Für die Klimaanalyse nach VDI-Richtlinie 3787 erfassen und bewerten wir die klimatischen Funktionen eines Untersuchungsgebietes systematisch. Ziel ist es, Wirk- und Ausgleichsräume zu identifizieren, ihre Wechselwirkungen verständlich darzustellen und daraus die klimatische Bedeutung einzelner Planungseinheiten abzuleiten. Dabei wird sichtbar, welche Bereiche besonders zur nächtlichen Abkühlung, Frischluftversorgung oder Hitzebelastung beitragen und wo sich klimatische Belastungen auf die Gesundheit der Bevölkerung und die Aufenthaltsqualität im öffentlichen Raum auswirken können.

Grundlage der Analyse ist die Zusammenführung unterschiedlicher Geo- und Klimadaten. Dazu zählen unter anderem Digitale Geländemodelle, Gebäudemodelle mit Höheninformationen, Vegetationsdaten wie Baumkataster, Verkehrsflächen, Flächennutzungstypen sowie geeignete Klimadatensätze für das jeweilige Untersuchungsgebiet. Ergänzend können kommunale, landes- und bundesweite Datengrundlagen sowie eigene Erhebungen einbezogen werden. Auf dieser Basis entstehen Klimatopkarten, Klimaanalysekarten, Klimafunktionskarten und Planungshinweiskarten, die eine fachlich belastbare Grundlage für klimaangepasste Stadt- und Freiraumplanung bilden.

Klimatope sind räumliche Einheiten, die aufgrund ihrer Struktur- und Nutzungsmerkmale vergleichbare mikroklimatische Bedingungen aufweisen. Sie dienen der übersichtlichen Darstellung des Stadt- und Freiraumklimas, indem sie typische Strukturen wie dicht bebaute Quartiere, aufgelockerte Siedlungsbereiche, Grün- und Freiflächen oder Wald- und Gewässerräume deutlich voneinander unterscheiden.

Durch diese typisierende Einteilung lassen sich großräumige klimatische Muster sichtbar machen – etwa Bereiche mit erhöhter thermischer Belastung, Zonen mit guter Durchlüftung oder landschaftliche Ausgleichsräume. Die Klimatopkarte bildet damit eine wichtige Grundlage, um die klimatischen Stärken und Schwächen des Untersuchungsraums zu erkennen und für die weitere Freiraumplanung ableitbar zu machen.

Die numerische Klimasimulation ist nicht in jedem Projekt zwingend erforderlich, aus unserer Sicht jedoch häufig mehr als sinnvoll. Sie ermöglicht es, stadtklimatische Prozesse räumlich hochaufgelöst abzubilden und die Wirkung von Bebauung, Vegetation, Oberflächenmaterialien und Topografie auf das lokale Klima besser zu verstehen.

Hierfür nutzen wir eine dreidimensionale Simulationsumgebung auf Basis von Computational Fluid Dynamics (CFD). Damit lassen sich die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Vegetation und städtischen Oberflächen detailliert darstellen. In das Modell fließen unter anderem Gebäudehöhen und -geometrien, Vegetationsstrukturen wie Baum- und Waldbestände, Oberflächenmaterialien sowie geeignete meteorologische Eingangsdaten ein.

Je nach Fragestellung kann die Modellauflösung unterschiedlich gewählt werden. Für kleinräumige Detailuntersuchungen sind Rasterweiten von bis zu 1 × 1 × 1 m möglich. Bei größeren Untersuchungsgebieten bietet sich häufig eine gröbere Auflösung im Bereich von etwa 15 bis 25 m an, um auch umfangreiche Stadt- und Landschaftsräume effizient untersuchen zu können.

Als Ergebnis können zentrale klimatische Parameter wie Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Strahlung flächendeckend dargestellt werden. Darüber hinaus lässt sich die thermische Behaglichkeit über Indizes wie die Physiological Equivalent Temperature (PET) bewerten. So wird sichtbar, wo Hitzebelastungen entstehen, welche Räume zur Entlastung beitragen und wie sich unterschiedliche Planungsvarianten klimatisch auswirken.

Zusätzlich können auch klimatische Zukunftsprojektionen bis zum Jahr 2100 simuliert werden. Dafür nutzen wir anerkannte SSP-RCP-Szenarien des Weltklimarats (IPCC), um mögliche Entwicklungen des Stadtklimas unter veränderten klimatischen Rahmenbedingungen abzubilden.

Die Klimafunktionskarte nach VDI Richtlinie 3787 Blatt 1 stellt die räumlichen, klimatischen Merkmale des Untersuchungsgebiets dar, die sich aus der Landnutzung und der Topografie ergeben. Sie veranschaulicht die funktionale Bedeutung eines jedes Gebiets.

Kern dieser Analyse ist die Zuordnung der Klimatope in Bereiche ähnlicher klimatischer Eigenschaften: Frisch- und Kaltluftentstehungsgebiete, Frischluftentstehungsgebiete, Misch- und Übergangsklimate, Gebiete mit Überwärmungspotential, moderater Überwärmung und starker Überwärmung. Diese Klimafunktionen werden mit dem simulierten Kaltluftvolumenstrom verschnitten (mehr dazu hier).

Die Klimafunktionskarte stellt somit lokale Akkumulationen von Gebieten, eingeordnet in unterschiedliche klimaökologische Wertigkeiten, dar und kann als Hilfe genutzt werden, Gebietscluster mit potentiell starker Überwärmung zu identifizieren.

Planungshinweiskarten dienen vor allem dem Schutz und der Vorsorge zum Erhalt gesunder Lebens- und Arbeitsverhältnisse für die ansässige Bevölkerung. Das schließt die Sicherung bestehender günstiger lokalklimatischer und lufthygienischer Verhältnisse ebenso ein wie im Bedarfsfall die Verbesserung etwaiger Belastungssituationen.

Die Planungshinweiskarte nach VDI 3787 Blatt 1 bewertet die bioklimatische Belastung in Siedlungsgebieten (Lasträumen) sowie die Bedeutung von Grünflächen (Ausgleichsräumen) für die Tag- und die Nachtsituation und dient der Ableitung von allgemeinen Planungshinweisen.

Die Bewertung der im Analyseprozess gewonnenen Erkenntnisse in einer für die Regional-, Flächennutzungs- und Bauleitplanung verständlichen „Sprache“ fördert die Einbindung stadtklimatischer Anforderungen in Planungsprozesse und gibt Hinweise bezüglich der klimatischen Empfindlichkeit gegenüber nutzungsändernden Eingriffen oder Bebauungsänderungen.