Diplomarbeit zum Download - cpe - Universität Kaiserslautern
Diplomarbeit zum Download - cpe - Universität Kaiserslautern Diplomarbeit zum Download - cpe - Universität Kaiserslautern
II. Konzeeptionelle Gru undlagen Topograaphische GGegebenheitten haben im Zusamm menhang mmit dem lokkalen Luftau ustausch den Effeekt, Windströmungen aabzubremseen, umzulenken oder zzu kanalisieeren. Um eine Stadt mit frisscher Kaltlluft zu veersorgen, mmüssen die Leitbahnen, sog. Kaltluftsch hneisen, vorgegeeben sein. . Dies istt der Fall, wenn sich s die KKaltluftentsttehungsgeb biete im Einzugssbereich der zur Stadt orientiertenn Täler und Hangeinschnitte befinden, da die e kühlere und auttomatisch sschwerere LLuft stets ddas Gelände hinab flieeßt. Leitbahhnen werde en durch offene, wenig rauuhe und duurchlässige Bereiche wie Tiefennlinien, Talaauen und generell vegetationsgeprägte und/oder versiegeltte Freifläch hen charaktterisiert. Unnter den ge enannten Vorausssetzungen wwird der Trransport von relativ we enig belasteeter und küühler Luftma assen in die belaasteten Sieddlungsräumme, sog. Wirkungsräum me, hinein eermöglicht. Gleichzeitig g stellen die Flieeßfurchen aauch Ventilaationsbahneen bei aust tauschstärkkeren Wetteerbedingung gen dar. Die Inteensität der KKaltluftzufuhhr wird von der Hangn neigung, deer Größe dees Einzugsg gebietes, der Auusdehnung der Täleer und deer Hindernisfreiheit bbeeinflusst. Hindernis sse wie Talverengungen, Lärmschutzzwälle undd -wände, Dämme, quer zumm Tal verlaufende Baumrieegel und voor allem (geschlossenee) Bebauung g beeinträchhtigen den Kaltluftabflu uss. Des Weitereen wird durcch die mit dder Bebauuung verbundene Erwärmung und Vermischu ung eine Reduzieerung des EEffektes undd der Reichhweite des Kaltluftabflu K usses bewirkt. Bereits während w des Paassierens dder Kaltluftsschneise kkönnen "kaltluftvernichhtende" Reaktionen eintreten. e Straßennzüge, wellche in Sttrömungsricchtung der r Kaltluft vverlaufen, können auch als Schneissen für den bodennaheen Luftaustausch fungieren. Optimmale Bedinggungen werden bei fließendden Gewässsern und Grrünzügen erzielt (Kuttle er & Hupferr, 2005). Anhandd von Luftbildern, Kartten und Wäärmebildern n kann die Kaltluft zusammen mit m ihrem Entstehhungsgebiett kartiert wwerden. Diee von diese em Kaltluftentstehungsgebiet tat tsächlich produzieerte Kaltluuft kann mit klassisschen Me essystemen wie z.B. des De eutschen Wetterddienstes (DWWD) nachggewiesen werden. Wäh hrend diesee Erfassungg lediglich punktuell p möglichh ist, zeitlichh variieren kkann und KKaltluft in vie elseitigen WWechselwirkkungen mit anderen Faktoreen stehen, iist ein direkkter quantittativer Zusa ammenhangg vom Entsstehungsgebiet und Kaltluftmmasse oft nnur in grober Annäheruung möglich h. Jedoch kaann Kaltluft durch die erreichte e Untertemperatur aals auch duurch die Grröße des abgekühlten a n Luftvolummens charak kterisiert werden. Das Phännomen der lokalen Kaaltluft ist nu ur qualitativ charakterissiert (VDI-R Richtlinie 3787, BBl. 5, 2003). II.5.5. Kaaltluft im ppositiven sowie neg gativen Siinne Im Zusaammenhang mit Kaltluuft in der SStadt, ist da arauf hinzuwweisen, dasss ihre Zufuhr zum einen poositiv als auuch negativ in Siedlunggsgebieten auftreten kaann. Bei staarker Luftbbewegung ist ein Luuftaustausch in Städdten gewähhrleistet, der d zum Abtranssport von Schadstoffenn dient. In ssolchen Situ uationen sppielen lokalee Windsyst teme mit Frischluuftzufuhr eeine große Rolle zuur Vermind derung derr Luftverunnreinigunge en bzw. Verbessserung der städtischen Umweltquualität. Die klimaökoloogischen Auusgleichslei istungen führen zu einer Ausbreitunng (Verdünnnung auf fgrund turbbulenter DDiffusion) negativer n Luftmassseneigenscchaften, diee unter geeigneten Win ndrichtungssbedingungeen Schadst toffe von 36
II. Konzeeptionelle Gru undlagen Siedlungsgebieten forttragen können. WWenn die Na atur in größßeren Parkaanlagen de er Städte noch inttakt ist, alsoo schadstoff fffrei, und sich im Einzu ugsgebiet lookaler Winde befinden, , können auch dieese durch zzur Frischlufftzufuhr vonn Siedlungs sgebieten beeisteuern. Bei unggünstiger WWindrichtunng können im Gegen nzug Schaadstoffe durch beispie elsweise Industrieegebiete inn einen Sieddlungsraumm hineingetr ragen werden. Daher ist es von enormer Bedeutuung, bereits vor dem Bau einess Gewerbe e- oder Inddustriegebieetes, die op ptimalen Luftströmungsbedingungen zuu analysieren und das s Projektareeal gewähltt dort auszu uweisen, wo einee Verunreinnigung von Siedlungsggebieten ausgeschlosssen werden kann. Dem mzufolge sollte ein Planer ggenau analyysieren, aus welchem Einzugsgeebiet Windee stammen und auf welchemm Wege siee in einen Ballungsraumm gelangen n. Problemmatischer dagegen sind die Verhältnis sse bei wwindschwacchen und -stillen Inversioonswetterlaggen, da diee Schadstofffe punktue ell gebündeelt werden. Dies kann je nach Situation nachteiligge oder vortteilhafte Ausswirkungen n mit sich zieehen. Hinsichttlich des thermischen Ausgleichss kann der Kaltlufteintr K rag in ein SSiedlungsgebiet den erwünscchten Effekt der nächtlicher AAbkühlung von überwwärmten Innnenstadtbe ereichen erzeugeen. Eine Abbkühlung dder nächtlicchen Luft bewirkt b auchh eine Stabilisierung und auf diese WWeise eine herabgeseetzte Durchhmischungs skraft. Stabbilisierung bbedeutet einerseits eine VVerschlechteerung der Ausbreitunngsbedingu ungen aus niedrigen Emissions squellen (Hausbrrand) und ddamit tendeenziell eine Erhöhung der Immisssionsbelastungen, d.h. Kaltluft kann sicch besondeers stark miit Schadstofffen anreich hern und sich demzufoolge negativ v auf die Lufthygiene auswirrken. Anderrseits wird ddurch Stabil lisierung verhindert, daass Emissio onen aus hohen QQuellen (Industrie) zur Bodenreggion gelang gen können, wo sie direkten Einf fluss auf das Bioklima des MMenschen nnehmen. Beim HHerabströmeen der Kalltluft kann sich im Be ereich vor und hinterr Hindernissen wie Baukörpper die Kalttluft mit starrk absinkennden Tempe eraturen unnd verhindertem Luftau ustausch stauen. Hierbei weerden Früh- und Spätfroost sowie in ntensivierte Nebelbildung verursac cht. Um einne hervorragende Lufttqualität und Durchlüft tung einer Siedlung zzu erzielen, sollten daher sstets qualittative und quantitativve Untersuc chungen über potenttielle Kaltlu uftströme durchgeeführt werdeen. II.5.6. Siimulation von Luftbbewegungen als Hilffsmittel füür die Plan nung Aufgrunnd der zuneehmenden Urbanisieruung und da amit einherggehender VVerdichtung werden weltweitt die Folgen für den MMenschen nnicht nur sic chtbar sonddern auch ffühlbar. Dad durch ist das Ummweltbewusstsein der Bevölkerunng in den le etzten Jahrzzehnten enorm gestieg gen und die Berüücksichtigung der Belaange des Umweltschut tzes, insbessondere Klima und Luf ft, in der Stadtplaanung nehmmen permannent an Beddeutung zu. Währennd die klimaatologischen Einflussfaaktoren und d deren Auuswirkungenn immer ko omplexer werden, steigt aucch der finannzielle und zeitliche Au ufwand vonn Untersuchhungsmetho oden mit dem Zieel, Auswirkuungen von EEingriffen wwie Bauproje ekten vorauusschauendd abzuschät tzen und so mateerielle Einbbußen zu vverhindern. Wo beispie elsweise biis vor weniigen Jahren n in der 37
- Seite 2 und 3: Technische Universität Kaiserslaut
- Seite 4 und 5: Klimagerechte Stadtplanung durch st
- Seite 6 und 7: Vorwort Meine gganze Hochhachtung g
- Seite 8 und 9: ABSTTRACT Abstract In largeer citie
- Seite 10 und 11: III. SIMMULATIONN DER STÄÄDTISCHE
- Seite 12 und 13: I. Einleitung g Stadtklima birgt dd
- Seite 14 und 15: I. Einleitung g Universsity durchge
- Seite 16 und 17: Abb. 01 II. Konzeeptionelle Gru und
- Seite 18 und 19: um kurrzfristige Schwankunggen des
- Seite 20 und 21: II.4. . Das Kllima der SStadt II. K
- Seite 22 und 23: Klimapparameter Relativve Luftfeuuc
- Seite 24 und 25: werden. Besonderrs in Tallaggen kan
- Seite 26 und 27: Abgeseehen von deen in Kapiteel II.
- Seite 28 und 29: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Gl
- Seite 30 und 31: Lufttemperaturschwwankungenn im Ver
- Seite 32 und 33: Objekt der Unterssuchung Landesszon
- Seite 34 und 35: Die Weechselwirkungen von Wirbelbil
- Seite 36 und 37: intensivven Hochdrruck-Wetterlage k
- Seite 40 und 41: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Re
- Seite 42 und 43: II. Konzeeptionelle Gru undlagen II
- Seite 44 und 45: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Th
- Seite 46 und 47: III. Simulation von St tadtklima II
- Seite 48 und 49: Dank seiner exporrtorientierteen Wi
- Seite 50 und 51: Promennaden begleeitet, die einne h
- Seite 52 und 53: grenzübberschreitennden Nordd-Süd
- Seite 54 und 55: III.22. Erfordernis eineer stadtkli
- Seite 56 und 57: Um in nnäherer Ummgebung unnd inmi
- Seite 58 und 59: III.44. Bestanndsaufnahhme der KKli
- Seite 60 und 61: gemesssen. Da ddas Augenmerk diesee
- Seite 62 und 63: Abb. 21 AWS Stanndort an derr Susun
- Seite 64 und 65: Abb. 24 Modell einner Windrosse am
- Seite 66 und 67: dargesttellt. Bei der Berechnuung w
- Seite 68 und 69: III. Simulation von St tadtklima Ab
- Seite 70 und 71: Analysee des städttischen Wäärme
- Seite 72 und 73: III. Simulation von St tadtklima je
- Seite 74 und 75: Anhandd der Simulation des Kaltluft
- Seite 76 und 77: Strömunngsfeld auuf. Hierbei ist z
- Seite 78 und 79: Abb. 35 III. Simulation von St tadt
- Seite 80 und 81: verschieedenen Uhrzeiten nicht dire
- Seite 82 und 83: Windveerhältnissee Entgegeen der m
- Seite 84 und 85: Da sichh die Grunndstücksfläcche
- Seite 86 und 87: Z (m) Z (m) 100.00 50.00 0.00 0.00
II. Konzeeptionelle<br />
Gru undlagen<br />
Siedlungsgebieten<br />
forttragen können. WWenn<br />
die Na atur in größßeren<br />
Parkaanlagen<br />
de er Städte<br />
noch inttakt<br />
ist, alsoo<br />
schadstoff fffrei, und sich<br />
im Einzu ugsgebiet lookaler<br />
Winde<br />
befinden, , können<br />
auch dieese<br />
durch zzur<br />
Frischlufftzufuhr<br />
vonn<br />
Siedlungs sgebieten beeisteuern.<br />
Bei unggünstiger<br />
WWindrichtunng<br />
können im Gegen nzug Schaadstoffe<br />
durch<br />
beispie elsweise<br />
Industrieegebiete<br />
inn<br />
einen Sieddlungsraumm<br />
hineingetr ragen werden.<br />
Daher ist es von enormer<br />
Bedeutuung,<br />
bereits<br />
vor dem Bau einess<br />
Gewerbe e- oder Inddustriegebieetes,<br />
die op ptimalen<br />
Luftströmungsbedingungen<br />
zuu<br />
analysieren<br />
und das s Projektareeal<br />
gewähltt<br />
dort auszu uweisen,<br />
wo einee<br />
Verunreinnigung<br />
von Siedlungsggebieten<br />
ausgeschlosssen<br />
werden kann. Dem mzufolge<br />
sollte ein<br />
Planer ggenau<br />
analyysieren,<br />
aus<br />
welchem Einzugsgeebiet<br />
Windee<br />
stammen und auf<br />
welchemm<br />
Wege siee<br />
in einen Ballungsraumm<br />
gelangen n.<br />
Problemmatischer<br />
dagegen sind die Verhältnis sse bei wwindschwacchen<br />
und -stillen<br />
Inversioonswetterlaggen,<br />
da diee<br />
Schadstofffe<br />
punktue ell gebündeelt<br />
werden. Dies kann je nach<br />
Situation<br />
nachteiligge<br />
oder vortteilhafte<br />
Ausswirkungen<br />
n mit sich zieehen.<br />
Hinsichttlich<br />
des thermischen<br />
Ausgleichss<br />
kann der Kaltlufteintr<br />
K rag in ein SSiedlungsgebiet<br />
den<br />
erwünscchten<br />
Effekt<br />
der nächtlicher<br />
AAbkühlung<br />
von überwwärmten<br />
Innnenstadtbe<br />
ereichen<br />
erzeugeen.<br />
Eine Abbkühlung<br />
dder<br />
nächtlicchen<br />
Luft bewirkt b auchh<br />
eine Stabilisierung<br />
und auf<br />
diese WWeise<br />
eine herabgeseetzte<br />
Durchhmischungs<br />
skraft. Stabbilisierung<br />
bbedeutet<br />
einerseits<br />
eine VVerschlechteerung<br />
der Ausbreitunngsbedingu<br />
ungen aus niedrigen Emissions squellen<br />
(Hausbrrand)<br />
und ddamit<br />
tendeenziell<br />
eine Erhöhung der Immisssionsbelastungen,<br />
d.h.<br />
Kaltluft<br />
kann sicch<br />
besondeers<br />
stark miit<br />
Schadstofffen<br />
anreich hern und sich<br />
demzufoolge<br />
negativ v auf die<br />
Lufthygiene<br />
auswirrken.<br />
Anderrseits<br />
wird ddurch<br />
Stabil lisierung verhindert,<br />
daass<br />
Emissio onen aus<br />
hohen QQuellen<br />
(Industrie)<br />
zur<br />
Bodenreggion<br />
gelang gen können,<br />
wo sie direkten<br />
Einf fluss auf<br />
das Bioklima<br />
des MMenschen<br />
nnehmen.<br />
Beim HHerabströmeen<br />
der Kalltluft<br />
kann sich im Be ereich vor und hinterr<br />
Hindernissen<br />
wie<br />
Baukörpper<br />
die Kalttluft<br />
mit starrk<br />
absinkennden<br />
Tempe eraturen unnd<br />
verhindertem<br />
Luftau ustausch<br />
stauen. Hierbei weerden<br />
Früh- und Spätfroost<br />
sowie in ntensivierte Nebelbildung<br />
verursac cht.<br />
Um einne<br />
hervorragende<br />
Lufttqualität<br />
und<br />
Durchlüft tung einer Siedlung zzu<br />
erzielen,<br />
sollten<br />
daher sstets<br />
qualittative<br />
und quantitativve<br />
Untersuc chungen über<br />
potenttielle<br />
Kaltlu uftströme<br />
durchgeeführt<br />
werdeen.<br />
II.5.6. Siimulation<br />
von Luftbbewegungen<br />
als Hilffsmittel<br />
füür<br />
die Plan nung<br />
Aufgrunnd<br />
der zuneehmenden<br />
Urbanisieruung<br />
und da amit einherggehender<br />
VVerdichtung<br />
werden<br />
weltweitt<br />
die Folgen<br />
für den MMenschen<br />
nnicht<br />
nur sic chtbar sonddern<br />
auch ffühlbar.<br />
Dad durch ist<br />
das Ummweltbewusstsein<br />
der Bevölkerunng<br />
in den le etzten Jahrzzehnten<br />
enorm<br />
gestieg gen und<br />
die Berüücksichtigung<br />
der Belaange<br />
des Umweltschut<br />
tzes, insbessondere<br />
Klima<br />
und Luf ft, in der<br />
Stadtplaanung<br />
nehmmen<br />
permannent<br />
an Beddeutung<br />
zu.<br />
Währennd<br />
die klimaatologischen<br />
Einflussfaaktoren<br />
und d deren Auuswirkungenn<br />
immer ko omplexer<br />
werden,<br />
steigt aucch<br />
der finannzielle<br />
und zeitliche Au ufwand vonn<br />
Untersuchhungsmetho<br />
oden mit<br />
dem Zieel,<br />
Auswirkuungen<br />
von EEingriffen<br />
wwie<br />
Bauproje ekten vorauusschauendd<br />
abzuschät tzen und<br />
so mateerielle<br />
Einbbußen<br />
zu vverhindern.<br />
Wo beispie elsweise biis<br />
vor weniigen<br />
Jahren n in der<br />
37
Change language