„Wenn Städte Regenwasser von Dächern sammeln und gezielt zur Kühlung einsetzen, sinken Energiebedarf und Hitze in den Straßen spürbar.“
Auf Dächern gesammeltes Regenwasser könnte sich nach Europas brütend heißem Sommer als heimliche Waffe gegen Extremhitze erweisen.
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Eine neue Studie der University of Manchester in Großbritannien hat ein System modelliert, das Regenwasser von Hausdächern speichert und die Gebäude bei Hitzeperioden automatisch besprüht.
Die im Fachjournal Earth’s Future (Quelle auf Englisch) veröffentlichte Studie zeigt: Kühlere Dächer leiten weniger Wärme ins Gebäudeinnere. Dadurch sinkt der Bedarf an Klimaanlagen und der Energieverbrauch für die Kühlung geht zurück.
Weniger Klimaanlagen bedeuten zudem weniger Abwärme in der Stadt. Zusammengenommen könnten diese Effekte nach Einschätzung der Forschenden die Temperaturen in Städten senken, die Zahl der Hitzewellentage reduzieren und die Intensität extremer Hitzeereignisse abschwächen.
Dächer dienen Städten als „strategische Kühlung“
Die Studie nimmt Tokio als Fallbeispiel. Sie kommt zu dem Schluss: Der Zeitpunkt, zu dem die Sprinkler eingeschaltet werden – etwa wenn das Dach eine bestimmte Temperatur erreicht –, ist wichtiger als die Größe des Tanks oder die aufgebrachte Wassermenge.
Außerdem zeigt die Analyse, dass größer nicht immer besser ist. Sehr große Tanks bringen demnach nur „begrenzte zusätzliche Einsparungen“ bei Energieverbrauch und Extremhitze. Mehr Wasser sorgt nicht zwangsläufig für mehr Kühlung, weil ein Teil auf dem Dach stehen bleibt statt zu verdampfen.
„Städte weltweit stehen vor wachsenden Herausforderungen durch Extremhitze“, sagt Hauptautor Dr. Zhonghua Zheng von der University of Manchester.
„Klimaanlagen können Menschen schützen und für Komfort sorgen. Sie verbrauchen aber auch große Energiemengen und setzen zusätzliche Wärme in der Stadt frei. Unsere Studie zeigt, dass das Sammeln von Regenwasser auf Dächern und sein gezielter Einsatz zur Kühlung eine praktische Möglichkeit bieten könnte, sowohl den Energiebedarf als auch die Temperaturen in Städten zu senken.“
Dr. Zheng ergänzt, die Vorteile von auf Dächern gesammeltetem Regenwasser seien „in besonders heißen Jahren noch größer“. Der Ansatz dürfte daher mit weiterer Erwärmung des Klimas an Bedeutung gewinnen.
Die Studie kann Kommunen und Stadtplanerinnen sowie Stadtplanern helfen, zu beurteilen, wie regenwasserbasierte Kühlsysteme in ihren Regionen funktionieren könnten und welche Kosten sowie welche Wasserverfügbarkeit dabei eine Rolle spielen.
„Der Regenwassertank bringt zudem einen zusätzlichen Nutzen: Er verringert extreme Abflussmengen in der Stadt“, sagt Junjie Yu, Doktorand an der University of Manchester.
„Dieser Ansatz steht für eine ‚natürliche Lösung für natürliche Herausforderungen‘: Regenwasser dient als Ressource, um sowohl Hitzebelastung als auch hydrologische Extreme abzumildern.“
Warum Klimaanlagen Extremhitze nur begrenzt bekämpfen
Die Internationale Energieagentur (IEA (Quelle auf Englisch)) schätzt, dass die Kühlung von Räumen – vor allem durch Klimaanlagen, aber auch durch Ventilatoren – im Jahr 2022 rund 2.100 Terawattstunden Strom verbrauchte. Das entsprach etwa sieben Prozent des damaligen weltweiten Stromverbrauchs.
Fachleute warnen, dass sich die Zahl der Klimageräte in den kommenden drei Jahrzehnten verdreifachen könnte und auf 5,5 Milliarden Installationen steigt. Extremhitze würde damit zur ‚neuen Normalität‘.
Das weckt die Sorge, dass die wachsende Nachfrage Europas ohnehin belastete Stromnetze weiter unter Druck setzt und die Emissionen stark ansteigen lässt.
Zwar ließen sich Klimaanlagen theoretisch mit sauberer Energie wie Solarstrom betreiben. Doch der Einsatz von Kältemitteln wie Fluorkohlenwasserstoffen und teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen bleibt problematisch. Diese starken Treibhausgase halten Tausende Male mehr Wärme in der Atmosphäre als CO2.
Die EU und das Vereinigte Königreich bauen fluorierte Gase schrittweise ab und setzen verstärkt auf natürliche Kältemittel wie Kohlenwasserstoffe (etwa Propan) und CO2, die dem Klima deutlich weniger schaden. Die Entflammbarkeit von Propan macht die Installation jedoch komplex.
Doch schon der Vorgang, Wärme aus Innenräumen aufzunehmen und nach draußen abzugeben, verstärkt den urbanen Wärmeinseleffekt. Dabei staut sich Hitze zwischen hohen Gebäuden und wird von den großen Flächen aus Asphalt und Beton in den Städten aufgenommen, bevor sie wieder an die Luft abgegeben wird.
Deshalb leiden große Städte meist unter stärkerer Hitzebelastung und höheren Höchsttemperaturen als umliegende ländliche Regionen.
Wie „Cool Roofs“ Hitzewellen abmildern
Eine Studie aus dem Jahr 2024 von UCL und der University of Exeter untersuchte, wie stark weiß gestrichene oder anders reflektierende Dächer – sogenannte ‚cool roofs‘ – die Lufttemperatur in London zwischen Juni und August 2018 gesenkt hätten.
Damals gehörte dieser Sommer zu den heißesten, die in der Stadt je gemessen wurden. Die durchschnittliche Temperatur in diesen drei Monaten lag bei 19,2 Grad und damit rund 1,6 Grad über dem üblichen Wert für diese Jahreszeit.
Die Auswertung ergab: Wären in ganz London flächendeckend „cool roofs“ installiert gewesen, hätte sich die Stadt im Mittel um etwa 0,8 Grad abgekühlt.
„Wenn sie weit verbreitet eingesetzt werden, können ‚cool roofs‘ die Lufttemperatur am Boden einer Stadt deutlich senken“, sagt Hauptautor Dr. Charles Simpson von der UCL Bartlett School Environment, Energy & Resources.
„Die daraus entstehende Abkühlung in der gesamten Stadt würde Leben retten und die Lebensqualität der Bewohnerinnen und Bewohner im gesamten Stadtgebiet verbessern.“