Urbanes Mikroklima // Entwicklung Einer Simulationsumgebung Für Die Bewertung des Urbanen Mikroklimas, Sowie Des Thermischen Komforts Im Außenraum
Die letzten ca. 20 Jahre zeigen eindeutig eine erhöhte Frequenz von Extremwetterereignissen mit einer Zunahme von sommerlichen Hitzewellen in Zentraleuropa. Dies zeigt sich vor allem in den größeren Städten, da sich der Effekt durch die Überlagerung des sog. Urban Heat Island Effects zusätzlich verschärft. Studien zeigen dass ein Temperaturanstieg aufgrund der Klimaveränderung in den Städten etwa doppelt so hoch ist als im ländlichen Raum. Dies hat zunehmend Einfluss auf die Gesundheit der Bewohner. Gleichzeitig wird der Bedarf an Kühlung von Gebäuden ansteigen, was wiederum den Energiebedarf von des Gebäudesektors ansteigen lässt und den getroffenen Energieeffizienzmaßnahmen entgegen wirkt. Diese veränderten Randbedingungen werden zunehmend Einfluss nehmen auf die Planung - sowohl bei der Planung von Gebäuden als auch bei der Entwicklung von Adaptionsmaßnahmen im städtischen Kontext.
Zur Unterstützung der Planungsprozesse bedarf es entsprechende Werkzeuge. Hierfür sind neben den Aussagen z.B. an extremen Hitzetagen auch die Häufigkeit unterschiedlicher Ereignisse von Bedeutung. So können beispielsweise kürzere Hitzeperioden durch die thermische wirksame Masse der Gebäude gepuffert werden während dies bei längeren Perioden nicht mehr möglich ist. Hinzu kommt, dass in den baulichen Massen die den Außenraum begrenzen (Straßenraum, Gebäudefassaden, etc.) Wärme gespeichert werden, was eine dynamische (transiente) Temperaturentwicklung im Außenraum zur Folge hat. Ein Simulationswerkzeug muss daher in der Lage sein längere Zeiträume abzubilden.
Im Rahmen Urbanes Mikroklima Projekt soll auf Basis des Simulationsprogramms TRNSYS ein Modell für die transiente Bewertung des thermischen Verhaltens des Außenraums entwickelt werden. Das in TRNSYS genutzte geometrische Gebäudemodell (CityGML) kann grundsätzlich für die Abbildung eines Außenraums genutzt werden - sofern die Himmelstemperatur auf die Innenseite des horizontalen Abschlusses aufgeprägt wird und kurzwellige Solarstrahlung diese Schicht ungehindert durchdringen kann. In diesem Modell müsste für eine korrekte Bewertung des thermischen Verhaltens des Außenraums zusätzlich der Effekt durch Wind und Evapotranspiration durch Vegetation berücksichtigt werden.