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Der Klimawandel bringt für Architektinnen und Landschaftsarchitekten, für Städtebauerinnen und Verkehrsplaner ein neuer Parameter in die Projektierungen. Die modernistische Formel «Licht, Luft und Sonne» wird um Wind und Beschattung erweitert.

Der See und die Hügel: Zürichs Topografie hat auch klimatisch ihre Vorteile, denn sie ermöglicht es, Stadtquartiere natürlich zu durchlüften. Ein Ziel der Fachplanung Hitzeminderung ist daher der Erhalt der Windsysteme. Im Kapitel Kaltluftsystem der FPH wird klar, dass davon auch Städtebau und Architektur betroffen sind, denn die Platzierung und die Dimensionierung von Bauten müssen künftig mit den Windsystemen in Einklang sein – vor allem an den Hängen, wo die stärksten Kaltluftströme fliessen. 
2019 begann das Amt für Hochbauten die Thematik in Architekturwettbewerben zu berücksichtigen. Gleich das erste Verfahren für die Wohnsiedlung Goldackerweg der Baugenossenschaft Sonnengarten löste heftige städtebauliche Diskussionen aus. Denn das kleinteilige Siegerprojekt der jungen Architekten StudioBoA & Amadeo Linke will nicht der Idee der Grossstadt Zürich entsprechen. Es bezieht sich auf die Stadtgestaltungstheorie von Camillo Sitte und kommt mit vielen bunten, zu Dreiergruppen gesetzten Giebeldachhäusern zur verlangten Dichte und Durchlüftung. Dagegen prägt die Wohnsiedlung Triemli gleich gegenüber, von Krucker von Ballmoos Architekten 2011 erbaut und ebenfalls Teil der Genossenschaft Sonnengarten, eine städtebaulich gegensätzliche Haltung. Die hart in Szene gesetzte Grossform akzentuiert selbstbewusst den Stadtrand. Weil der von zwei achtgeschossigen Bauten gerahmte Hof durch seine Öffnungen mit den Kaltluftströmen des Uetlibergs in Verbindung steht und die kalte Luft im Hof hält, schneidet er in der Fachplanung gut ab. Mit anderen Worten: In Bezug auf die Kaltluftströmung gibt es überraschenderweise nicht die eine, vermeintlich richtige städtebauliche Grössenordnung oder Siedlungsform. Allerdings ist es in der Planung schwierig, den Windaspekt richtig einzuschätzen. Dass die Siedlung Goldackerweg den Kaltluftstrom nicht behindert – für die Projekte der engeren Wahl wurden während der Jurierung die Windströme simuliert –,  kann sich ein Laie denken. Bei der Siedlung Triemli ist diese Tatsache jedoch nicht so augenfällig mit ihren sechs bis acht Stockwerken und der fast geschlossenen Form. Sollen Kaltluftströme nicht zu städtebaulichen Diskussionskillern werden, wären eine Beratungumfassende Informationen wichtig, damit Architektinnen und Landschaftsarchitekten differenziert bauen und argumentieren und das Thema integrieren können. Auf Nachfrage bei Christine Bächtiger, die beim Amt für Umwelt und Gesundheitsschutz Zürich die Umsetzung der Fachplanung koordiniert, gibt es dafür bereits unabhängige Fachleute, von städtischer Seite ist es aber im Moment nicht keine Fach- oder Beratungsstelle geplant. «Eine solche Beratung könnte müsste ein Instrument zur Modellierung beinhaltennoch nicht viel ausrichten, denn das Thema Durchlüftung ist komplex und ein Variantenvergleich nur über Modellierungen möglich.» Die Stadt prüfe, in ein solches Instrument für solche Modellierungen zu investieren. Solange dessen Anwendung freiwillig sei und gesetzlichen Vorgaben fehlten, die damit nachgewiesen werden müssten, fehle aber ein wichtiges Argument, um die Investition zu legitimieren – «auch wenn ein solches Tool natürlich wichtig wäre, um das Kaltluftsystem zu erhalten», sagt Christine Bächtiger.

Für die Durchlüftung Zürichs sind hauptsächlich zwei Windsysteme zuständig. Talabwinde entstehen an den langen, steilen und bewaldeten Hängen des Uetlibergs, Hangabwinde an der Hügelkette von Höngger- Käfer-, Zürich- und Adlisberg. Die Hangabwinde sind weniger stark und deshalb sensibler als die mächtigeren Talabwinde, zudem funktionieren die beiden Windsysteme unterschiedlich. Bei der Wohnsiedlung Tièchestrasse am Käferberg von Buchner Bründler Architekten, nach einem von der Stadt Zürich begleiteten Wettbewerb von 2010 entstanden, würde man die städtebauliche Setzung heute wohl anders beurteilen. Die zwei Gebäude – das eine über 200, das andere über 100 Meter lang – stehen im Kontaktsaum des Hangabwindes, wo offene, gut durchströmbare Baustrukturen wichtig wären, um den schwachen Wind nicht abzubremsen. Die schlanken Baukörper entlang der Höhenlinien dämpfen den Lärm der Tièchestrasse, bilden aber gleichzeitig eine regelrechte Windbarriere. Dass der Fallwind in diesem Bereich gebremst wird, ist mutmasslich noch 400 Meter weiter unten an Nordstrasse spürbar. Da zeigt sich ein neuer Konflikt zwischen Lärmschutz und Erhalt der Windsysteme – wobei der Lärmschutz gesetzlich verankert ist und deshalb stärker wirkt. Unmöglich wäre es im Hinblick auf den Lärmschutz nicht, den langen Baukörper ein- oder zweimal zu unterbrechen, und der Fallwind hätte eine freiere Bahn. Auch das Zentrum Friesenberg von Enzmann Fischer Architekten, das 2012 aus einem Wettbewerb hervorging, würde man heute klimatisch-städtebaulich wahrscheinlich anders bewerten. Der Mäander fasst einen grosszügigen Quartierplatz, ist jedoch über die gesamte Länge und Höhe geschlossen gebaut. Dagegen schlug das im Wettbewerb zweitrangierte Projekt von Zach+Zünd mit Thomas Schregenberger eine gefasste Terrasse mit Blick in die Stadt vor. Gut möglich, dass dieser städtebauliche Unterschied auch eine thermische Differenz bis ins Quartier Binz hinunter gebracht hätte.

Beim Wettbewerb für das Schulhaus Borrweg wurde der Kaltluftaspekt zum zweiten Mal schon in die Ausschreibung integriert. Obwohl die Fachplanung Hitzeminderung noch nicht fertig war und die Erfahrung mit Wettbewerben noch fehlte, versuchte das Amt für Hochbauten, das verfügbare Wissen an die Teilnehmerinnen und Teilnehmer weiterzugeben. Zudem wurden für die Projekte der engeren Wahl Windmodellierungen gemacht.
Der schlanke, fünfgeschossige Baukörper des erstrangierten Projekts steht in der Falllinie des Hanges und deshalb vorteilhaft für den Fallwind. Doch die Gewichtung der Windsysteme geht zwangsläufig zulasten anderer klimatisch wichtiger Kriterien: Zum einen strapaziert die komplett nach Süden gerichtete Längsfassade sowohl das Innen- als auch das Lokalklima, was die Architekten jedoch elegant mit Brises Soleils ausgleichen. ZUm anderen schlägt das grosse unterirdische Volumen von Sport- und Schwimmhalle mit grauer Energie zu Buche.

Dieses Dilemma bringt ein Abschnitt im Jurybericht auf den Punkt: «Es erwies sich als komplex, die stadtklimatische Qualität der Projekte einzuschätzen, da dies nicht allein anhand der Gebäudestellung, Gebäudehöhe und deren Abstände möglich ist. Die Vorprüfung zeigte, dass es Projekte gibt, die hinsichtlich des Lokalklimas gut abschneiden, die Kaltluftströme jedoch ungünstig beeinflussen und umgekehrt. Insgesamt gilt, dass vertikal zum Hang verlaufende Gebäude den Kaltluftstrom vom Uetliberg weniger behindern als horizontal positionierte, wobei sowohl die Gebäudehöhe für die Überströmbarkeit wie auch die Mächtigkeit des Kaltluftstroms entscheidend sind. Hinsichtlich des Gebäudeklimas wirkt sich eine horizontal zum Hang verlaufende Gebäudestellung positiv aus, weil die solaren Einträge über die nord- und südöstliche Seite nur schmalseitig erfolgen. Bei vertikalen Gebäudestellungen muss mit einem guten Sonnenschutz und einer wenig speicherfähigen äusseren Fassadenschicht reagiert werden.» Das Amt für Hochbauten betont, in den Wettbewerben Borrweg und Goldackerweg habe die Kaltluftsituation nicht den Ausschlag für die Prämierungen gegeben, sondern sie sei parallel zu den anderen Fakten aus der Vorprüfung in die Beurteilung eingeflossen.
Als Fazit aus den bisherigen Wettbewerben Erfahrungen lässt sich auf jeden Fall festhalten: Soll das Wissen um die Kaltluftströme verbreitet werden und in Entwürfe einfliessen, dann sind Informationen und Instrumente zur Überprüfung und Simulation der Winde für alle Beteiligten unerlässlich.

Das Thema Thermik
Windkategorien, welche die Fachplanung Hitzeminderung nicht behandelt, sind die Thermik an und zwischen Gebäuden sowie Abwinde, welche Hochhäuser in den Stadtraum lenken. In London etwa gibt es Vorschriften für den Windkomfort bei Hochhäusern. Für die Erarbeitung des Themas arbeitet die Stadt Zürich mit der Professur für Bauphysik der ETH Zürich zusammen. Die Thermik hat einen Einfluss auf das Stadtklima – dazu gibt es altes Wissen, das nun in Simulationen präziser abgebildet und genutzt werden kann. Thermische Bewegungen sind im Vergleich zu Windsystemen eher schwach und kleinräumig. Um Thermik auf Arealen oder generell zwischen Gebäuden in der Stadt zu erzeugen und sie für Lüftung oder gar Kühlung zu nutzen, müssen verschiedene Komponenten genau stimmen. Vor allem braucht es Bereiche am Boden, die kühler sind, etwa eine grüner Freiraum in der Mitte eines Areals oder Wasserflächen am Fuss eines Hochhauses. Wobei stehende Wasserflächen die Temperatur lediglich dämpfen, während fliessende mit Wellen und folglich grösserer Oberfläche die Verdunstung und damit die Kühlung stärken.