Numerische Simulation von städtischen Wärmeinseln – Evaluierung von Simulationsergebnissen durch thermische Messungen

Die Bebauung in Städten, urbane Oberflächen sowie Vegetation und Wasserflächen beeinflussen das städtische Klima auf vielfältige Weise. Neben der geometrischen Struktur der Bebauung spielen Materialeigenschaften wie Wärmespeicherung und Strahlungsverhalten von Dächern, Fassaden und Verkehrsflächen eine Rolle bei der Entstehung von Wärmeinseln. Zur Vorhersage dieser Effekte werden zunehmend Klimasimulationen auf städtischer Ebene genutzt, die wissenschaftlich etabliert sind. Dabei stellt sich regelmäßig die Frage nach der Genauigkeit der Ergebnisse. Der vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die Evaluierung von Simulationsergebnissen durch thermische Messungen, darunter Temperatur, Windgeschwindigkeit und Thermografie, die sowohl am Boden als auch mittels Drohnen durchgeführt werden. Durch den Abgleich der Simulationen mit den Messungen können die Eingabeparameter der Simulationen präzisiert werden. So lassen sich fundierte Prognosen zur Wirksamkeit grüner Infrastruktur, wie begrünte Dächer und Fassaden, bei der Minderung des städtischen Wärmeinseleffekts erstellen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien, um Städte widerstandsfähiger gegenüber intensiveren Hitzeereignissen zu machen.

Urban development, including urban surfaces, vegetation, and water bodies, influence the urban climate in various ways. In addition to the geometric features of the built environment, material properties such as thermal storage capacity and the radiative behavior of roofs, façades, and transportation infrastructure significantly impact the local climate and the formation of heat islands. To predict these effects, urban climate simulations are increasingly used and are now scientifically established. However, the question of the accuracy of these results frequently arises. This paper focuses on the evaluation of simulation results through thermal measurements, including temperature, wind speed, and thermography, conducted both at ground level and using drones. By comparing simulation outputs with measured data, input parameters for the simulations can be refined. This enables the development of reliable forecasts regarding the effectiveness of green infrastructure, such as green roofs and façades, in mitigating urban heat island effects. These insights form the basis for designing appropriate adaptation strategies to enhance urban resilience against increasingly intense heat events.