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Sommerhitze
Was Städte machen müssen, damit die Sommerhitze nicht allzu schlimm wird
Der Empa-Wasserkanal soll zeigen, wie Städte gebaut sein müssen, damit sie besser durchlüftet werden.
Schatten ist gut, Kühlung ist besser. Und die liefert der Wind. Wenn er denn so weht, wie man will.
Küde Z. wälzt sich unruhig im Bett herum. Trotz weit aufgerissener Fenster «steht» die Luft im Zimmer. Und sie ist warm. Ziemlich warm sogar. Jetzt bereut Küde, dass er auf sein grünes Gewissen gehört und auf den Einbau einer Klimaanlage verzichtet hat.
«Stromfresser», hat er gedacht, und dass es hier in der Schweiz wohl kaum einmal so heiss werden würde, dass man ohne nicht leben könnte. Schliesslich liegt Zürich an einem See. Und oft weht auch ein kühler Wind. So hatte er es wenigstens in Erinnerung, wenn er einmal im Herbst länger auf dem Balkon sitzen wollte.
Der Testbereich (grüne Röhre) ist 6 Meter lang, einen Meter breit und 0,6 Meter hoch.
Küde hat unterschätzt, was die Wissenschaft eine «UHI» nennt – eine Urban Heat Island, eine Hitzeinsel in einer Stadt. Spezielle Inseln aber: Keine Palme am Ministrand, kein Ferienfeeling, nicht reif für, sondern allenfalls von der Insel. 6 bis 8 Grad wärmer als in der Umgebung kann es dort am Tag werden, 5 bis 7 Grad in der Nacht. UHIs sind Miniphänomene, sie sind streng lokal und die Wissenschaft kann sie nur selten voraussehen.
Sie ergeben sich, wenn warme Luft sich irgendwo in den Gassen staut und sich nicht mehr abkühlen will. Die normale Diffusion, dass sich warme und kühlere Luft immer wieder mischen, findet nicht mehr statt. Der Wind weht zwar, aber in dieser Ecke eben gerade nicht. Und so bleibt die warme Luft an Ort und erwärmt sich tagsüber womöglich noch mehr, wenn die dunklen Wände und der Boden die Sonne absorbieren und die Hitze regelrecht speichern.
Zwei, drei Hitzetage und -nächte lassen sich aushalten und mit ein paar Tricks übersteht man auch eine Woche. Aber wegen der Klimaerwärmung muss man mit mehr und längeren Hitzewellen in Zukunft rechnen. Und dann kann es nicht nur ungemütlich, sondern sogar gefährlich werden. Sogar in einer Stadt wie Zürich, wo man bei geeignetem Wetter die Schneeberge gucken kann.
Also doch die Klimaanlage?
Was tun? Klimaanlagen einbauen? Vielleicht wird Küde das tun (müssen). Aber man kann das Problem von Grund auf angehen. Zum Beispiel in der Stadt so bauen, dass der Luftzug das Kühlen besorgt. Oder wenn sie denn schon gebaut ist, sie so umgestalten, dass die natürliche Kühlung auch in den UHIs funktioniert. Vielleicht geht das sogar mit kleinen Retuschen: Ein paar Bäume hier, vielleicht ein Teichlein da; oder hellere Materialien verwenden, welche die Wärme nicht absorbieren.
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Millionen Franken hat der Empa-Strömungskanal gekostet. Er enthält 25 Kubikmeter Wasser. Die Strömungsgeschwindigkeit reicht von 0,02 m/s bis zu 1,5 m/s. Von der sechs Meter langen Versuchsplattform aus können mit Laserlicht und fluoreszierenden Partikeln Geschwindigkeit und Verhalten der Strömung gemessen werden.
Einfacher gesagt als getan? Ja und nein. Ja, es ist schwierig, derart lokale Phänomene wie die UHIs in ein wissenschaftliches Modell einzubinden. Denn die Luft fliesst mitunter etwas turbulent. Aus den Wettermodellen lässt sich ablesen, woher die warme Luft in die Stadt fliesst. Aber was sie dort tut, ist vertrackter. Strömungsdynamik nennt sich dieses Gebiet der Physik. Kleine Wirbel überall, Turbulenzen, Nichtlinearität. Die Wissenschafter sagen dann: «Die Auflösung der Modelle ist nicht gross genug.» Und meinen, dass sie lokal eben nicht mehr beschreiben können, was sich dort ereignet. Modelle beruhen auf Messpunkten, welche klare Daten liefern. Aber man kann nicht an jeder Hausecke und Fensterkante ein Windrädli aufhängen.
Im Wasser den Wind studieren
Deshalb nein, denn es gibt eine Möglichkeit, wie man die Modelle feinmaschiger machen kann: die Simulation. Man lässt die Computer rechnen. Und um die Simulation doch etwas näher an die Realität heranzurücken, kann man es an kleineren Modellen ausprobieren.
Die Empa Dübendorf hat deshalb neben dem bereits bestehenden Windkanal einen Wasserkanal in Betrieb genommen. Wasser verhält sich strömungsdynamisch wie Luft, hat aber den Vorteil, dass man kleinräumiger untersuchen kann und an bestimmten Punkten gleichzeitig Geschwindigkeit und Temperatur von strömenden Teilchen messen kann.
Küdes Problem liesse sich vielleicht angehen, wenn man seine Wohnungsumgebung strömungsdynamisch untersucht, indem man auf dem Platz, in den die Gasse mündet, wo seine Wohnung liegt, drei Bäume pflanzen würde. Dann würde dort der Warmluftstrom gebremst, vielleicht würde er vielleicht dort schon aufsteigen.
Und wenn man den schwarzen Teer auf der Strasse mit weissen Platten ersetzen würde, wäre der Aufheizeffekt etwas kleiner. In dieser Richtung sieht Karl Tschanz, Leiter Fachbereich Umweltpolitik der Stadt Zürich, die Chance der Anlage. Sie kann Tools liefern für Bauherren und Architekten, mit denen die «Luftdurchlässigkeit» ihrer Bauten gemessen werden kann.
