Smartphonegestützte Bestandsaufnahme zur ökologischen Bewertung von Siedlungsräumen

Der Mensch wird nicht nur durch den globalen Klimawandel beeinflusst, sondern ebenfalls durch lokale Veränderungen, die durch die anthropogene Überformung der Landschaft entstehen. Dieser „Stadtklimawandel“ ist nicht nur in großen Städten zu erkennen, sondern findet bereits auf kleinräumiger Ebene statt. Dabei können schon kleine Veränderungen (z.B.: Temperaturanstieg im Vergleich zum Umland) zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqualität führen und bei Risikogruppen, wie kleinen Kindern oder Senioren, gesundheitliche Probleme hervorrufen. Während meist große Städte die Finanzkraft besitzen diesen Stadtklimaeffekt durch empirische Erhebungen oder komplexe Modellierungen nachzuweisen und zu analysieren fehlen kleinen Gemeinden oft diese Mittel. Eine ökologisch ausgerichtete Siedlungsentwicklung ist allerdings nur unter zur Hilfenahme einer belastbaren Bestandsaufnahme der ökologischen Rahmenbedingungen möglich. Die Kosten von empirische Erhebungen und nummerischen Modellierungen können zwar durch eine Verringerung der räumlichen Auflösungen bzw. der Detaillierung reduziert werden, doch dabei wird die Belastbarkeit der Ergebnisse erheblich verschlechtert. Die vorgestellte Matrixmethode beruht auf der Betrachtung von siedlungsökologisch relevanten Indikatoren (z.B. Versiegelungsgrad oder Grünflächenanteil). Diese werden allerdings nicht wie bisher üblich getrennt voneinander betrachtet, sondern in Bezug zueinander gesetzt, sodass die Wirkungszusammenhänge, die zur Ausprägung eines Stadtklimaphänomens führen, berücksichtigt werden. So kann beispielsweise eine Wiesenfläche als potenzielles Kaltluftentstehungsgebiet klassifiziert werden, doch erst eine Hangneigung, mit einer geringen Oberflächenrauigkeit, in Richtung des Siedlungsraums ermöglicht eine stadtklimarelevante Wirkung. Die Bestandsaufnahme der Indikatoren erfolgt anhand eines Rasters mit einer Auflösung zwischen 50 und 100 Metern. Dazu wird ein Fragenkatalog entwickelt, mit dem in einer Smartphone- oder Tablet-App vor Ort zu jedem Raster die benötigten Indikatoren abgefragt werden können. Diese einfache Handhabung ermöglicht es auch Laien die Bestandsaufnahme durchzuführen, um so die Kosten zu reduzieren. Die so gewonnenen Ergebnisse werden in einer Datenbank gespeichert und im Anschluss mithilfe eines Geographischen Informationssystems ausgewertet werden. Die verwendeten Matrizen erlauben eine Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Stadtklimaphänomens aufgrund der verwendeten Indikatoren. Je nach Auswirkung des Phänomens auf den Menschen, kann diese Eintrittswahrscheinlichkeit als positiv oder negativ bewertet werden. Auf diese Weise können Risiko- und Potenzialkarten erstellt werden, die die Gemeinden dabei unterstützen können, eine siedlungsökologisch orientierte Gemeindeentwicklung voranzutreiben und gezielte Handlungsempfehlungen zu entwickeln

ESPRESSO – systEmic Standardisation apPRoach to Empower Smart citieS and cOmmunities

Innovative Informations- und Kommunikationstechnologie ist ein Schlüsselelement bei der Transformationzur Smart City. Aus technologischer Sicht muss in den städtischen IKT-Netzwerken ein bestimmter Standardisierungsgrad erreicht werden. Diese Standards müssen gleichermaßen für Stadtverwaltungen, Unternehmen und Bürger offen sein und so innovative Bottom-up-Lösungen ermöglichen. Das ESPRESSO-Konsortium umfasst Partner aus Smart Cities, öffentlichen Verwaltungen, europäischen Normungsorganisationen, nationalen Normungsgremien,Standardentwicklungsorganisationen, Industrievertretern und Forschungseinrichtungen. Das Hauptziel von ESPRESSO ist es, die Interoperabilität von Smart City-Lösungen sicherzustellen. Dies hilft Städten, Eintrittsbarrieren oder die Abhängigkeit von Anbietern zu vermeiden, indem sie gemeinsame Metadatenstrukturen und Anstelle von Proprietäten, offeneinteroperable Schnittstellen verwenden. Um dieses Ziel zu erreichen, hat ESPRESSO ein konzeptionelles Smart-City-Informations-Framework entwickelt, das auf offenen Standards basiert. Für diesen Rahmen ist es notwendig, ein gemeinsames Smart City-Vokabular zu entwickeln und Referenzarchitektur sowie Stadtinformationsindikatoren zu definieren. Im Rahmen des Projekts wurde ein auf Fallstudien basierender Ansatz verwendet, um Schlüsselanforderungen für weitere Standardanalyseaktivitäten zu identifizieren. Durch eine zusätzliche Stärken-Schwächen-Analyse wurden sowohl existierende als auch neu entwickelte Standards untersucht, umdie aktuell verwendeten Standards zu verbessern und verlässlichere für die Zukunft zu entwickeln. Die meisten der ursprünglich entwickelten Smart City Konzepte konzentrieren sich auf die Optimierung und Effizienz des Siedlungsraums. Häufig sind diese Ansätze top-down organisiert und betrachten den sozialen Stadtbereich nur unzureichend. Um die sozialen Auswirkungen und die gesellschaftliche Akzeptanz der entwickelten Lösungen zu verbessern, hat ESPRESSO ein Stakeholder-Kommunikationsnetzwerk eingerichtet, das einen frühen Dialog zwischen allen Beteiligen ermöglicht. Zur Unterstützung des theoretischen Ansatzes hat ESPRESSO vier Fallstudien in zwei Pilotstädten, Rotterdam (Niederlande) und Tartu (Estland), durchgeführt. Dabei wurde in unterschiedlichen Szenarien der Einsatz von standardisierten Smart City Lösungen getestet und anschleißend analysiert

Siedlungsgebundene Unterflur-Überwärmung und deren Risikopotenzial für Infrastruktur und Gesundheit

Das Phänomen der siedlungsgebundenen Überwärmung ist äußerst vielschichtig. Entsprechend der Tatsache,dass die städtische Wärmeinsel (UHI) in ihrem horizontalen Erscheinungsbild als „einfache“ Lufttemperaturglocke dargestellt werden kann, zeigt sich, dass die oftmals als eine Einheit betrachtete UHI auch in der vertikalen Lufttemperaturverteilung mit zunehmender Höhe über Grund Modifikationen aufweist. Dementsprechend lassen sich grundsätzlich vier vertikale urbane Überwärmungsbereiche unterscheiden (Oberflächenwärmeinsel, Stadthindernisschichtwärmeinsel, Stadtgrenzschichtwärmeinsel, Unterirdische urbane Wärmeinsel), die sich in ihrer Intensität, dem zeitlichen Verhalten, der räumlichen Form und dem Grad ihrer Homogenität unterscheiden. Von den oben genannten vertikalen Wärmeinseln ist die unterirdische die in der Fachliteratur bisher amgeringsten beachtete. Wenig ist bisher bekannt über die Intensität und das räumliche Erscheinungsbild,ebenso wie über die individuellen Faktoren, die zur Entstehung dieser beitragen. Den physikalischen Eigenschaften der unterschiedlichen, meist künstlichen Baumaterialien folgend, wird durch die Aufheizung der Bodenoberfläche und Gebäude die Wärme nicht nur in die Atmosphäre, sondern auch in den Untergrund abgeleitet. Hieraus resultiert eine Überwärmung unter Grund, die einige Meter in den Boden hineinreichen kann. Je nachdem wie stark diese ausgebildet ist bzw. sollte die Untergrundversiegelung das Grundwasserniveau erreichen, ist die Überwärmung auch im Grundwasser nachweisbar. Ein Risiko, welches die unterirdische Wärmeinsel in der Zukunft hervorrufen könnte, ist die entstehende „thermische Verschmutzung“ des Bodens. Vor allem der Wasserhaushalt, speziell die Versorgung mit Trinkwasser, spielt eine tragende Rolle, wenn der Frage nachgegangen wird, wie sich Veränderungen der Bodentemperatur auf das durch den Boden geführte Trinkwasser auszuwirken vermag. Da der überwiegende Anteil der Trinkwasserleitungen im Bereich der Verkehrsinfrastruktur liegt, der klimatopunabhängig am stärksten von der Erwärmung des Bodens betroffen sein wird, kann eine stetig steigende Bodentemperatur auf dem Niveau der Trinkwasserleitungen durchaus ein trinkwasserhygienischesRisikopotenzial darstellen

Reaktionen einer angewandten und planungsorientierten Stadtklimatologie auf die rezenten Veränderungen urbaner Strukturen

Den Verantwortlichen der Stadt- und Umweltplanung ist es mehr denn je gelegen, dass sie fachbezogene Antworten zu klimatisch-lufthygienischen Fragestellungen im urbanen Raum erhalten. Die angewandte, planungsorientierte Stadtklimatologie stellt das Bindeglied zwischen Klimatologie und Stadtplanung dar. In diesem Zusammenhang gilt es aktuell Fragen nachzugehen, wie z. B. die durch „Schrumpfende Städte“ offerierten, frei werdenden Flächen stadtklimatologisch sinnvoll in neue Nutzungsstrukturen integriert werden können, damit diese als potenzielle Areale (z. B. Kaltluftproduktionsflächen) einer klimaangepassten Planung zur Verfügung stehen können. Ebenso werden weitestgehend vergessene urbane Reserveflächen (z. B. Dachbegrünung) in Bezug auf die Schaffung eines verbesserten Mikroklimas v. a. in Städten arider und semiarider Räume immer stärker in den Fokus gerückt. Aus lufthygienischer Sicht ist es an der Zeit Datenbanken zu entwickeln, die sich mit dem Kronendach respektive der Auswahl des Straßenbegleitgrüns befassen, da ein dichter Bestand einen verminderten Luftaustausch bedingt, was zu Schadstoffanreicherungen führen kann, die vergleichbar sind mit einer urbanen Straßenschlucht. Das Wissen und die Kenntnis bezüglich des lokalen Klimas und der daraus resultierenden lufthygienischen Situation sowie deren klimatische Funktionszusammenhänge stellen wichtige Aspekte der Umweltvorsorge und Stadtentwicklung dar. Die beiden Schutzgüter Klima und Luft sind wichtige Bestandteile räumlicher Planung im Abwägungsprozess der Bauleitplanung, Umweltverträglichkeitsprüfungen und entsprechenden Standortuntersuchungen. Ziel einer angewandten und planungsorientierten Stadtklimatologie ist aus klimatischer Sicht die Identifizierung von urbanen Problemfeldern und über die Berücksichtigung flächenund objektbezogener Handlungsfelder, die Sicherung, Entwicklung und Wiederherstellung immissionsklimatisch relevanter Flächennutzungsstrukturen

Klimabelange in der Bauleitplanung

Aufgrund steigender Bau- und Bevölkerungsdichten und der Ausweitung des Siedlungsflächenanteils in urbanen Räumen, einer Verschiebung der Altersstruktur und einer durch den Klimawandel bedingten Zunahme von Extremwetterereignissen wird die Stadtbevölkerung zunehmend Umweltbelastungen ausgesetzt sein. Klimaindizierte Auswirkungen (u. a. Hitzeperioden, Starkregen) werden zudem innerhalbdes Stadtkörpers in Folge hoher Versiegelungsgrade, einem verringerten Luftaustausch der urbanen Atmosphäre und einer steigenden lufthygienischen Belastung nochmals verschärft. Um diese Herausforderungen in Städten zu bewältigen, bedarf es u. a. entsprechender Lösungsmöglichkeiten in der Bauleitplanung, die mit der Flächennutzungsplanung die gesamtstädtische Entwicklung und mit derBebauungsplanung kleinräumige Bebauungs-, Erschließungs- und Freiflächenstrukturen rechtsverbindlich festlegt. Das Aufgabenspektrum der Bauleitpläne ist dabei vom Gesetzgeber u. a. mit der im Jahre 2011 in das Baugesetzbuch eingefügten Klimaschutzklausel in § 1a Abs. 5 BauGB (sog. Klimaschutzklausel) erweitert worden. Sie soll seither auch dazu beitragen, dem Klimaschutz und der Klimaanpassung, insbesondere in der Stadtentwicklung durch Konzeptionen und die konkrete Festlegung baulicher Maßnahmen angemessen Rechnung zu tragen. Der Gesetzgeber hat dafür nach und nach auch konkrete Festsetzungsmöglichkeiten zur Klimaanpassung in den § 9 Abs. 1 BauGB integriert, der die Inhalte des Bebauungsplans regelt. Daraus ergeben sich grundsätzlich gute Möglichkeiten zur Umsetzung umfassend integrierter räumlicher Klimaschutz- und Klimaanpassungskonzepte in städte- und z. T. auch hochbaulicher Hinsicht. In der Planungspraxis wird allerdings, oftmals aufgrund fehlender Betroffenheit bzw. Unwissenheit, den klimatischen Belangen wenig Bedeutung beigemessen. Daher ist eine systematische und strukturierte Vorgehensweise von Nöten, um aufdie gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen reagieren und agieren zu können

Lückenschluss zwischen Stadtklimatologie, Stadtplanung und Entscheidungsträgern

Klimaservice durch PartnerschaftenBereits geringe Modifikationen ökologischer Rahmenbedingungen können zu signifikanten Veränderungen des Lokalklimas führen. Solche sind in urbanen Räumen besonders stark ausgeprägt, sodass deren Auswirkungen auch deutlich in Erscheinung treten und direkten Einfluss auf die Stadtbevölkerung nehmen. Bereits seit den 1970er Jahren wird das Thema „Klima“ in der Stadtplanung behandelt. Zudem nimmt es im planerischen Abwägungsprozess eine zunehmende Rolle ein. Leider offenbart sich aus Sicht der angewandten Stadtklimatologie immer wieder, dass die Umsetzung der klimatologischen Erkenntnisse durch Entscheidungsträger nicht zufriedenstellend ist. Ein großes Problem offenbart sich in der Tatsache, dass aufgrund nicht vorhandener Grenzwerte bzw. akzeptierter Richtwerte lokalklimatische Gutachten oftmals auf allgemeine, im Konjunktiv formulierte unverbindliche Empfehlungen zurückgreifen. Dies öffnet den Entscheidungsträgern alle Möglichkeiten. Klimaargumente werden gerne zur Eigenwerbung aufgegriffen und genutzt, besitzen aber keinerlei Verbindlichkeit und fallen im weiteren Prozess der Abwägung zum Opfer, da lokalklimatische Umweltbedingungen nicht ernst genommen werden. Um zumindest eine siedlungsklimatische/-ökologische Bestandsaufnahme gewährleisten zu können, wird eine Matrix-Methode entwickelt, die kostenintensive empirische Erhebungen oder komplexe Modellierungen auch kleineren Gemeinden mit geringer Finanzkraft ermöglicht, entsprechende Untersuchungen durchzuführen. Aktuell zum Einsatz kommende Low-Cost-Methoden liefern meist nur unzureichend belastbare Erkenntnisse. Die bisher weit verbreitete isolierte Betrachtung von einzelnen Indikatoren führt oftmals zu fehlerhaften Ergebnissen, da Stadtklimaphänomene erst durch das Zusammenwirken mehrerer Faktoren entstehen. Die Matrix-Methode erlaubt eine Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Stadtklimaphänomens in Abhängigkeit von mindestens zwei ausgewählten Indikatoren und es kann kann diese Wahrscheinlichkeit innerhalb der Matrix als positiv oder negativ bewertet werden. Die Matrizen werden anschließend im GIS mit entsprechenden Rastern verknüpft und bieten so die Möglichkeit benutzerdefinierte Ergebnisvisualisierungen zu erstellen. Diese erlaubt eine Identifikation von Räumen, die ein hohes Potenzial aufweisen, ein bestimmtes Stadtklimaphänomen auszuprägen. Die Erkenntnisse können von den Entscheidungsträgern kleinere Gemeinden genutzt werden, die Rahmenbedingungen in Problembereichen zu verbessern oder positive Effekte zu konservieren

Smartphonegestützte Analyse von siedlungsökologischen Risiko- und Potenzialflächen

Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein Verfahren entwickelt, dass es kleinen Gemeinden erlaubt, selbstständig die siedlungsökologische Situation innerhalb ihrer Siedlung zu analysieren. Das entwickelte Matrix-Verfahren beruht dabei nicht auf der Messung oder Simulation der Klimaparameter, sondern auf der Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von verschiede-nen siedlungsklimarelevanten Indikatoren. Dabei werden die Indikatoren nicht isoliert betrachtet, sondern paarweise in einer Matrix gegenübergestellt. An-hand der Ausprägungsintensität der Indikatoren kann aus dieser Matrix die Ein-trittswahrscheinlichkeit eines Stadtklimaphänomens abgeschätzt werden. Durch Anwendung des entwickelten Verfahrens können die für kleine Siedlun-gen relevanten Themenbereiche „urbane Überwärmung“, „urbane Frisch- und Kaltluftversorgung“ und „urbaner Wasserhaushalt“ untersucht werden. Eng mit der Entwicklung der Matrix-Methode verknüpft, wurde parallel ein Be-standsaufnahmeverfahren entwickelt, dass für die Erfassung der Indikatoren genutzt wird. Für die Bestandsaufnahme vor Ort wurde die Android-App „ÖkoHaSie“ entwickelt, die den Anwender Schritt-für-Schritt durch die Be-standsaufnahme leitet. Die Kombination aus den beiden entwickelten Komponenten „Matrix-Methode“ und „ÖkoHaSie“ ermöglicht es Gemeinden schnell und selbstständig siedlungsökologische Risiko- und Potenzialflächen zu identifizieren. Durch den im Vergleich zu anderen Siedlungsklimaanalysemethoden geringen Arbeits-aufwand und die deutlich günstigeren Anschaffungskosten von technischen Geräten und Softwarelizenzen kann die Matrix-Methode als einzige „low-cost“-Lösung angesehen werden, die es Gemeinden ermöglicht, selbstständig die siedlungsökologische Situation vor Ort zu analysieren

Smartphonegestützte Analyse von siedlungsökologischen Risiko- und Potenzialflächen

Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein Verfahren entwickelt, dass es kleinen Gemeinden erlaubt, selbstständig die siedlungsökologische Situation innerhalb ihrer Siedlung zu analysieren. Das entwickelte Matrix-Verfahren beruht dabei nicht auf der Messung oder Simulation der Klimaparameter, sondern auf der Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von verschiede-nen siedlungsklimarelevanten Indikatoren. Dabei werden die Indikatoren nicht isoliert betrachtet, sondern paarweise in einer Matrix gegenübergestellt. An-hand der Ausprägungsintensität der Indikatoren kann aus dieser Matrix die Ein-trittswahrscheinlichkeit eines Stadtklimaphänomens abgeschätzt werden. Durch Anwendung des entwickelten Verfahrens können die für kleine Siedlun-gen relevanten Themenbereiche „urbane Überwärmung“, „urbane Frisch- und Kaltluftversorgung“ und „urbaner Wasserhaushalt“ untersucht werden. Eng mit der Entwicklung der Matrix-Methode verknüpft, wurde parallel ein Be-standsaufnahmeverfahren entwickelt, dass für die Erfassung der Indikatoren genutzt wird. Für die Bestandsaufnahme vor Ort wurde die Android-App „ÖkoHaSie“ entwickelt, die den Anwender Schritt-für-Schritt durch die Be-standsaufnahme leitet. Die Kombination aus den beiden entwickelten Komponenten „Matrix-Methode“ und „ÖkoHaSie“ ermöglicht es Gemeinden schnell und selbstständig siedlungsökologische Risiko- und Potenzialflächen zu identifizieren. Durch den im Vergleich zu anderen Siedlungsklimaanalysemethoden geringen Arbeits-aufwand und die deutlich günstigeren Anschaffungskosten von technischen Geräten und Softwarelizenzen kann die Matrix-Methode als einzige „low-cost“-Lösung angesehen werden, die es Gemeinden ermöglicht, selbstständig die siedlungsökologische Situation vor Ort zu analysieren

Predictors of seeking psychotherapy in primary care patients with high somatic symptom burden

PeerReviewe