baukunst.art  | INNOVATION | August 2026

Hitzeresilienz im Entwurf: Simulation verändert die Stadtplanung

Hitzeresilienz bezeichnet die Fähigkeit einer Stadt, Extremhitze ohne gesundheitliche Schäden und ohne Funktionsverlust zu überstehen. Technisch entsteht sie aus vier Wirkprinzipien: Verschattung, Verdunstung, Kaltluftzufuhr und thermisch träge Bauweise. Alles Übrige ist Beiwerk, mitunter teures.

Die Dringlichkeit lässt sich beziffern. Das Robert Koch-Institut (RKI) schätzt im Wochenbericht zur Hitzemortalität vom 13. August 2026 bis zur Kalenderwoche 31 rund 12.500 hitzebedingte Sterbefälle, davon etwa 9.600 allein in der Extremwoche Ende Juni. Die Altersgruppe ab 85 Jahren trug mit 193,6 Sterbefällen je 100.000 Einwohnerinnen und Einwohner die Hauptlast. Zum Vergleich: Für die Sommer 2018 und 2019 zusammen weist das Umweltbundesamt (UBA) rund 15.600 zusätzliche Sterbefälle aus. Hitze wirkt damit in einer epidemiologischen Größenordnung, und sie trifft zuerst dort, wo die Bebauungsdichte hoch und der Grünanteil niedrig ist.

Warum entscheidet die Nacht und nicht der Mittag?

Die planerisch relevante Größe ist nicht die Tagesspitze, sondern die Tropennacht, definiert als Nacht mit einem Temperaturminimum von 20 Grad oder darüber. Der menschliche Organismus kompensiert einen heißen Tag zuverlässig, sofern die Nacht Erholung erlaubt. Bleibt die Auskühlung aus, addieren sich die Belastungen, und dieser Kumulationseffekt erzeugt die Sterbefallkurven des RKI.

Nachts zeigt sich zugleich der städtische Wärmeinseleffekt am deutlichsten. Asphalt, Beton und Klinker speichern die Einstrahlung des Tages und geben sie nach Sonnenuntergang wieder ab, während das Umland bereits abkühlt. Zwischen dicht bebauten Quartieren und offener Landschaft entstehen Temperaturdifferenzen von im Mittel zwei bis vier Kelvin, die nach Angaben des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in windschwachen Strahlungsnächten bis zu zehn Kelvin erreichen können. Daraus folgt eine unbequeme Erkenntnis: Sonnensegel, Sprühnebel und mobile Beschattung adressieren die Mittagsspitze, also den falschen Parameter. Wirksam sind für Planerinnen und Planer jene Maßnahmen, die den nächtlichen Wärmeabfluss verbessern, nämlich Entsiegelung, Kaltluftleitbahnen und die Reduktion gespeicherter Wärme in Oberflächen.

Was leistet Simulation, was Faustregeln nicht können?

Der eigentliche Innovationssprung der vergangenen Jahre liegt nicht im Material, sondern im Nachweis. Mit dem Stadtklimamodell PALM-4U, entwickelt unter Federführung des Instituts für Meteorologie und Klimatologie der Leibniz Universität Hannover in der Fördermaßnahme „Stadtklima im Wandel“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), lässt sich das Mikroklima gebäudeauflösend simulieren. Der Unterschied zur klassischen Klimafunktionskarte ist derselbe wie zwischen einer Faustformel und einer Tragwerksberechnung: Statt allgemeiner Empfehlungen liefert das Modell die Kelvin-Differenz einer konkreten Variante an einem konkreten Ort.

Die Grenze war bislang die Rechenzeit: Eine gebäudeauflösende Quartierssimulation beansprucht Hochleistungsrechner über Tage, im Wettbewerbstakt also unbrauchbar. Genau hier setzt das Projekt MACspeeDZ an, das im Dezember 2025 unter Konsortialführung der Stadt Mannheim gestartet ist und bis November 2029 läuft. Beteiligt sind neben Mannheim die Stadt Aachen, die regio iT, die GEO-NET Umweltconsulting sowie Forschungsgruppen der RWTH Aachen und der Universität Stuttgart. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert das Vorhaben mit 3,24 Millionen Euro bei einem Gesamtvolumen von rund 3,9 Millionen Euro. Ein eigens trainiertes KI-Modell soll die aufwendige Strömungssimulation approximieren, gespeist von 100 über das Stadtgebiet verteilten Klimasensoren. Gelingt das, verschiebt sich die Klimabewertung aus der nachgelagerten Gutachtenphase in den Entwurf, dorthin also, wo Entscheidungen noch kostenneutral revidierbar sind.

Materialien: Kühlung ohne Energieeinsatz

Bei den Oberflächen ist die passive Strahlungskühlung der interessanteste Ansatz. Sie nutzt das atmosphärische Fenster zwischen 8 und 13 Mikrometern, in dem Wärmestrahlung nahezu ungehindert in den Weltraum entweicht. Ein Team der Columbia University um Qilong Cheng zeigte 2024 in der Fachzeitschrift Nexus, dass bereits die Geometrie hilft: Eine Wand mit Zickzackprofil bleibt im Tagesmittel 2,3 Kelvin kühler als eine ebene Wand mit identischer Beschichtung, mittags bis zu 3,1 Kelvin. In der Gebäudesimulation sinkt der jährliche Kühlenergiebedarf je nach Klimazone um 2 bis 26 Prozent. Der Effekt entsteht ohne Strom, ohne Anlagentechnik, ohne Wartungsvertrag.

Die Einschränkungen gehören zur Wahrheit: Verschmutzung mindert das Emissionsverhalten, und in der Heizperiode kühlt die Fassade weiter, was den Jahresenergiebedarf verschlechtern kann. Adaptive Systeme mit umschaltbaren Elementen sind Gegenstand laufender Forschung, marktreif sind sie nicht. Wo kein Baum wachsen kann, etwa auf Dächern und in engen Straßenräumen, bleibt die Technologie dennoch aussichtsreich.

Der unterschätzte Hebel liegt unter dem Belag

Messungen der Technischen Universität München an Münchner Straßenbäumen ergaben Saftflussraten von bis zu acht Litern je Stunde und eine Kühlleistung von bis zu 2,3 Kilowatt je Baum, was der Leistung eines Raumklimageräts entspricht (Rahman und andere, Science of the Total Environment, 2018). Der begrenzende Faktor ist nicht die Pflanzung, sondern der durchwurzelbare Raum unter der Oberfläche. Das Stockholmer Modell löst das mit einem tragfähigen Skelettsubstrat aus grobem Schotter, Kompost und Pflanzenkohle, das zugleich als Rigole für Niederschlagswasser dient. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) förderte von Dezember 2022 bis Januar 2025 ein Übertragungsprojekt der Carbuna AG mit 125.000 Euro; das Ergebnis: übertragbar ohne wesentliche Änderungen, geringe rechtliche Hürden, Nachholbedarf bei der Normung. Damit fallen zwei Ziele zusammen, die häufig als konkurrierende Projekte geführt werden, nämlich Regenwasserbewirtschaftung nach DWA-A 138-1 (Oktober 2024) und Verschattung des Straßenraums. Für die Schnittstelle erarbeiten die Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (FLL) und die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) derzeit gemeinsam das Merkblatt DWA-M 163 „Baumstandorte und Regenwasserbewirtschaftung“.

Was heißt das für die Planungspraxis?

Seit dem 1. Juli 2024 gilt das Bundes-Klimaanpassungsgesetz (KAnG). Das Berücksichtigungsgebot nach § 8 KAnG verpflichtet die Träger öffentlicher Aufgaben, Klimarisiken fachübergreifend in Planungen und Vorhaben einzubeziehen; es greift für alle Verfahren, die ab dem 1. Januar 2025 beantragt oder angezeigt wurden. Nach § 12 Abs. 1 KAnG bestimmen die Länder, welche Stellen kommunale Klimaanpassungskonzepte aufzustellen haben, eine Frist nennt das Gesetz dafür nicht; ihre eigenen Anpassungsstrategien müssen die Länder nach § 10 Abs. 6 KAnG bis zum 31. Januar 2027 vorlegen. Die Werkzeuge existieren längst: § 1 Abs. 5 und § 1a Abs. 5 Baugesetzbuch (BauGB) verankern Klimaanpassung in der Abwägung, § 9 Abs. 1 Nr. 20 und Nr. 25 BauGB erlauben Festsetzungen zu Flächen, Bepflanzung und Erhaltungsbindungen. Auf Gebäudeebene regelt § 14 Gebäudeenergiegesetz (GEG) den sommerlichen Wärmeschutz mit Nachweis nach DIN 4108-2:2013-02, Abschnitt 8, ein Nachweis, der in der Praxis zu oft am unteren Rand geführt wird und damit die spätere Nachrüstung von Splitgeräten vorprogrammiert.

München hat am 2. Juli 2025 mit dem Stadtratsbeschluss „Klimaresilientes München 2050“ 26 konkrete Ziele bis 2030 formuliert und die Stadtklimaanalyse aus dem Jahr 2014 fortgeschrieben; die Neuauflage wurde im August 2026 veröffentlicht, ergänzt um einen Katalog von 21 klimaökologisch wirksamen Einzelmaßnahmen. Das ist ein solider Rahmen. Der Engpass liegt danach: bei Pflege- und Bewässerungsbudgets, die über zwanzig Jahre gesichert sein müssen, und beim Zielkonflikt zwischen Nachverdichtung nach § 34 BauGB und dem Erhalt von Freiflächen, der bislang meist zugunsten der Verdichtung entschieden wird. Technologie ersetzt diese Entscheidung nicht. Sie macht ihre Folgen nur erstmals sichtbar, bevor gebaut wird.