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Herr Koschenz, eine lange Hitzewelle hatte die Schweiz diesen Sommer fest im Griff. Macht Ihnen das Sorgen?
Ja, auch mit Blick auf die ältere Bevölkerung. Wir sind zu wenig gut auf derartige Hitzephasen vorbereitet.
Haben wir uns zu lange nur darum gekümmert, im Winter nicht zu frieren?
Gut gedämmte Gebäude helfen auch im Sommer, aber nur dann, wenn die Sonnenstrahlung nicht ungehindert durch die Fenster in den Raum eindringen kann. Bei der richtigen Verwendung von Sonnenschutz und einer angepassten Grösse der Fensterfläche gibt es sicherlich noch Potential. Viel heikler ist jedoch die steigende Anzahl der Tropennächte.
… in denen das Lüften wenig nützt, weil das Thermometer draussen auch nachts hartnäckig 20 Grad anzeigt.
Richtig. Wenn sich die Flächen von Gebäuden, Strassen und Plätzen eines Quartiers am Tag zu sehr aufheizen, bilden sich regelrechte Hitzeinseln. Dann ist es im Quartier am Tag heiss und das Lüften funktioniert während der Nacht schlicht nicht mehr – obwohl es eigentlich die effizienteste Kühlungsmassnahme wäre.
Kurz erklärt: Hitzeinseln und Mikroklima
Eine Hitzeinsel ist ein Bereich in einer Stadt oder einem Quartier, der sich deutlich stärker aufheizt als die umliegende Umgebung. Die Temperaturerhöhung entsteht aufgrund verschiedener Faktoren, wie beispielsweise der hohen Dichte von Gebäuden oder versiegelter Aussenflächen durch Strassen, die Wärme absorbieren und speichern. Oft verhindert auch die Setzung der Gebäude eine Luftdurchströmung und die Hitze wird zusätzlich verstärkt.
Das Mikroklima beschreibt die klimatischen Bedingungen in einem kleineren, begrenzten Bereich und kann sich von der umgebenden Region unterscheiden. Positiv auf das Mikroklima wirken sich zum Beispiel Grünflächen und Beschattungen und eine gute Durchströmung aus. Wird in einem Bereich tagsüber zu viel Wärme gespeichert, führt dies dazu, dass sich das Quartier nachts kaum abkühlt. Dadurch wird das Mikroklima dieses Quartiers (oder «Quartierklima») beeinflusst.
Das heisst, Wohnquartiere müssen kühler werden, damit wir zuhause weniger schwitzen?
Ja, auf jeden Fall. Aber da muss folgendes berücksichtigt werden: Massnahmen, die auf den Menschen im Innenraum ausgerichtet sind, müssen nicht automatisch auch optimal für den Menschen im Aussenraum sein.
Ein Beispiel?
Damit sich ein Quartier möglichst wenig aufwärmt, kann man die Sonnenstrahlung zurück ins Weltall reflektieren. Das gelingt mit hellen Flächen von Gebäuden und Plätzen. Stehen wir nun aber draussen und es ist überall weiss, ist das äusserst unangenehm. Wir werden durch die Rückstrahlung «getroffen», was wir als blendend wahrnehmen. Auf solch einem Platz wird sich niemand gerne lange aufhalten. Dunkle Flächen reflektieren da weniger Strahlung auf den Menschen im Aussenraum, weil sie die Sonnenstrahlung absorbieren, sich aber dadurch erwärmen. Das wiederum spüren wir dann im Innenraum. Es braucht also eine Abwägung in der Materialisierung. Wir wollen schliesslich unsere Lebensräume drinnen wie auch draussen geniessen.
Welche Massnahmen haben sich denn bewährt, um für ein ausgeglichenes Mikroklima zu sorgen?
Wichtig ist eine gute Luftdurchströmung. Damit können wir die Hitze viel besser aushalten. Diese Luftdurchströmung erreichen wir durch die gezielte Positionierung der Gebäude. Weiter bergen versickerungsfähige Böden und vor allem Grünflächen einen Verdunstungseffekt, der kühlt. Am effizientesten sind Beschattungselemente wie Bäume, die ihre Beschattungswirkung sogar der Jahreszeit anpassen. Im Sommer spendet ihr Blätterdach Schatten, im Winter blocken die kahlen Äste die Sonne nicht ab.
Ich bin überzeugt, dass gute Lösungen durch das Studium von Varianten entstehen.
Trotzdem schwitzen wir ziemlich oft in zubetonierten Innenhöfen. Wurde dem Quartierklima bis anhin zu wenig Beachtung geschenkt?
Die Auseinandersetzung mit dem Quartierklima ist nicht neu. Mit dem Klimawandel und der Verdichtung akzentuiert sich aber die Situation. Heutige Projekte müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen: beginnend beim Städtebau, der Umsetzung des Raumkonzeptes, bei der optimalen Erschliessung des Quartiers bis hin zur Umsetzung von Brand- und Lärmschutzmassnahmen. Das Quartierklima steht also unter Konkurrenz. Eine optimale Lösung muss während des Wettbewerbsverfahren gefunden werden, wo ein grosser Zeitdruck herrscht.
Weshalb ist der Zeitfaktor so wichtig?
Eigentlich müsste man schon früh in der Planungsphase abschätzen können, welche Faktoren welchen Einfluss auf die Hitzeentwicklung in einem Quartier haben. Es gibt heute zwar Instrumente, mit denen man das Quartierklima eines geplanten Projekts berechnen und dadurch verbessern kann. Die Berechnung dauert jedoch einige Tage. Mehrere Varianten zu berechnen und zu vergleichen, liegt da schlicht nicht drin – gerade wenn man sich in einem Wettbewerbsverfahren befindet.
Was ist die Krux der bestehenden Instrumente?
Es handelt sich um mächtige Programme mit zahlreichen Funktionen, die auf das Lösen komplexer physikalischer Probleme ausgelegt sind. Sie sind nicht auf die Gegebenheiten einer Quartierklimabetrachtung in der frühen Planungsphase optimiert. Das äussert sich dann eben in langen Berechnungszeiten.
Massnahmen, die auf den Menschen im Innenraum ausgerichtet sind, müssen nicht automatisch auch optimal für den Menschen im Aussenraum sein.
Deshalb haben Sie gemeinsam mit einem Projektteam eine Alternative entwickelt.
Ja. Wir haben radikal weggekürzt und ein Instrument entwickelt, das ausschliesslich die physikalischen Vorgänge in einem Quartier repräsentiert. Es erfüllt also genau einen Zweck, den dafür in Sekundenschnelle. Gerade der Zeitfaktor war uns wichtig, deshalb haben wir uns von Anfang an auch auf schnell rechnende Algorithmen konzentriert – bis die Computer wortwörtlich rauchten…
Wie muss man sich eine solche Quartierklima-Modellierung vorstellen?
Das Tool verarbeitet diverse Informationen zu dem geplanten Projekt: zu den Gebäuden, ihrer Position, den verwendeten Materialien oder der Art und Position von Grünflächen und Bäumen. Daraus ermittelt das interaktive Computermodell Bilder, dank deren Farbskalen man zum Beispiel Hitzeinseln gleich erkennt.
… und vermeiden kann?
Im Idealfall, ja. Ich bin überzeugt, dass gute Lösungen durch das Studium von Varianten entstehen. Und dieses Tool macht den Einfluss jeder Änderung unmittelbar sichtbar. Wie verändert sich das Mikroklima, wenn ich ein Gebäude anders platziere? Oder eine andere Fassadengestaltung wähle? Nur so kann man fundiert entscheiden, welche Massnahme sich wirklich lohnt. Das ist der grosse Vorteil zu bestehenden Instrumenten, mit welchen meist nur eine Situation studiert werden kann.
Was ist Ihre Vision: Wohin geht die Reise mit diesem Tool?
Ich erhoffe mir, dass Planende es künftig schon ab dem ersten Schritt im Planungsprozess einsetzen. Richtig eingesetzt hilft es, Abhängigkeiten besser zu verstehen und so das Beste aus dem Bauprojekten herauszuholen. Die Temperatur auf der Erde wird in den kommenden Jahren und Jahrzehnten weiter zunehmen. Wir werden nicht plötzlich mit dem Bauen aufhören. Bauten, die jetzt in Planung sind, werden in fünfzig Jahren noch stehen. Umso mehr müssen wir Verantwortung für deren Einfluss auf das Klima übernehmen.