und Klimaanpassung - Flächensynergien am Gebäude und im Quartier. Gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) im Rahmen des Förderprogramms "Maßnahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels" im Förderschwerpunkt 3 "Kommunale Leuchtturmvorhaben sowie Aufbau von lokalen und regionalen Kooperationen" (Förderkennzeichen 03DAS128) und durch den Projektträger Jülich begleitet. www.hamburg.de/clever-kombiniert/.

Bürgerschaft der Freien und Hansestadt Hamburg (2015). Drucksache 21/2521. Mitteilung des Senats an die Bürgerschaft. Hamburger Klimaplan. Digital erhältlich unter www.hamburg.de/contentblob/4658414/b246fbfbbf1149184431706972709508/data/d-21-2521-hamburger-klimaplan.pdf.

Bürgerschaft der Freien und Hansestadt Hamburg (2014). Drucksache 20/11432. Mitteilung des Senats an die Bürgerschaft. Einzelplan 6 Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt. Gründachstrategie für Hamburg - Zielsetzung, Inhalt und Umsetzung. Digital erhältlich unter www.hamburg.de/contentblob/4334618/2510ee3f7968bb09e58bf2f49837b133/data/drucksache-gruendachstrategie.pdf.

HafenCity Universität Hamburg (2016). KLIQ - Klimafolgenanpassung innerstädtischer hochverdichteter Quartiere in Hamburg (Behörde für Umwelt und Energie Hamburg, Auftraggeberin). www.hcu-hamburg.de/kliq.

Landschaftsarchitektur+ (2017). DESY Green Campus. Forschung in grüner Kulisse. (Wettbewerbsbeitrag, nicht veröffentlicht).

Strukturplan Regenwasser 2030 - Zukunftsfähiger Umgang mit Regenwasser in Hamburg (2009). Herausgeber Hamburger Stadtentwässerung AöR (HSE) und Behörde für Umwelt und Energie (BUE).

Dr. Maja Berghausen
Autorin

Leiterin Projekt Clever Kombiniert

Behörde für Umwelt und Energie, Hamburg
Dr. Hanna Bornholdt
Autorin

Landschaftsarchitektin

Freie und Hansestadt Hamburg
M.Sc. Zamna A. Rodríguez Castillejos
Autorin

Behörde für Umwelt und Energie, Hamburg
 Emma Vanhatalo
Autorin

Behörde für Umwelt und Energie, Hamburg

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