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Klimawandel, Stadtklima und Gebäudeenergieeffizienz: Wechselwirkungen und Handlungskonzepte für eine nachhaltige Stadt

Klimawandel, Stadtklima und Gebäudeenergieeffizienz: Wechselwirkungen und Handlungskonzepte für eine nachhaltige Stadt

Projektnummer Datum Organisation Kontakt Bericht
4500188605 Januar 2016 TU Dortmund J.-Prof. Dr. rer. nat. Fazia Ali-Toudert PDF

Beschreibung

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Fragestellung: Der Klimawandel stellt eine neue globale Randbedingung für Gebäude dar, die bisher noch nicht in die üblichen energiebezogenen Berechnungen für Gebäude einfließt. Umgekehrt wird der kumulative Einfluss einzelner Gebäude durch Gasemissionen und Abwärme auf das globale Klima kaum berücksichtigt. Ein wesentlicher Grund dafür ist der Mangel an quantitativen und in geeigneter Form dargestellten Informationen zu diesen Phänomenen. Dieses Defizit kann erst aufgehoben werden, wenn intensive Untersuchungen zu den Aus- und Wechselwirkungen von Globalklima, Stadtklima und Gebäudeklima durchgeführt werden. Das Projekt soll einen Beitrag dazu leisten.

Ergebnis: Dieses Projekt hatte methodische und inhaltliche Ziele. Methodisch wurde erstmals die Kombi-nation mehrerer Rechenwerkzeuge und Techniken kombiniert (TEB, TRNSYS, GIS, DOE). Inhaltlich wurden  Ziele definiert und erreicht: 1) die Ermittlung der Stadtklimatischen Effekte und 2) die Ermittlung des Nutzenergiebedarfes für Heizen und Kühlen auf Gebäude- und Baublockebene für die Stadt Stuttgart.

Fazit: Die gesamte Untersuchungsmethode stellte sich als geeignet heraus. Die GIS-Technik hat sich als eine robuste Methode sowohl für die Vorbereitung der Stadt- und Gebäudedaten (pre-processing) als auch für die Nachbearbeitung der Ergebnisse (post-processing) herausgestellt. Die Stadtklimauntersuchung zeigte, dass die Stadtstruktur (Straßenprofil, die Proportion der bebauten Fläche) zur Erwärmung des Canyons führt. Diese Erhöhung kann 2 Kelvin erreichen, beträgt aber im Durchschnitt bis 0.87 K. Diese Erwärmung tritt verstärkt in den Nachtstunden auf und weist damit auf eine Wärmeinsel hin. Gleichzeitig erfahren solche Stadtstrukturen auch Episoden der Abkühlung aufgrund von mehr Verschattung durch die Gebäude. Dies geschieht in den Mittagsstunden als sogenannte Kühlinsel. Bei lockerer bis mittlerer Bebauung sind diese Phänomene weniger in ihrer Stärke ausgeprägt. Die TEB-Berechnungen zum Stadtklima für das Zukunftsszenario haben zudem gezeigt, dass das warme Mikroklima nicht nur durch die Topo-graphie des Standortes beeinflusst wird, sondern auch maßgebend durch die Stadtstruktur. Die-se Ergebnisse bestätigen die Notwendigkeit, Stadtklimaeffekte mit zu berücksichtigen.