Stadtklima + Luft

Die Betroffenheit der Stadt Gütersloh von den Folgen des Klimawandels hat schon heute einen großen Einfluss auf die Lebensqualität der Stadtbevölkerung. Mit Blick auf die Prognosen für das globale Klima ist es daher von zunehmender Wichtigkeit, dem Thema der Hitzevorsorge mehr und mehr Aufmerksamkeit zuzugestehen. Dies berührt auch die Frage, wie zukünftig in Gütersloh geplant und gebaut werden muss und sollte. Sowohl die rechtlichen Vorgaben als auch die Möglichkeiten für ein klimasensibles kommunales Handeln nehmen weiter zu. So werden stetig neue Temperaturrekorde verzeichnet und damit verbunden immer neue Belastungen für die Bevölkerung erwartet. Gütersloh ist als Großstadt hiervon in besonderem Maße betroffen. Das aktualisierte Stadtklimagutachten nimmt sich dieser Herausforderung an und stellt eine fundierte Grundlage dar, um Handlungsbedarfe zu belegen und -optionen vorzuschlagen.

Die Stadt Gütersloh hat als Auftraggeberin bei der Erarbeitung auf die Expertise des Fachbüros GEO-NET Umweltconsulting zurückgegriffen. Dieses erstellte das Gutachten auf Basis der in der Fachpraxis üblichen methodischen Grundlagen und unter Berücksichtigung der Aspekte des thermischen Komforts und der menschlichen Gesundheit in Abhängigkeit von den klimatischen, baulichen und topographischen Rahmenbedingungen. Hierzu wurde in einem über mehrere Jahre andauerndem Arbeitsprozess unter Beteiligung zahlreicher Fachstellen der Verwaltung der Stadt Gütersloh zunächst das Stadtklima aufwändig modelliert, die Schwerpunkte bei der Zielsetzung der Untersuchung des Stadtgebietes abgestimmt und diese in der Anwendung der Untersuchungsmethoden berücksichtigt.

Zunächst wurden durch den Auftragnehmer das gegenwärtige Klima sowie Prognosen zum künftigen Stadtklima (und Wetterlagen) in Gütersloh anhand von unterschiedlichen Klimamodellen und -szenarien dargestellt und erläutert. In Kapitel 4 und 5 des Berichts zum Stadtklimagutachten sind die Ausführungen hierzu einsehbar. Für eine Analyse der Hitzebelastung in Gütersloh hat das Gutachten Wert daraufgelegt, Erkenntnisse aus der Untersuchung unterschiedlichster relevanter Kriterien in Kartenwerken darzustellen. Diese veranschaulichen auf einer kleinen räumlichen Maßstabsebene die klimatischen Zustände im Stadtgebiet, die während einer typischen Sommerwetterlage (wolkenfrei, windarm) nachts (um 4 Uhr) und auch tagsüber (um 14 Uhr) zu erwarten sind. Es wurde auch zwischen den gegenwärtigen und möglichen künftigen Rahmenbedingungen unterschieden. Dies beinhaltet unterschiedliche Szenarien (Szenarien 1 und 2) eines künftigen Umfangs einer baulichen Entwicklung der bereits heute für eine Bebauung planungsrechtlich zulässigen Bereiche. Die folgenden Karten zeigen auf, dass in der Innenstadt und am Rand großer Industrie- oder Gewerbehallen eine überdurchschnittlich hohe nächtliche Erwärmung zu verzeichnen ist. Ebenso zeigt sich, dass es viele sog. Entlastungsräume gibt. Meistens handelt es sich dabei um die kleinen Stadtparks.

Karte „Nächtliches Lufttemperaturfeld“
Karte „Nächtliches Lufttemperaturfeld Szenario 1“
Karte „Nächtliches Lufttemperaturfeld Szenario 2“

Die ermittelten Temperaturdifferenzen und auftretenden Luftdruckunterschiede haben einen Einfluss auf die Art, wie stark und in welche Richtung auch auf kleinräumlicher Ebene im Stadtgebiet Windströmungen und Luftmassen fließen. Der in den Karten dargestellte Kaltluftvolumenstrom beschreibt eine sich bewegende Masse von kalter Luft, der eine Geschwindigkeit und Ausdehnung zugeordnet wird. Die Karten zeigen, dass mitunter Kaltluftströme auftreten und in Richtung des Stadtzentrums fließen. Bei der prognostizierten baulichen Entwicklung des Stadtgebietes werden diese zumindest geringfügig beeinträchtigt.

Karte „Nächtlicher Kaltlufthaushalt“
Karte „Nächtlicher Kaltlufthaushalt Szenario 1“
Karte „Nächtlicher Kaltlufthaushalt Szenario 2“

Die bodennah auftretenden Windgeschwindigkeiten und Fließrichtungen sind unter dem Begriff „Windfeld“ zusammengefasst separat untersucht worden. Die Erkenntnisse werden auch für die Einschätzung und Prognose des nächtlichen Kaltlufthaushaltes angewandt. Bezüglich des künftigen Windfeldes sind nur geringfügige Veränderungen zu erwarten, sodass eine minimal geringere Windgeschwindigkeit anzunehmen ist.

Karte „Nächtliches Windfeld“
Karte „Nächtliches Windfeld Szenario 1“
Karte „Nächtliches Windfeld Szenario 2“

Das Stadtklimagutachten untersuchte auch die Kaltluftproduktionsrate. Das ist ein Begriff für die Menge an kalter Luft, die nachts innerhalb einer Stunde entsteht, indem sich wärmere Luftmassen abkühlen. Dies wurde auf Basis der bereits vorliegenden und untersuchten Daten betrachtet, um die Prognose der Entwicklung des Stadtklimas zu präzisieren. Hierfür wurden einheitliche thermische Eigenschaften für unversiegelte Bodentypen angenommen.

Karte „Nächtliche Kaltluftproduktionsrate“
Karte „Nächtliche Kaltluftproduktionsrate Szenario 1“
Karte „Nächtliche Kaltluftproduktionsrate Szenario 2“

Die Betroffenheit durch die in den Sommermonaten zu erwartenden Wetterlagen stellt sich tagsüber anders dar als nachts. Um die am Tag auftretende Wärmebelastung für Menschen einzuschätzen, wendet das Gutachten den sog. Index der Physiologisch Äquivalenten Temperatur (PET) an. Der PET ordnet der Außentemperatur jeweils ein subjektives thermisches Empfinden und eine Belastungsstufe für den gesundheitlichen Zustand des Menschen zu. Dies ist für Gütersloh kartiert und zeigt auf, dass die mit Baumbestand ausgestatteten Uferbereiche der Dalke im Stadtpark hinsichtlich der Wärmebelastung am Tag vor der Einwirkung von zu starker Hitze gut schützen. In Gütersloh ist jedoch auch künftig in vielen Bereichen von einer starken bis extremen und ansteigenden Wärmebelastung auszugehen.

Karte „Wärmebelastung (PET) am Tage“
Karte „Wärmebelastung (PET) am Tage Szenario 1“
Karte „Wärmebelastung (PET) am Tage Szenario 2“

Die bisher dargelegten Kartengrundlagen stellen die vorangehende Modellierung der gegenwärtigen und künftigen klimatischen Bedingungen anhand der Betrachtung der Temperaturentwicklungen und den kleinräumig auftretenden Luftzirkulationssystemen und –bewegungen bzw. den gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen beiden Kriterien dar. Diese Modellierung ist Basis für die Erarbeitung der Klimaanalysekarten. Eine Klimaanalysekarte fasst die Erkenntnisse aus der Modellierung zusammen und stellt zusätzliche Inhalte dar. So sind nun Kaltluftleitbahnen und ihre Fließrichtung sowie die Bereiche der Entstehung von Kaltluft enthalten. Diese flächenbezogenen Aussagen stellen vertiefendes Wissen dar, das bei städtebaulichen Planungen berücksichtigt werden kann. Deutlich wird in den Klimaanalysekarten die bereits heute starke nächtliche Überwärmung der Innenstadt. Ebenso werden die vier für Gütersloh wichtigen Kaltluftleitbahnen aufgezeigt.

Karte „Klimaanalysekarte Stadt Gütersloh“
Karte „Klimaanalysekarte Stadt Gütersloh Szenario 1“
Karte „Klimaanalysekarte Stadt Gütersloh Szenario 2“

Als zentrales Produkt des Stadtklimagutachtens wurde die Planungshinweiskarte erarbeitet.
Sie wird grafisch so dargestellt, dass jede Fläche eine Färbung erhält. Diese entspricht einer Bewertung. Konkret beurteilt die Planungshinweiskarte, inwieweit für die Flächen ein Handlungsbedarf gesehen wird, günstige Rahmenbedingungen für das Klima und für die Gesundheit der Menschen in den Gebieten möglichst zu erhalten oder zusätzlich zu schaffen. Es wird auch dargestellt, inwiefern von einer Bebauung bestimmter Gebiete im Sinne eines zuträglichen Stadtklimas generell abgeraten werden sollte. Die Karte ist enorm komplex. Zwecks Erläuterung ihrer Aussagen sind ihr an dieser Stelle zunächst die sog. Bewertungskarten vorangestellt. Diese fassen die Klimaanalysekarten zusammen und wurden auch als methodischer Zwischenschritt für die Erarbeitung der Planungshinweiskarte vorgesehen. Der methodisch enorm komplexe Erarbeitungsprozess sah zunächst vor, für eine höhere Aussagekraft die negative thermische Belastung und die positive Bedeutung von Einzelflächen für die Gesundheit der sich dort aufhaltenden Menschen deutlicher, von Wetterlagen unabhängiger und allgemeiner zu bewerten und zu vergleichen.

Karte „Bewertungskarte Nacht“
Karte „Bewertungskarte Tag“
Karte „Bewertungskarte Nacht Szenario 1“
Karte „Bewertungskarte Tag Szenario 1“
Karte „Bewertungskarte Nacht Szenario 2“
Karte „Bewertungskarte Tag Szenario 2“

Laut den Bewertungskarten weisen gegenwärtig fast die Hälfte der bebauten Flächen im Stadtgebiet günstige thermische Bedingungen in der Nacht auf. Für die Zukunft ist von einer sukzessiven Verschlechterung auszugehen. Günstige bioklimatische Rahmenbedingungen werden künftig lediglich für weniger als 5 % der bebauten Bereiche vermutet. Der Anteil an unbebauten Flächen, die aufgrund ihrer Lage als Ausgleichsraum dienen können, nimmt in Relation hingegen zu. Auch werden ähnliche Einschätzungen jeweils für den Tagzeitraum angenommen. Gegenwärtig zeigt sich diesbezüglich noch ein ausgeglichenes Bild. Alle Bewertungsstufen sind mit einem relativ ähnlichen Prozentanteil vertreten. Lediglich wenig verschattete Grünflächen (Äcker, Wiesen) werden hinsichtlich ihrer Aufenthaltsqualität als wenig bedeutsam für die Hitzevorsorge eingeschätzt, nehmen gleichzeitig jedoch den größten Flächenanteil unter den sog. Ausgleichsräumen ein. Größere Veränderungen werden für die Zukunft lediglich für bebaute Bereiche erwartet. So wird angenommen, dass knapp drei Viertel aller entsprechenden Räume in Zukunft ungünstigen thermischen Rahmenbedingungen ausgesetzt sind.

Die Aussagen der Bewertungskarten werden final in der Planungshinweiskarte zusammengefasst. In diesem Kartenwerk werden den räumlichen Bereichen jeweils planerische Handlungsempfehlungen zugeordnet. Sie leiten sich aus der Bewertung der Schlafbedingungen oder je nach Fläche auch aus der Bewertung der Aufenthaltsqualität ab. Angewandt wurde eine komplexe tabellarische Bewertungsmatrix. Darin ist auch betrachtet worden, ab wann eine Handlungspriorität zu erwarten ist. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Betrachtung der Flächen gelegt, die gegenwärtig bereits planungsrechtlich eine bauliche Entwicklung vorsehen bzw. ermöglichen. Für diese Räume sind vertiefende Empfehlungen formuliert worden. Die prozentualen Anteile der auf die Fläche bezogenen Handlungsbedarfe sind ebenfalls aufgeführt.

Planungshinweiskarte Stadtklima

Die wesentlichen Aussagen sämtlicher Karten sowie die Erarbeitungsschritte sind in Kurzform ergänzend auch im Maßnahmenkatalog zusammengefasst. Dieser beinhaltet auch eine Auflistung von Maßnahmenoptionen stadtplanerischer Art, die für die Hitzevorsorge in Frage kommen. Der Katalog wendet sich hauptsächlich an Planende. Mögliche Maßnahmen werden beschrieben, hinsichtlich ihrer zu betrachtenden Wechselwirkungen mit anderen Maßnahmen erörtert und anhand von umgesetzten Beispiele erläutert. Das Gesamtspektrum an Maßnahmen ist dabei als Grundlage zu verstehen, Hitzevorsorge mit anderen Maßnahmen der Klimafolgenanpassung, insbesondere im Sinne der Umsetzung des Schwammstadt-Prinzips, zu kombinieren und bei der notwendigen individuellen Betrachtung der räumlichen Begebenheiten innerhalb von Plangebieten umfassend mit zu bedenken.

Maßnahmenkatalog Stadtklimaanalyse

Die Karten- und Datengrundlagen sowie alle schriftlichen Erläuterungen zum Stadtklimagutachten sind hier sowie unter den folgenden Links aufrufbar:

Karten-Portal zum Stadtklimagutachten

Planerdaten zum Stadtklimagutachten

In Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Umweltschutz wurde im Jahr 2002 von einem Fachgutachter ein Gutachten zum Stadtklima erarbeitet. Anschließend wurde darauf aufbauend die lufthygienische Situation im Stadtgebiet analysiert und bewertet.

Zur Klimasituation:
In Gütersloh treten erkennbare negative stadtklimatische Effekte (z.B. nächtliche Überwärmung ) in nur vergleichsweise geringem Ausmaß auf – und ohnehin nur in der Innenstadt. Dies liegt zum einen an dem hohen Durchgrünungsgrad großer Teile der Stadtrandquartiere sowie an dem Transport frischer Luft aus den umgebenden landwirtschaftlichen Flächen - nachts und im Sommer mit bedeutenden Anteilen aus östlichen Richtungen (Freiraumkeil Sundern mit Stadtpark, Dalke- und Schlangenbachniederung), ansonsten aus südwestlichen Richtungen (aus Kattenstroth und Pavenstädt). Insgesamt profitiert Gütersloh davon, dass der Wind nur zu knapp einem Viertel der Zeit sehr schwach ist bzw. ruht. So wird für eine ständige, wenn auch nur schwache Belüftung aus den umgebenden ausgleichsklimatisch wertvollen landwirtschaftlichen Flächen sorgt.

In bioklimatischer Hinsicht macht sich der hohe Durchgrünungsgrad mit einem sehr hohen Anteil von Privatgärten ebenso positiv bemerkbar. Besonders bedeutsam sind hier die – allerdings nur wenigen – Grün- und Parkanlagen wie auch die noch verbliebenen Frei- und Brachflächen im Stadtgebiet.

Das Gutachten zur lufthygienischen Situation wurde im Jahr 2003 als Teil 2 eines dreiteiligen Gutachtens erstellt. Teil 1 ist das Klimagutachten, Teil 3 die Synthese von Klima und Lufthygiene.

Das Teilgutachten LUFTHYGIENE baut auf den Ergebnissen des Teil 1 KLIMA auf. Es wurden die Emissionen aus den 3 Quellgruppen Industrieanlagen, Hausbrand und Verkehr für die 3 Luftschadstoffe NOX (Stickoxide), PM10 (Feinstaub) und NMVOC (flüchtige organische Verbindungen außer Methan) aus den verfügbaren Daten des Landesumweltamtes in ihrer räumlichen Verteilung und den jeweiligen Anteilen an den Gesamtemissionen ermittelt und bewertet. Die Hauptemittenten sind in Gütersloh der Verkehr (überdurchschnittlicher Anteil im Landesvergleich) und der Hausbrand. Die räumlichen Schwerpunkte sind die Autobahn A 2 und die Innenstadt (hier vor allem der nordöstliche Teil mit zusätzlichen Emissionen aus gewerblichen Anlagen).

In Kenntnis der zeitlichen und räumlichen Emissionsverteilung und Windströmungen im Stadtgebiet wurden per Computersimulation die Immissionsbelastungen für die 3 Luftschadstoffe gemäß den Anforderungen der TA-Luft (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft) als Kurzzeit- und als Langzeitbelastungen berechnet. Aufgrund der schwierigen Datenlage bei den Emissionen mussten einige Datenlücken bzw. –schwächen vom Gutachter durch Analogieschlüsse über Vergleichsdaten gezogen werden.

Es lassen sich folgende Ergebnisse festhalten:

• Die Belastungsschwerpunkte (Immission) für die 3 Luftschadstoffe liegen an der Autobahn (vor bzw. im Bereich der Autobahnauffahrt) sowie in der nordöstlichen Innenstadt. Die Innenstadt zeigt insgesamt relativ hohe Belastungen, im Außenbereich fallen sie stark ab. Diese Verteilung entspricht weitgehend auch der Verteilung der Emissionen, wobei bei den vorherrschend südwestlichen Winden eine Verdriftung der Schadstofffahne nach Nordost entsteht.
• Beim Feinstaub (PM10) hat der Verkehr in Gütersloh den Hauptanteil an den Emissionen. Allerdings wird ein Großteil der Immissionsbelastung durch Einträge aus stadtfremden Quellen (Ferntransport) bewirkt. Insgesamt liegen die Belastungen unter den zukünftig (2010) geltenden verschärften Grenzwerten.
• Beim Stickoxid (NOX) liegen die Minimal- und Mittelwerte der Langzeitbelastung auf vergleichsweise niedrigem Niveau, bei den Kurzzeitbelastungen werden die Grenzwerte nicht annähernd erreicht. Allerdings erreichen die Maximalwerte bei den Belastungsschwerpunkten (siehe oben) fast den ab 2010 gültigen Grenzwert. Verursacher sind hier vor allem Verkehr und Hausbrand. Bei einigen Straßenabschnitten (insbesondere bei innerstädtischen Kreuzungsbereichen) ist in der Überlagerung der Belastungen aus Hausbrand und Verkehr ein Überschreiten der Maximalwerte nicht ausgeschlossen.
• Die Immissions-Belastungen beim NMVOC sind insgesamt als unkritisch einzustufen.

Auf Basis der Analysen und Ergebnisse der Teile 1 (Klima) und 2 (Lufthygiene) wurden verschiedene Planungsempfehlungen formuliert. Zum einen die so genannten "Allgemeinen Planungsempfehlungen", jeweils für KLIMA und für LUFTHYGIENE, zum anderen in gleicher Weise die konkreten Planungshinweise zu den städtebaulichen Entwicklungsflächen. Abschließend wurden die Ergebnisse überlagert.

Allgemeine Planungshinweise

Die allgemeinen Planungshinweise zum Stadtklima beruhen auf den Darstellungen der Klimatopkarte, die bezüglich der Lufthygiene ergänzt werden. Die Hinweise beziehen sich auf Nutzungsveränderungen durch bauliche Eingriffe, da die wesentlichen stadtklimatischen Veränderungen auf diese Weise entstehen. Darüber hinaus werden auch Bebauungsgrenzen zum Erhalt sowie Maßnahmen zur Förderung und Entwicklung der vorhandenen Freiraumqualitäten dargelegt und räumlich abgegrenzt. In diesen Bereichen sollten aus der Bauleitplanung heraus keine weiteren baulichen Verdichtungen oder neue baulichen Nutzungen entwickelt werden, wenn die vorhandenen stadtklimatischen und lufthygienischen Qualitäten vor Ort und in der Kernstadt langfristig gesichert werden sollen. Die stadtklimatischen und lufthygienischen Zielrichtungen sind hier weitgehend identisch.

Konkrete Planungshinweise

Für die städtebaulichen Entwicklungsflächen wurden auf Basis der zu erwartenden (baulichen) Nutzungsveränderung die Auswirkungen auf die stadtklimatischen und lufthygienischen Verhältnisse vor Ort und für die Stadt analysiert. Die Flächen in Avenwedde und teilweise bei der Stadterweiterung West sind als problematisch einzustufen, einige Flächen imWesten sind aus stadtklimatologischer Sicht problematisch. Erwartungsgemäß positiv sind Erhalt und Entwicklung von Freiflächen mit Anbindung an die Kernstadt beurteilt.

Fazit

Die Stadt Gütersloh weist einen guten stadtklimatischen und lufthygienischen Zustand auf. Das ist zusammen mit anderen zu den positiven weichen Standortfaktoren zu zählen.

Es zeichnen sich jedoch einige Entwicklungen ab, durch die die langfristige, generationenübergreifende Sicherung des GUTEN ZUSTANDES gefährdet werden könnte. Durch das weitere Wachsen am Stadtrand mit einem gleichzeitigen Zuwachsen der Luftbahnen zum Zentrum wird die Kernstadt zunehmend von den umgebenden Ausgleichsräumen abgeschnitten.

Der Fachbereich Umweltschutz hat die Ergebnisse des vorliegenden Gutachtens aufgearbeitet und in eine Stellungnahme zur Aufstellung des neuen Flächennutzungsplans einfliessen lassen. In diesem Rahmen besteht die Möglichkeit für Planung und Politik, frühzeitig und langfristig entsprechende Sicherungsmaßnahmen einzuleiten.

In lufthygienischer Hinsicht entstehen die größten Probleme durch den weiter zunehmenden Verkehr. Hier sind die lokalen Handlungsmöglichkeiten zwar eingeschränkt, aber durch eine Kombination fördernder (Anreize durch ÖPNV) und restriktiver (Einschränkungen, Verbote für Individualverkehr) Maßnahmen trotzdem vorhanden.

Bei der anderen großen Emittentengruppe, dem Hausbrand, sind nur über langfristig angelegte Förderkonzepte zur Energieeinsparung (Altbausanierung, Energieberatung) Erfolge zu erwarten.

Im Auftrag der Stadtverwaltung Gütersloh wurde im Herbst 2016 eine standardisierte Kartierung von epiphytischen Moosen und Flechten im Stadtgebiet von Gütersloh durchgeführt. Ziel war die Ermittlung der Luftgüte anhand der räumlichen Variabilität der Diversität dieser empfindlichen Monitororganismen und ein Vergleich mit den Ergebnissen einer entsprechenden Erhebung im Jahr 2004.

Das Artenspektrum der an den nach strengen Kriterien ausgewählten Bäumen nachgewiesenen Moose und Flechten ist seit 2004 zwar reichhaltiger geworden, aber erheblich von eutrophierungstoleranten Arten geprägt. Die Erholung der Flechtenvegetation und auch die Zunahme von Flechtenarten, die vom aktuellen Klimawandel profitieren, folgen dem landesweiten Trend.

Das gesamte Gutachten und einige weitere ältere Untersuchungen finden Sie hier.