Dachgärten und Grünanlagen können dazu beitragen, einen Teil der großen Hitze in den Städten zu lindern, so eine Studie von Klimawissenschaftlern des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA in New York. Seit mehreren Jahrzehnten setzen sich die Forscher dafür ein, schwarze Teerdecken und andere dunkle Dachmaterialien durch helle, sonnenreflektierende Oberflächen oder begrünte Dächer“ zu ersetzen. Jetzt haben sie frei verfügbare Satellitendaten verwendet, um zu messen, wie wirksam diese Veränderungen sind.
In Städten wird die Hitze oft verstärkt oder verstärkt, ein Phänomen, das als städtischer Wärmeinseleffekt bekannt ist. Asphalt, Beton und ähnliche Materialien absorbieren und speichern deutlich mehr Wärme als die Vegetation, so dass die Temperaturen in städtischen Gebieten oft um 10 Grad Fahrenheit heißer sind als in umliegenden Vorstädten oder ländlichen Regionen. In Stadtvierteln mit weniger Bäumen und Grünflächen sind ältere Menschen, einkommensschwache Gemeinden und einige farbige Bevölkerungsgruppen unverhältnismäßig stark von dieser Hitze betroffen.
Begrünte Dächer sollen die kühlende Wirkung von Pflanzen nutzen, um die Temperatur in städtischen Räumen zu senken. Die Begrünung kann extensiv (flacher Boden, pflegeleichte Pflanzen) oder intensiv (tieferer Boden, mehr verschiedene Pflanzen und Bäume) sein.
Das GISS-Team untersuchte drei Standorte in Chicago, um herauszufinden, wie sich begrünte Dächer auf die Oberflächentemperaturen um diese Gebäude herum auswirken und ob es einen Unterschied zwischen diesen Standorten und anderen in der Nähe liegenden Standorten ohne begrünte Dächer gibt. Zwei der drei begrünten Dächer in der Studie senkten die Temperaturen, aber die Ergebnisse zeigten, dass die Wirksamkeit unter anderem vom Standort und der Pflanzenvielfalt abhängen kann. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Sustainable Cities and Society veröffentlicht.
Untersuchung von Gründächern im städtischen Dschungel
„Wenn Städte wachsen und sich entwickeln, müssen sie gute Entscheidungen über ihre Infrastruktur treffen, denn diese Entscheidungen gelten oft für 30 oder 50 Jahre oder länger“, sagte Christian Braneon, Klimawissenschaftler und Bauingenieur an der Columbia University und am GISS. „Im Zusammenhang mit häufigeren Hitzewellen und extremerer Hitze ist es wichtig zu verstehen, wie diese städtebaulichen Maßnahmen wirksam sein können.“
Braneon und das GISS-Team untersuchten in Zusammenarbeit mit den Abteilungen für öffentliche Gesundheit und Planung und Entwicklung der Stadt Chicago drei Standorte, die in den frühen 2000er Jahren begrünte Dächer installiert hatten: Millennium Park, City Hall und ein Walmart-Einkaufszentrum. Anhand von Bildern, die der Satellit Landsat 5 zwischen 1990 und 2011 aufgenommen hatte, verglichen die Forscher die Veränderungen der Landoberflächentemperaturen und der Vegetationsdichte an den Untersuchungsstandorten sowie an nahe gelegenen Kontrollstandorten ohne Gründächer.
Die Ergebnisse an den drei Standorten waren unterschiedlich. Der Millennium Park, der eine intensive Pflanzenmischung aufweist und in der Nähe des Michigansees liegt, wies nach der Installation des Gründachs im Jahr 2004 deutlich niedrigere Durchschnittstemperaturen auf. Es war der einzige Standort, an dem das Dach die Klimaerwärmung während des Untersuchungszeitraums vollständig abschwächte.
Das Rathaus, ebenfalls ein intensiver Standort, wurde 2002 mit einem Gründach ausgestattet. Die Temperaturen waren nach der Installation des Gründachs niedriger als am Kontrollstandort, stiegen aber gegen Ende des Untersuchungszeitraums an.
Der Walmart-Standort zeigte ein anderes Bild. Während die Gründächer des Millennium Parks und des Rathauses an bestehende Gebäude angebaut wurden, wurde der Supermarkt während des Untersuchungszeitraums neu gebaut. Obwohl der Walmart ein umfangreiches Gründach installierte, bedeutete die Umwandlung des Geländes von einem unbebauten, grasbewachsenen Grundstück in ein Geschäft, dass der Vegetationsindex für die Landschaft zurückging.
„Vielerorts wird ein Gebiet erschlossen, das vorher nicht bebaut war, sondern nur überwuchert war“, sagte Braneon, der die Stadtforschung der Climate Impacts Group am GISS mit leitet. „Man könnte meinen, dass ein begrüntes Dach auf einem neuen Gebäude eine große Wirkung haben würde. Wir stellen jedoch fest, dass auch viel undurchlässiges Material hinzugefügt werden kann, wie etwa ein Parkplatz um das Gebäude herum. Das Ergebnis ist, dass man zwar die Auswirkungen des Parkplatzes verringert, aber nicht den Kühleffekt erzielt, den die bewachsene Vegetation hatte.“
Die Vorteile von Gründächern hängen von einer Vielzahl von Faktoren ab – von der geografischen Region und der Pflanzenvielfalt bis hin zur Dachstruktur und der Kühlleistung des Gebäudes selbst, so die Wissenschaftler.
Studien mit größeren Stichproben sind erforderlich, um diese Details herauszufinden, aber diese Studie ist ein vielversprechender Anfang. Es wird erwartet, dass sich die Auswirkungen der städtischen Wärmeinsel mit der Erwärmung des Erdklimas noch verstärken werden, so dass es immer wichtiger wird, diese Variablen zu verstehen.
Die Methode der Studie ist so konzipiert, dass sie von anderen Städten für weitere Untersuchungen genutzt werden kann, so die Hauptautorin Kathryn McConnell, Doktorandin an der School of the Environment der Yale University. Die einfache Analyse, die öffentlich zugänglichen Daten und das Modell für die direkte Zusammenarbeit mit den Städten könnten Stadtplanern helfen, die Durchführbarkeit von Dachbegrünungen in ihren eigenen Gebieten zu beurteilen.
„Meine Hoffnung ist, dass die von uns vorgeschlagenen Methoden eine kostengünstige Möglichkeit für Leute darstellen, die in weniger gut ausgestatteten Städten arbeiten – die vielleicht keinen Zugang zu einer Universität oder einem Regierungsforscher haben – um ihre eigenen Gemeinden zu untersuchen“, sagte McConnell.
„Traditionell gingen Bauingenieure und Stadtplaner von einem stationären Klima aus“, fügte Braneon hinzu. „Die gesamte Praxis beruht auf der Prämisse, dass wir die Vergangenheit betrachten können, um das Risiko in der Zukunft zu bewerten. Durch den Klimawandel wird alles auf den Kopf gestellt, deshalb hoffe ich, dass ich mehr Arbeit leisten kann, die die Arbeitsweise von Bauingenieuren und Stadtplanern verändert.“
Datum: März 21, 2022
Quelle: NASA/Goddard Space Flight Center
Journal Reference:
- Kathryn McConnell, Christian V. Braneon, Equisha Glenn, Natasha Stamler, Evan Mallen, Daniel P. Johnson, Raaghav Pandya, Jacob Abramowitz, Gabriel Fernandez, Cynthia Rosenzweig. A quasi-experimental approach for evaluating the heat mitigation effects of green roofs in Chicago, Illinois. Sustainable Cities and Society, 2022; 76: 103376 DOI: 10.1016/j.scs.2021.103376