Stadtklimaanpassung mit urbanen Wassergestaltungen

Klimawandel, Mobilitätswende und lebenswerte Stadt

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Klimaanpassung Stadtklima
Abb. 1: Die lebenswerte Stadt für zu Fuß gehende und radfahrende Menschen braucht ein angenehmes Stadtklima, Wasserelemente können dazu beitragen. Foto: Roland Schlager

Als die Menschen vor Corona noch in die Ferne reisen konnten oder auch daheim den Nachmittag auf einem belebten Stadtplatz bei Kaffee oder Wein verbrachten, waren Wasserelemente Zeichen für ein modernes, urbanes Lebensgefühl. Fotos in den sozialen Netzwerken oder in Reiseführern zeigten nicht nur architektonisch-bauliche Sehenswürdigkeiten, sondern oft Brunnen und Wasserspiele oder den schönen Platz am Wasser. Wasserelemente hatten Konjunktur, ebenso wie Uferpromenaden und Sitzstufen am Wasser.

Die "Stadt mit Wasser" zieht Menschen an, was in den nun eingeläuteten Zeiten sozialer Distanz ganz neue Herausforderungen mitbringt, wenn Menschen sich eben nicht nahekommen sollen. Viele der Stadtbrunnen und Wasserspiele sind derzeit nicht in Betrieb, wobei die Gründe dafür weniger in einem möglichen Infektionsrisiko durch das Wasser liegen dürften, denn das Infektionsrisiko durch den eigentlichen Brunnenbetrieb ist nicht gestiegen. Problematisch ist vielmehr die Nähe der Menschen zueinander. Die aktuellen Einschränkungen zeigen aber auch deutlich, wie umfassend die Verbindung von gestaltetem Wasser und urbanem Lebensgefühl ist. Denn um wieviel trister sind öffentliche Räume, wenn sie ohne Menschen sind? Um wieviel trister sind Plätze und Parks ohne belebendes Wasser? Und um wieviel heißer sind steinerne Plätze ohne kühlendes Nass. Wie auch immer wir den Umgang mit Distanz und Nähe zukünftig gestalten werden, bleibt auch festzuhalten, dass die Corona-Krise die Klimakrise nicht aufhebt. Für Städte und Stadträume bedeutet das, dass schnell stadtklimatische Anpassungen notwendig sind. Und das wird ohne gestaltetes Wasser nicht gehen.

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Abb. 2: Wirkungsvolle Abkühlung durch Größe – mit fast 700 Quadratmeter Fläche und bis zu 6 Meter hohen Fontänen wurde mit dem Fontänenspiel auf dem Marktplatz Freudenstadt nicht nur ein weit hin beliebter Anziehungspunkt geschaffen. Die Erfrischungs- und Abkühlungswirkung ist enorm. Foto: Katrin Korth
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Abb. 3: Wirkungsvolle Abkühlung durch Größe – das vermutlich bekannteste aller Nebelfelder ist der Wasserspiegel in Bordeaux – Erlebnis, Zusammensein und Abkühlung auf 3450 Quadratmeter. Foto: Katrin Korth
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Abb. 4: Pusteblumenlandschaft mit Sprühnebel über unzählige Düsen – Abkühlung in der Prager Straße in Dresden. Foto: Katrin Korth

Herausforderungen und Lösungsansätze

Die wesentlichen stadtklimatischen Herausforderungen bestehen in deutlich höheren Temperaturen und langanhaltenden Hitzeperioden, die eine Überhitzung der Innenstädte bewirken. Dazu kommen zunehmende Starkregenereignisse, die mit den klassischen Kanalisationsnetzen, die auf geringere Spitzenlasten dimensioniert wurden, nicht mehr gefasst werden können und das Hochwasserrisiko erhöhen. Zwar ließe sich letzteres im Prinzip durch größer dimensionierte Kanalnetze beheben, volkswirtschaftlich macht es allerdings wenig Sinn, das im Untergrund vorhandene und weitgehend intakte Kanalnetz komplett zu erneuern. Die schon seit geraumer Zeit diskutierten Lösungsansätze für die Schwammstadt richten sich deshalb auf die Potenziale der Freiräume.

Hier geht es einerseits um die Grünräume mit Parks und Grünstrukturen entlang von Fließgewässern. Daneben geht es zunehmend auch um die Straßenräume selbst. Einerseits könnten die versiegelten Flächen Rückhalteräume für Regenwasser bilden. In Kombination mit begrünten Seitenräumen würde zusätzliches Potenzial für Versickerung zur Verfügung stehen. Diese begrünten Flächen wären über ihre Verdunstungswirkungen hoch klimawirksam. Die funktionalen Anforderungen der Mobilitätswende machen an vielen Stellen ohnehin Überlegungen zu einer Neuaufteilung des Straßenraums notwendig - weg vom hohen Platzbedarf für (parkende) Autos. Mit der blau-grünen Stadt ließen sich Straßenräume schaffen, die den Menschen in den Mittelpunkt stellen und attraktive Aufenthaltsräume schaffen, die nachhaltige Mobilität zu Fuß, mit dem Rad, über Sharingmodelle und öffentlichen Nahverkehr fördern und eine Antwort auf die steigende Überflutungsgefahr geben können.

Für den Umgang mit der Herausforderung der Überhitzung gibt es verschiedene Lösungsansätze. Sicherung und Neuplanung von Kaltluftschneisen, Umgang mit Höhe und Ausrichtung von Bauwerken, Verschattung durch Grün oder technische Verschattungselemente, klimawirksame Grünflächen mit hohen Verdunstungsraten und begrünte Fassaden stehen beispielhaft dafür. Die klimatischen Veränderungen lassen erhebliche Auswirkungen auf Gesundheit und Lufthygiene erwarten, so dass großes Potenzial dem Umgang mit dem Wasser selbst zukommt. Wasserelemente vermögen einen wirksamen Beitrag innerhalb urbaner Klimaanpassungsstrategien zu liefern - unabhängig davon, ob es sich um natürliche oder künstliche Fließgewässerstrukturen, um Teiche und Seen, funktionale Bausteine von Regenwassermanagement oder um schmückende, urbane Wasserelemente handelt.

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Abb. 5: Abkühlung durch bewegtes Wasser – Bächle in Freiburg als selbstverständliches, stadtraumprägendes und imagebildendes Element. Foto: Katrin Korth
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Abb. 6: Stadtdschungel in Heilbronn – Gestaltung technischer Infrastrukturelemente in der Verbindung von Wasser und Pflanzen, aufwendig und sehr effektvoll. Foto: Katrin Korth
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Abb. 7: Verbindung von Infrastruktur und Wasser – mit Regenwasser gespeiste und begrünte Wasserwand in Tuttlingen. Foto: Katrin Korth

Da das Behaglichkeitsempfinden wesentlich durch den Zusammenhang von Strahlungstemperaturen, Luftfeuchtigkeit und Verdunstung bestimmt wird, sind Wasserelemente geeignet, das Mikroklima versiegelter Freiräume zu verbessern. Sie können am Tag punktuell hohe Temperaturen abmildern und abends beziehungsweise nachts Abkühlungseffekte bewirken, wenn infolge der Abstrahlung von Gebäuden und steinernen Freiflächen immer noch hohe Oberflächen- und Lufttemperaturen auftreten. Die Transpirationskühle und das Druckgefälle durch unterschiedliche Temperaturen im Umfeld Wasser fördert kleinräumige Luftzirkulation mit Ausstrahlwirkung auf die unmittelbar angrenzenden Stadträume. Neben diesen funktionalen Aspekten für Stadtklimaanpassungskonzepte eröffnet Wasser - insbesondere bewegtes Wasser - gestalterische Potenziale für die Freiraumplanung.

Brunnen und Wasserspielen kommt deshalb eine zentrale Rolle in der stadtklimaangepassten Stadt zu, vor allem unter Berücksichtigung des auch weiterhin hohen Versiegelungsgrades in den Innenstädten, in denen für Grünstrukturen wenig Platz ist. Davon abgesehen, ist die sozialräumliche Bedeutung von Brunnen und Wasserspielen hoch. Wasserelemente ziehen an, schaffen Öffentlichkeit und Miteinander, ermöglichen zwanglose Begegnung und erzeugen allein darüber eine belebende Wirkung. Gerade bei diesem Thema geht es nicht nur um Kinder und Familien, an die man vielleicht als erstes denkt, sondern auch um ältere Menschen. Sie sind bei Hitze großen gesundheitlichen Belastungen ausgesetzt, gleichzeitig sollte eine Teilhabe am Leben im öffentlichen Stadtraum möglich sein.

Unser Behaglichkeitsempfingen hängt nicht nur von messbaren Faktoren wie Hitze und Luftfeuchtigkeit ab, sondern wird auch visuell und durch die Aufenthaltsqualität eines Freiraums sowie die Zugänglichkeit von Wasser und Wasserelementen beeinflusst. Gerade die Sichtbarkeit und gute Zugänglichkeit von Wasser hat einen unschätzbar hohen emotionalen Wert. Darum werden beispielsweise auch kleine, einfache Stadtbrunnen mit geringer Wasserbewegung von den Bürgerinnen und Bürgern positiv wahrgenommen. All dies sind Aspekte, die weit über eine rein schmückende oder repräsentative Funktion von Brunnen und Wasserspielen hinausgehen.

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Abb. 8: Coole Straßen – Verkehrsberuhigung und kühlende Elemente über temporär installiertes Wasser. Quelle: 1000things.at

Welche Wasserelemente sind stadtklimawirksam?

Um eine hohe stadtklimatische Wirksamkeit zu erreichen, kommt es auf die konkrete Ausgestaltung der Wasserelemente an.¹ Eine stille und unbewegte Wasserfläche allein bringt kaum Vorteile für das städtische Mikroklima. Die Wärmeleitfähigkeit des Wassers bewirkt, dass tagsüber Wärme aufgenommen wird und diese verzögert nachts wieder abgegeben wird. Zwar ist der Effekt, verglichen mit anderen Materialien geringer, aber dennoch deutlich spürbar. Wirksame Abkühlung wird entweder über die Kombination mit Pflanzen und die damit verbundenen hohen Verdunstungsraten oder über Wasserbewegungen erreicht. Geeignet sind deshalb Wasserinszenierungen mit starken Wasserbewegungen und großen Wassermengen oder Anlagen, die starke Spritzwasser- und Zerstäubungseffekte verursachen.

Wirkungsvoll sind Fontänenfelder. Zwar wirken Fontänen bereits im Kleinen, doch stadtklimatisch wirklich effektvoll sind großflächige Anlagen, wie beispielsweise das fast 700 Quadratmeter große Wasserspiel mit seinen bis zu 6 Meter hohen Fontänen auf dem Marktplatz in Freudenstadt. Stadtklimatisch günstig sind hohe Einzelfontänen oder große Schalenbrunnen und freistehende Wasserfallanlagen mit senkrechten Wasserbewegungen, die Stadträume punktuell und vertikal akzentuieren können und bereits beliebte Elemente im Barock waren. Eine besondere Qualität, sowohl hinsichtlich der ästhetischen Anmutung als auch für die Abkühlungswirkung, lässt sich mit Nebelanlagen erzielen. Wasser wird mit hohem Druck in kleinste Bestandteile zerstäubt, wodurch starke Verdunstungs- und Abkühlungseffekte erreicht werden. Der Vorteil dieser Anlagen besteht darin, dass sie beim zufälligen oder auch gewollten Durchlaufen nicht komplett durchnässen.

Die Effekte von Nebelanlagen sind bei hohen Temperaturen sehr angenehm, weshalb technisch erzeugter Nebel mittlerweile immer häufiger Einsatz bei Freiluftveranstaltungen findet. Sie lassen sich auch ganz gezielt als feste oder mobile Abkühlungselemente für Fahrradfahrende einsetzen oder entlang von viel begangenen Fußwegen oder Laufstrecken anordnen. Voraussetzung für eine spürbare Abkühlungswirkung ist, dass die Zerstäubungselemente nicht nur punktuell, sondern flächig oder räumlich angeordnet sind. Mittlerweile gibt es ein ausgereiftes Repertoire an fest zu installierenden und mobilen Elementen.

Nebelelemente lassen sich bodeneben in Pflasterbeläge oder alternativ senkrecht beispielsweise in Stelen einbauen, wodurch die räumliche Wirkung noch einmal deutlich stärker wird oder punktuell sogenannte Nebelduschen entstehen. Eine Art Sprühnebel kann alternativ über künstlerisch gestaltete Objekte erzeugt werden. Beispielhaft dafür stehen die Pusteblumen. Als Einzelelemente mag man diese sehr speziellen Wasserobjekte durchaus kritisch sehen, in Kombination wie in der Prager Straße in Dresden entfalten sie einen hohen gestalterischen und räumlichen Reiz und sind dort innerhalb der ansonsten versiegelten Flächen auch stadtklimatisch vorteilhaft.

Stadtklimatisch vorteilhaft sind auch Wasserläufe mit schnell fließendem Wasser, rauen Oberflächenstrukturen oder zwischengeschalteten Kaskaden und Stufen. Die Bächle in Freiburg stehen hierfür als herausragendes Beispiel. Ihre stadtklimatische Wirksamkeit wurde bereits in historischen Reiseberichten vermerkt und wirkt bis heute an. Alle bewegten Wasserelemente, wenn sie eine stadtklimatische Wirkung erzielen sollen, erfordern entsprechende Volumina und Strömungen, was hohe Pumpenleistungen notwendig machen kann, steht nicht wie bei den Bächle in Freiburg Wasser aus natürlichen Fließgewässern zur Verfügung.

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Abb. 9: Wien macht es vor – jeweils im Radius von 500 Metern ein öffentlicher Trinkbrunnen. Foto: Katrin Korth
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Abb. 10: Airship 01 von innen – ein hot spot für Abkühlung im Museumsquartier in Wien. Foto: Katrin Korth

Bei der Planung von Wasserelementen ist immer zu berücksichtigen, dass Wasserspritzer und Sprühnebel auch störend sein können. Permanent durchnässtes Pflaster neigt zu Schmierfilmen und Glätte, Wasserspritzer können Vorbeigehende unangenehm überraschen. Auch die magische Anziehungskraft, die Fontänen auf Kinder ausüben, ist nicht immer gewünscht. Die Kombination von Wasserelementen mit Vegetation ermöglicht weitere besondere gestalterische Effekte und stadtklimatische Wirkungen, da die Verdunstungseffekte verstärkt werden. Beispielhaft dafür steht der Stadtdschungel, der für die Bundegartenschau in Heilbronn realisiert wurde und der dank Sponsoren auch nach Ende der Schau erhalten bleibt. Seine Besonderheit besteht nicht nur darin, dass verschattete Bereiche inszeniert werden, sondern dass technische Infrastrukturelemente, in diesem Fall eine Brückenunterführung, in die Gestaltung mit einbezogen wurden.

Es wäre wünschenswert, wenn die Idee des Stadtdschungels Nachahmung findet, auch wenn die jährlichen Kosten vergleichsweise hoch sind. Die visuelle und klimatische Wirkung ist einzigartig. Eine ganz andere Form, die neben der Kombination von Wasser und Bepflanzung den Umgang mit Regenwasser innerhalb eines Infrastrukturbauwerkes thematisiert, findet sich in Tuttlingen. Zwischengespeichertes Regenwasser speist eine Wasserwand. Die Wasserwand ist Teil eines großen, mehrspurigen Kreisverkehrs. Der Kreisverkehr wird durch einen Fuß- und Radweg unterquert. Die Mitte, üblicherweise nicht zugänglich, ist offen. Das schafft zum einen Licht und bietet durch das Wasser eine besondere visuelle Inszenierung.

Ein wichtiger Baustein klimaangepasster Freiraumplanung sind Trinkbrunnen. Es ist davon auszugehen, dass sie im Sinne der Daseinsvorsorge eine stärkere Bedeutung bekommen werden. Einige Städte installieren bereits offensiv Trinkbrunnen im Stadtgebiet, nicht selten als Angebot des Wasserversorgers. Als Beitrag zur Gesundheitsvorsorge sind Trinkbrunnen unverzichtbar. Beispielhaft ist hier die Stadt Wien mit ihren mittlerweile 1000 öffentlichen Trinkbrunnen. Noch vergleichsweise selten sind temporäre Wasserinstallationen, entweder als mobiler Wasserspielplatz in der Stadt oder als punktuelle Abkühlungs-Oasen in steinernen Stadträumen. Temporäre Installationen bieten schon seit geraumer Zeit - ähnlich wie Eisbahnen im Winter - eine besondere Attraktion.

So werden in Strasbourg am Bassin d'Austerlitz normalerweise jeden Sommer Licht- und Wasserspiele inszeniert und über die Show auf die Geschichte und Traditionen der Stadt Bezug genommen. Sogenannte Wasserorgeln werden in der Regel durch kommerzielle Firmen und manchmal durch Vereine oder Künstler_innen für Veranstaltungen angeboten. Der Schwerpunkt liegt vor allem auf der visuellen Inszenierung. Die grundsätzliche Idee lässt sich jedoch für den öffentlichen Raum adaptieren. Auch hier lohnt sich ein Blick nach Österreich. Wien setzt ganz gezielt auf mobile und temporäre Wasserinstallationen

So wurde mit dem Airship 01 im Sommer 2019 im Wiener Museumsquartier eine klimawirksame Installation besonderer Art realisiert. Die "Waldwunderkammer" in einem öffentlich zugänglichen, begehbaren Pavillon brachte mit Pflanzen, Sprühnebel und Ventilatoren Frischluft sowie Abkühlung. Abends wurde der Pavillon beleuchtet. Daneben gibt es "Coole Straßen", - Straßenräume, die (temporär) verkehrsberuhigt und mit kühlenden Elementen ausgestattet werden und schließlich mobile Nebelduschen und Nebelfelder auf Plätzen und in Straßen.

Die Beispiele geben einen Einblick, dass Gestaltungen mit Wasser nicht nur Zeichen für ein modernes, urbanes Lebensgefühl sind, sondern bei entsprechender Gestaltung ein wirkungsvolles Mittel zur Stadtklimaanpassung. Für die Freiraumplanung ergeben sich daraus viele Ansatzpunkte für Entwurfskonzepte, die als ein wichtiger Baustein wassersensibler und stadtklimaangepasster Stadtentwicklung wirken und einen bedeutenden Beitrag zur Gestaltung lebenswerter Städte leisten können.

Anmerkung

¹ Siehe hierzu auch Katrin Korth: Wasser auf städtischen Plätzen, Dissertation an der Fakultät für Architektur, am Karlsruher Institut für Technologie.

Dr.-Ing. Katrin Korth
Autorin

Freiraum- und Verkehrsplanerin

KORTH StadtRaumStrategien

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