Regenwasser von Dächern könnte eine geheime Waffe im Kampf gegen extreme Hitze sein, nach Europas brütendem Sommer.

Neue Forschung der University of Manchester in Großbritannien modellierte ein System, das von Dächern gesammeltes Regenwasser speichert und es bei heißem Wetter automatisch auf Gebäude sprüht.

Die Studie, veröffentlicht in der wissenschaftlichen Zeitschrift Earth’s Future, ergab, dass kühlere Dächer weniger Wärme in Gebäude leiteten, was die Nachfrage nach Klimaanlagen senkte und damit den für Kühlung üblicherweise benötigten Energieverbrauch reduzierte.

Weniger Klimaanlagen bedeuten auch, dass weniger Abwärme in die Stadt abgegeben würde. Zusammen, so die Forscher, könnten diese Effekte helfen, die städtischen Temperaturen zu senken, die Anzahl der Hitzewellentage insgesamt zu verringern und die Intensität extremer Hitzereignisse abzumildern.

Dächer können als „strategische Kühlung“ für Städte dienen

Die Studie, die die Stadt Tokio als Fallbeispiel nutzte, legt nahe, dass der Zeitpunkt, zu dem die Sprinkler eingeschaltet wurden – beispielsweise wenn das Dach eine bestimmte Temperatur erreichte – einen größeren Einfluss hatte als entweder die Größe des Tanks oder die Menge des aufgebrachten Wassers.

Sie stellte auch fest, dass größer nicht immer besser ist. Tatsächlich führten sehr große Tanks nur zu „bescheidenen zusätzlichen Reduktionen“ beim Energieverbrauch und bei extremer Hitze, während die Anwendung von mehr Wasser nicht immer zu mehr Kühlung führte, weil ein Teil davon auf dem Dach verblieb, anstatt zu verdunsten.

„Städte weltweit sehen sich wachsenden Herausforderungen durch extreme Hitze ausgesetzt“, sagt Hauptautor Dr. Zhonghua Zheng von der University of Manchester.

„Klimaanlagen können helfen, Menschen sicher und komfortabel zu halten, verbrauchen aber auch große Mengen Energie und geben zusätzliche Wärme in die städtische Umwelt ab. Unsere Studie zeigt, dass das Sammeln von Regenwasser von Dächern und dessen strategische Nutzung zur Kühlung einen praktischen Weg bieten könnte, sowohl den Energiebedarf als auch die städtischen Temperaturen zu senken.“

Dr. Zheng fügt hinzu, dass die Vorteile der Dachregenwassernutzung in „noch heißeren Jahren noch größer werden“, was darauf hindeutet, dass der Ansatz angesichts der fortschreitenden Erwärmung des Klimas zunehmend an Bedeutung gewinnen könnte.

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Die Studie könnte lokalen Behörden und Stadtplanern helfen zu bewerten, wie regenwasserbasierte Kühlsysteme in ihren eigenen Regionen funktionieren könnten, wobei praktische Aspekte wie Kosten und Wasserverfügbarkeit berücksichtigt werden.

„Der Regenwassertank bietet zudem einen zusätzlichen Nebeneffekt bei der Reduzierung extremer städtischer Abflüsse“, sagt Junjie Yu, Promotionsforscher an der University of Manchester.

„Dieser Ansatz veranschaulicht eine ‚natürliche Lösung für natürliche Herausforderungen‘, bei der Regenwasser als natürliche Ressource dient, um sowohl thermischen Stress als auch hydrologische Extreme abzumildern.“

Warum Klimaanlagen nicht der beste Weg sind, extreme Hitze zu bekämpfen

Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass Raumkühlung – diemostly Klimaanlagen, aber auch Ventilatoren umfasst – im Jahr 2022 rund 2.100 Terawattstunden (TWh) Strom verbrauchte. Das entspricht etwa sieben Prozent des weltweiten Stromverbrauchs jenes Jahres.

Experten warnen, dass sich die Anzahl der Klimaanlagen in den nächsten drei Jahrzehnten verdreifachen könnte und auf stolze 5,5 Milliarden Installationen ansteigen könnte, da extreme Hitze zur „neuen Normalität“ wird.

Dies hat die Befürchtung ausgelöst, dass die steigende Nachfrage das ohnehin schon angeschlagene europäische Stromnetz zusätzlich belasten und die Emissionen in die Höhe treiben könnte.

Zwar könnten Klimaanlagen theoretisch mit sauberer Energie wie Solarstrom betrieben werden, doch bleibt die Sorge über den Einsatz von Kältemitteln wie Fluorkohlenwasserstoffen und teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen bestehen. Dies sind starke Treibhausgase, die im Vergleich zu CO2 tausendfach mehr Wärme in der Atmosphäre binden.

Die EU und das Vereinigte Königreich schreiten aktiv darauf hin, fluorierte Gase zugunsten natürlicher Kältemittel wie Kohlenwasserstoffe (wie Propan) und CO2 auszuscheiden, die weit weniger klimaschädlich sind – doch Propans Entzündlichkeit macht die Installation kompliziert.

Dennoch trägt der Prozess, Wärme aus einem Hausinneren aufzunehmen und nach außen abzuleiten, zum städtischen Wärmeinseleffekt bei. Dabei wird Wärme zwischen hohen Gebäuden gefangen und von den großen Mengen Asphalt und Beton in Städten absorbiert, bevor sie wieder an die Luft abgegeben wird.

Deshalb erleben größere Städte tendenziell stärkeren Hitzestress und höhere Höchsttemperaturen als nahegelegene ländliche Gebiete.

Wie „kühle Dächer“ ebenfalls helfen können, Hitzewellen zu bekämpfen

Eine 2024 veröffentlichte Studie von UCL und der University of Exeter analysierte den Kühleffekt, den weiß gestrichene oder in anderen reflektierenden Farben gehaltene Dächer (bekannt als „kühle Dächer“) auf Londons Lufttemperatur zwischen Juni und August 2018 gehabt hätten.

Damals erlebte die Stadt einen der heißesten Sommer seit Beginn der Aufzeichnungen, mit einer Durchschnittstemperatur von 19,2 °C in diesen drei Monaten – etwa 1,6 °C wärmer als der Durchschnitt für diese Jahreszeit.

Die Arbeit ergab, dass London bei flächendeckender Installation von kühlen Dächern im Durchschnitt um etwa 0,8 °C hätte abgekühlt werden können.

„Wenn sie weit verbreitet eingesetzt werden, können kühle Dächer die bodennahen Lufttemperaturen einer Stadt erheblich senken“, sagt Hauptautor Dr. Charles Simpson von der UCL Bartlett School Environment, Energy & Resources.

„Der daraus resultierende Kühleffekt in der gesamten Stadt würde Leben retten und die Lebensqualität der Bewohner im gesamten städtischen Gebiet verbessern.“