Beschlussvorlage (- Fachgutachterliche Stellungnahme zu den lokalklimatischen Auswirkungen, 4.12.2017)

                                    
                                        iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Messstelle §29b
BImSchG

Auftraggeber:

DBA Deutsche Bauwert AG
Pariser Ring 1
76532 Baden-Baden

Fachgutachterliche Stellungnahme zu den lokalklimatischen Auswirkungen der Planung im Rahmen des
städtebaulichen Entwurfs zum Projekt
Reichswaisenhaus Areal Lahr

Projekt-Nr.:

17-05-05-FR

Umfang:

26 Seiten

Datum:

4. Dezember 2017

Bearbeiter:

Dr. Rainer Röckle, Diplom-Meteorologe
Dr. Christine Ketterer, M.Sc. in Climate Sciences
iMA Richter & Röckle GmbH & Co. KG
Eisenbahnstraße 43
79098 Freiburg
Tel.:
0761/ 202 1662
Fax:
0761/ 202 1671
E-mail: roeckle@ima-umwelt.de

Durch die DAkkS nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Prüflaboratorium.
Die Akkreditierung gilt für die in der Urkunde aufgeführten Prüfverfahren

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Inhaltsverzeichnis
1

Situation und Aufgabenstellung...............................................................................5

2

Standort und örtliche Gegebenheiten ......................................................................5

3

Planung.......................................................................................................................5

4

Klimatologische Verhältnisse im Untersuchungsraum ..........................................8

5

Nächtliche Kaltluftsituation ....................................................................................10

5.1

Entstehung von Kaltluftabflüssen ...................................................................................................... 10

5.2

Zeitlicher Verlauf von Kaltluftabflüssen ............................................................................................. 10

5.3

Häufigkeit von Kaltluftabflüssen ........................................................................................................ 11

6

Klimawandel .............................................................................................................11

7

Kaltluftabfluss-Simulationen ..................................................................................12

7.1

Simulations- und Beurteilungsgebiet ................................................................................................. 12

7.2

Ergebnisse der Simulationsrechnungen ............................................................................................ 14

7.3

Auswirkungen der geplanten Bebauung ........................................................................................... 15

8

Bewertung und Planungshinweise ........................................................................17

9

Zusammenfassung ..................................................................................................18

Literatur ...........................................................................................................................19
Anlage:

Abbildungen ................................................................................................20

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Lahr Reichswaisenhaus / Kaltluftuntersuchung

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1 Situation und Aufgabenstellung
Die DBA Deutsche Bauwert AG beabsichtigt Wohnbebauung auf einem ca. 6,3 ha großen Gelände
in Hanglage, dem historischen Reichswaisenhaus-Areal in Lahr, zu errichten. Für die Bebauung
müssen teilweise bestehende Gebäude und Gehölzbestände entfernt werden. Denkmalgeschützte
Gebäude werden erhalten.
Das Gebiet liegt zwischen Bürklinstraße im Süden und der Altvaterstraße und etwas darüber hinaus
im Norden. Der überplante Bereich liegt im Bebauungsplangebiet Altenberg.
Da das Gebiet die besondere Klimafunktion „Kaltluftabfluss“ aufweist, müssen insbesondere die
Auswirkungen der geplanten Bebauung auf die abend- und nächtlichen Kaltluftabflüsse betrachtet
werden.
Kaltluftabflüsse treten in klaren, windschwachen Nächten auf. Dabei handelt es sich in Hanglagen
um flache, oftmals nur wenige Meter mächtige Strömungen (Hangabwind). In Tälern findet man
dagegen meist mächtige und intensive Kaltluftströme (Bergwinde). An thermisch belasteten Tagen
können Kaltluftabflüsse durch Frischluftzufuhr zu einer Abkühlung und damit zu verträglicheren
kleinklimatischen Bedingungen führen. Kaltluftabflüsse treten verstärkt bei hohen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht vom Frühling bis in den Spätherbst auf.

2 Standort und örtliche Gegebenheiten
Das Reichswaisenhaus-Areal liegt am östlichen Siedlungsrand von Lahr am Talausgang des
Schuttertals. Es liegt am Südhang des bewaldeten Gewanns „Altvater“ und erstreckt sich auf den
Höhenbereich von 205 bis ca. 250 m. Der Talgrund liegt bei ca. 175 m und die Randhöhen erreichen über 400 m.
Im Norden des Areals schließt Waldbestand an, im Süden Wohnbebauung.
Abbildung 3-1 zeigt ein Foto von der gegenüberliegenden Talseite mit Blick auf den Altvater. Das
Reichswaisenhaus ist als markantes Gebäude im Plangebiet gut zu erkennen.
In Abbildung 3-2 ist die Lage in der topografischen Karte skizziert. Das Plangebiet fällt nach Süden
hin ins Schuttertal ab.
Abbildung 3-3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schuttertalausgangs mit der skizzierten Lage
des Plangebiets. Derzeit befinden sich das ehemalige Reichswaisenhaus und das Thaederhaus im
Umgriff des Plangebiets. Weiterhin sind älterer Baumbestand und offene Wiesenstücke sowie die
Zuwegungen zu den bestehenden Gebäuden vorhanden.

3 Planung
Im Planfall wird die Bebauung nördlich der Bürklinstraße um zwei Gebäudereihen erweitert und die
Bebauung am Altvaterweg weiterentwickelt. Abbildung 3-4 zeigt den städtebaulichen Entwurf des
Reichswaisenhaus Areals Lahr.

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Abbildung 3-1: Foto des Plangebiets von der gegenüber liegenden Talseite.

Eine perspektivische Darstellung des Untersuchungsgebiets und der Umgebung ist in Abbildung
3-3 dargestellt.

Abbildung 3-2: Ausschnitt aus der Topografischen Karte 1:25.000 mit Plangebiet (schematisch)

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Abbildung 3-3: Perspektivische Ansicht des Untersuchungsgebiets mit Blick nach Osten. (Quelle: GoogleEarth). Plangebiet skaliert

Abbildung 3-4: Planung
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4 Klimatologische Verhältnisse im Untersuchungsraum
Das Klima im Untersuchungsgebiet wird geprägt durch seine Lage am östlichen Rand des Rheintals im Bereich der Randhöhen des Schwarzwalds. Die Winter sind in der Tallage meist mild, die
Sommer vorwiegend heiß. Tabelle 4-1 zeigt die klimatologischen Kennzahlen, die mittlere jährliche
Lufttemperatur, die mittlere Sonnenscheindauer und die mittleren Niederschlagsmengen für die
Station Lahr Wetterwarte (am Flugplatz). Im Stadtgebiet Lahr werden tendenziell etwas höhere
Häufigkeiten und eine höhere Mitteltemperatur erwartet. Zur Einordnung sind zusätzlich noch die
Stationen Karlsruhe und Freiburg dargestellt.
Tabelle 4-1: Kennzahlen (Bezugszeitraum 1981-2010) in Lahr, Karlsruhe und Freiburg (Quelle: DWD,
http://www.dwd.de/DE/leistungen/klimadatendeutschland/langj_mittelwerte.html)
Einheit

Lahr
/Flugh.

Karlsruhe

Freiburg

Höhe

m

155

112

236

Eistage

d

14.1

11.1

11.9

Frosttage

d

68.4

60.7

57.3

Sommertage

d

58.9

68.0

60.4

Heiße Tage

d

13.5

21.4

15.4

Mitteltemperatur

°C

10.8

11.0

11.4

Sonnenscheindauer

h

1728

1805

1768

mm

835

783

934

Kennzahlen

Niederschlag

Eistage
Tage mit Tagesmaximum der Temperatur < 0 °C
Frosttage
Tage mit Tagesminimum der Temperatur < 0 °C
Sommertage
Tage mit Tagesmaximum der Temperatur ≥ 25 °C
Heiße Tage
Tage mit Tagesmaximum der Temperatur ≥ 30 °C
Temperatur
Mittel der Temperatur in 2 m über dem Erdboden
Niederschlag
Mittlere Jahressumme der Niederschlagshöhe
Sonnenscheindauer Mittlere Jahressumme der Sonnenscheindauer

Die Verhältnisse in Lahr
sind soweit typisch für den
Oberrheingraben. Entsprechend sind insbesondere in den Sommermonaten erhöhte thermische
Belastungen vorhanden
(vgl. Abbildung 4-1).

Abbildung 4-1: Tage mit
Wärmebelastung (aus
REKLIP-Atlas, 1995)

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Die Windverhältnisse im Raum Lahr werden durch den Verlauf des Oberrheingrabens und des
Schuttertals geprägt. Durch die hohen Randhöhen findet man im Schuttertal eine Kanalisierung in
Tallängsrichtung, d.h. im Bereich des Plangebiets treten am häufigsten West- und Ostwinde auf.
Zum Rheingraben hin, ändern sich die Häufigkeiten zunehmend auf Südwest- und Nordostrichtungen. Die LUBW hat von 1991 bis 1992 Messungen in Lahr durchgeführt. An der Messstelle südwestlich der Innenstadt (vgl. Abbildung 4-2) wurden hauptsächlich Südwestwinde gemessen. Ein
sekundäres Maximum lag bei Winden aus östlicher bis nördlicher Richtung.

Abbildung 4-2: Gemessene Windverhältnisse in Lahr (LUBW-Station, 1911-1992). Das Plangebiet ist durch
einen Pfeil gekennzeichnet.

Neben den auf großräumigen Druckunterschieden basierenden Winden, treten in windschwachen
und wolkenarmen Nächten Kaltluftabflüsse auf, die eine hohe Relevanz für die Belüftung bei austauscharmen Verhältnissen haben. Auf Kaltluftabflüsse wird im nächsten Kapitel eingegangen. Die
Kaltluftabflusssituation im Plangebiet wird mit Hilfe eines höher aufgelösten Simulationsmodells in
Kapitel 7 bestimmt, das speziell für diese Fragestellung entwickelt wurde.

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5 Nächtliche Kaltluftsituation
5.1

Entstehung von Kaltluftabflüssen

In klaren windschwachen Nächten ist die Energieabgabe der Boden- und Pflanzenoberflächen aufgrund der Wärmeausstrahlung größer als die Gegenstrahlung der Luft. Dieser Energieverlust verursacht eine Abkühlung der Boden- und Pflanzenoberfläche, so dass die Bodentemperatur niedriger als die Lufttemperatur ist. Durch den Kontakt zwischen dem Boden und der Umgebungsluft
bildet sich somit eine bodennahe Kaltluftschicht. Diese ist umso ausgeprägter, je negativer die
Strahlungsbilanz, je geringer die Wärmezufuhr aus den tieferen Bodenschichten und je schwächer
der Luftaustausch mit der darüberliegenden Atmosphäre ist.
In ebenem Gelände bleibt die bodennahe Kaltlufthaut an Ort und Stelle liegen. In geneigtem Gelände setzt sie sich infolge von horizontalen Dichteunterschieden (kalte Luft besitzt eine höhere
Dichte als warme Luft) hangabwärts in Bewegung. Dieser Prozess ist von der Hangneigung und
dem Dichteunterschied abhängig. Die Reibungskraft bremst die abfließende Luft. Die beschriebenen Vorgänge sind in der Regel zeitlich nicht konstant, d.h. es kommt zu „pulsierenden“ Kaltluftabflüssen.
In Geländeeinschnitten fließen die Hangabwinde zusammen und es kann ein mehr oder weniger
mächtiger Talabwind (= Bergwind) entstehen. Die vertikale Mächtigkeit des Talabwinds und die
Geschwindigkeit hängen im Wesentlichen von der Fläche des Einzugsgebiets, der Kaltluftproduktionsrate, dem Talgefälle und den „Rauigkeiten“ im Talbereich ab. Die Fließrichtung wird durch die
Geländeform bestimmt. Als Leitlinien dieses Kaltluftabflusses treten talwärts führende Einsenkungen des Geländes wie z.B. Seitentäler, Schluchten und Rinnen in Erscheinung.
In tiefer gelegenen konkaven Geländeformen wie z.B. in Tälern, Talkesseln, Schluchten und Mulden kann sich die Kaltluft sammeln und es kann sich ein Kaltluftsee ausbilden. In dieser stagnierenden Kaltluft können sich intensive Inversionen ausbilden, die den vertikalen Luftaustausch deutlich reduzieren.
Die Kaltluftentstehung und der Kaltluftabfluss hängen somit von folgenden Faktoren ab:

5.2

–

meteorologische Verhältnisse

–

Flächennutzung

–

Geländeform und -exposition

Zeitlicher Verlauf von Kaltluftabflüssen

Hangabwinde setzen ein, wenn sich der Erdboden deutlich abkühlt. Dies ist, abhängig von der
Exposition des Hanges, in den Nachmittags- und Abendstunden der Fall. An nicht-besonnten Hängen setzen die Hangabwinde bereits vor Sonnenuntergang ein. Sie dauern die Nacht über an, sofern sie nicht von einem stärkeren Bergwind (Talabwind) überlagert werden. Wenn der Hang am
Morgen wieder besonnt wird, endet der Hangabwind.
Bergwinde setzen gegenüber den Hangabwinden später ein. Sie beginnen meist erst nach Sonnenuntergang. In den Morgenstunden dauern sie länger an.

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5.3

Häufigkeit von Kaltluftabflüssen

Kaltluftabflüsse treten bei windschwachen und gleichzeitig wolkenarmen Wetterlagen auf, da in
diesen Fällen gute Ausstrahlungsbedingungen vorliegen und die bodennah gebildete Kaltluftschicht nicht durch Turbulenzen zerstört wird.
In großen Tälern bilden sich Bergwinde auch bei Wetterlagen mit höheren Windgeschwindigkeiten
und selbst bei teilweise bewölktem Wetter aus. So tritt der Freiburger Höllentäler auch dann noch
auf, wenn die Windgeschwindigkeiten im Feldbergniveau (1500 m) bis ca. 7 m/s betragen. Bei höheren Windgeschwindigkeiten kann der Bergwind nicht mehr entstehen, da die Höhenströmung bis
zum Boden durchgreift und die Kaltluft auflöst. Basierend auf diesen Randbedingungen kann abgeschätzt werden, dass in ca. 40% der Nachtstunden mit Bergwinden zu rechnen ist.
Die geringmächtigeren Hangabwinde reagieren wesentlich empfindlicher auf übergeordnete Strömungen. In windgeschützten Lagen (z.B. Waldschneisen) bilden sich Kaltluftabflüsse häufig aus,
während in exponierten Lagen nur bei ausgesprochen schwachwindigen Strahlungswetterlagen ein
ausgeprägter Abfluss auftritt. Heldt und Höschele (1989) geben an, dass bei Windgeschwindigkeiten, die in 50 m über Grund mehr als 5 m/s betragen, praktisch nur noch in geschützten Tälern
Hangwinde auftreten, während bei weniger als 3 m/s die Hangwind-Wahrscheinlichkeit auf überdurchschnittliche Werte ansteigt. Auch der Tagesgang der Temperatur ist mit dem Kaltluftabfluss
korreliert. Falls die Differenz der Maximal- und Minimaltemperatur innerhalb eines Tages mehr als
10 C beträgt, ist die Auftrittswahrscheinlichkeit von Hangabwinden überdurchschnittlich hoch.
Dieser Befund wird auch durch den Jahresgang der Auftrittswahrscheinlichkeit bestätigt. Das Maximum von Kaltluftabflüssen wird im Spätsommer/Frühherbst beobachtet In den Wintermonaten ist
die Wahrscheinlichkeit, auch aufgrund der Nebellagen, am geringsten.

6 Klimawandel
Der Klimawandel findet auch in Baden-Württemberg statt. So stiegen die Lufttemperaturen seit den
80er Jahren in Baden-Württemberg um ca. 1°C im Jahresmittel an. Dies führte vor allem zu milderen Wintern. Bis zum Jahr 2050 sollen die Temperaturen weiter ansteigen – je nach Szenario zwischen 0,8 und 1,7°C (LUBW, 2010).
Insbesondere in den Ebenen (Hochrheingraben, Oberrheingraben) nimmt die Zahl der Sommertage1 nach den Berechnungen nochmals deutlich zu. Für Karlsruhe wird eine Steigerung von derzeit etwa 60 Tagen auf 80 Tage erwartet.
Auch die winterlichen Niederschläge nehmen je nach Region zu. Damit verbunden ist eine Zunahme von Hochwasserereignissen.
Besonders deutlich wird der Klimawandel aber durch die erwartete Zunahme von Extremen. Lange
Trockenperioden, Hitzeperioden und Extremniederschläge machen nicht nur dem Menschen zu
schaffen, sondern haben Auswirkungen auf den Naturhaushalt.

1

Tage mit Maximaltemperaturen über 25°C

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7 Kaltluftabfluss-Simulationen
Um die Wirkungsbereiche der nächtlichen Kaltluftabflüsse im Untersuchungsgebiet zu analysieren,
wurden Simulationsrechnungen mit dem numerischen Modell DFM V2.60 (Röckle, Richter, 19982014) durchgeführt. Das Modell liefert, abhängig von Orographie und Landnutzung, die vertikal
gemittelten Strömungsgeschwindigkeiten und die Kaltluftmächtigkeit im Simulationsgebiet. Es entspricht in den Grundzügen dem Modell KLAM_96 des DWD.
In einem geländefolgenden Koordinatensystem werden die Erhaltungsgleichungen für Impuls und
Masse numerisch gelöst. Die Gleichungen enthalten Terme für Advektion, Schwerebeschleunigung, Reibung an der Erdoberfläche, Einmischen von Luft (Entrainment) am oberen Rand der Kaltluft, mesoskalige und großräumige Druckgradienten, Antrieb durch übergeordnete Strömungen,
Coriolis-Effekte und horizontale Diffusion.
Eingangsgrößen sind das digitale Höhenmodell und landnutzungsabhängige Größen wie die Geländerauigkeit, der potentielle Temperaturgradient der Kaltluft (Maß für die Kaltluftproduktivität) und
ein Höhenzuschlag zur Orographie.
Ausgabegrößen sind die vertikal gemittelten Horizontalkomponenten und die Höhe der fließenden
Kaltluft. Daraus lassen sich der lokale Volumenstrom (Produkt aus Kaltlufthöhe und Horizontalgeschwindigkeit) und unter Annahme eines typischen Kaltluftströmungsprofils auch Geschwindigkeiten in vorgegebenen Höhen ableiten.
Das Modell wurde an einer Vielzahl vergleichbarer Untersuchungen eingesetzt (u.a. für die flächendeckende Kaltluftberechnung Baden-Württemberg, Ministerium für Umwelt und Verkehr (2001 und
2014), für das Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (2004), LfU Bayern (2011), HLNuG Hessen
(2014) und Rheinland-Pfalz (2014) sowie die Ostschweiz (2007) und liefert gute Übereinstimmungen mit Messungen.

7.1 Simulations- und Beurteilungsgebiet
Abbildung 7-1 zeigt das Simulationsgebiet in einer perspektivischen Ansicht aus Westsüdwest. Das
Gebiet umfasst 15 km in Ost-West und 16 km in Nord-Süd-Richtung. Damit ist sichergestellt, dass
alle relevanten Kaltlufteinzugsbereiche erfasst sind. Die räumliche Auflösung der Berechnungen
beträgt 30 m.
Die Nutzungen sind in Tabelle 7-1 aufgeführt. Ferner sind die ins Modell einfließenden, nutzungsabhängigen Parameter aufgelistet. Der Höhenzuschlag wird dem Gelände zugerechnet, die Rauigkeit ist ein Maß für die Reibung und der potenzielle Temperaturgradient ist ein Maß für den Antrieb
der Kaltluft.
Angesetzt wurden Bedingungen, die einer mittleren Kaltluftproduktivität entsprechen. Die berechneten Kaltluftströme können in Zeiten mit ausgeprägtem Tagesgang der Lufttemperatur (z.B. im
Frühjahr) stärker, in den Wintermonaten mit geringerem Tagesgang schwächer ausgebildet sein.
Im Planfall wurde die Nutzung im Plangebiet auf die Nutzungsklasse der umgebenden Bebauung
gesetzt.

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Plangebiet

Abbildung 7-1: Perspektivische Ansicht des Simulationsgebiets aus Westsüdwest. Die farbigen Schattierungen geben die Landnutzungen im Simulationsgebiet wieder.
Tabelle 7-1: Nutzungen, Höhenzuschlag, Rauigkeit und potenzieller Temperaturgradient
Nutzung

Höhenzuschlag

Rauigkeit

Pot. Temperaturgradient

[m]

[m]

[K/100m]

1

Siedlung

9

1.00

-0.30

2

Kernstadt

12

1.50

-0.20

3

Industrie

15

2.00

-0.10

4

Ackerflächen

0

0.20

-1.00

5

Wein/Obstplantage/Streuobst

2

0.65

-1.20

6

Brachland/Windwurf

0

0.10

-1.00

7

vegetationslos

0

0.05

-0.40

8

Intensivgrünland

0

0.20

-1.20

9

Extensivgrünland

0

0.10

-1.20

10

Nadelwald

18

1.50

-1.10

11

Laubwald

18

1.50

-1.10

12

Mischwald

18

1.50

-1.10

13

Gewässer

0

0.02

-0.10

14

Feuchtflächen

0

0.05

-0.30

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7.2

Ergebnisse der Simulationsrechnungen

In Abbildung A-1 bis A-3 sind die Kaltluftverhältnisse zu Beginn der Nacht und im weiteren Verlauf
der Nacht im Überblick dargestellt. Die linken Bilder zeigen die Volumenstromdichte2, die ein Maß
für das Durchlüftungspotenzial einer Strömung darstellt. Die jeweils rechten Bilder zeigen die dazugehörige Kaltluftmächtigkeit. Die Lage des Plangebiets ist durch einen Kreis gekennzeichnet.
Eine Stunde nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse (Abbildung A-1) findet man in den größeren Seitentälern des Schuttertals (Talbachtal, Steinbächletal, Litschental) bereits intensivere Kaltluftabflüsse. Im Plangebiet herrschen noch Hangabwinde vor, deren Volumenstrom aufgrund der geringen Kaltluftmächtigkeit eher gering ist.
Im weiteren Verlauf der Nacht steigen die Kaltluftmächtigkeiten im Schuttertal auf über 150 m an.
Außerhalb der Bergzone verteilt sich die Kaltluft auf einen größeren Bereich, da die berandenden
Höhen deutlich niedriger sind. Im Bereich der Innenstadt liegt die Kaltlufthöhe im Bereich von 80 m.
Der intensivste Kaltluftstrom stellt sich zwischen Reichenbach und Talausgang des Schuttertals
ein.
Da sich im Laufe der Nacht auch die Rheineben mit Kaltluft füllt, gehen die Intensitäten der Kaltluftströme mit steigender Kaltluftmächtigkeit zurück (vgl. Abbildung A-3). Lahr wird in wolkenarmen
und windschwachen Nächten im Wesentlichen durch den Bergwind aus dem Schuttertal belüftet.
Um die Kaltluftverhältnisse im näheren Umfeld der Planung beurteilen zu können, wurden in den
Abbildungen A-4 bis A-6 ein kleiner Ausschnitt aus dem Simulationsgebiet betrachtet. Das Plangebiet ist durch eine rote Linie markiert. Das jeweils obere Bild zeigt die bodennahen Windgeschwindigkeiten. Die Pfeile geben die Fließrichtung der Kaltluft an; die Pfeillänge ist ein Maß für die Windgeschwindigkeit. Die jeweils unteren Bilder zeigen die Höhe der fließenden Kaltluft.
Der Zeitpunkt „1 Stunde nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse“ (Abbildung A-4) ist repräsentativ
für den Zeitraum, zu dem sich die Hangabwinde entwickelt haben, Bergwinde aber noch nicht auftreten. Während die Stadtrandgebiete von Lahr zunächst von diesen Hangabwinden belüftet werden, ist in der Innenstadt noch keine Belüftung festzustellen.
Im Plangebiet werden Hangabwinde vom Altvater berechnet. Diese führen zu einer nordöstlichen
Strömung, die etwa bis zur Schutter reichen. Die Kaltluftmächtigkeit im Plangebiet liegt im Bereich
zwischen 5 m und 20 m. Südlich der Schutter herrschen Hangabwinde und ein Bergwind aus dem
Burghardgraben vor.
In der Modellsimulation kennzeichnet der Zeitpunkt „2 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse“ (Abbildung A-5) die Umstellungsphase. Die Täler übernehmen zunehmend das Strömungsregime. Da die Kaltluftmächtigkeiten und meist auch die Strömungsgeschwindigkeiten der Talabwinde größer als die der Hangwinde sind, treten die Belüftungsfunktionen der Hangabwinde in den
Hintergrund. Während der obere Teil des Plangebiets noch im Bereich mit Hangabwinden aus
nordöstlicher Richtung liegt, findet man im südlichen Teil des Plangebiets und der daran anschließenden Bebauung bereits den Einfluss des Bergwinds aus dem Schuttertal. Dieser ist mit östlichen
2

Die Volumenstromdichte bezeichnet dasjenige Kaltluftvolumen, das in einer Sekunde eine senkrecht zum Kaltluftstrom orientierte
Fläche mit einer Breite von 1 m durchströmt.

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bis ostsüdöstlichen Windrichtungen verbunden. Die Kaltluftmächtigkeit ist im Südteil des Plangebiets auf über 40 m angestiegen.
Die über das Plangebiet streichende Luft wird am Talausgang nach Nordwesten abgelenkt, ist
demnach nicht für die Belüftung der Innenstadt relevant, sondern fließt über den Ortsteil Burgheim.
Dies ändert sich im weiteren Verlauf der Nacht nicht mehr wesentlich. „4 Stunden nach Einsetzen
der Kaltluftabflüsse“ (Abbildung A-6) dominieren die Bergwinde das Strömungsgeschehen. Nur
in Bereichen, die von Bergwinden nicht beeinflusst werden, findet man noch Hangabwindsysteme.
Das Plangebiet liegt dann ebenfalls im Einzugsbereich des Bergwinds mit östlicher Strömung. Die
Mächtigkeit der fließenden Kaltluft ist noch etwas angestiegen.

7.3

Auswirkungen der geplanten Bebauung

Die Bebauung beeinflusst das lokale Klimageschehen durch die Hinderniswirkung und den Strahlungshaushalt. Bei einer Maschenweiten von 30 m ist eine räumliche Auflösung der Einzelhindernisse nicht möglich. Im Modell wurden im Umgriff des Plangebiets die Flächen im Planfall auf die
Nutzung „Siedlung“ gesetzt. Im Istzustand waren sie überwiegend der Klasse 5 „Obstanbau“ mit
guter Kaltluftproduktivität und mittlerer Rauigkeit zugeordnet.
Die versiegelten Flächen und die zusätzlichen Baukörper heizen sich an sonnigen Tagen stärker
auf als die existierenden Grünbereiche. Dies führt in den Abend- und Nachtstunden zu einer reduzierten Kaltluftproduktion. Ferner werden durch die zusätzliche Bebauung infolge der erhöhten Reibung weitere Reduktionen des Kaltluftstroms hervorgerufen. Die Effekte machen sich vor allem in
den Abendstunden bemerkbar, da hier die vertikale Mächtigkeit und Intensität der Kaltluftabflüsse
noch vergleichsweise gering ist.
Im weiteren Verlauf der Nacht wird das Kaltluftgeschehen durch den Bergwind dominiert. Dieser
weist ein großes Kaltlufteinzugsgebiet auf, so dass die Reduktion der Kaltluftproduktion auf den
überplanten Flächen nicht mehr ins Gewicht fällt. Durch die Reibung wird der Kaltluftstrom bodennah noch etwas reduziert, verliert aber insgesamt nicht merklich an Intensität.
In Abbildung 7-2 sind die vertikal gemittelten Windgeschwindigkeiten für den Beginn der Nacht
(oben) und zwei Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse (unten) dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde nur jeder 2. Pfeil aufgeführt. Die blauen Pfeile gelten für den Nullfall, die
roten Pfeile für den Planfall. Wo sich beide Pfeile überlagern, also kein Unterschied zwischen Nullund Planfall vorhanden ist, sehen die Pfeile violett aus.
In der Bürklinstraße direkt unterhalb der geplanten Bebauung (Häuser 15 und 17) ergeben die
Simulationen zu Beginn der Nacht lokal bis zu 35% geringere Windgeschwindigkeiten.
Nach Einsetzen des Bergwindes dreht der Wind auf östliche Richtungen und nimmt an Stärke zu.
Die Reduktionen sind dann im Bereich Bürklinstraße deutlich geringer und liegen im Bereich von
maximal 10%. Im weiteren Verlauf der Nacht ändert sich an diesen Verhältnisse kaum noch etwas.
Da die an der Nordseite des Ausgangs des Schuttertals hauptsächlich in Richtung des Ortsteils
Burgheim abfließt, ergeben sich keine Auswirkungen auf die Innenstadt von Lahr. Da mit zunehmendem Abstand zum Plangebiet die Effekte geringer werden, ergeben sich keine merklichen Auswirkungen auf Burgheim.
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Abbildung 7-2: Mittlere Windgeschwindigkeiten; oben – 1 Stunde nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse;
unten – 2 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse.

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8 Bewertung und Planungshinweise
Eine Betroffenheit ergibt sich aus der thermischen Belastungssituation, der lufthygienischen Belastung und der Zahl der betroffenen Einwohner.
Thermisch ist die umliegende Bebauung aufgrund des hohen Grünanteils und der am Talausgang
eher guten Belüftungssituation deutlich weniger belastet als beispielsweise die Innenstadtbereiche
oder weiter in der Rheinebene liegende Sielungen, die nicht von Kaltluftabflüssen profitieren.
Die lufthygienische Belastung wird im Wesentlichen durch die großräumige Vorbelastung und die
B415 verursacht. In den Nachtstunden weht der Wind aber nicht von der Bundesstraße zu den
direkten Anrainern des Plangebiets hin. Zudem ist nachts das Verkehrsaufkommen deutlich geringer als in den Tagstunden.
Die geplante Bebauung bringt die abendlichen Hangabwinde, die derzeit den Bereich Bürklinstraße
nur durch Bäume und Buschwerk gehindert erreichen, nicht zum Erliegen. Es kommt aber zu einer
abendlichen Reduktion der Durchlüftung von maximal 35% im Bereich Bürklinstraße 15 und 17.
Die Nachbargebäude sind aufgrund vorgelagerter Hindernisse oder dem Abstand zum Plangebiet
weniger betroffen.
Für die Bewertung von Eingriffen in das lokale Klima gibt es bislang keine Grenz- oder Leitwerte,
die als Maßstab für die Erheblichkeit herangezogen werden könnten. Aufgrund der vergleichsweise
geringen Betroffenheit und spürbaren Auswirkungen nur zu Beginn der Nacht, sind die Auswirkungen aus unserer Sicht tolerabel.
Trotzdem sollten zur Minimierung unerwünschter Auswirkungen folgende Empfehlungen berücksichtigt werden:
-

Versiegelungen sind gering zu halten. Z.B. können wenig frequentierte Kfz-Stellflächen mit
Rasenbausteinen angelegt werden.

-

Riegelbebauung quer zum Hang ist zu vermeiden, um einen bodennahen Durchfluss des
abendlichen Hangabwindes nicht zu unterbinden.

-

Flachdächer und Dächer von Garagen sind möglichst zu begrünen.

-

Die Gebäude sind nach aktuellen EnEV-Standards oder besser auszulegen.

-

Es sollten emissionsarme Heizkonzepte vorgesehen werden. Offene Feuerstellen führen in
Hanglage häufig zu Beschwerden. Sie sollten deshalb vermieden werden.

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9 Zusammenfassung
Die DBA Deutsche Bauwert AG beabsichtigt Wohnbebauung auf Reichswaisenhaus-Areal in Lahr
zu errichten. Für die Bebauung müssen teilweise bestehende Gebäude und Gehölzbestände entfernt werden. Denkmalgeschützte Gebäude werden erhalten. Das Gebiet liegt zwischen Bürklinstraße im Süden und der Altvaterstraße und etwas darüber hinaus im Norden. Der überplante Bereich liegt im Bebauungsplangebiet Altenberg.
Da eine Hangbebauung potenziell Kaltluftabflüsse beeinträchtigt, müssen insbesondere die Auswirkungen der geplanten Bebauung auf die abend- und nächtlichen Strömungsverhältnisse bei
austauscharmen Wetterlagen betrachtet werden.
Kaltluftabflüsse treten in klaren, windschwachen Nächten auf. An thermisch belasteten Tagen können Kaltluftabflüsse durch Frischluftzufuhr zu einer Abkühlung und damit zu verträglicheren kleinklimatischen Bedingungen führen. Kaltluftabflüsse treten verstärkt bei hohen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht vom Frühling bis in den Spätherbst auf.
Um die nächtliche Situation bei Strahlungswetterlagen im Raum Lahr – insbesondere im Untersuchungsgebiet – zu erfassen, wurden Modellrechnungen durchgeführt. Die Simulationen zeigen, wie
sich die Kaltluftströmung im Verlauf einer Strahlungsnacht entwickelt.
In den Abendstunden, meist nach Sonnenuntergang, setzen zunächst Hangabwinde ein. Diese
strömen von den Hängen ins Tal. Das Plangebiet wird von Nordosten her überströmt, wobei die
Kaltluft bis auf Höhe der Schutter vordringt. Im Planfall reduziert sich durch Reibungsverluste (Hinderniswirkung der Baukörper) und die Antriebsverluste (versiegelte Flächen produzieren weniger
Kaltluft) die Strömungsgeschwindigkeit.
Ab etwa zwei Stunden nach Sonnenuntergang setzt der Bergwind aus dem Schuttertal ein. Dieser
führt im Bereich des Plangebiets zu einer relativ intensiven östlichen Strömung. Aufgrund der großen Kaltluftmächtigkeiten fallen die Reduktionen deutlich geringer aus.
Zu Beginn der Nacht sind die größten Auswirkungen direkt unterhalb des Plangebiets im Zuge der
Bürklinstraße (Gebäude 15 und 17) zu erwarten. Der Kaltluftstrom wird dort bis zu 35% reduziert,
kommt aber nicht zum Erliegen. Da die Bebauung an der Bürklinstraße gut durchgrünt ist und dort
keine stark befahrene Straße verläuft, sind die thermischen und lufthygienischen Vorbelastungen
gering. Eine Reduktion der Durchlüftung scheint auch unter dem Aspekt, dass der einsetzende
Bergwind eine gute Durchlüftung sicherstellt, aus unserer Sicht tolerabel.

Freiburg, 4. Dezember 2017

Dr. Rainer Röckle
Diplom-Meteorologe

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Dr. Christine Ketterer
M.Sc. in Climate Sciences

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Literatur
Garrett, A.J., Smith, F.G.: Two-Dimensional Simulations of Drainage Winds and Diffusion Compared to Observations. Journal of Climate and Applied Meteorology, Vol.23, 1984.
Heldt, K., Höschele, K.: Hang- und Bergwinde am Rheintalrand bei Karlsruhe. Meteorologische
Rundschau 41, 1989, 104-110.
King, E.: Untersuchungen über kleinräumige Änderungen des Kaltluftflusses und der Forstgefährdung durch Straßenbauten, Berichte des Deutschen Wetterdienstes, 130, Bd. 17, Offenbach.
LUBW: Windrosen flächendeckend für Baden-Württemberg unter http://brsweb.lubw.baden-wuerttemberg.de
Röckle, R., Richter, C.-J.: Ausbreitung von Geruchsstoffen in Kaltluftabflüssen – Messungen und
Modellrechnungen. VDI Berichte 1373 - Gerüche in der Umwelt. VDI-Verlag Düsseldorf, 1998, 249259
Röckle, R., Richter, C.-J.: GAK – ein Screening-Modell zur Standort-Beurteilung von Geruchsemittenten bei Kaltluftabflusssituationen in Baden-Württemberg. Forschungsbericht im Auftrag des
Umweltministeriums Baden-Württemberg, März 2000, Update Juni 2014
Röckle, R., Richter, C.-J.: GAK – ein Screening-Modell zur Standort-Beurteilung von Geruchsemittenten bei Kaltluftabflusssituationen in Nordrhein-Westfalen. Forschungsbericht im Auftrag des
Landesumweltamtes NRW, 2004, Update November 2014
Röckle, R., Richter, C.-J.: KALOS – ein Screening-Modell zur Standort-Beurteilung von Emittenten bei Kaltluftabflusssituationen in der Ostschweiz. Forschungsbericht im Auftrag der OSTLUFT,
2008
Röckle, R., Richter, C.-J.: Ausbreitung von Geruchsstoffen in Kaltluftabflüssen – Messungen und
Modellrechnungen. VDI Berichte 1373 – Gerüche in der Umwelt. VDI-Verlag Düsseldorf, 1998, 249259
VDI 3787 Blatt 5: Umweltmeteorologie – Lokale Kaltluft, Beuth Verlag Düsseldorf.
Meyers kleines Lexikon der Meteorologie. Wissenschaftliche Bearbeitung: H. Schirmer, 1987.

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Anlage:

Abbildungen

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Abbildung A-1: Volumenströme (links) und Kaltlufthöhen (rechts) zu Beginn der Nacht (1 Stunde nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse).

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Abbildung A-2: Volumenströme (links) und Kaltlufthöhen (rechts) zu im weiteren Verlauf der Nacht (2 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse).

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Abbildung A-3: Volumenströme (links) und Kaltlufthöhen (rechts) zu im weiteren Verlauf der Nacht (4 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse).

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Abbildung A-4: Mittlere Windgeschwindigkeiten 1 Stunde nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse (oben) und
Höhe der fließenden Kaltluft (unten).

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Abbildung A-5: Mittlere Windgeschwindigkeiten 2 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse (oben) und
Höhe der fließenden Kaltluft (unten).

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Abbildung A-6: Mittlere Windgeschwindigkeiten 4 Stunden nach Einsetzen der Kaltluftabflüsse (oben) und
Höhe der fließenden Kaltluft (unten).

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