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Vorwort
Inhalt
1.Das Klima als öffentlicher Belang in der Bau­­leit­­planung
2.Charakteristik und Erscheinungsformen des Stadtklimas
3.Energiebewusste Bauleitplanung
4.Methoden der Informations­­­gewinnung für die Planung (Messungen, Windkanal, Numerische Modellierung)
4.1Messungen
4.1.1Stationäre Messungen
4.1.2Messungen mit mobilen Messeinrichtungen
4.1.3Tracerexperimente
4.1.4Vertikalsondierungen
4.2Windkanal
4.2.1Allgemeines
4.2.2Funktionsweise und Unter­suchungs­methoden
4.2.2.1Sichtbarmachung von Strömungen oder Schadstoffausbreitung
durch Rauch
4.2.2.2Wind­geschwindig­keits­­messungen
4.2.2.3Messung der Konzentrationsverteilung bei Ausbreitungs­ver­suchen
4.2.3Standorte von Windkanälen
4.3Numerische Modellierung von Strömungs- und Transportvorgängen
4.3.1Das Windfeldmodell DIWIMO
4.3.2Die Kaltluft­abfluss­modelle KALM und KLAM 21
4.3.3Das Modell STREET zur Abschätzung verkehrsbedingter
Schadstoffbelastung
4.3.4Das Modell MLuS-02 bzw. neu RLuS 2012 zur Berechnung
der Schadstoffausbreitung an Straßen ohne oder mit lockerer Randbe­bauung
4.3.5Das Modell PROKAS zur Berechnung der Schadstoffbelastung an Straßen
4.3.6Das mikroskalige Modell MISKAM
4.3.7Mesoskalige geländeklimatische Modelle
4.3.8Die Stadtklimamodelle RayMan, ENVI-met und MUKLIMO_3
5.Klima- und Lufthygienekarten als Hilfsmittel in der Bauleitplanung
(Beispiel: Klimaatlas Verband Region Stuttgart)
6.Empfehlungen für die Planung
7.Literaturverzeichnis
8.Thematische Websites
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METHODEN DER INFORMATIONS­­­GEWINNUNG FüR DIE PLANUNG (MESSUNGEN, WINDKANAL, NUMERISCHE MODELLIERUNG)
   
 4.3.2 Die Kaltluft­abfluss­modelle KALM und KLAM 21

Das Modell KALM (SCHÄDLER, LOHMEYER 1996) ist ein Kaltluftabflussmodell. Es berechnet die zeitliche Entwicklung der Kaltluftströmung bei gegebener zeitlich konstanter Kaltluftproduktionsrate. Neben der Dicke der Kaltluftschicht werden die horizontalen Windgeschwindigkeiten und der Kaltluftvolumenstrom berechnet.

Durch Kopplung der von KALM berechneten Windfelder mit Ausbreitungsmodellen, z.B. LASAT (JANICKE, 1996; VDI-RICHTLINIE 3945 Bl. 3, 2000) kann die Schadstoffausbreitung in Kaltluftflüssen berechnet werden.

Die Abbildung 4/19 zeigt Berechnungsbeispiele des Modells KALM für die Kaltluftvolumenstromdichte im Stadtgebiet von Stuttgart.

Die Kaltluftvolumenstromdichte ist diejenige Kaltluftmenge in m³, die pro Sekunde durch einen 1m breiten Streifen zwischen der Erdoberfläche und der Obergrenze der Kaltluftschicht, welcher senkrecht zur Strömung steht, fließt; ihre Einheit ist m³/ms. In ausgeprägten Kaltluftsystemen kann der Abfluss mehrere Millionen Kubikmeter pro Stunde betragen, bei Mächtigkeiten von bis zu einigen Dekametern. Höher gelegene Flächen und Oberläufe von Tälern erweisen sich dabei als Kaltluft-Produktionsgebiete, während die Mittel- und Unterläufe von Tälern sowie niedrig liegende Ebenen Kaltluftsammel- und -staugebiete sind. Da die letztgenannten Gebiete oft auch dicht besiedelt sind, können sie durch die mit der Bebauung verbundene Aufwärmung und Vermischung eine „kaltluftvernichtende“ Wirkung haben.

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) bietet ebenfalls ein Kaltluftabflußmodell (KLAM 21) an. KLAM 21 ist ein 2-dimensionales, mathematisch-physikalisches Simulationsmodell zur Berechnung von Kaltluftflüssen und -ansammlungen in orographisch gegliedertem Gelände. Es hat sich in zahlreichen amtlichen Gutachten zur Stadt-, Regional- und Landesplanung bewährt (www.dwd.de).

Die Abbildungen 4/20 und 4/21 zeigen ein Berechnungsbeispiel.

 
 
 
Abb. 4/19: Kaltluftvolumenstrom-
dichte und Kaltlufthöhe in Stuttgart, berechnet mit KALM, (SCHÄDLER, LOHMEYER, 1996)
 
Abb. 4/20: Flächennutzung und Gelände in KLAM 21, Quelle: Amt für Umweltschutz Stuttgart
 
Abb. 4/21: Differenzen Kaltlufthöhe und Kaltluftvolumenstrom in KLAM 21
Quelle: Amt für Umweltschutz Stuttgart