
城市气候概念
2025 年 2 月 26 日,耶拿市政府确认了 "耶拿市城市气候概念",将其作为市政府适应气候的可持续城市发展的行动基础(第 24/0130-BV 号决议)。城市气候概念是对 耶拿气候适应战略的更新 在 "热负荷和通风 "这一深度模块中对耶拿气候适应战略进行了更新。它是在城市发展中考虑气候问题的重要规划基础和决策辅助工具。
为了使城市在未来继续成为对居民有吸引力的生活和工作场所,必须将气候变化的影响降到最低。城市气候概念旨在帮助城市结构的持续发展,同时确保居住区有足够的通风和新鲜空气供应,并防止过热。同时,它还为城市规划提供了具体建议,即在未来规划过程中如何保持重要冷空气生产区和通风路线的功能,以及在规划中如何处理过热区域。
城市气候概念对耶拿市的气候生态功能进行了深入评估。除了对现状进行评估外,还分析了近期至 2035 年气候变化的影响,作为预防战略的一部分。此外,在进一步的未来设想中,还重点关注了计划中的结构变化。城市气候概念的一个关键组成部分是对土地利用规划中的发展区域进行详细的专家评估,以确定其在建设过程中与城市气候的兼容性,并为后续规划层面的约束性发展规划提供行动建议。健康的生活和工作条件是市政当局负责的城市规划的基本目标和义务。
项目合作伙伴和程序
来自汉诺威的Geo-Net Umweltconsulting GmbH 公司(Link ist extern)对 城市气候概念的技术开发 得到了城市发展部门领导下的内部行政项目组的支持。在各种工作会议和两次研讨会上,城市气候概念的(中期)成果得到了展示,并与耶拿市政府的其他员工进行了讨论。该项目在 2021-2024 年期间实施,并在 2020 年下半年启动了规划服务的上游授标程序。
作为 "Klima Invest "资助计划的一部分,图林根自由州按比例(40%)为该项目提供了资助。该资金旨在实现《图林根气候法案》的目标,特别是减少温室气体排放和适应图林根不可避免的气候变化后果。
项目模块
该项目分为以下项目模块。
1. 城市气候建模和气候分析
由于全球气候变化,耶拿的城市过热现象不断加剧。由于有限空间的使用压力大以及绿地面积的减少,城市内部人口密度不断增加,这可能会进一步加剧这种发展态势。为了实现适应气候的城市发展,有必要从气候特征或气候功能的角度对这些区域进行评估。评估结果将成为评估结构发展、制定优化方案和确保气候补偿区域的基础和论据。
第一步,利用 FITNAH-3D 对耶拿进行了三维高分辨率城市气候建模,描绘了当前的土地利用和绿色结构,并反映了各种土地利用和气候变化情景。在约 195 平方公里的研究区域内,以 10 米的水平网格进行了 24 小时的建模(时间步长:10 秒)。这为定性和定量评估昼夜冷空气的气候生态过程、过热情况或人类生物气候压力情况奠定了基础。
城市气候分析针对三种情景进行。两个未来情景涉及 2035 年。
情景 | 特征 |
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现状 "情景 |
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气候变化 "情景 |
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"气候变化加城市发展 "情景 |
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下一步,根据三个模型的计算结果绘制了关键城市气候参数的单个地图。这些参数包括地面温度和风场、冷空气流量、冷空气产生率(夜间)和感知温度(白天)。然后,将这些气候信息汇总到六张合成气候分析图中(每种情景各一张),一张为白天(14:00),另一张为夜间(04:00)。
2 评估和规划信息地图
在本项目模块中,对目前的气候分析进行了评估。该评估以 VDI 指南 3785 第 1 页为基础,使用评估类别来确定一个地点的有利和不利因素,并得出具体的行动和规划要求。城市区域被划分为有效区域(居住区/交通区)和补偿区域(绿地和空地),并通过一种算法(即所谓的 Z 变换)归入相应的评估类别(非常有利到非常不利的生物气候状况或非常高到非常低的生物气候重要性)。由于没有普遍有效的法定标准限值可作为评估依据,因此对城市各个区域的评估是在相互比较的基础上进行的。该评估针对所有三种情景下的白天和夜晚情况进行。因此,城市地区有六张评估图。
这些评估地图最终构成了气候规划信息地图的基础。规划指导图基于未来情景 P2 的结果,包含气候变化信号和额外的城市发展,因此从预防战略的角度考虑了预测气候变化的影响。作为一张抽象地图,它综合了前面所有的气候分析表述。它确定并分析了补偿区和压力区,从城市气候学的角度为规划提供了建议,从而成为在准备性和约束性城市土地利用规划中考虑气候问题的重要依据。其目的是根据《德国建筑标准》第 1 (5) 条的规定,保持城市的生活质量,根据《德国建筑标准》第 34 条的规定,保持城市健康的生活和工作条件,同时根据需求发展区域中心的位置。
除了预测气候变化带来的变化外,规划信息图还重点关注规划中的建筑开发项目,并评估其对区域本身和邻近街区的预期城市气候影响。作为城市气候概念的一部分,对 69 个开发区域(截至 2022 年 11 月 4 日,为更新 FNP 所做的初步草案)的气候影响进行了单独的专家评估;其中 55 个区域的评估结果汇总在概况 中。对于所有开发区域,专家们都确认,只要施工方法适应当地气候,这些区域的建设不会对当地气候造成任何重大影响。根据现场评估,提出了结构实现的规划建议,这些建议可以支持在各自现场采用与气候相适应的施工方法,并将在随后的规划层面进行详细说明。
3. 工具性实施
为了将从规划信息图中获得的知识和基于此的行动建议纳入规划法,并将其转化为实施,作为城市气候概念的一部分,对工具性实施进行了分析。除了城市土地使用规划的准备性和约束性的正式规划工具外,还考虑了地方建筑法规的发布或为公民提供的激励和支持计划,并为耶拿提出了相应的建议。
市议会决议和展望
2025 年 2 月 26 日,耶拿市政府确认了 "耶拿市城市气候概念",并将其作为城市可持续发展和适应气候的行动基础。今后,耶拿市区的规划和项目决策将以城市气候概念的结果为依据。气候规划信息图的结果和各开发区的区域概况内容将通过气候补充图纳入土地利用规划。此外,在具有约束力的城市土地利用规划(发展规划)中,应尽早考虑到现有的研究结果,包括概况介绍中的信息和规划建议。
在耶拿,在未规划的内部地区(即没有具有约束力的发展规划的现有地区)实施气候适应措施也非常重要。很大一部分气候污染地区已经存在,但通常为私人所有,因此不在市政影响范围之内。为了实现健康的生活和工作条件--无论是现在还是将来--应规定适当的发展框架条件,特别是对现有的气候污染地区。因此,市议会关于城市气候概念的决议提出了一项任务,即通过耶拿的地方指导方针或建筑法规来研究采取气候适应措施的可能性,并在可能的情况下加以实施。
FAQ - 常见问题
1. 技术基础知识
什么是城市热岛?
由于人为因素的影响,城市的气候条件发生了变化,这种变化随着居民数量或城市规模的增加而变得更加明显。造成这种情况的原因包括高度密封,而植被和自然表面所占的比例较低。
在此还应提及建筑物导致的地表面积增加(粗糙度增加、建筑物的多重反射导致水流受阻)以及交通、工业和家庭排放(人为热流)。与周围基本自然或接近自然、未开发的环境相比,这些影响导致夏季气温升高,生物气候压力增大。过热现象在夜间尤为明显,被称为城市热岛。
是否有人体热负荷的指导值或极限值?
与空气卫生或噪音污染等不同,目前还没有关于热污染指导值甚至限值的标准化规定。热舒适度和人体健康(幸福感、工作表现、疾病和死亡率)用于评估。风速、空气和辐射温度以及空气湿度等参数在此至关重要。在城市和区域气候学中,近几十年来已建立了各种人类生物气象参数,可用于确定污染对人类福祉的影响。
生理等效温度(PET)考虑了受空气温度、湿度、风速和辐射影响的感知温度。考虑到人体热平衡,可以得出各种生理压力水平,从极度寒冷压力到极度炎热压力不等。该指数是城市气候概念的一部分,用于评估室外区域白天(14:00)的情况。
白天的高温往往会给工作场所带来压力,而夜间的高温尤其会给私人住宅带来巨大挑战。人体只有在有利的热量条件下才能从白天的热压力中恢复过来。联邦环境署建议,卧室温度应保持在 17-18 °C,这样才能让人睡得安稳。要达到这样的室内温度,在很大程度上取决于建筑物(通过隔热、遮阳、楼层朝向、主动/被动降温等方式进行夏季隔热)。作为城市气候概念的一部分,凌晨 4 点离地面 2 米高处的夜间温度被用作评估夜间情况的基础。
→ 更多详情,请参阅报告第 2.1 节 "热舒适度与人体健康"。
什么是自气候状况?
这种天气状况由当地和区域影响决定,具有弱风流和不受阻碍的辐射条件,其特点是空气温度、湿度和辐射昼夜变化明显。
与这种自生天气状况相关的是低风辐射夜的出现,在这种情况下,由于缺乏云层覆盖,夜间辐射会在城市地区产生显著的温差。在这种情况下,城市内的热负荷最高,当地的气候特征也尤为明显。这些特征包括热岛效应和不受任何叠加气流影响的自发冷空气动力学。这意味着可以在自生气候条件下确定冷空气流动路径。
在耶拿,过去 30 年的长期平均值约为每年 32 个低风辐射夜,但其分布存在季节性差异。在 6 月、7 月和 8 月这三个夏季月份中,约有 14 个低风辐射夜,约占这一时期所有低风辐射夜的 15%。
哪些地区会产生哪些数量的冷空气?
夜间,冷空气通过热辐射在天然或近乎天然的表面上产生。植被较少的地区(如草原、耕地、草坪和草地,也包括休耕地)在夜间特别容易产生冷空气。由于森林面积大,会产生大量冷空气。这些冷空气在树冠上方产生,然后由于其重量而沉入树干空间。城市周边地区产生的冷空气比例最大。冷气流的强度取决于集水区的大小、斜坡的倾斜度、山谷的宽度以及是否有障碍物。冷空气进入建筑区的距离取决于居住区的大小、结构和建筑密度,也取决于人为释放的热量和流入的冷空气量。除建筑物外,树木也会阻碍靠近地面的空气流动。
与许多其他城市相比,耶拿的冷空气动力学特征明显。这主要得益于耶拿的地形、多变的地势以及市中心附近富饶的冷空气形成区。城市夜间的辐射通风主要来自萨勒河侧谷和南部萨勒河谷本身的广阔区域。这促进了耶拿居住区的良好通风,从而对城市气候产生了积极影响。
气候变化如何影响冷空气过程?
冷空气产生率、冷空气厚度和冷空气体积流量都是相对变量,即使在未来气候变化导致大气变暖的情况下(如果它们不因大规模工业区或定居点扩张等土地利用变化而改变),这些变量也将保持不变。因此,同样的情况也适用于从这些变量中得出的核心要素,如冷空气流动路径。不言而喻,在气候变化的情况下,冷空气的温度往往比现在更高,因此对减少夜间热污染的贡献也更小。
2. 气候模拟方法
城市气候建模采用了哪种方法?
城市气候分析可以基于各种方法分析程序。耶拿采用了城市气候数值模型。耶拿的模型计算采用FITNAH-3D 气候模型。模型的水平分辨率为 10 米,即耶拿被划分为一个网格,网格大小为 10 米 x 10 米(相当于约 450 万个网格单元)。每个网格单元的信息,如地形高度、土地利用、建筑轮廓和高度、树木和密封表面的比例等,都将被确定并用作模型计算的输入数据。选定的研究区域面积约为 458 平方公里,远远超出了耶拿市辖区(115 平方公里)的范围,以便考虑到周边地区影响耶拿城市气候的海拔和土地利用差异。
根据技术城市的特点,该模型基于夏季高压天气状况,即万里无云和微弱的上覆风(→ 自生天气状况,日最高气温高于 25 °C)。
→ 更多详情,请参阅报告第 5.1 节 "数值模拟"。
耶拿城市气候概念考虑了哪些情况?
在耶拿城市气候概念中,除了现状之外,还制定了两种未来情景。这样做的目的是将预测气候变化的影响与未来建筑发展的影响分开进行展示和最终评估。
作为耶拿城市土地利用规划更新的一部分,必须对建筑开发区进行环境评估。必须评估计划开发对城市气候的重大影响以及对该地区本身的具体影响(气候/空气保护)。为了将规划建筑发展的影响与预测气候变化的影响区分开来,在未来模型计算中定义了气候变化信号,在两种情况下分别描述了有和没有城市发展的未来。气候适应措施没有作为城市气候概念的一部分进行建模。
→ 更多详情,请参阅报告第 5.1.2 节 "情景发展"。
模型计算所依据的气象边界条件是什么?
根据 VDI 指南 3787 第 9 页的规定,耶拿城市气候概念的所有模型计算均基于自然气候条件(夏季低风、高压、无云)。通常情况下,由于日照高、大范围(自生)空气交换少,自生夏日会导致城市某些区域全年热负荷最高。尽管这是一种特殊的气象条件,但这种天气状况在耶拿经常出现,每年夏季都会出现几次。在夏季的 6 月、7 月和 8 月,耶拿的自气候夜超过 15 个,而在最近的埃尔福特-魏玛站,全年有 32 个自气候夜。
对每种情况都模拟了一个日循环,从 21:00 开始,到次日 14:00太阳最高点时结束。实际情况的模型起始温度为晚上 9 点的 20 °C。这是通过分析德国水利部耶拿天文台测量站(1991-2020 年)在夏季 6 月、7 月和 8 月 21:00 时的平均夏日(日最高气温大于 25 °C)的 30 年时间序列确定的。对于未来情景 P1 和 P2,在两个模型的计算中,起始温度都提高了 2 开尔文,土壤湿度都降到了枯萎点以下。
所选的起始条件特意代表了一种热应力情况,至少对城市的部分地区是这样,但不是极端事件。城市气候概念的目的是在空间上区分这种压力状况,并通过可持续的城市发展和适当的气候适应措施来抵消这种压力。
→ 更多详情见报告第 5.1.5 节 "框架和边界条件
如何将未来的气候变化纳入城市气候概念?
在耶拿,作为预防战略的一部分,2035 年的未来城市气候是以非常强烈的气候变化信号来计算的。根据 RCP8.5(大气中温室气体绝对浓度变化的 "持续如初情景"),在计算模型中加入了到 2035 年的近期温度上升 2 开尔文的假设。此外,还假设绿地和空地的土壤湿度降低(从 60% 降至 30%)。这样,植被较少的利用层就无法再进行蒸发,因此在模型中,入射的短波能量会直接转化为显热,从而导致地面气温升高,尤其是在白天。树木不包括在内。
气候建模使用了哪些空间输入数据?
为 FITNAH-3D 气候模型输入了每种情景(实际情况、未来情景 P1 和 P2)的相应输入数据。输入数据记录于 2021 年 7 月,反映了当时的知识状况。每个 10 米网格单元的模型都分配了以下信息
- 地形/地势(数字地形模型)
- 土地使用/密封程度(模型使用类别:建筑物、未开发的密封、路面、非天然土壤、沙/砾石、空地/草坪、密封上的树木、非天然土壤上的树木、草坪上的树木、水域)
- 结构高度(建筑物、低矮植被和树木)
由于城市气候概念的目的不仅仅是描述现状,因此还有必要为未来情景 P1 和 P2 制定与气候和城市结构相关的框架条件。所有三个模型的计算都基于同一个数字地形模型。
实际情况考虑了数据收集时(2021 年 7 月)城市的气候和结构状况,以现有的地理数据为基础。为了尽可能做到与时俱进,具有法律约束力的发展计划和正在实施或将在不久的将来实施的建设项目也被纳入到实际情况的计算模型中(→见报告中的表 9)。
情景 P1 "气候变化"(无城市发展)包含与当前情况相同的城市结构,旨在说明气候变 化的预期影响。然而,在展望未来时,气候变化的实际程度不可避免地存在一定程度的不确定性。作为预防战略的一部分,耶拿在计算 2035 年的未来城市气候时,采用了强烈的气候变化信号。根据 RCP8.5(与大气中温室气体绝对浓度变化有关的 "一如既往情景"),在计算模型中加入了到 2035 年的近期气温上升 2 开尔文的因素。此外,假定绿地和空地的土壤湿度降低(从 60% 降至 30%),这将导致这些区域白天缺乏蒸发冷却。其中不包括树木。
在情景P2 "伴随城市发展的气候变化 "中,情景 P1 中使用的 +2 开尔文气候变化信号以及绿地和空地干燥的假设得以延续。情景 P2 还包括规划的城市发展。在这里,假设将建设69 个潜在的住宅、商业、特殊建筑和交通开发区域以及分配花园(基于 2022 年 11 月 4 日的城市土地利用规划初稿)。规划发展区域主要基于 "耶拿 2035 年住宅发展区域概念"、"耶拿 2035 年工作场所和商业区域发展概念 "以及 "花园发展概念"(2024 年更新)。混合像素法 "主要用于模拟 FNP 开发区。具体的城市发展规划只能纳入三个开发区的 P2 模型计算。
→ 更多详情请参见报告第 4.4 节 "未来气候变化 "和第 5.1.4 节 "模型输入数据的准备"。
什么是混合像素法?
在建立模型时(2021 年 7 月),许多具有法律约束力的发展规划和大多数国家规划发展区都没有具体的城市发展规划。因此,为了将这些区域纳入计算模型,采用了所谓的 "混合像素法"。对于未来要开发的区域(住宅、商业、特殊建筑),从现有城市区域中选取了与未来开发状况最为接近的区域,即所谓的"区域双胞胎"。记录这些孪生区域的地表覆盖物(建筑物、密封表面、草坪、树木等)的分布百分比,并将其转移到开发区域。
混合像素法为分析和评估规划中的建筑发展是否与城市气候相容提供了机会。不过,必须注意的是,这种建模方法只能在一定程度上描述未来的发展。一方面,模型的使用等级(10 米网格中的像素)在区域内随机分布。这并不符合孪生区域的实际建筑结构,而只是描述了表面覆盖的百分比分布。这种方法没有对毗连的建筑结构进行建模,例如,具有一定规模和朝向的建筑可能会阻碍水流,或毗连的绿色建筑可能会更有效地降温等。此外,这种方法并不采用适应气候的建筑方法,而只是采用现有的建筑结构或其面积比例。
→ 更多详情,请参阅报告第 5.1.3 节 "混合像素法"。
模型计算中是否考虑了绿色屋顶和外墙?
建筑物作为三维建筑模型(LoD2)包含在计算模型中,包括建筑面积、高度和标准化屋顶形状(如马鞍形屋顶、坡屋顶、人字屋顶、单坡屋顶或帐篷屋顶)。这些建筑被嵌入到城市的数字地表模型中。地上建筑的建模不包括屋顶上部结构,也不包括外墙和屋顶表面的纹理(材料、颜色等)。因此,模型中不包括绿色屋顶和外墙。
→ 更多详情,请参阅报告第 5.1.4 节 "模型输入数据的准备"。
城市气候建模存在哪些不确定性?
顾名思义,模型是对现实的不完整表述。因此,它们并不声称全面地代表了要建模的系统,而只是为了充分地代表它。模型的应用总是伴随着一定的不确定性--一方面是所选模型的不确定性,另一方面是输入数据的不确定性。
在城市气候概念中,分析中的所有输入数据都被转换成规则网格,其中一个网格点代表 100 平方米面积上的主要用途。这是目前能为耶拿这样规模的城市建模的最高分辨率。然而,即使在这种高分辨率下,也无法完全考虑到小规模结构。在同一个网格单元中,往往存在多种不同的使用结构(如密封地面、草坪、树木)。然而,在输入数据和模型中,只有占网格单元面积比例最大的使用结构才会被考虑在内。因此,有可能一条街道上的小冠树木没有被识别为林荫道,或者至少没有被一致识别为林荫道,遮阳效应因此没有被考虑在内。不过,受影响的次区域通常较小,且影响较为局部,因此预计不会对整个城市或基本结论产生相关影响。不过,在具体的应用/疑虑情况下,最好还是对模型的基本输入数据进行批判性的局部分析。
不确定性的另一个 来源是模型中考虑的数据的信息深度。例如,尽管建筑物的立方体作为 "块模型"(具有准确的位置和尺寸,以及平均屋顶高度)被纳入模型,但与周围环境的热交换仅通过建筑物体积进行模拟。模型中不考虑建筑材料、表面反照率、屋顶和外墙绿化以及建筑物中窗户的比例。
在未来情景 P2 "气候变化与城市发展 "中,采用了所谓的"混合像素法 "来模拟 FNP 开发区域。这种方法有助于模拟耶拿城市未来的结构发展并评估相关的气候影响,但也存在结果的不确定性。更多解释请参见"什么是混合像素法?
→ 报告第 5.3 节 "不确定性和挑战 "中的进一步说明
3. 模型结果和产品
城市气候概念提供了哪些模拟结果?
城市气候概念为每个网格单元提供了夜间气温、冷空气产生率和冷空气流场以及白天热负荷的模型结果。除了冷空气量流(流过整个低层空气)外,这些结果适用于有人活动的近地面区域,并考虑了夜间 4:00 的情况(最大冷却)和白天 14:00 的情况(最大辐射)。
通过测定近地面的夜间气温,可以确定城市过热区域(即所谓的城市热岛),并估算冷气流的空间效力。所列绝对气温值是夏季辐射天气情况下的示例值。另一方面,城市内部或不同土地用途之间的相对差异在其他天气条件下也基本适用。
什么是气候分析卡?
作为城市气候概念的一部分,绘制了六幅气候分析图。其中一张用于白天情况,另一张用于所有三种情景(当前状态、未来 P1 和未来 P2)的夜间情况。气候分析图总结了气象参数(模型输出变量)的基本说明。对于 04:00 的夜间情况,冷空气过程是通过将近地面风场、冷空气生成率、冷空气体积流量和近地面气温合并在一张地图中来描述的。14:00 白天的气候分析图以 PET 为基础。
气候分析图属于所谓的事实层面--这意味着气候事实是在网格单元层面(10 米 x 10 米)呈现的,没有对有效区域(居住区和交通区)的热负荷范围或补偿区域(绿地和空地)的价值等进行评估。
夜间气候分析图显示的是影响区域地面气温的绝对值。对于绿地和空地,冷空气量流的模型结果以渐变的区域颜色显示。冷空气产生率高于平均值(> 14.7 m³/m²h)的绿色区域也用黑点标记。此外,靠近地面的流场或风速为 0.2 米/秒的冷空气的流动方向(被认为对气候有效)用箭头标识出来。为了提高可读性,风场被汇总到 100 米处。这些风向箭头(大小和密度)显示了对耶拿非常重要的大范围冷空气外流。由于耶拿的空间地理位置,这些区域性斜坡外流对夜间降温起着决定性作用。夜间会产生大量冷空气,尤其是在萨勒河侧谷的斜坡上,由于地形的坡度,这些斜坡为附近的居民区提供了大量冷空气。除了大量的冷空气外流,线性冷空气通道也是耶拿冷空气过程的重要组成部分。这些通道将冷空气生成均衡区(绿地和空地)和有效区(居住区和交通区)相互连接起来,通常具有较高的冷空气流量。
日气候分析图以生理等效温度(PET)为基础。这里显示的是有效区域和均衡区域的 PET。有关 PET 的更多解释,请参阅"人体热暴露是否有指导值或限值?
→ 进一步解释请参见报告第 7.1 章 "气候分析图"。
什么是几何基础或基本几何?
网格级的模型结果(绝对值)可以详细反映城市中最重要的气候生态过程。然而,评估和由此得出的规划说明(例如,有效区域内的热应力程度和补偿区内某些区域的生物气候重要性)必须参考城市区域内可明确定义的空间城市气候功能/使用单位。为此,对整个城市区域采用了所谓的 "基本几何图形"。城市规划和空间利用单位被归纳并分配到 20 个利用类别(如水道、墓地、公园和绿地、住宅区、护理设施等)中的一个类别。对利用单元内网格单元的气候信息进行汇总和空间平均,最终得出各利用单元的各气候参数(夜间气温、PET、冷空气产生率等)的平均值。该值是下一步城市气候评估的基础。
→ 更多详情,请参阅报告第 8.2 节 "几何基础"。
什么是评估卡?
评估地图以气候分析地图为基础。它们概括了不同情景(当前状态、未来 P1 和 P2)下昼夜的各个城市气候参数(地面温度和风场、夜间冷空气流量和冷空气产生率以及白天的感知温度)。共有六张评估地图。
与气候分析地图(10 米网格)不同的是,评估地图提供了对具有类似建筑结构和用途的地区(基于所谓的基本几何形状)的简要评估。由于城市人口的热负荷没有法定限值,有效区域(居住区和交通区)的生物气候负荷或补偿区域(绿地和空地)的生物气候重要性是通过某些气候参数与调查区域平均条件的偏差(z-变换)来评估的。这意味着各个区域是相对于其他区域进行评估的。这表明哪些居住区的生物气候条件较好或较差,哪些绿地的生物气候条件较好或较差。
夜景
根据绿地和空地对冷空气平衡的作用来评估其在夜间的生物气候意义(极低到极高)。评估算法考虑了冷空气的产生、流量、风速以及与污染居住区的位置关系。对居住区的评估(从非常有利到非常不利)以夜间过热为基础,由 04:00 的地面气温决定。建筑物内部实际降温的程度在很大程度上取决于结构标准(隔热、交叉通风的可能性等)。在夜间评估地图中,无人居住的住宅区(如企业、日托中心、学校等)以及街道和广场不在评估之列(灰色区域),因为重点是夜间健康的睡眠条件。不过,灰色区域的相关信息可从该项目的地理信息系统数据中获取,并包含在规划信息地图的评估中。
白天情况
对有效区域(从非常有利到非常不利)和补偿区域(从居住质量非常低到非常高)白天生物气候状况的评估主要基于 14:00 的热生理指数 PET 的评估,该指数可解释为感知温度。这里分析的是建筑物外的热负荷。有人居住的区域和无人居住的区域同等重要,街道空间以及在广场和绿地中度过的时间质量也很重要。热负荷主要取决于遮阳效果,因此,特别是在绿地和空地上,有时会出现昼夜相反的评估结果。开放空间在夜间会大大降温,但如果没有树木,在夏日(没有云层遮挡)热负荷会很高。相反,在森林和绿树成荫的公园里,即使是在夏天,人们也能享受到很高的居住质量。
→ 更多详情,请参阅报告第 8.3 节 "评估地图"。
什么是冷空气影响区?
在气候分析地图和夜间评估地图中,冷空气生成率高于平均水平的绿色区域除了冷空气流动路径和大范围冷空气径流的箭头标志外,还用黑色点状填充标记。此外,冷空气影响区域在评估地图中显示为黑色网格线状。这表明冷空气可渗透到现有居住区(住宅、商业、街道、广场等)的范围。冷空气影响区域是指有效区域内达到或超过冷空气体积流量平均值(相当于实际情况中的 38.54 m³/m*s)和相应的 0.2 m/s 平均风速的所有区域。
规划信息图为现有居住区提供了哪些信息?
在规划信息地图(PHK)中,为影响区域(即现有居住区和交通区)指定了改善城市气候状况的各种优先行动。为此,将未来情景 P2(包含气候变化和城市发展)评估地图中的昼夜状况结果进行了合并,并以 4 级比例尺进行了汇总。昼夜组合针对不同用途采用不同权重。在有人居住的区域(住宅、混合用途、护理设施),评估以健康睡眠条件为目的--因此,夜间情况更受重视。在无人居住区(如商业区、学校、日托中心、机构)和公共场所,评估主要基于白天的停留质量,因为人们一般不会在夜间长时间停留。至于交通区域,则仅根据白天的情况进行评估。
根据行动重点进行评估的目的是为气候适应措施特别重要且应优先考虑的领域提供指导。结构性开发被理解为适应气候变化的一个机会,并加以利用。在城市再开发过程中,气候适应目标和措施可在非正式规划过程的早期阶段加以考虑,或通过开发计划加以约束。在规划许可过程中,应向私人开发商宣传适应气候的建筑方法。应优先考虑对生物气候影响(非常)大且人口密度高的居住区,以便根据气候变化进行改造(重点领域:居住区的热压力)。
→ 更多详情,请参见报告第 8.4.1 节 "影响区和补偿区的计算方法"。
规划信息图为绿色和开放空间提供了哪些建议?
对于现有绿地和开放空间,规划信息地图用于评估维持城市气候功能的必要性。这是由这些区域的生物气候重要性决定的,也是通过将未来情景 P2(气候变化和城市发展)评估图中的白天和夜晚评估进行交叉进行的。由于气候功能和效果(冷空气生成、冷空气流动)的决定性作用,夜间情况的权重远远高于白天地区的生物气候质量。因此,在总体评估中,夜间情况占 80%,白天情况占 20%。因此,维护要求有四个评估等级。
→ 更多详情,请参阅报告第 8.4.1 节 "影响区和补偿区的方法"。
耶拿的线性冷空气管道需要特殊保护吗?
在耶拿,全坡径流与线性导流一样,都是冷空气过程的一部分。冷空气形成区、大范围冷空气径流和直线导轨之间不可能有明确的空间区分。相反,这是一个复杂的系统,其功能相互重叠和交叉。
在空间有限的导流道内进行地表开发,会导致水流横截面变窄,粗糙度增加。为避免导流路径功能受到限制甚至丧失,在进行结构改造时应格外谨慎,并根据气候情况进行调整。强烈建议由专家对规划进行监督。
斜坡上的冷空气外流对适度的建筑开发的反应要强得多,因为空气一般都有可能逃逸。对现有的居住区结构进行小规模的加固,并考虑到与气候相适应的施工方法,一般都能以与城市气候相适应的方式实现。
→ 更多详情,请参阅报告第 7.1.1 节 "气候分析图--夜间情况"。
在哪里可以找到有关规划开发区城市气候兼容性的信息?
规划信息图显示了根据更新的土地利用规划(现状:10/2022 初稿)对城市气候影响的开发区域。作为城市气候概念的一部分,对所有 69 个开发区都进行了气候影响专家评估,将其作为一种受保护的资源。专家评估的详细程度和方法各不相同。2021 年 7 月对这些地区进行了调查,并将其纳入气候建模,在数量和质量上都与当时的知识水平相符。
专家对 55 个发展区进行了详细评估,并将评估结果总结为每个发展区的概况。结果,专家们确认,只要采用与气候相适应的施工方法,这些区域的建设不会对当地气候造成任何重大影响。
对于 14 个开发地块,没有在概况介绍中进行深入的专家评估。这些地区在规划程序中已经进行了环境评估,或者在某些条件下无需进行环境评估(简化/加速规划程序、内部开发、外围地区整合)。在某些情况下,这些地区有具体的规划或与项目相关的微气候报告,这些报告提供了比城市气候概念所能提供的更详细的信息。不过,这些发展区域还是被纳入了模型计算。模型结果可直接从气候分析和评估地图中读取,最后从规划信息地图中读取。更详细的信息可参见最终报告(附件 10.2)中关于所有 FNP 开发区域的概述。
→ 更多详情,请参阅报告第 8.4.2 节 "FNP 开发区评估"。
如何评估规划开发区?
作为城市气候概念的一部分,对气候作为受保护资源的影响进行的评估旨在作为环境评估的基础,以确定建设项目可能对环境造成的重大影响。这就需要将当前情况与项目实施后的预期影响进行比较。因此,针对三种情况进行了城市气候建模,以便将气候变化的影响与计划开发的直接影响区分开来。
为 FNP 开发区的城市气候评估制定了一个评估矩阵。该矩阵考虑了气候对该地区本身的影响(未来的生物气候状况可能如何?由此得出的气候兼容性总体专家评估结果可在气候规划信息图中找到。有关各个发展区的详细信息,请参阅概况介绍。
→ 更多详情,请参阅报告第 8.4.2 节 "FNP 开发区评估"。
哪些城市地区对气候的影响特别大("重点地区")?
在耶拿,热负荷较高的居住区也是应优先考虑和采用降温措施的地区。结构性开发(城市重建)应作为适应气候变化的契机加以理解和利用。气候规划信息图提供了基本的行动建议,并根据气候适应措施的必要性对各个居住区进行了优先排序。为了在现有建筑群内有针对性地实施这些规划建议,在所谓的"住宅热压力重点区域 "进行了空间汇总(分组)。这些重点区域是气候压力特别大的住宅区,其人口密度也高于平均水平。在这里,应优先采取适应气候变化和减少热压力的措施。
规划信息地图上标注了以下七个重点区域:市中心、市中心北部、路德大街、韦尼根耶拿、马格德尔斯蒂格、耶拿北部和洛贝达-阿尔特施塔特。报告描述了结构和气候状况,并提出了相应的气候适应措施建议。
→ 详情请见报告第 8.4.6 节 "热应力重点地区"。
在哪里可以找到关于气候适应措施的建议?
规划信息图显示了城市中需要或建议采取措施改善热能状况的区域。报告中的措施目录显示了 21 种不同的实施方案,旨在帮助规划建议具体化。从组合中选择具体措施取决于区域类型(使用、建筑结构等)以及规划建议图或评估图中的评估结果(如夜间和/或白天的生物气候负荷、对冷空气平衡的重要性、居住质量)。
原则上,所有措施都可以直接或间接地减轻城市人口的热压力,从而有助于在耶拿实现健康的城市气候。
→ 详情请参见报告第 8.5 节 "城市气候措施目录"。
城市气候概念的法律地位如何,这对未来规划意味着什么?
耶拿城市气候概念 "是一项非正式计划,在市政府内部具有约束力。根据耶拿市议会2025年2月26日第24/0130-BV号决议,市政府应将城市气候概念作为所有气候生态声明和规划过程的规划基础。非正式计划对公民没有直接的法律效力。它们的作用是准备、支持或预先协调随后的正式规划(具有约束力的城市土地使用规划)。
为了实施气候适应措施,特别是在现有建筑中(根据《德国建筑标准》第 34 条规定的区域),耶拿市长受命根据市议会决议研究并制定具有约束力的耶拿市指导方针。
→ 更多详情请参见市议会第 24/0130-BV 号决议 "耶拿城市气候概念"。