Natürliche Klimaanlagen für heiße Städte

Wie lassen sich Städte klimaresilienter gestalten? BHT-Promovend Robert Teichmann setzt auf Verdunstungsbeete. In einer Versuchsanlage im Nordwesten Berlins untersucht er das Konzept auf seine Einsatztauglichkeit für ein neues Wohnareal.

Schmaler Streifen mit Wiesenblumen und Messgeräten, umrandet von Schutzzäunen
Verdunstungsbeet-Versuchsanlage in Berlin-Tegel Bild: Tegel Projekt GmbH – Frank Woelffing

Städte, die sich im Sommer in glühend heiße Asphaltinseln verwandeln – und bei Platzregen schnell an ihre Belastungsgrenze geraten: Derlei klimatische Extreme reihen sich angesichts der Klimakrise immer rasanter aneinander. Vielerorts ist die Infrastruktur auf diese Entwicklung nicht ausgelegt: Die Kanalisation stößt an ihre Grenzen, Straßenzüge werden unterspült.

Damit Städte dem Wechsel aus Starkregen und Hitze in Zukunft besser standhalten können, sind neue Wege gefragt. Für Robert Teichmann liegt eine mögliche Lösung direkt zu unseren Füßen: sogenannte Verdunstungsbeete. Gemeinsam mit einem Team der Berliner Hochschule für Technik (BHT) und der Technischen Universität (TU) Berlin untersucht er ihre Wasserbilanz und Verdunstungsleistung. Dafür testet der wissenschaftliche Mitarbeiter die Beete in einer Versuchsanlage auf dem ehemaligen Flughafen Tegel.

Teichmanns Promotionsprojekt, angesiedelt an der BHT und gefördert vom Programm „FH-Personal“, betreuen die Professoren Dr. Frank Schneider, Dr. Benny Selle und der TU-Professor Dr. Heiko Sieker.

Wassermanagement neu gedacht

Verdunstungsbeete speichern Regenwasser und geben es über Verdunstung wieder ab. Neben unterirdischen Wasserspeichern, Fassaden- und Dachbegrünung stellen sie ein wichtiges Element für das Konzept „Schwammstadt“ dar. Dieses soll Niederschläge wie ein Schwamm aufsaugen und das Wasser zeitverzögert an die Luft abgeben. Das Wasser soll also nicht mehr wegen versiegelter Flächen in die Kanalisation fließen müssen. Der neue Ansatz entlastet die Infrastruktur.

Teichmann erklärt:

„Das Wasser versickert nicht wie im Substrat eines Blumenbeets, sondern bleibt dort gehalten. Es steht den Pflanzen über eine längere Dürrephase zur Verfügung, stärkt über die Verdunstung den natürlichen Wasserhaushalt und trägt zur Kühlung der Umgebung bei.“

Dadurch nähere sich der urbane Wasserhaushalt an natürliche Verhältnisse an. Der gegenwärtige Umgang mit Regenwasser ist laut Robert Teichmann wenig effizient. „Wir überlasten die Kanalisation bei Starkregenereignissen und nehmen uns die Ressource Regenwasser weg.“

Während Verdunstungsbeete in heißeren Regionen, etwa in Australien, bereits in urbanen Räumen eingesetzt werden, gibt es sie im deutschsprachigen Raum hingegen kaum. In Mitteleuropa fehlen Teichmann zufolge außerdem praxisnahe Untersuchungen. „Deshalb ist es so wichtig, die Beete hier zu erforschen, um sie zu optimieren und ihren Platz in der Regenwasserbewirtschaftung realistisch einschätzen zu können.“

In einem gemeinsamen Modellprojekt prüfen deshalb BHT, TU, die Tegel Projekt GmbH und die Berliner Wasserbetriebe die Wirksamkeit der Beete und den Pflegeaufwand, die in mehreren Doktorarbeiten untersucht werden.

Robert Teichmann bei einer Präseentation
BHT-Promovend Robert Teichmann forscht zu Verdunstungsbeeten Bild: Tegel Projekt GmbH – Frank Woelffing

Reallabor für die Schwammstadt

Der Standort für die von Teichmann für seine Forschungen genutzte Versuchsanlage ist nicht zufällig gewählt. Im Osten des ehemaligen Flughafens Tegel entsteht das Schumacher-Quartier, ein klimaresilient konzipiertes Wohnareal. Die Forschungsergebnisse von Teichmanns Untersuchungen sollen dazu beitragen, Verdunstungsbeete eines Tages in dem Quartier in großem Maßstab umzusetzen. In Vorbereitung auf den Bau des Wohnareals wurde entschieden, eine Versuchsanlage in unmittelbarer Nähe zu errichten. Insgesamt entstanden sechs Beete in den Abmessungen, wie sie später im Schumacher-Quartier vorgesehen sind.

In der Anlage untersucht Teichmann zwei Bewässerungsszenarien. Vier Beete sind für ein trockenes Szenario vorgesehen und zwei für ein feuchtes. Bei der Bewässerung im feuchten Szenario orientiert sich das Projektteam an den zwischen 1991 und 2020 vom Deutschen Wetterdienst vor Ort erfassten Niederschlags- und Verdunstungsdaten. Um diese klimatischen Verhältnisse in den Beeten zu erreichen, werden sie in Abhängigkeit des aktuellen Wettergeschehens bei Bedarf künstlich bewässert.

Vom Berliner Quartier zur Blaupause

Für die Datenerfassung wurde ein umfangreiches Monitoring-System installiert. Pegelrohre mit Drucksensoren erfassen die Wasserstände, Sensoren messen die Bodenfeuchte, Wasserzähler erfassen den Zufluss und Kippwaagen den Überlauf. So lassen sich die hydrologischen Prozesse präzise nachvollziehen. Auf Grundlage dieser Messungen lässt sich der Wasserhaushalt der Beete bilanzieren. Besonders interessiert sich das Forschungsteam für die Verdunstung. Dazu zählen Oberflächenverdunstung, Transpiration durch die Pflanzen und Verdunstung von Niederschlag auf Blattflächen.

Die Ergebnisse, die in der 2025 eröffneten Versuchsanlage gewonnen werden, sollen zukünftig im Schumacher-Quartier in die Praxis überführt werden. Dort ist vorgesehen, das Regenwasser dezentral und ohne Anschluss an die Kanalisation zu bewirtschaften. Die Verdunstungsbeete sollen dazu beitragen, dieses ambitionierte Ziel zu erreichen. In der Versuchsanlage wird hierzu ein Flächenanschlussverhältnis von vier zu eins getestet. Das heißt, vier Einheiten Dach- oder Verkehrsfläche entwässern auf eine Einheit Verdunstungsbeet. Auf diese Weise werden die geplanten Bedingungen im Schumacher-Quartier möglichst realitätsnah nachgebildet.

Abkühlung und optische Aufwertung

Auch gestalterisch bieten Verdunstungsbeete Potenzial: Mit Blühpflanzen und Sitzgelegenheiten können sie die Aufenthaltsqualität im Freien erhöhen und die Akzeptanz in der Bevölkerung fördern. „Ein Aspekt des Forschungsthemas an der TU ist die Ästhetik der Beete“, erklärt Teichmann. „Die Akzeptanz in der Bevölkerung entsteht nicht nur durch Kühlung und Wasserspeicherung, sondern auch durch die optische Aufwertung der Quartiere. Ich denke, dass Verdunstungsbeete positiv in der Öffentlichkeit wahrgenommen werden.“

Noch ist die Idee auf dem ehemaligen Flughafengelände geplante Schumacher-Quartier nicht realisiert. Ab 2028 sollen den Planungen zufolge die ersten Bewohner*innen ihr neues Zuhause im Nordwesten Berlins beziehen. Möglicherweise werden dort dann auch Verdunstungsbeete zu finden sein, die den Menschen an heißen Tagen Abkühlung bieten und für ein grünes, attraktives Stadtviertel sorgen.

Verdunstungsbeet-Versuchsanlage

  • Projektpartner: BHT, TU, Tegel Projekt GmbH (Tochtergesellschaft des Landes Berlin), Berliner Wasserbetriebe
  • Projektfinanzierung: Tegel Projekt GmbH, Berliner Wasserbetriebe
  • Projektleitung: Prof. Dr. Frank Schneider (BHT), Prof. Dr. Benny Selle (BHT), Prof. Dr. Heiko Sieker (TU), Prof. Dr. Norbert Kühn (TU)
  • Doktorand*innen: Elisa Bieber (BHT), Robert Teichmann (BHT), Leonard Heß (TU)
  • Doktorarbeit: Das Projekt FH-Personal der BHT finanziert die wissenschaftliche Begleitung von Robert Teichmanns Promotion zum Thema „Optimierung von Verdunstungsbeeten hinsichtlich der hydrologischen Funktionsweise – experimentelle Untersuchung“. Das vom Bundesministerium für Forschung geförderte Bund-Länder-Programm unterstützt die „Gewinnung und Entwicklung professoralen Personals an der BHT“.

Text: Manuel Wagner, Mitarbeiter im Referat Nachwuchsförderung und wissenschaftliche Zusammenarbeit (NWZ), Projekt FH-Personal

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