Kommunen können Klimaanpassung mit Fraunhofer-Plattform simulieren

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Viele Städte wissen, dass sie handeln müssen. Die zentrale Frage dabei
ist, wo Maßnahmen gegen Hitze die größte Wirkung entfalten. Das
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP unterstützt Planende, Städte und
Gemeinden dabei mit der Webplattform OASITY. Sie ermöglicht es
Planungsbüros und Planungsämtern, die Wirkung von Begrünung, Entsiegelung
und weiteren Maßnahmen bereits vor der Umsetzung zu simulieren und
verschiedene Varianten direkt miteinander zu vergleichen.

In stark versiegelten Stadtquartieren liegen die Temperaturen häufig
mehrere Grad über denen des Umlands. Auch nachts bleibt es oft warm, weil
Asphalt und Beton gespeicherte Wärme nur langsam abgeben. Der Deutsche
Wetterdienst hat zuletzt bundesweit vor extremer Hitze gewarnt – mit
erhöhten Gesundheitsrisiken. Gleichzeitig wächst der Handlungsdruck auf
Kommunen. Seit 2024 verpflichtet das Bundes-Klimaanpassungsgesetz Länder
und Kommunen, Strategien zur Anpassung an Hitze und andere Klimafolgen zu
entwickeln. Die zentrale Frage dabei ist, wo Maßnahmen die größte Wirkung
entfalten. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP unterstützt Planende,
Städte und Gemeinden dabei mit der Webplattform OASITY. Sie ermöglicht es
Planungsbüros und Planungsämtern, die Wirkung von Begrünung, Entsiegelung
und weiteren Maßnahmen bereits vor der Umsetzung zu simulieren und
verschiedene Varianten direkt miteinander zu vergleichen.

Handlungsdruck trifft auf knappe Ressourcen

Viele Kommunen setzen bereits einzelne Maßnahmen zur Hitzeminderung um,
etwa zusätzliche Baumpflanzungen, begrünte Dächer oder entsiegelte
Flächen. Gleichzeitig stehen sie unter finanziellem Druck und müssen
stärker als bisher begründen, welche Maßnahmen tatsächlich die größte
Wirkung entfalten.

»Viele Städte wissen, dass sie handeln müssen. Die entscheidende Frage
ist: Welche Maßnahme wirkt an welchem Ort am stärksten?«, sagt Matthias
Winkler, Gruppenleiter Stadtbauphysikalische Modellierung am Fraunhofer
IBP. »Simulationen helfen dabei, diese Frage auf Basis von Daten zu
beantworten, bevor teure Investitionen getätigt werden.«

Vom Forschungsmodell zur Planungspraxis

Grundlage von OASITY ist das öffentlich frei verfügbare Stadtklimamodell
PALM-4U. Es bildet stadtklimatische Prozesse im Stadtraum ab, darunter
thermischen Komfort, Luftströmungen, Kaltluftbewegungen und die
Ausbreitung von Schadstoffen auf Stadt- und Quartiersebene. Bislang waren
solche Simulationen vor allem Forschungs- und Spezialanwendungen. Mit
OASITY können Planungsbüros und kommunale Planungsämter die Analysen
eigenständig durchführen und unterschiedliche Szenarien systematisch
vergleichen. So lässt sich etwa bewerten, wie stark eine Baumreihe einen
Straßenzug kühlt oder was die Entsiegelung eines asphaltierten Platzes
bringt. Die Plattform kann in bestehende digitale Stadtmodelle und urbane
digitale Zwillinge integriert werden.

Begrünung senkt Temperatur und Energiebedarf

Wie wirksam Begrünungsmaßnahmen sein können, zeigen sowohl Simulationen
als auch Messungen des Fraunhofer IBP. Begrünte Fassaden reduzieren die
Erwärmung von Gebäuden deutlich. An heißen Sommertagen können die
Oberflächentemperaturen unbegrünter Fassaden um bis zu 20 Grad Celsius
höher liegen als die begrünter Flächen. Die kühlere Gebäudehülle wirkt
sich auch auf das Gebäudeinnere aus: Innenräume heizen sich weniger stark
auf, wodurch der Bedarf an aktiver Kühlung sinkt. Zusätzlich profitieren
technische Anlagen wie Lüftungs- und Klimasysteme, wenn sie sich im durch
Begrünung gekühlten Umfeld befinden.

Die kühlende Wirkung der Begrünung kann sich auch auf den Energiebedarf
auswirken: Durch die geringere Aufheizung der Fassade sinkt der
Kühlenergiebedarf im Gebäude. Damit tragen Begrünungsmaßnahmen nicht nur
zur Anpassung an zunehmende Hitzebelastung bei, sondern können zugleich
den Energieverbrauch von Gebäuden reduzieren.

Auch auf Quartiersebene werden die Auswirkungen sichtbar. Simulationen mit
OASITY zeigen, dass Begrünungsmaßnahmen die Hitzebelastung in dicht
bebauten Stadtgebieten deutlich reduzieren können. In Rosenheim ergaben
Modellrechnungen, dass Begrünungsmaßnahmen an einem heißen
Sommernachmittag die gefühlte Temperatur lokal um bis zu fünf Grad Celsius
senken können. Für den Münchner Stadtteil Giesing zeigen Simulationen eine
Verringerung der Hitzebelastung um drei bis sieben Grad Celsius, abhängig
von Standort und Ausgestaltung der Begrünung.

Simulationen schaffen Entscheidungsgrundlagen

»Simulationen ersetzen keine politische Abwägung“, sagt Winkler. „Sie
machen jedoch sichtbar, welche Effekte verschiedene Maßnahmen im Stadtraum
tatsächlich haben, und reduzieren damit Unsicherheiten in der Planung. «
Die Modelle bilden physikalische Effekte ab wie Temperatur, Wind oder
Strahlung. Soziale oder nutzungsbezogene Faktoren sind nicht Teil der
Simulation, können aber mit den Simulationsergebnissen überlagert und
gemeinsam analysiert werden.

Wachsende Nachfrage in Kommunen

Mehr als zehn Kommunen und Planungsbüros nutzen die Plattform bereits und
weitere erproben sie in Pilotprojekten. Seit 2024 wurden mehr als 100
Fachpersonen aus Planungsbüros und -ämtern geschult. Für 2027 plant das
Fraunhofer IBP, die Plattform um weitere Module zur Analyse zusätzlicher
Klimarisiken zu erweitern.