Städtische Wärmeinseln(Urban Heat Islands, UHI) bezeichnen erhebliche Temperaturunterschiede zwischen Stadtzentren und den umliegenden ländlichen Gebieten, die besonders nachts spürbar sind. Das Verständnis der Parameter, die sie beeinflussen, ist notwendig, um sie besser vorhersehen und geeignete Lösungen umsetzen zu können. Bei THEMACS Ingénierie analysieren wir die drei wichtigsten Faktoren, die den größten Einfluss auf UHI haben: Albedo, Emissionsgrad und Stadtschluchten.

Albedo

Die Albedo bezeichnet die Fähigkeit einer der Sonnenstrahlung ausgesetzten Oberfläche, die empfangene Energie zu reflektieren. Sie reicht von 0 bis 1:

– 0 entspricht einer völlig schwarzen Oberfläche, die die gesamte von der Sonne ausgestrahlte Energie absorbiert. – 1 entspricht einer vollkommen weißen Oberfläche, die die gesamte Sonnenstrahlung reflektiert.

Eine dunkle Oberfläche, wie z. B. undurchlässiger Boden (Beton, Asphalt), dunkle Dächer oder Wände (Ziegel), absorbiert eine große Menge an Energie und speichert somit viel Wärme. Diese Wärme wird dann nachts massenhaft freigesetzt und trägt zur Bildung von städtischen Wärmeinseln bei.

Emissionsgrad

Derthermische Emissionsgrad ist eine dimensionslose Eigenschaft, die die Fähigkeit einer Oberfläche, Infrarotstrahlung zu emittieren, charakterisiert. Er hängt von mehreren Parametern ab, darunter Temperatur, Wellenlänge und Oberflächenbeschaffenheit.

– Ein Material mit hohem Emissionsgrad gibt die absorbierte Wärme leicht ab. – Ein Material mit niedrigem Emissionsgrad speichert diese Wärme länger, was zur Erwärmung der Umgebungsluft beiträgt.

In Großstädten steigt die Wärme aufgrund von Faktoren wie starkem Verkehr, Klimaanlagen, Schornsteinen und der Verwendung von reflektierenden Materialien (Asphalt, Fliesen, matte Farben usw.) schnell an. Der Emissionsgrad spielt daher eine entscheidende Rolle, da er bestimmt, wie sich eine Stadt nachts abkühlt. Schlecht gewählte Materialien können das UHI verstärken, indem sie die nächtliche Abkühlung verlangsamen.

Stadtschluchten

Stadtschluchten sind Gebiete, in denen die Gebäude so dicht beieinander stehen, dass zwischen ihnen nur wenig Platz ist und die Luftzirkulation eingeschränkt ist. Diese Anordnung führt zu einem Wärmestau, insbesondere tagsüber, wenn die Sonne scheint (Abbildung 1). Sie reduziert den Wärmeaustausch, insbesondere den Strahlungsaustausch, während der Nacht. Infolgedessen kann die von den Gebäuden und dem Boden angesammelte Wärme nicht wirksam abgeführt werden, wodurch die UHI verstärkt wird.

Abbildung 1 – Der „Sky-View-Faktor“ – (Quelle: APUR)