Project

HeatResilientCity I: Heat-resilient urban and district development in cities - Resident-oriented knowledge generation and implementation in Dresden and Erfurt and HeatResilientCity II: Heat adaptation of urban building and settlement structure types - Actor-oriented implementation support to strengthen climate resilience and preventive health care

Goal: The aim of the collaborative project is to develop and implement innovative, socially fair and adaptive measures to reduce the thermal stress in buildings and in open spaces at district level, which are accepted by the local stakeholders. Selected neighborhoods in the cities of Dresden and Erfurt serve as "livung labs" in which preventive measures with regard to behavior and construction are tested by means of knowledge transfer, participation and physical implementation.
The second project phase aims to transfer these findings to other climate regions and urban structures in Germany. Information and qualification offers for municipal administration staff, professional associations, city parliaments, etc. will contribute to transferring the topic of health, prevention and heat adaptation into municipal action and to improving cooperation across administrative boundaries.
Please visit our project webpage http://heatresilientcity.de/en/ - available in English and German language.

Date: 1 October 2017 - 31 January 2023

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Regine Ortlepp
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Can building performance simulation reproduce measured summertime indoor conditions of a multi-residential building in good conformity? This question is answered by calibrating simulated to monitored room temperatures of several rooms of a multi-residential building for an entire summer in two process steps. First, we did a calibration for several days without the residents being present to validate the building physics of the 3D simulation model. Second, the simulations were calibrated for the entire summer period, including the residents’ impact on evolving room temperature and overheating. As a result, a high degree of conformity between simulation and measurement could be achieved for all monitored rooms. The credibility of our results was secured by a detailed sensitivity analysis under varying meteorological conditions, shading situations, and window ventilation or room use in the simulation model. For top floor dwellings, a high overheating intensity was evoked by a combination of insufficient use of night-time window ventilation and non-heat-adapted residential behavior in combination with high solar gains and low heat storage capacities. Finally, the overall findings were merged into a process guideline to describe how a step-by-step calibration of residential building simulation models can be done. This guideline is intended to be a starting point for future discussions about the validity of the simplified boundary conditions which are often used in present-day standard overheating assessment.
To what extent is the overheating risk in dwellings affected by the individual window ventilation behaviour of residents? To answer this question six window ventilation profiles, obtained from surveys, are implemented in building performance simulation models of a large panel construction and a “Gründerzeit” multi-residential building located in Germany. The impacts of these different ventilation types are analysed for the top floor dwellings, including wind and temperature gradient-driven infiltration in the simulation. The results demonstrate the tremendous impact of the chosen window ventilation profile on overheating intensity. Low overheating is obtained if windows and room doors are fully opened, even if this is only done in the early morning and evening hours. Tilted windows are not adequate to ensure sufficient air exchange and lead to high overheating and critical room temperatures up to 35 °C. Regarding the building type, the above described effects are more pronounced in the “Gründerzeit” building whereas the large panel construction building exhibits a much higher heat resilience. However, overheated neighbouring dwellings shows a pronounced influence on overheating for the large panel construction building. Both findings can be attributed to building physics. In addition, the impact of meteorological conditions like tropical nights are found to significantly reduce the efficacy of passive cooling by nocturnal window ventilation. The overall findings clearly that a more accurate representation of natural ventilation is essential to draw correct conclusions from overheating assessments when using building performance simulation. In contrast, applying simplified natural ventilation boundary conditions in current overheating standards entails the risk of misinterpretations.
Cite as: Schünemann, C.; Ziemann, A.; Goldberg, V.; Ortlepp, R. (2020): Urban climate impact on indoor overheating-a model chain approach from urban climate to thermal building simulation. In: Gyula Zilahy (Ed.): Sustainability in Transforming Societies.
Astrid Anita Ziemann
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Mit den Besonderheiten des Stadtklimas verbundene thermische Belastungen der Stadtbe-wohner in Hitzeperioden spielen für die Stadt- und Umweltplanung eine zunehmende Rol-le im Rahmen des Klimawandels. Um die tageszeitlich variable Ausprägung lokaler Wär-meinseln zu erfassen, stehen stationäre und mobile Messmethoden sowie Stadtklimamo-delle unterschiedlicher Komplexität zur Verfügung. Mit der Anwendung solcher Verfahren ist ein zeitlicher und personeller Aufwand verbunden, der in der planerischen Praxis nicht einfach umsetzbar ist. Um Wärmeinseln zu identifizieren und wirksame Anpassungsmaßnahmen an sommerliche Hitze für die Freiraum- und Gebäudegestaltung abzuleiten, werden in dieser Studie Zusammenhänge zwischen stadtmorphologischen Parametern und meteorologischen Daten betrachtet. Die abgeleiteten Beziehungen sollen eine praxistaugliche Anwendung ermöglichen.
Thermische Belastungen der Stadtbewohner in Hitzeperioden sind mit den Besonderheiten des Stadtklimas verbunden und spielen für die Stadt- und Umweltplanung eine zunehmende Rolle im Rahmen des Klimawandels. Um die tageszeitlich variable Ausprägung lokaler Wärmeinseln zu erfassen, stehen verschiedene Messmethoden sowie Stadtklimamodelle unterschiedlicher Komplexität zur Verfügung. Mit der Anwendung solcher Verfahren ist der Einsatz von Ressourcen verbunden, der in der planerischen Praxis nicht einfach umsetzbar ist. Um Wärmeinseln zu identifizieren und wirksame Anpassungsmaßnahmen an sommerliche Hitze für die Freiraum- und Gebäudegestaltung abzuleiten, wurden in dieser Studie funktionale Zusammenhänge zwischen stadtmorphologischen Parametern und meteorologischen Daten betrachtet. Die abgeleiteten Beziehungen ermöglichen eine praxistaugliche Anwendung. Dazu wurden Modellsimulationen mit SOLWEIG und ENVI-met für zwei Stadtquartiere in Dresden und Erfurt durchgeführt und ausgewertet. Basierend darauf wurden Beziehungen zwischen Parametern aus manuell erstellten bzw. digitalen Objektmodellen (DOM) und Größen der Wärmebelastung (u. a. mittlere Strahlungstemperatur Tmrt, Universeller Thermischer Klimaindex UTCI) bestimmt. Die Arbeiten fanden im Rahmen des BMBF-Projektes HeatResilientCity statt. Für den lokalen Wärmeinseleffekt und seine raumzeitlichen Variationen spielt der Sky View Factor (SVF) eine Schlüsselrolle. Dieser Parameter beschreibt den Anteil des sichtbaren Himmels an einem Ort und gibt Aufschluss über die Straßengeometrie und Bebauungsdichte sowie zur Verteilung von Bäumen und Sträuchern. Der SVF ist wichtig, um die Strahlungsbilanz in Modellen zu bestimmen und damit die mittlere Strahlungstemperatur (Tmrt) an einem Ort. Die Größe Tmrt ist ein zuverlässiger Prädiktor für die Hitzebelastung tagsüber bei hoher solarer Einstrahlung, aber auch nachts in Bezug auf eine verminderte langwellige Ausstrahlung bzw. die Wärmestrahlung von Baukörpern. Um den Einfluss des SVF auf Tmrt darzustellen, ist die möglichst detaillierte und aktuelle Beschreibung der urbanen Morphologie und Vegetation mit Hilfe hochauflösender DOMs essentiell. Je höher der SVF desto mehr Einstrahlung erfolgt tagsüber. Gleichzeitig sorgt ein höherer SVF nachts auch für eine größere Abstrahlung und kann damit für eine Verringerung von Tmrt und Wärmestress sorgen. Die über die strahlungsreichen Tageszeiten gemittelte Tmrt weist die höchsten Werte an unbeschatteten (hoher SVF) oder nach Süden exponierten Orten auf. Dazu zählen offene Plätze und Innenhöfe oder Straßenzüge in West-Ost-Ausrichtung. Hier ist die thermische Belastung, ausgedrückt mit dem UTCI, tagsüber ebenfalls maximal. Orte mit geringer Tmrt findet man tagsüber dort, wo der SVF sehr gering ist, z. B. im Baumschatten. Die Einflüsse der richtungsabhängigen Strahlungsexposition lassen sich mit dem integralen SVF, der einen gesamten Halbraum beschreibt, nicht darstellen. Deshalb wurden auch Wirkungsunterschiede des SVF in Abhängigkeit von den Charakteristiken der horizonteinschränkenden Elemente (Gebäude vs. Vegetation) quantifiziert, um belastbare Beziehungen zwischen SVF und Wärmeinseleffekt aufzustellen.
Wie unterscheiden sich die mikroskaligen Klimabedingungen in Stadtvierteln in einer sommerlichen Hitzeperiode? Haben räumliche Unterschiede des Stadtklimas eine signifikante Auswirkung auf das Innenraumklima? Beeinflusst die Lage der Gebäude in den Stadtvierteln die thermische Behaglichkeit in den Innenräumen nachhaltig? Diese Fragen gewinnen für kommunale Planungen, Wohnungsgenossenschaften oder Wohnungseigentümer im Zuge des Klimawandels an Bedeutung. Vor allem in Großstädten und in verdichteten Stadtquartieren wird der Hitzestress für die Bewohnerschaft durch häufigere und intensivere Hitzeperioden zunehmen. Um die damit verbundene thermische Belastung in Innenräumen zu quantifizieren und wirksame Anpassungsmaßnahmen abzuleiten, wurde im Rahmen des BMBF-Projektes Heat Resilient City eine Modellkette angewendet. Dabei kamen sowohl das 3D-Stadtklimamodell ENVI-met, das Grenzschichtmodell HIRVAC in einer 1D-Variante als auch das thermische Gebäudesimulationsmodell IDA ICE in einem Gründerzeitquartier in Erfurt zum Einsatz. Für die thermischen Gebäudesimulationen wurde ein repräsentatives Gebäude für das betrachtete Stadtviertel ausgewählt. Die Simulationsergebnisse wiesen deutlich darauf hin, dass geeignete meteorologische Modelldaten als Eingabewerte für Gebäudesimulationen und belastbare Simulationsergebnisse entscheidend sind. Anforderungen an die Qualität von Klimamodelldaten wurden mit der Modellkette aus Atmosphären- und Gebäudesimulationsmodellen untersucht. Dabei waren die tageszeitliche Variabilität u. a. der Lufttemperatur und der Wertebereich meteorologischer Größen, u. a. der Globalstrahlung, im Fokus der Sensitivitätsstudien mit den Modellen. Das Ziel der Untersuchungen bestand darin, niederschwellige Anpassungsmaßnahmen an Hitzeperioden für Innenräume abzuleiten. Es zeigte sich, dass realitätsnahe Tagesgänge und Maximalwerte von Lufttemperatur und Globalstrahlung zu einer moderaten thermischen Belastung in Innenräumen führen. Passive Kühlmaßnahmen, insbesondere Nachtkühlung durch Fensteröffnung und Querlüftung, wurden quantitativ bewertet und als passende Maßnahmen zur Verringerung der nächtlichen Wärmbelastung der Bewohnerschaft empfohlen. Dabei spielten auch die Lage des Gebäudes im Stadtgebiet und die Lage des Innenraums im Gebäude eine Rolle. In Abhängigkeit von der Windrichtung ist die nächtliche Lüftung mehr oder weniger effektiv wirksam. Außerdem beeinflusst die einfallende solare Strahlung (Exposition des Gebäudes) die nächtliche thermische Belastung im Innenraum. Verschattungen im Außenraum bzw. außenliegender Sonnenschutz am Gebäude kann hier wirksam den Energieeintrag ins Gebäude verringern.
Heidi Sinning
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Im Kontext klimawandelbedingter Herausforderungen zur Hitzeanpassung in Städten finden temporäre Interventionen zunehmend Anwendung, um Bedarfe vor Ort, Umsetzungschancen und die Machbarkeit städtischer Transformationen auszuloten. Das theoretische Konzept des Taktischen Urbanismus bietet einen Rahmen, um partizipative Raumexperimente zu Hitzeresilienz einzuordnen und zu reflektieren. Am Beispiel der Fallstudie „Hitzeresilienter Leipziger Platz in Erfurt“ wird die Frage diskutiert, welche Potentiale und Hemmnisse partizipative, temporäre Raumexperimente für die Transformation öffentlicher Räume haben und inwiefern sie zu einer dauerhaften Implementierung von Lösungsansätzen der Hitzeanpassung beitragen können.
Heidi Sinning
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Von den Extremereignissen des Klimawandels stellt Hitze bereits jetzt für den Menschen die größte Gefahr dar. Insbesondere in (Innen-)Städten hat die steigende Hitzebelastung schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen, wie z.B. Herz-Kreislauf- und Atemwegsbeschwerden und erhöhte Allergieneigung. Mit steigenden Temperaturen wächst der Handlungsdruck der Kommunen, Maßnahmen zur Hitzeanpassung zu ergreifen (u.a. Gesundheitsprävention, Klima-Governance, grüne und blaue Infrastruktur, Gebäudeanpassungen). Im BMBF-geförderten Verbundforschungsprojekt HeatResilient- City (10.2017-01.2021 und Folgeprojekt bis 01.2023) zeigt sich, dass der Transformation zu klimaangepassten Städten verschiedene Hemmnisse entgegenstehen (Baldin, Sinning 2021). Das Poster geht der Forschungsfrage nach: Welche Hemmnisse beeinträchtigen die Umsetzung von Klimaanpassung an Hitze mit Bezug auf Gesundheit in der kommunalen Praxis?
Heidi Sinning
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Die Akteurs- und Governanceanalyse steht im Kontext des BMBF-Forschungsver- bundprojektes „HeatResilientCity – Hitzeresiliente Stadt- und Quartiersentwicklung in Großstädten. Bewohnerorientierte Wissensgenerierung und Umsetzung in Dresden und Erfurt“. Umsetzungs- und Kommunikationshemmnisse bei der Realisierung von An- passungsmaßnahmen an Hitze sowie Handlungsmöglichkeiten wurden identifiziert. Besonderes Augenmerk lag dabei auf partizipativen Governance-Ansätzen. Neben den dargestellten Erkenntnissen zu Hemmnissen wurden Handlungsempfehlungen abgeleitet, die den Modellstädten Erfurt und Dresden sowie weiteren interessierten Kommunen ein zielgerichteteres Agieren in Richtung einer hitzeangepassten Stadt ermöglichen. In der Analyse standen das professionelle Rollenverständnis sowie die damit verbundenen Leitbilder der Akteure, die das Thema Klimaanpassung an Hitze flankieren, ebenso im Fokus, wie auch die von den Akteuren wahrgenommenen Umsetzungs- und Kommunikationshemmnisse innerhalb des Netzwerkes der beteiligten Akteure.
Astrid Anita Ziemann
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Durch die projizierte globale Erwärmung werden sich Hitzeextreme verschärfen. Vor allem in den Städten wird die Lebensqualität der Stadtbevölkerung unter sommerlichen Hitzewellen leiden. Im Projekt HeatResilientCity werden bewohnerorientierte Hitzeanpassungsmaßnahmen an Gebäuden und im städtischen Freiraum entwickelt und geprüft sowie Empfehlungen für die Umsetzung gegeben.The HeatResilientCity project applied insights from natural sciences, engineering and the social sciences to develop heat adaptation measures, test their effectiveness and partially implement them in two structurally different real-world laboratories in Dresden-Gorbitz and Erfurt-Oststadt. The present article discusses interventions to plant street trees and to refurbish two different residential buildings. We describe and analyse aspects of the implementation process to identify key factors that enable or constrain adaptation action among different groups of actors. We find that adaptation measures that are objectively effective and supported by residents are most appropriate for implementation. Where residents evince scepticism about adaptation measures, information about their effectiveness and usefulness should be disseminated. Early and targeted involvement of relevant stakeholders, careful communication and the establishment of climate adaptation as a permanent interdepartmental task at municipal level can promote successful implementation of heat adaptation measures.
Regine Ortlepp
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The transdisciplinary HeatResilientCity project has won the German Sustainability Award for Research 2022. The award ceremony took place on the evening of 3 December in Düsseldorf and as an online event. Our project team is extremely pleased to have received this Award, as it highlights the importance of research into sustainable heat adaptation in urban neighbourhoods.
The German Sustainability Award for Research was presented for the tenth time. It is awarded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF). This year, the competition focused on adaptation to climate change and dealing with extreme weather events in cities and regions. The competition was looking for application-oriented projects that present solutions for adapting to climate change and thus meet the challenges of climate change through preventive action.
 
Regine Ortlepp
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Building resilience is a core element of urban resilience that refers to both the (1) intended physical change of the building stock and the related blue, green, and grey infrastructure, as well as (2) the social process of increasing resilience through the goal-driven cooperation of scientists and practitioners. Building resilience at the interface of science and practice is characterized by tensions and a range of approaches to dealing with tensions. To specify this proposition, this research note adopts a strategic spatial planning perspective and introduces the typology of “motors of change” from organizational and management research. We focus on a goal-driven motor of change (“teleology”) and highlight three approaches to dealing with tensions: developing a strategic focus of knowledge integration, setting priorities to enhance resilience as a pro-active ability of disaster risk reduction (DRR), and compromising in the management of trade-offs, such as those between the scales of resilience. For the purpose of illustration, this research note refers to examples of building resilience at a local level in Germany, dealing with heat stress in urban areas, managing the risk of extreme flood events, and analyzing the resilience of innovative infrastructure solutions.
Regine Ortlepp
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How can densely built-up urban districts and the people living there be sustainably protected from summer heat? This is the question addressed by the transdisciplinary project HeatResilientCity. The project has now been nominated for the German Sustainability Award for Research 2022. An online voting will decide whether it receives the prize on 3 December.
The record summers of 2019 and 2020 have made it clear: prolonged heat waves will be one of the major challenges for urban development in the future. What can municipalities, the housing industry, but also every citizen do? For four years, scientists from various disciplines have been investigating this question together with practical partners in the HeatResilientCity project. The project has now been nominated by a jury of experts for the German Sustainability Award for Research 2022. The decisive factors for the nomination were the innovative studies in the project, the involvement of the local population and the broad implementation of initial measures.
This year's competition focuses on adaptation to climate change and dealing with extreme weather events in cities and regions. Application-oriented projects that present solutions for adaptation to climate change and thus meet the challenges of climate change through precautionary action were sought. The three finalists will be presented on 2, 3 and 4 November in the programme "nano" on TV channel 3sat. The audience will finally decide via online voting which of them will receive the German Sustainability Award for Research.
Go here to the voting:
The jury justifies the nomination of the project as follows: “The jury appreciates the focus on the needs of the residents and especially the vulnerable groups. [...] The breadth of research disciplines as well as the diversity of implementation in the neighbourhoods so far reflect the breadth of the need for action and thus contribute to raising awareness for the topic. The linking of real measurement data with simulations on the one hand and the focus on the temperature effects of adaptation measures on the interior on the other are considered particularly innovative.”
The HeatResilientCity project attaches particular importance to the exchange with residents of the two neighbourhoods studied in Erfurt and Dresden. The project mainly implements measures that they consider sensible. The aim is to increase the acceptance of necessary preventive measures against summer heat. Some measures have already been implemented in the neighbourhoods: In Dresden-Gorbitz, three buildings have been renovated to adapt to the heat. In Erfurt's Oststadt, 50 new climate-adapted trees and shrubs provide more shade and cooling. In addition, drinking water stations were set up in the project, a flowering meadow was planted, and tree sponsorships and irrigation initiatives were launched. Until January 2023, the focus is now on further education. The project team will train employees of administrations, the housing industry and the health sector on the topic of heat adaptation and enable them to implement adaptation measures. It will also develop suitable tools and decision-making aids for urban and open space planning, but also for the individual actions of citizens.
The HeatResilientCity project has been funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) since 2017. In addition to the Leibniz Institute of Ecological Urban and Regional Development (IOER), the project network includes: the Institute for Urban Research, Planning and Communication of the University of Applied Sciences Erfurt (ISP), the Institute for Hydrology and Meteorology of the Technische Universität Dresden, the Dresden University of Applied Sciences (HTW), the Environmental Office of the City of Dresden, the Environmental and Nature Conservation Office of the City of Erfurt as well as, in Phase I, the Eisenbahner-Wohnungsbaugenossenschaft Dresden and, in Phase II, the Office for Health and Prevention of the City of Dresden.
The German Sustainability Award for Research is being presented for the tenth time this year. It is awarded by the Stiftung Deutscher Nachhaltigkeitspreis e. V. and the Federal Ministry of Education and Research (BMBF). The finalists were selected by a jury appointed for this purpose. The online voting is open through Monday, 15 November. The award will be presented on 3 December at the 14th German Sustainability Day in Düsseldorf.
Vote here for the HeatResilientCity project!
Website of the HeatResilientCity project
Contact at the IOER Dr.-Ing. Regine Ortlepp (Lead of the project consortium), Dr. Janneke R. Westermann (Academic coordinator of the project consortium) e-mail: HeatResilientCity@ioer.de
 
Lena Grossmann
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Der Befragungsbericht entstand im Rahmen des Teilprojekts 7 des BMBF-Verbundforschungsprojektes "HeatResilientCity - Hitzeresiliente Stadt- und Quartiersentwicklung in Großstädten - Bewohnerorientierte Wissensgenerierung und Umsetzung". Im Zuge einer Intervention im öffentlichen Raum und einer begleitenden Online-Befragung wurden Bewohnerperspektiven zur hitzeresilienten Gestaltung eines Platzes untersucht.
Der Befragungsbericht entstand im Rahmen des Teilprojekts 7 des BMBF-Verbundforschungsprojektes "HeatResilientCity - Hitzeresiliente Stadt- und Quartiersentwicklung in Großstädten - Bewohnerorientierte Wissensgenerierung und Umsetzung". Im Zuge einer Online-Befragung und Beteiligung wurden Bewohnerperspektiven zur hitzeresilienten Gestaltung von Haltestellen untersucht.
Patrycia Brzoska
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Urban green spaces and their ecosystem services (ES) are vital for the well-being and quality of life of growing urban populations. The concept of ES is a useful aid to urban planners and a major factor in the development of city districts in which local people have access to urban greenery and their services. Here we present a transferable method to map and assess the capacity of ecosystems to deliver urban ES, exemplified for two German city districts. Based on multi-criteria decision making (MCDM), this method was developed in cooperation with the environmental agencies of the investigated cities and incorporates site‐specific data from field mapping. The results are given in the form of a spatial distribution of the delimitated ecosystem types and their capacities to provide three exemplary ES (‘bioclimatic regulation’, ‘nature experience’, and ‘passive recreation’). Generated maps show areas deficient in ES, which can then be used for spatial prioritization of development measures. In addition, it is possible to estimate and visualize the potential impact that specific measures will have on ES provision. The many advantages of this approach include its general flexibility and the generation of precise location-specific data. Furthermore, it can contribute to a value-based communication aimed at fostering the preservation of urban green spaces.
Uta Moderow
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Case study (Dresden, Wiener Platz) impact of green roofs on the thermal comfort of pedestrians, simulation results using ENVI-met 3.1
Regine Ortlepp
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Advise, qualify, implement - this is the focus of the project "HeatResilientCity II". The aim is to familiarise many practical actors with the topic of heat adaptation in urban districts, to form new networks and to jointly develop suitable decision support tools for urban planning, but also for the individual actions of citizens.
The project consortium continues to consist of the Leibniz Institute of Ecological Urban and Regional Development, which is coordinating the project, the Technische Universität Dresden, the Dresden University of Applied Sciences, the ISP - Institute for Urban Research, Planning and Communication at the Erfurt University of Applied Sciences, and the state capitals of Dresden and Erfurt. The Office for Health and Prevention of the city of Dresden has joined the HeatResilientCity II project team. The Erfurt Health Department as well as the housing cooperatives Eisenbahner-Wohnungsbaugenossenschaft Dresden and Wohnungsbaugenossenschaft Zukunft Erfurt will also be involved in the project as associated partners.
The research work from HeatResilientCity I from October 2017 to January 2021 will be continued and deepened in HeatResilientCity II over the next two years. For example, it will be examined how findings from the studied city districts in Dresden and Erfurt can be transferred to other climate regions and city structures in Germany. Likewise, already tested analysis methods that can be used to assess the effects of summer heat on buildings are to be applied to other building types. This will make it possible to compare the heat load of different building typologies. The influence of different adaptation measures in the open space on the heat load in the building will also be analysed in the project.
Further, the knowledge gained in HeatResilientCity I on adapting to summer heat in urban districts and individual buildings will be disseminated in HeatResilientCity II. Information and qualification offers are planned for municipal administration staff, but also for professional associations, city parliaments, homeowners and building administrations as well as the general public. Together with the city administrations of Dresden and Erfurt, the project will closely examine which obstacles need to be overcome in order to be able to transfer the topic of prevention and heat adaptation into municipal action and also to achieve better cooperation across administrative boundaries. The administrations will also support the scientific partner institutions in developing digital data offers, instruments and planning tools. In future, these should make it easier to identify urban areas with an urgent need for action and to assess and evaluate the effectiveness of various measures.
In the continuation of the project, the topic of health is to be highlighted more strongly than before. Long periods of heat in summer are already having a negative impact on the well-being and health of large parts of the population in many places. Among other things, a health network "Heat Prevention" is to be created and important information for multipliers is to be compiled in a handbook.
 
Regine Ortlepp
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Today, we would like to inform you about the online survey on the heat adaptation of Leipziger Platz in Erfurt's Oststadt: In order to offer citizens the opportunity to test measures for a heat-adapted city square with more quality of stay, the campaign "Take a seat - even in the heat!" was carried out from 03.08. to 23.08.2020. The aim of the campaign was to demonstrate various possibilities for heat-adapted redesign digitally and in real life on site.
Citizens were subsequently able to test individual measures on site as well as receive information on further measures in an online survey. In total, more than 750 citizens took part in this participation campaign. 60 percent of the participants came directly from Erfurt's Oststadt. The HeatResilientCity team would like to thank them very much. The citizens' report in German language is available at http://heatresilientcity.de/fileadmin/user_upload/heatresilientcity/files/Konzepte/Online-Befragung%20-%20Leipziger%20Platz%20-%20B%C3%BCrgerbericht.pdf.
Further up-to-date information on the project and a selection of research results can be found on our website at http://heatresilientcity.de/en/.
 
Regine Ortlepp
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After successful completion of the 3-year research and development phase, HeatResilientCity will take care of heat adaptation implementation for another 2 years starting from February 2021.
 
Regine Ortlepp
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The frequency and intensity of heat waves induced by global climate warming will increase. Existing buildings are not adjusted to such changes which will lead to a significant rise of heat stress in non-adapted buildings. Here, we focus on a detailed heat resilience analysis of a founding epoch house in Germany, a representative apartment house in Central European cities by time-resolved thermal building simulation. Besides the expected result that heat stress in the building increases with the building storey, different adaptation measures regarding summer heat are investigated. Finally, we recommend the combination of installing an external sun protection for windows in the upper two storeys and an exhaust ventilation system in the attic. These adaptation measures are a good compromise regarding effectiveness to reduce the heat stress, refurbishment costs and low interference within the existing apartment substance. In addition to the technical measures, the window ventilation behaviour of inhabitants for night-time cooling shows remarkable reduction of heat stress as well.
Valeri Goldberg
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g Dachbegrünung und Fassadenbegrünung sind mitunter die einzige Möglichkeit, Grün in bestehende oder neu-entstehende Bebauung einzubringen. In diesem Beitrag wird der Frage nachgegangen, inwieweit Dachbegrünung zur Mitigation (Milderung) des thermischen Stresses von Passanten in Höhe des Straßenniveaus beitragen kann. Anhand numerischer Simulationen für ein Quartier in Dresden wird gezeigt, dass Dachbegrü- nung hier nur einen sehr geringen Einfluss hat. Dachbegrünung kann in dieser Hinsicht bodengebundenes Grün sinnvoll ergänzen, aber nicht ersetzen
Regine Ortlepp
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The article deals with urban heat protection. Especially dense urban settlement areas can heat up in summer. Local authorities should therefore inform their residents about the health risks and inform them about effective short-term measures for adapting to heat-waves.
Regine Ortlepp
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The project HeatResilientCity demonstrated heat strategies and adaptation measures for buildings, open space and governance level in the course of the final web conference on September 10, 2020. Research results were presented using the example of Erfurt Oststadt and Dresden-Gorbitz. The program was rounded off by numerous external speakers and expert contributions from the project team. The web conference offered interested parties from science, administration, business and politics the opportunity to discuss research findings, concrete practical examples and strategies for action.
 
Lena Grossmann
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Die Hitzewellen der letzten Sommer haben gezeigt, wie stark sich hohe Temperaturen auf Lebensqualität und Gesundheit von Bewohnerinnen und Bewohnern auswirken können. Vor allem für stark versiegelte und dicht bebaute Städte ist die zunehmende Häufigkeit und Intensität von Hitzeperioden herausfordernd. Im Sinne einer Klima-Governance-Strategie sind formelle, ökonomische und informelle Regelungsformen für Verwaltungshandeln und Politik gefragt. Kommunen haben sich entsprechend in den letzten Jahren zunehmend befähigt, fachlich-strategisch, organisatorisch, prozedural und adäquat auf Klimawandelfolgen zu reagieren. Um Hitzebelastung zu reduzieren, können verschiedenste Maßnahmen auf den Handlungsebenen Quartier, Gebäude und Bewohner ergriffen werden. Dabei spielt Bürgerbeteiligung eine wichtige Rolle, um nachhaltige und nutzerakzeptierte Lösungen zu finden.
Marie-Luise Baldin
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Wir freuen uns sehr, Sie auf unsere Web-Konferenz "HeatResilientCity: Akteure, Freiraum und Gebäude im Stresstest - Hitzestrategien aus Wissenschaft, Kommunen, Wohnungswirtschaft und Bürgerschaft" am 10. September 2020 aufmerksam zu machen. Die letzten Sommer haben gezeigt, wie stark Hitzebelastung unsere Lebensqualität beeinträchtigen kann. Auch die gesundheitlichen Auswirkungen stellen eine zunehmende Gefährdung für Bewohner*innen von dicht bebauten und hochversiegelten Städten dar. Doch welche Anpassungsmaßnahmen können auf Governance-, Gebäude- und Freiraumebene ergriffen werden, um effektive Klimaanpassung zu ermöglichen? Diese und weitere Fragen stellte sich das BMBF-Forschungsprojekt "HeatResilientCity" (http://heatresilientcity.de/). Die Web-Konferenz am 10. September 2020 präsentiert Forschungsergebnisse am Beispiel der Fallquartiere Dresden-Gorbitz und Erfurter Oststadt und zeigt konkrete Praxisbeispiele und Handlungsstrategien auf. Neben Impulsvorträgen aus dem Verbundteam wird das Programm durch zahlreiche externe Fachvorträge abgerundet. Link: https://www.fh-erfurt.de/fhe/isp/fachtagungen/
 
Regine Ortlepp
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Steht Deutschland ein weiterer Hitzesommer bevor? Experten warnen, dass damit zu rechnen ist. Auf viele Menschen, die aufgrund der Ausbreitung des Coronavirus, ihre Zeit aktuell vornehmlich zu Hause verbringen, kommt damit eine weitere Belastung zu. Sie müssen lange Hitzeperioden in den eigenen vier Wänden überstehen. Dies zeigt einmal mehr: Stadtviertel und Gebäude müssen an die neuen Herausforderungen des Klimawandels angepasst werden. Welche Maßnahmen besonders geeignet sind, untersucht das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) gemeinsam mit Partnern im Projekt HeatResilientCity.
Weitere Informationen unter:
 
Patrycia Brzoska
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Cities have a wide variety of green infrastructure types, such as parks and gardens. These structures can provide important ecosystem services (ES) with a major impact on human well-being. With respect to urban planning, special consideration must be given to such green infrastructure types when implementing measures to maintain and enhance the quality of life. Therefore, generating knowledge on the urban ES of differently scaled green infrastructure types is important. This systematic literature review provides an overview of existing studies which have explicitly investigated the urban ES of differently spatial-scaled green infrastructure types. By reviewing 76 publications, we confirm rising academic interest in this topic. The most frequently assessed urban ES belong to the category Regulating and Maintenance. Only a few have considered individual small structures such as green roofs or single gardens; green spaces are often aggregated into one, mostly city-wide, object of investigation, with resulting oversimplifications. Moreover, generalizing methods are mostly applied. Simultaneously, many studies have applied methods to evaluate location-specific primary data. More research is needed on small-scale structures, in particular to consider site-, and thus location-specific, parameters in order to successfully implement the ES concept into urban planning and to obtain realistic results for ES assessments.
Regine Ortlepp
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Can thermal retrofit measures also enhance summer heat resilience and climate justice? Two common building types of multifamily dwellings in Central Europe are investigated: the ‘'Gründerzeithaus'’ and post-war large-panel construction along with their different inhabitant demographics. Thermal simulations and demographic surveys were undertaken for dwellings in both building types to evaluate the effectiveness of retrofit measures in reducing winter heat demand and to understand the impacts on summer overheating. Results indicate that standard retrofitting measures can reduce the overheating risks. The high summer temperatures on the top floor can be significantly lowered to values comparable with the ground floor. The remaining overheating in highly exposed rooms is reduced by additional selective adaptation measures. Adaptation requires more than technical interventions. Demographic surveys conducted for both building types show that different social groups are affected. The economics of retrofit requires policy clarity to avoid placing additional burdens on economically disadvantaged people. Inhabitants’ active involvement in night-time ventilation are vital for avoiding overheating. Appropriate affordances and a clear guidance for manual window opening/closing can reduce overheating. However, inhabitants who are unable to act ('e.g.' the elderly, immobile or those with chronic diseases) will be increasingly vulnerable and disadvantaged by increased exposure to overheating. 'Practice relevance' The existing approaches for reducing heating demand and their impacts on overheating are examined for two common building types in Central Europe: the 'Gründerzeithaus' and post-war large-panel multifamily housing. The evidence of physical effects and social interdependencies provides a basis both for decision-makers to select suitable measures, and for inhabitants to apply appropriate behavioural practices. Thermal retrofitting strategies for reducing winter heating demand can lead to enhanced resilience to hot summer weather, but also entail inhabitants’ active involvement. Additional technical measures are needed to ensure reduced levels of overheating. Inhabitants’ practices have a significant influence on resilience and the reduction of overheating. Therefore, technical interventions must be accompanied by clear strategies to empower inhabitants to control internal temperatures using natural ventilation. Elderly or ill inhabitants may not be able to perform these practices and, therefore, remain vulnerable. Increased rents caused by retrofits may displace socially disadvantaged inhabitants.
Astrid Anita Ziemann
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Im Rahmen des Verbundprojektes HeatResilientCity (HRC) wurden im Sommer 2018 Messungen der Hitzebelastung eines Fußgängers mit einem Messrucksack im Stadtviertel Dresden-Gorbitz durchgeführt. Die mobilen Messungen erfolgten auf einem ca. 4 km langen Rundkurs durch das überwiegend aus Plattenbauten der 1980er Jahre bestehende Stadtquartier. Dabei führt die Route an markanten Punkten vorbei, die von vielen Bewohnern im Quartier frequentiert werden, z.B. Schule, KiTas, Wohnhäuser, Haltestellen, Einkaufsmärkte, Seniorenheim. An diesen Stellen werden stationäre Dauermessungen der Lufttemperatur und -feuchte durchgeführt. Erste Auswertungen der Messdaten zeigen die starke Abhängigkeit der thermischen Exposition von der solaren Einstrahlung und damit von den Licht- und Schattenverhältnissen auf der Messroute. Dieses Ergebnis deckt sich auch mit Befragungsergebnissen vor Ort, dass das Vorhandensein von Schattenflächen ein entscheidendes Kriterium für die Qualität einer Fußgängerpassage ist. Die Messdaten dienen im Projekt u.a. als Input für Modellrechnungen bzw. Vergleichswerte für Stadtklimasimulationen. Beispielhafte Ergebnisse dieses Wertevergleichs demonstrieren die Anforderungen an Standorte für repräsentative Stadtklimamessungen.
Im Rahmen des BMBF Verbundprojektes „HeatResilientCity (HRC)“ werden durch die Professur für Meteorologie der TU Dresden die meteorologischen und humanbiometeorologischen Wirkungen in hitzebelasteten Stadtquartieren in Dresden und Erfurt untersucht. Zielgebiet in Dresden ist ein Stadtquartier in Dresden-Gorbitz. Dieses Stadtquartier ist aufgrund seiner demographischen Struktur (kinderreiche Familien, Rentner) besonders sensitiv gegenüber einem zunehmenden Hitzerisiko. In Dresden-Gorbitz soll die Belastung durch Sommerhitze reduziert werden, indem innerhalb des Projektverbundes Anpassungsmaßnahmen an Gebäuden und in Freiräumen entwickelt, umgesetzt und bewertet werden. Im Rahmen von HRC wurden im Sommer 2018 Messungen der thermischen Belastung eines Fußgängers mit einem Messrucksack im Stadtviertel Dresden-Gorbitz durchgeführt. Die Messungen erfolgten an mehreren Tagen bei unterschiedlichen Bewölkungs- und Temperaturbedingungen auf einem ca. 4 km langen Rundkurs durch das überwiegend aus Plattenbauten der 1980er Jahre bestehende Stadtquartier. Dabei führt die Route an markanten Punkten vorbei, die von vielen Bewohnern im Quartier frequentiert werden, z.B. Schule, Kitas, Wohnhäuser, Haltestellen, Einkaufsmärkte, Seniorenheim. An den Messtagen wurde dieser Rundkurs teilweise kontinuierlich über 16 Stunden hinweg absolviert, um neben der räumlichen auch die tageszeitliche Variabilität der Messgrößen zu erfassen. Erste Auswertungen der Messdaten (Temperatur, Globalstrahlung, Wind, Feuchte, Strahlungstemperatur in 4 Raumrichtungen) zeigen die starke Abhängigkeit der thermischen Exposition von der Einstrahlung und damit von den Licht- und Schattenverhältnissen auf der Messroute. Dieses Ergebnis deckt sich auch mit den Befragungen vor Ort, dass das Vorhandensein von Schattenflächen bei der überwiegenden Zahl der Passanten entscheidendes Kriterium für die Qualität einer Fußgängerpassage in einem Wohngebiet ist. Die Ergebnisse der Messungen dienen im Projektverbund als Vergleichswerte für Stadtklimasimulationen, Input für Modellrechnungen zum Gebäudeinnenklima sowie als meteorologische Begleitinformation für laufende energetische Sanierungsmaßnahmen ausgewählter Plattenbauten. Gleichzeitig sind sie Grundlage für Maßnahmenempfehlungen zur Hitzevermeidung in Dresden-Gorbitz (z.B. Ausbau und Verdichtung von Schattenräumen).
Heidi Sinning
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Sichtweisen von Bewohnern und Experten zur urbanen Transformation in Erfurt und Dresden Hitzeresilienz ist spätestens seit den heißen Sommern in 2018 und 2019 eine Herausforde-rung für Städte und Quartiere. Die Verdichtung der Städte, die bislang durchaus mit Nach-haltigkeitszielen konform ging, gerät nun in Zielkonflikte mit der klimaangepassten Stadt. Das BMBF-Forschungsprojekt HeatResilientCity untersucht bewohnerorientierte Klimaanpas-sungsmaßnahmen an die zunehmende Hitzebelastung. Quartiersbefragungen in den Landes-hauptstädten Erfurt und Dresden sowie die Diskussion der Ergebnisse in einem interdiszipli-nären Expertengremium zeigen Kommunikationsanforderungen und Handlungsbedarfe für künftige Klimaanpassungsprozesse auf. Der vorliegende Beitrag geht der Frage nach, welche Sichtweisen Bewohner in Bezug auf Hitzebelastung urbaner Quartiere haben, wie diese mit Expertenauffassungen korrelieren und welche Folgerungen sich daraus ableiten.
Regine Ortlepp
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Hitze belastet die Bewohnerinnen und Bewohner stark verdichteter Wohnquartiere. Sie ist eine der folgenreichsten Umwelteinwirkungen des Klimawandels. Klimaprojektionen zeigen ein eindeutiges Änderungssignal für Sommerhitze, d. h. eine Zunahme sowohl der mittleren als auch der maximalen Temperaturen. Dies betrifft insbesondere dichte städtische Quartiere ohne vernetzte Grünzüge und Durchlüftungsbahnen und führt dort zu einem hohen Handlungsbedarf beim sommerlichen Wärmeschutz. Sommerliche Hitzeperioden können die Leistungsfähigkeit des Menschen in Innenräumen von Gebäuden erheblich mindern. Auch die Aufenthaltsqualität im Freien wird durch Hitze deutlich reduziert, da die so genannte thermische Behaglichkeit der Menschen beeinträchtigt wird. Hinsichtlich der lokalen Klimaregulation spielt im urbanen Raum das Stadtgrün, also z. B. Parks, Gärten und Einzelbäume, eine entscheidende Rolle. Die Wirksamkeit des Stadtgrüns für die Klimaregulation hängt dabei vor allem von der räumlichen Lage des Ökosystems im Stadtgefüge und dem Zustand, Volumen und der Struktur der Vegetation ab. In dem hier vorgestellten Projekt wird die lokale Klimaregulation als Ökosystemleistung hinsichtlich ihres Angebots auf den Flächen der Reallabore und der Nachfrage durch die lokalen Bewohnerinnen und Bewohner analysiert und bewertet. Für die Wohnungswirtschaft kann es durch Hitzeeinwirkungen in Gebäuden zu indirekten ökonomischen Schäden durch Mietminderungen oder Mietausfällen kommen. Betroffene Gebäudezonen sind dabei vor allem die Innenräume ausgebauter Dachgeschosse, deren Bewohnerinnen und Bewohner eine sehr starke Beeinträchtigung durch Hitze erfahren. Die unterhalb des Dachgeschosses liegende Etage wird mäßig durch Hitze im Gebäude beeinträchtigt.
Summer heat stresses the inhabitants of densely populated residential areas. It is one of the most serious environmental impacts. Heat can affect human health and lead to additional deaths even under current climatic conditions. Climate projections show a clear change signal for summer heat in the future. This means an increase in hot days and tropical nights, especially in urban quarters without networked green and fresh air corridors. This results in a high need for action with regard to summer heat protection and climate change adaptation measures. This paper makes a contribution to the 11th SDG “Sustainable Cities and Communities” with the target to improve the adaptation to climate change and resilience to disasters in terms of summer heat. It deals with the question of how adaptation measures can reduce the burden of summer heat on residents in their homes with the aim to decrease the disaster risk. The paper reviews current knowledge about common adaptation measures, summarizes first results of thermal simulation calculations for the evaluation of effectiveness of adaptation measures, including the effects of residents’ behaviour, and makes recommendations for preventive action. The results show that the development of sets of adaptation measures for summer heat waves must not be regarded separate neither from adaptation for cold winter seasons nor from climate protection regarding energy efficiency. Further, it shows the importance of including the aspect of acceptance by the residents in the planning process to make climate change adaptation of their buildings successful.
Janneke R. Westermann
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Today you receive the first issue of the newsletter of HeatResilientCity, the research project on heat-adapted design of neighborhoods and buildings for people in cities.
The newsletter covers the following topics: (1) Residents and summer heat: How affected are they? And what adaptation measures do they find useful? (2) Open spaces and summer heat: Where is there a need for action in the sample districts? How can they be adapted to summer heat? (3) Buildings and summer heat: Where are the weak points of summer thermal insulation? Which adaptation measures are effective? And how does user behavior influence indoor temperatures during heat periods?
The newsletter is also available for download at http://heatresilientcity.de/newsletter/ . We would be delighted if you would register there for further editions of the newsletter!
Summer greetings
The HeatResilientCity Project Team
 
Janneke R. Westermann
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Janneke R. Westermann
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Hier lesen Sie die erste Ausgabe des Newsletters von HeatResilientCity, dem Forschungsprojekt zur Hitze-angepassten Gestaltung von Quartieren und Gebäuden für Menschen in Städten. Der Newsletter berichtet über die folgenden Themen: (1) Bewohner*innen und Sommerhitze: Wie betroffen sind sie? Und welche Anpassungsmaßnahmen finden sie sinnvoll? (2) Freiräume und Sommerhitze: Wo bestehen Handlungsbedarfe in den Beispielquartieren? Wie kann die Anpassung an Sommerhitze erfolgen? (3) Gebäude und Sommerhitze: Wo sind die Schwachpunkte des sommerlichen Wärmeschutzes? Welche Anpassungsmaßnahmen sind wirksam? Und wie beeinflusst das Nutzerverhalten die Innenraumtemperaturen in Hitzeperioden? Der Newsletter steht auch unter http://heatresilientcity.de/newsletter/ zum Download bereit. Wir freuen uns, wenn Sie sich dort für die weiteren Ausgaben des Newsletters anmelden! Sommerliche Grüße vom HeatResilientCity Projektteam
Regine Ortlepp
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The poster deals with adaptation measures to climate change at building level in relation to summer heat. The research is part of the project HeatResilientCity.
Heidi Sinning
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Der Umgang mit Hitze ist in vielen Ländern bereits seit Jahrzehnten eine Herausforderung. Während Deutschland zuletzt 2003 und 2018 von Hitzewellen betroffen war, ist dies in australischen Städten jedes Jahr aufs Neue der Fall. Wie gehen australische Städte vor dem Hintergrund der dortigen Rahmenbedingungen mit der Hitzethematik um? Dieser Frage wird am Beispiel der Metropole Melbourne nachgegangen. Das Fallbeispiel zeigt die Erfahrungen im Umgang mit Hitzestress und ordnet diese in die spezifischen Bedingungen in Bezug auf Klima, Stadtstruktur und Stadtentwicklungspolitik in Australien ein. Der Beitrag zeigt exemplarische Governance-Strategien zur Klimaanpassung auf. Das Konzept der Climate Adaptation Governance dient als theoretischer Bezugsrahmen.
Regine Ortlepp
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An English website of the project HeatResilientCity went online recently, see
where you can also regularly find current project results:
 
Heidi Sinning
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Against the background of recent scholary debate on heat resilience and related governance the article explores how the Australian metropolis Melbourne tackles the challenges of becoming a heat robust city and adapting to extreme temperatures. Considering the specific societal framework of urban development and environmental politics, it analyses which concepts of climate adaptation governance have been applied. Der Beitrag behandelt vor dem Hintergrund der aktuellen wissenschaftlichen Debatte zu Hitzeresilienz und Governance-Strategien, wie die australische Metropolregion Melbourne, unter den dortigen klimatischen, gesellschaftlichen, stadtentwicklungs- und umweltpolitischen Rahmenbedingungen mit der Anforderung an eine hitzerobuste Stadt umgehen und welche Konzepte der Climate Adaptation Governance angewendet wurden.
Regine Ortlepp
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The aim of the collaborative project is to develop and implement innovative, socially fair and adaptive measures to reduce the thermal stress in buildings and in open spaces at district level, which are accepted by the local stakeholders. Selected neighborhoods in the cities of Dresden and Erfurt serve as "livung labs" in which preventive measures with regard to behavior and construction are tested by means of knowledge transfer, participation and physical implementation.
The second project phase aims to transfer these findings to other climate regions and urban structures in Germany. Information and qualification offers for municipal administration staff, professional associations, city parliaments, etc. will contribute to transferring the topic of health, prevention and heat adaptation into municipal action and to improving cooperation across administrative boundaries.
Please visit our project webpage http://heatresilientcity.de/en/ - available in English and German language.