Simulation of the heat mitigation potential of unsealing measures in cities by parameterizing grass grid pavers for urban microclimate modelling with ENVI-met (V5)

Key Findings

• Rasen-Gittersteine parametrisiert für ENVI-met V5: Erste feldvalidierte Parametrisierung für diese in Städten verbreitete Entsiegelungsmaßnahme; 16-ha-Studienfläche Köln (DACH).
• Kühleffekte (Spitzen-Werte): Spitzen-Oberflächentemperatur-Reduktion −20,1 K; Spitzen-Lufttemperatur-Reduktion (1 m Höhe) −7,1 K.
• Kühleffekte (Raum-Mittel): −11,1 K Oberflächentemperatur; −2,9 K Lufttemperatur in 1 m Höhe.
• Kühleffekte (Zeit-Mittel über 3-Tage-Hitze-Event): −5,8 K Oberflächentemperatur; −1,1 K Lufttemperatur — die für urbane Wärmeinseln relevante praxisnahe Messgröße.
• Marginal-Nutzen-Knick: Realistisches partielles Entsiegelungsszenario erreicht vergleichbare Kühlung wie das Extrem-Voll-Entsiegelungsszenario — Policy-Hebel: flächendeckende partielle Entsiegelung ist wirksamer als punktuelle Totalentsiegelung.
• Wien-Transfer: ENVI-met-V5-Parametrisierung direkt anwendbar auf Wiener Planungskontext (Schwammstadt-Priorisierung „Raus aus dem Asphalt").

Methods

• Feldexperiment auf 16-ha-Studienfläche Kölner Innenstadt mit installierten Rasen-Gittersteinen.
• ENVI-met V5 Mikroklima-Modellierung mit feldvalidierten Eingabeparametern (Boden, Vegetation, Albedo).
• Drei Szenarien: vollversiegelt (Baseline), partiell entsiegelt (realistisch), vollentsiegelt.
• Validierung via stationäre Meteorologiemessungen und Infrarot-Thermografie.

Limitations

• Fallstudie Köln (kontinentales Klima, vergleichbar Wien); direkte Wien-Spezifika (Stadtmorphologie, Wiener Bodentypen) erfordern lokale Kalibrierung.
• 3-Tage-Hitze-Event als Evaluierungszeitraum; Langzeit-Kühleffekte und saisonale Variation nicht vollständig abgebildet.
• Rasen-Gittersteine als eine spezifische Entsiegelungsform; Übertragung auf andere Typen (Schotterrasen, Pflanzbeete) erfordert separate Parametrisierung.

Relevance to Wien

Direkter Methoden-Anker für WFK-6.3.1 zur quantitativen Mikroklima-Achse. ENVI-met-V5-Parametrisierung ist methodisch ausgereift und auf Wiener Planung (MA 22, MA 28 Schwammstadt, „Raus aus dem Asphalt") übertragbar. Marginal-Nutzen-Befund informiert die Wiener Schwammstadt-Priorisierung: flächendeckende partielle Entsiegelung bringt nahezu denselben Effekt wie vollständige Entsiegelung — Hebel-Erkenntnis für ressourcenbeschränkte Stadtplanung.