Starkregen in der Stadt: Wie Smart City Konzepte helfen können

Der Klimawandel und daraus folgende Ereignisse wie Dürren und Überschwemmungen in Folge von Starkregen stellen Städte und Kommunen vor große Herausforderungen. Diverse Konzepte und Innovationen rund um die Smart City ermöglichen den Städten, diese Herausforderungen zu lösen. Eine Möglichkeit, gleich zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen, ist das Konzept „Schwammstadt“.

Die alten Römer:innen haben es eigentlich mit ihren teilweise noch heute funktionsfähigen Zisternen schon vorgemacht. Es ging ihnen nicht nur darum, Süßwasserreservoirs anzulegen, sondern auch darum, die Straßen und Wege vor Überflutung durch Starkregen zu schützen, indem man diesen in unterirdische Kanäle abfließen ließ, um sie als Süßwasser oder zum Bewässern von Feldern nutzen zu können.

Ein großes weltweites Problem heute ist die zunehmende Zersiedelung der Landschaften und urbanen Ballungsräume, was es erschwert, große Regenmassen abfließen zu lassen oder für Zeiten von Dürren vorzuhalten. Bereits ein stärkerer Regenschauer kann in Städten und ländlichen Regionen dazu führen, dass schlagartig ganze Straßenzüge oder Landstriche überschwemmt werden, wie man 2021 auch im Ahrtal gesehen hat.

In den Städten staut sich derweil auch aufgrund der ausufernden Bebauung immer mehr Hitze, weil Beton, Stein und Teer in der Nacht gar nicht mehr hinterherkommen, die heiße Luft richtig abzukühlen, zumal es immer mehr an natürlichen Klimaanlagen in Form von Bäumen und Grünanlagen fehlt.

Viele Behörden, Bauherren, Architekt:innen und Landschaftsplaner:innen suchen daher fieberhaft zum gesundheitlichen Schutz der Bewohner nach Lösungen, dagegen vorzugehen. Moderne hängende Gärten mit vertikaler Hochhausbegrünung wie in Singapur, Wien und Barcelona sind ein Teil der Lösung, passen aber auch in das noch relativ neuartige Konzept der „Schwammstadt“.

Die Idee dahinter ist es, so viel wie möglich Regenwasser dort zu speichern, wo es herunterfällt, um über entsprechende Maßnahmen wie die Begrünung der Straßen und Häuser auch eine natürlich Klimaanlage zu schaffen, damit sich die Städte eben nicht immer weiter aufheizen.

Doch nicht alle Maßnahmen zum Hochwasserschutz sind sinnvoll. Manche stoßen auf Kritik, weil sie sich letztendlich als kontraproduktiv erweisen oder so gesehen werden. An der Tiroler Ache im Chiemgau hat man sich 2013 Ende Mai und im Juni tatsächlich gefragt, ob nicht die kurz vorher eingelassenen meterlangen Spundwände mit schuld daran waren, dass die neue Jahrhundertflut so viele Keller volllaufen und Öltanks umkippen ließ. Viele Städte und Gemeinden setzen nach solchen Hochwasserkatastrophen daher bevorzugt auf Renaturierung von Fluss- und Bachläufen, die man vorher zum Teil als Gewässerschutzmaßnahme begradigt hatte.

Viele Städte und Gemeinden setzen nach solchen Hochwasserkatastrophen daher bevorzugt auf Renaturierung von Fluss- und Bachläufen, die man vorher zum Teil als Gewässerschutzmaßnahme begradigt hatte.

„Stadt, Land – unter?“

Manchmal helfen bei der Suche nach sinnvollen Maßnahmen Drohnen, manchmal aber alte Landkarten, so wie in Nierendorf in der rheinland-pfälzischen Gemeinde Grafschaft, die sich laut dem ZDF-Bericht „Stadt, Land – unter? “ von Mitte 2022 besonders wehrhaft gegen die immer wieder verheerenden Hochwasser zeigt. Der Starkregen von 2016 hatte wegen Verklausung (Verstopfung) des Bachlaufs binnen 45 Minuten ein vorher gebautes Regenrückhaltebecken mit 88.000 Kubikmeter Fassungsvermögen überflutet und ist dann wie ein Tsunami über Nierendorf hereingefallen. Großstädten fehlt es meist an solchen Staumöglichkeiten.

Kopenhagen hat auf dem Wege zur Modell-Schwammstadt mehr als 300 Maßnahmen beschlossen und römischen Zisternen gleich, unterirdisch gewaltige Wasserspeicher zu schaffen. Einer davon kann rund 8.000 m3 , so viel wie vier 50-m-Schwimmbäder, an Wasser aufnehmen.

Andere Maßnahmen als Teil des „Skybrud“- oder Wasserbruchplans umfassen das Aufreißen ganzer Straßen, um dort kleinere Rücklaufbecken einzulassen,mehr Platz für Grünflächen zu schaffen sowie die vertikale Begrünung von Fassaden, wozu die dänische Hauptstadt auch auf die Mithilfe ihrer Bürger:innen setzt.

Noch in der Pilotphase in Nierendorf ist ein prototypisches System der geoFact GmbH, das über Sensoren und Kameras den Pegelstand des kleinen Baches in Grafschaft misst und im Ernstfall über Alarmboxen an besonders bedrohten Häusern automatisch eine Warnung ausgibt. Eine sinnvolle Anschaffung sind auch digitale Funkgeräte, die die Rettung sein können, wenn bei einem Hochwasser der Strom und der Mobilfunk ausfällt.

Wasserspeicher gegen Wassermassen

Ein Konzept ist das der Schwammstadt, die wie von heise als Missing Link gesehen werden, um Ballungszentren vor dem Wasser- und Hitzekollaps zu retten. Eine Stadt, die aktiv vorangeht, ist Berlin, wo das seit Mitte des 19. Jahrhunderts bestehende Mischkanalsystem für Schmutz- und Regenwasser getrennt werden soll. 80 Prozent des fast 10.000 km langen Kanalnetzes der Bundeshauptstadt läuft schon getrennt, nur 20 Prozent im Mischsystem. Das hat oft zur Folge, dass bei Starkregen dieses mit Schmutzwasser zusammen noch mehr die Gullys und Regenrinnen überschwemmt und die Straßen überfluten. Damit dies nicht passiert oder gar Wasser durch die Keller nach oben gedrückt wird, gibt es spezielle Überläufe, dank denen sich jährlich bis zu 7,5 Millionen m³ ungefiltertes Schmutzwasser in den Landwehrkanal, in Spree und Havel ergießen. Um gegen die damit einhergehende Umweltverschmutzung vorgehen, haben die Berliner Wasserbetriebe vor Jahren schon angefangen, unterirdische Zwischenspeicher anzulegen und in 2021 Projekte im Wert von 33 Millionen für Kanäle und Druckleitungen ausgeschrieben.

Welche Mengen als Starkregen zu definieren sind ist relativ. Der Deutsche Wetterdienst spricht beispielsweise schon bei Niederschlagsmengen von 15 bis 25 Liter pro m² in einer Stunde von Starkregen.

Berlin ist nach dem Flächenstaat Sachsen mit der zweithöchsten Zahl der betroffenen Gebäude (131,2/1000 laut Tagesspiegel) zwischen 2002 und 2017 von allen deutschen Großstädten am schlechtesten geschützt, obwohl es dort mit dem Grunewald und vielen Parks noch vergleichsweise viele Grünflächen gibt, die Wassermengen aufnehmen können. Bereits 2018 haben das Land Berlin und Wasserbetriebe daher eine Berliner Regenagentur gegründet, die bei Konflikten zwischen Bebauungsplänen und grünen Projekten berät oder auch schlichtet. Außerdem achtet Berlin sehr darauf, dass bei einem Neubau nur so viel Wasser abließen darf als ohne den Bau. Der Bauherr kann dann entscheiden, ob der Ausgleich zum Beispiel durch Fassadenbegrünung oder durch eine technische Lösung hergestellt wird.

Der Berliner Unternehmer Honorarprofessor Heiko Sieker kritisierte, dass in der Fachwelt Schwammstädte schon seit mehr als 30 Jahren ein Thema sind, es aber viel zu lange dauert, bis etwas passiert. So sei seine Branche, die der Bauingenieure, auch überwiegend damit beschäftigt, Entwässerungssysteme zu bauen, die das Regenwasser auf nimmer Wiedersehen ableiten, statt es vor Ort zu speichern, etwa in Gründächern, Regentonnen und Zisternen und nutzbar zu machen.

„Leipziger Blau-Grün“ nennt sich ein anderes mit einem Umweltpreis und BMBF-Fördergeldern belohntem Projekt mit dem Ziel, Starkregen resilient zu managen und das Mikroklima zu verbessern: In der Leipziger Innenstadt entsteht ein Quartier für fast 4.000 Menschen, wo durch blaugrüne Infrastrukturen wie Rigolensysteme und Flächen, die Wasser speichern können, versucht wird, dem Verlust von 1.800 Bäumen durch Hitzestress in den Dürrejahren 2018 und 2019 entgegenzuwirken.

Eine nicht ganz so typisch deutsche Stadt ist Freiburg im Breisgau. Dort hat man zum Beispiel wasserdurchlässige grüne Straßenbahnkorridore geschaffen, die neben den historischen, schmalen Wasserkanälen entlang der Fußwege helfen soll, sowohl Sturzregen abzuleiten als auch für zusätzliche Kühlung sorgt.

Singapur setzt neben der Begrünung von Fassaden neuerdings auch auf einen digitalen Zwilling, der helfen soll, die durchschnittlich um 7 Grad höheren Temperaturen als auf dem Land herunterzubringen und auch ökonomische wie soziale Aspekte berücksichtig, um dem Klimawandel entgegenzusteuern.

Entgegen anderen Smart-City-Konzepten fließen in das Berechnungsmodell unter anderem auch Verkehrs-, Gebäudeenergie- und Klimamodelle ein. Projektleiter Prof. Dr. Roland Arno Müller von Leipziger BlauGrün“ geht davon aus, dass auch Deutschland in den kommenden fünf bis zehn Jahren nachziehen wird, um mittels computergestützter Simulation anzeigen zu können, wie viel Wasser eine Stadt braucht und wie sich lokale Hochwasser- oder Dürreereignisse auswirken. Diese Erkenntnisse werden seiner Erwartung nach künftig helfen, Investitionsentscheidungen und die dazugehörigen Genehmigungsverfahren zu erleichtern.

Fazit: Die beschriebenen Konzepte gegen Schwerwetterereignisse kratzen zwar nur an der Oberfläche, zeigen aber, wo es oft noch hakt und wo es hingehen sollte, um die Städte zukunftssicherer zu gestalten und Menschen vor Wetterextremen wie Starkregen und Dürren zu schützen. Wichtig ist dabei nicht nur, die Niederschlagsmengen abzuleiten, sondern möglichst bereits vor Ort in Beeten, Parks und auf Dächern und Fassaden zu halten, auch, um so natürliche Klimaanlagen zu schaffen. Auch Smart-City-Projekte, wie sie Axians, Omexom und andere Marken von VINCI Energies seit Jahren schon vorantreiben, können in Form von intelligenten Parkleitsystemen oder der VINCI-Lösung We-Light Open für eine intelligente Straßenbeleuchtung auch ihren Beitrag leisten, Städte und ihre Luft lebenswerter zu machen. VINCI Energies, eine Tochter des französischen Bauriesen VINCI SA, dem größten der westlichen Welt, leistet persönlich auch aktiven Umweltschutz und verfolgt das Ziel, die CO2-Emissionen bis 2030 um 40 Prozent zu reduzieren.

Quelle: Adobe Stock / valerybrozhinsky