Die grüne Stadt von morgen

„Deutschlands Städte müssen grüner werden“, fordert Stephan Pauleit, der an der Technischen Universität München Stadtnatur-Konzepte und städtische Landschaftsplanung lehrt. Statt mit Beton und Technik gegen die Natur zu kämpfen, soll ein Plus an Stadtnatur künftig Starkregen und Hitzewellen abfedern, so das Konzept des Stadtökologen. Mehr Grünflächen, auf denen Regenwasser versickern kann, mehr Bäume, die an Hitzetagen Schatten spenden und kühlen, mehr Dach- und Fassadengrün, das für angenehmes Wohnklima im Haus sorgt. Experten sprechen von grüner Infrastruktur, um die sogenannte graue Infrastruktur – zu der die Kanalisation gehört – zu ergänzen und zu entlasten. Hinzu kommt, als Dritte im Bunde, die blaue Infrastruktur, mit der Bäche, Flüsse, Teiche und Seen auf städtischem Grund gemeint sind.

Wie sich sein Konzept umsetzen lässt, hat Pauleit am Beispiel der Münchner Maxvorstadt untersucht, einem Innenstadtviertel mit mehr als 50.000 Einwohnern. Das quirlige, von studentischem Leben geprägte Viertel ist im Schachbrettmuster angelegt zwischen zwei Hauptverkehrsachsen mit parallel und quer dazu verlaufenden Wohn- und Geschäftsstraßen. Grün ist nur spärlich vorhanden, das Verkehrsaufkommen hoch. Kein einfaches Terrain für Renaturierung. Doch Pauleit sieht Potenzial. Durch Umbau einiger Straßen und Entsiegeln von bislang als Parkfläche genutzten Hinterhöfen lasse sich der Flächenanteil des Baumbestands im Viertel von derzeit knapp 10 auf 20 bis 25 Prozent mehr als verdoppeln, ist der Wissenschaftler überzeugt.

Baumreihen als Klimaanlage

Dabei hat er insbesondere die Schellingstraße im Blick, eine 1,3 Kilometer lange, zweispurige Geschäftsstraße mit beliebten Cafés und Restaurants. „Reduziert man den motorisierten Verkehr auf eine Spur und ergänzt einen Radweg, bleibt genug Platz für eine durchgehende Baumreihe“, erläutert er den Plan. Ein Umbau mit gleich mehrfach segensreicher Wirkung: Auf den vom Asphalt befreiten Flächen fände der Regen wieder seinen natürlichen Weg in den Boden, und bei sommerlicher Hitze könnten die Bäume ihre Umgebung auf erträgliche Temperaturen kühlen. Dann wäre es für die Bewohner angenehmer, sich auf der Straße aufzuhalten.

Stadtbäume senken die Temperatur unter ihrem Blätterdach um mehrere Grad, haben Forscher der TU München herausgefunden. Eine 80- jährige Winterlinde verdunstet im Lauf der Vegetationsperiode über ihre Blattmasse etwa 48.000 Liter Wasser. Eine Baumreihe entlang der Schellingstraße wäre demnach eine natürliche Hochleistungsklimaanlage im Herzen der Maxvorstadt, die das Klima im gesamten Viertel verbessern würde. Doch Pauleits Plan geht noch einen Schritt weiter. Gedacht ist nicht an normale Straßenbäume, die mit ihrem Wurzelwerk in eine ausgeschachtete Grube gepflanzt werden, sondern an sogenannte Baum-Rigolen. Dafür pflanzt man Bäume in Gruben, die nach unten durch eine geräumige Betonwanne abgedichtet sind. Das Regenwasser versickert in der Baumscheibe und wird zum Teil von den Wurzeln aufgesogen. Der Rest sammelt sich als Reserve für Dürreperioden in der Betonwanne. Läuft sie über, versickert das Wasser in der umgebenden Kiespackung. Baum-Rigolen entlasten bei Platzregen das Kanalnetz und erhöhen bei Hitze die Verdunstung und damit die Kühlleistung des Baums – so die Idee dieser Symbiose aus Natur und Technik.

Baum-Rigolen benötigen allerdings Platz, der im Untergrund städtischer Straßen vielerorts bereits von Versorgungs- und Entsorgungsleitungen belegt ist. Deshalb werden Bäume in vielen Stadtvierteln auch weiterhin ohne technische Unterstützung klarkommen müssen. Umso wichtiger ist, dass in Zukunft andere Bäume in der Stadt wachsen als heute. Denn infolge des Klimawandels sind Städte für viele alteingesessene Arten wie Ahorn, Linde oder Kastanie zum unwirtlichen Lebensraum geworden. Insbesondere der Rekordsommer 2018 habe einheimischen Stadtbäumen schwer zugesetzt, berichtet Pauleit. „In Würzburg hatten Winterlinden auf versiegelten Flächen Wachstumseinbußen von bis zu 30 Prozent. Nach mehreren solchen Sommern sind diese Bäume am Ende.“ Denn die geschwächten Bäume sind anfällig für Pilz- und Schädlingsbefall.

Das Bayerische Landesamt für Weinbau und Gartenbau im fränkischen Veitshöchheim testet deshalb zurzeit 30 Baum-arten unter anderem aus Asien, Nordamerika und Südosteuropa in einem zwölfjährigen Langzeitversuch auf ihre Eignung als stress- und klimafeste Stadtbäume für deutsche Kommunen. Im Test, der in diesem Jahr zu Ende geht, haben sich unter anderem der Ginkgo aus China, die Lobel-Ulme aus den Niederlanden, die schnellwüchsige Purpur-Erle, eine deutsche Züchtung, sowie der südosteuropäische Zürgelbaum bewährt, der sich in Wien bereits als Alternative zur kränkelnden Platane etabliert hat.

Auch in Leipzig setzt man auf Stadtbäume als natürliche Klimaanlage – und zwar gleich in großem Stil. Die sächsische Großstadt experimentiert bereits seit mehr als zehn Jahren mit sogenannten Urbanen Wäldern. Im Zuge eines ökologischen Stadtumbaus wurden 2008 zehn Modellflächen bestimmt, auf denen Stadtwald heranwachsen soll. Ein Beispiel ist das vier Hektar große Gelände der ehemaligen Stadtgärtnerei im Osten von Leipzig, wo sich seitdem aus altem Baumbestand, früchtetragenden Wildgehölzen und zugepflanzten Laubbäumen eine abwechslungsreiche Waldlandschaft entwickelt hat. Entstanden ist ein mehrschichtig strukturierter Naturwald, der stellenweise von teils 30 Meter hohen Einzelbäumen überragt wird. Ab 0,5 Hektar Größe entwickeln Stadtwälder ein eigenes Binnenklima, heißt es im Ergebnisbericht – mit positiven Effekten auf das Stadtklima.

Stadtklima ist definiert als vom Umland abweichendes Lokalklima mit höheren Temperaturen sowie niedrigeren Luftfeuchten und Windgeschwindigkeiten. Dafür sorgen die geringe Vegetationsdichte, die typische geschlossene Bebauung mit wärmespeichernden Materialien wie Stein, Beton und Asphalt sowie versiegelte Böden, deren undurchlässige Beläge Regenwasser sofort in die Kanalisation ableiten. Hinzu kommt die Abwärme von Heizungen, Automotoren und Industriebetrieben, die das Stadtklima zusätzlich aufheizt. An heißen Sommertagen kann es in der Stadt bis zu zehn Grad wärmer sein als im Umland.

Stadtwälder sind Kaltluft-Entstehungs-gebiete, in denen sich nachts die tagsüber erhitzte Luft wieder abkühlt. Sie wirken wie im Stadtgebiet abgelegte Kälteaggregate, die ihre Umgebung temperieren. Doch um nachts kräftig durchzulüften, braucht es zusätzlich kühle Luft aus dem vegetationsreichen Umland, die über Frischluftschneisen in die Stadt strömt. Das sind von jeglicher Bebauung freigehaltene Grünzüge, die sich idealerweise vom Stadtrand bis tief ins Zentrum ziehen.

Solche Frischluftschneisen gibt es zum Beispiel in Jena, das aufgrund der Kessellage im milden Saaletal eine der wärmsten Großstädte Deutschlands ist. Die ostthüringische Großstadt ist umgeben von einem Ring aus Naturschutzgebieten, die sich über die Kalksteinhänge bis zu den Plateaus darüber erstrecken. Dort bilden sich nachts kühle Frischluftmassen, die über die unbebauten Hänge in die Stadt abfließen und dort überhitzte Wohn- und Geschäftsviertel kühlen.

Was Kaltluftentstehungsgebiete und Frischluftschneisen im Großen erreichen, leisten begrünte Dachflächen im Kleinen. „Gründächer speichern Regenwasser, kühlen die Gebäude darunter und verbessern das Mikroklima, indem sie Feinstaub und Schadstoffe filtern“, erläutert Roland Müller vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig. In heißen Sommern sorgt ein Gründach für ausgeglichene Temperaturen im Gebäudeinneren. Anders als ein Kiesdach, das bis zu 55 Grad heiß werden kann, erwärmt sich eine begrünte Dachfläche nur selten über 35 Grad, führt der Wissenschaftler aus. Zurzeit untersucht er verschiedene Gründach-Typen, die die Häuser eines Neubauviertels in der Leipziger Innenstadt kühlen sollen.

Pflegeleichte Dachbegrünung

Der einfachste Gründach-Typ ist ein extensiv mit Gräsern, Moosen oder Kräutern bepflanztes Flachdach. Oft werden auch Sukkulenten gesetzt – Pflanzen, die in Wurzeln, Stamm und Blättern Wasser speichern und Trockenperioden gut verkraften. Extensiv begrünte Dächer sind pflegeleicht, bilden rasch einen geschlossenen Pflanzenteppich und wirken schon nach kurzer Zeit als ökologischer Schutzschild. Anders die intensiv begrünte Variante, die zwar besser kühlt, jedoch mit einer Bepflanzung aus Stauden, Sträuchern oder Bäumen einem Garten ähnelt und auch eine entsprechende Pflege braucht. Den größten Kühleffekt haben Sumpfpflanzendächer, die jedoch täglich bewässert werden müssen.

Müllers Gründächer sind Teil eines innovativen Wasserbewirtschaftungskonzepts, das im Neubauviertel erprobt werden soll. Das neue Stadtquartier auf dem Gelände eines ehemaligen Verladebahnhofs, in dem einmal 3700 Menschen leben sollen, ist nach den Prinzipien einer „Schwammstadt“ geplant. Anders als die versiegelte Stadt klassischer Prägung, in der Regen sofort in Gullys abgeleitet wird, saugt eine Schwammstadt Wasser auf und speichert es, damit es in Zeiten der Dürre verdunsten und die Luft kühlen kann. Neben Gründächern sollen laut Müller Baum-Rigolen unversiegelte Innenhöfe und flutbare Mulden in den Grünanlagen Regen im Viertel halten und damit die Kanalisation entlasten. Grünflächen zwischen den Häusern werden nicht mehr als ebener Rasen angelegt, sondern mit Höhen und Senken, in denen sich Regenwasser sammelt und langsam versickert.

Dieses Konzept wurde im Hamburger Neubauviertel Jenfelder Au weiterentwickelt. Das kurz vor der Fertigstellung stehende Stadtquartier mit mehr als 800 Wohnungen kommt ganz und gar ohne herkömmliche Kanalisation aus. Auch hier versickert Regenwasser in Gräben und Mulden auf dem Gelände oder fließt in einen großen Schilfgrasteich. Das System ist so ausgelegt, dass selbst extreme Regenfälle abgepuffert werden, wie sie statistisch nur einmal alle 100 Jahre vorkommen, sodass es nicht zu überfluteten Straßen und Kellern kommt.

In der Jenfelder Au geht man bei der lokalen Kreislaufwirtschaft noch einen Schritt weiter. Leicht verschmutztes Abwasser aus Küche und Bad wird vor Ort aufbereitet und in einen nahen Bach geleitet. Und das Toiletten-Abwasser wird im zentralen Betriebshof zu Biogas vergoren – es versorgt das Viertel mit Strom und Wärme.