Hitzewellen und Trockenheit im Sommer und fast das ganze Jahr über die Gefahr von lokalem Starkregen – das sind die spürbaren Folgen des Klimawandels in Deutschland. Während aber über Hochwasser in den Medien intensiv berichtet wird, sind die Folgen von Hitzewellen nur wenige Schlagzeilen wert – obwohl deutlich mehr Menschen durch Hitze als durch Überschwemmungen sterben.
Der Deutsche Wetterdienst (DWD) spricht von einer Hitzewelle, sobald die Temperatur an mindestens drei aufeinanderfolgenden Tagen über 28 Grad Celsius liegt. Aktuelle Prognosen zeigen eine deutliche Zunahme dieser Wetterphänomene, auch mit Temperaturen von 30 Grad Celsius und mehr. Kritisch wird es, wenn Gebäude aufgrund unzureichenden Sonnenschutzes und fehlender Nachtlüftung nicht mehr auskühlen und sich in der Folge nach einigen Tagen derart aufheizen, dass die Bewohner:innen sich nicht mehr ausreichend erholen können.
In Deutschland werden zwar keine offiziellen Statistiken zur hitzebedingten Sterblichkeit erhoben, aber an den sehr heißen Tagen zwischen dem 23. Juli und dem 9. August 2018 beispielsweise lag die Übersterblichkeit nach Zahlen aus 15 statistischen Landesämtern bei 8.000. Der DWD hat deshalb bereits 2005 ein zweistufiges Warnsystem entwickelt. Stufe 1: starke Wärmebelastung bei gefühlter Temperatur an zwei Tagen in Folge über 32 Grad Celsius. Stufe 2: extreme Wärmebelastung, über 38 Grad Celsius. Daher sollten alle, die mit dem Planen und Bauen und mehr noch mit dem Modernisieren von Wohn- wie Nichtwohngebäuden zu tun haben, sich mit den Risiken extremer Hitzebelastung für die Bewohner:innen beziehungsweise Nutzer:innen dieser Gebäude auseinandersetzen.
Auswirkungen und Risiken von Hitzewellen
Der anthropogene, durch den Menschen verursachte Klimawandel führt zu einer deutlichen Häufung von heißen Tagen mit Temperaturen von 30 Grad Celsius oder darüber, Tropennächten mit Temperaturen von 20 Grad Celsius oder darüber und intensiven Hitzewellen, deren gesundheitliche Relevanz zunehmend auch in den Fokus gesundheitspolitischer Debatten und öffentlicher Wahrnehmung rückt. Diese klimatischen Veränderungen wirken sich auf vielfältige Weise auf die menschliche Gesundheit aus.
In den vergangenen Jahrzehnten gab es Hunderte von Studien und wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu diesen Themen. Der Stand dieser Erkenntnisse wird regelmäßig von renommierten nationalen und internationalen medizinischen Institutionen zusammengefasst. Dennoch wird in der Gebäudeplanung und Beratung von Bauherren immer noch zu wenig auf die Gefahren hingewiesen.
Wärmeregulation des Menschen
Die zentrale Kenngröße zum Verständnis und zur Beurteilung der gesundheitlichen Risiken und Folgen bei Hitzewellen ist die Körpertemperatur – genauer: Körperkerntemperatur – die durch Regelmechanismen konstant gehalten wird, um optimale Bedingungen für Stoffwechselvorgänge und das Funktionieren der Organe zu gewährleisten. Bei Überhitzung wird die Wärmeabgabe durch verstärkte Durchblutung der Haut erhöht sowie verstärkte Schweißabsonderung, die Verdunstungskälte erzeugt. Bei großer Hitze und starker körperlicher Aktivität kann die Kerntemperatur um ein bis zwei Grad Celsius ansteigen. Bei gesunden Erwachsenen ist dies ohne gesundheitliche Beeinträchtigung möglich.
Die Temperatur der Körperschale – Haut und periphere, stoffwechselarme Körperteile wie Arme, Beine, Nase und Ohren – ist jedoch niedriger als die Kerntemperatur und beträgt bei 15 Grad Celsius Lufttemperatur nur noch etwa 24 Grad. Die Fingertemperatur kann sogar kurzfristig und schadlos bis fünf Grad absinken. Weicht die Körperkerntemperatur um mehrere Grad vom Normbereich ab, so können erhebliche Gesundheitsschäden auftreten, durchaus mit Todesfolge. Bei einer Überwärmung des Körpers, zum Beispiel durch einen längeren Aufenthalt in warmer Umgebung, körperliche Anstrengung oder fehlende Möglichkeit der Wärmeabgabe, kommt es zu Hitzeschäden wie Erschöpfung, Hitzschlag, Kollaps, Krampf, Ödem oder Sonnenstich – und als extremste Form zum Tod.
Der menschliche Organismus ist also zwar in der Lage, seine Körpertemperatur innerhalb enger Grenzen konstant zu halten. Dieser Mechanismus kann jedoch bei hohen Außentemperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder unzureichender Luftzirkulation überfordert werden. Besonders kritisch wird es, wenn die sogenannte „gefühlte Temperatur“ – ein biometeorologischer Index aus Luftfeuchte, Strahlung und Wind – Werte von über 32 Grad erreicht (siehe die 1. Warnstufe des DWD). In solchen Situationen ist die Fähigkeit des Körpers zur Wärmeabgabe stark eingeschränkt. Eine Studie an über 65 Jahre alten Erwachsenen zeigte, dass sich durch Ventilatoren bei höheren Luftgeschwindigkeiten zwar der thermale Komfort eventuell verbessert, es aber keinen signifikanten Effekt auf die Körperkerntemperatur und damit keine Reduzierung gesundheitlicher Risiken gibt.
Körperliche Belastungen
Ein großer Teil der hitzebedingten Morbidität (Krankheitshäufigkeit) und Mortalität (Sterberate) ist auf kardiovaskuläre Komplikationen zurückzuführen – also erhöhte Herzfrequenz, Kreislaufbelastung und in Folge ein erhöhtes Risiko für Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz (Herzschwäche) und Herzinfarkte. Bereits eine moderate Erhöhung der Umgebungstemperatur führt bei Personen mit vorbestehender Herz-Kreislauf-Erkrankung und älteren Menschen zu solch einem erhöhten Risiko. Dies zeigt auch die Zunahme von Krankenhauseinweisungen wegen kardiovaskulärer Diagnosen oder plötzlichem Herzstillstand bei Hitzewellen. Die gesundheitlichen Folgen umfassen auch eine Bluteindickung infolge von Flüssigkeitsverlusten (Hämokonzentration) sowie die Begünstigung von Thrombosen.
Nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen Atemwegserkrankungen die zweithäufigste Ursache für Mortalität und Morbidität dar. Das Atmungssystem wird bei hohen Temperaturen durch eine verstärkte Ozonbildung belastet, die die Schleimhäute reizt und zu einer Verschlechterung der Lungenfunktion führt, außerdem Asthmaanfälle auslöst und Bronchitis sowie chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) verschlimmert. Hinzu kommen durch Hitze bedingte Feinstaub- und Pollenbelastungen, die ebenfalls Atembeschwerden auslösen oder verstärken. Besonders bei älteren Menschen mit chronischen Lungenerkrankungen oder eingeschränkter Lungenfunktion sind die Risiken erheblich.
Ein weiteres Risiko betrifft die Nieren und den Flüssigkeitshaushalt, denn Hitzebelastung resultiert in vermehrtem Schwitzen, was ohne adäquate Flüssigkeitszufuhr zu Dehydratation führt. Die hierdurch verringerte Nierendurchblutung kann bei vorbestehender Niereninsuffizienz akutes Nierenversagen auslösen. Auch das Risiko für Harnwegsinfekte, Harnkonzentration und Nierensteinbildung steigt bei Dehydration erheblich.
Ein hohes Risiko für sogenannte exertionelle (anstrengungsbedingte) Hitzeerkrankungen ergibt sich bei körperlicher Aktivität unter Hitzeeinwirkung, bei der massive Flüssigkeits- und Elektrolytverluste auftreten. Diese Belastungen können ohne ausreichende Kompensation zu lebensbedrohlichen Zuständen führen. Besonders gefährdet sind hier wieder ältere Menschen, die oft ein vermindertes Durstempfinden und eingeschränkte Mobilität aufweisen.
Lebensgefährliche Hitzefolgen
Die gesundheitlichen Auswirkungen von Hitze mit schwerwiegenden medizinischen Notfällen und potenziell tödlichem Ausgang steigen mit der Länge – über drei Tage – und Intensität einer Hitzewelle deutlich an, insbesondere wenn die nächtliche Erholung in Tropennächten und aufgeheizten Innenräumen schwierig wird. Dabei spielt die individuelle Exposition – also Intensität, Dauer und Zeitpunkt der Hitzeeinwirkung – ebenso eine Rolle wie die Anpassungsfähigkeit der betroffenen Person. Hitzschlag, Hitzekollaps und Sonnenstich sind die lebensgefährlichen Folgen.
Bei einem Hitzschlag fällt die Schweißabsonderung aus. Dann gerät die Körpertemperatur außer Kontrolle und kann innerhalb von zehn bis 15 Minuten bis auf 41 Grad Celsius steigen. Der Hitzschlag entwickelt sich in einem Zeitraum von ein bis sechs Stunden und erfordert eine rasche ärztliche Versorgung, da er in weniger als 24 Stunden zum Tod führen kann. Symptome sind eine ungewöhnliche Unruhe, extrem hohe Körpertemperatur – oral gemessen über 39 Grad Celsius –, eine heiße/rote/trockene Haut, starkes Durstgefühl, Kopfschmerzen, Schwindelgefühl, Schläfrigkeit, Verwirrtheit, Krampfanfälle, eine Eintrübung des Bewusstseins bis zur Bewusstlosigkeit. Geeignete Gegenmaßnahmen sind: Verlagerung des Betroffenen an einen kühlen Ort, lauwarme Getränke, Bekleidung lockern beziehungsweise Oberbekleidung ausziehen und Kühlung durch feuchtkühle Umschläge und leichten Luftzug.
Bei einem Hitzekollaps führt die anhaltende Hitze zur intensiven Durchblutung der Haut zwecks Wärmeabgabe und in Folge zu einer kritischen Blutdrucksenkung. Dabei wird die Hirndurchblutung so vermindert, dass es zu kurzfristiger Bewusstlosigkeit und zum Kollaps kommt. Die Gegenmaßnahmen sind ähnlich wie bei einem Hitzschlag.
Der Sonnenstich wird durch eine starke Sonneneinstrahlung auf den unbedeckten Kopf verursacht, der zu einer Entzündung der Hirnhäute (aseptische Meningitis) und einer gefährlichen Schwellung des Hirngewebes (Hirnödem) führt. Symptome sind Bewusstseinstrübung, Erbrechen, starke Kopfschmerzen, Lichtscheue, Nackensteife und Übelkeit. Die Gegenmaßnahmen sind ähnlich wie bei Hitzschlag und Hitzekollaps.
Bevor es zu diesen schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen kommt, führt eine zu hohe Umgebungstemperatur allerdings bereits zu einem reduzierten Behaglichkeitsempfinden des Menschen, einer verringerten geistigen und körperlichen Leistungsfähigkeit sowie zu gesundheitlichen Belastungen bei vulnerablen Personen.
Beeinträchtigungen der psychischen Gesundheit
Ebenso rückt die psychische Gesundheit zunehmend in den Fokus, weil hier die Krankenausfallrate kontinuierlich steigt. Denn auch das psychophysiologische Befinden und die Leistungsfähigkeit werden während einer Hitzeperiode erheblich beeinflusst. Bereits moderate Hitzebelastungen wirken sich negativ aus und führen zu Konzentrationsstörungen und Schlafproblemen, insbesondere in Tropennächten. Schlafdefizite verstärken wiederum psychische Belastungen, fördern depressive Symptomatiken und reduzieren die kognitive Leistungsfähigkeit. Dies erhöht das Risiko von Unfällen, das der Reduktion sozialer Toleranz und somit aggressiven Verhaltens („Heat-Aggression-Link“).
Hitzebedingte Übersterblichkeit
Bei Hitzeperioden lässt sich aufgrund der zahlreichen oben beschriebenen gesundheitlichen Belastungen ein deutlicher Anstieg der Gesamtmortalität nachweisen (Übersterblichkeit). Hitzebedingte Todesfälle ergeben sich nicht allein durch offensichtliche Diagnosen wie Hitzschlag, sondern meistens durch unspezifische Zusatzbelastungen bei bestehenden Erkrankungen. Diese werden aber in der amtlichen Todesursachenstatistik bislang nicht gesondert ausgewiesen, sodass die Hitzerisiken noch oft unterschätzt werden.
Epidemiologischer Nachweis hitzebedingter Mortalität
Seit der Hitzewelle im Sommer 2003, bei der europaweit mehr als 70.000 zusätzliche Todesfälle registriert wurden, rückt die hitzebedingte Mortalität in das öffentliche und wissenschaftliche Bewusstsein. Für Deutschland wurden im Sommer 2003 7.600 zusätzliche Todesfälle geschätzt, insbesondere in den südwestlichen Regionen. Über einen längeren Zeitraum betrachtet ist nicht nur die absolute Zahl auffällig, sondern die zunehmende Häufung von Jahren mit signifikanter Hitzemortalität.
Soziodemografische Unterschiede in der Hitzemortalität
Hitzebedingte Mortalität betrifft allerdings nicht alle Bevölkerungsgruppen gleichermaßen, sondern ganz besonders die „vulnerablen Gruppen“. Zu ihnen zählen neben Säuglingen und Kleinkindern:
Die gesundheitlichen Auswirkungen von Hitze sind folglich keineswegs gleichmäßig über die Bevölkerung verteilt. Ein erhöhtes Risiko ergibt sich nicht nur aus individuellen physiologischen Eigenschaften, sondern ist in einem hohen Maße durch soziale, ökonomische und strukturelle Faktoren bedingt. Die Analyse und das Verständnis dieser unterschiedlichen Vulnerabilitäten – also der je nach Gruppe unterschiedlichen Anfälligkeit gegenüber negativen Folgen eines äußeren Stressors – sind von zentraler Bedeutung für die Vorbeugung.
Ein weiteres Risiko, das häufig übersehen wird, ist die berufsbedingte Hitzeexposition. Menschen, die im Freien arbeiten, sind während einer Hitzewelle besonders gefährdet, beispielsweise im Bauwesen, in der Landwirtschaft, im Garten- und Landschaftsbau, bei der Müllentsorgung oder im Zustelldienst Tätige. Ihre Arbeitsbedingungen lassen sich nicht ohne Weiteres anpassen, da betriebliche oder wirtschaftliche Zwänge die Einhaltung von Hitzeschutzmaßnahmen einschränken.
Die Kombination aus körperlicher Belastung, direkter Sonnenexposition und fehlender Möglichkeit zur Regeneration führt zu einem erhöhten Risiko von Hitzeerschöpfung, Dehydration und Unfällen. Studien zeigen denn auch eine erhöhte Unfallrate bei hohen Außentemperaturen, bedingt durch Konzentrationsminderung, Koordinationsstörungen oder Kreislaufprobleme. Umso wichtiger sind für diesen Personenkreis Wohn- und Aufenthaltsräume mit zuträglichem Innenklima, die Erholung ermöglichen.
Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit
Auch Arbeitgeber sollten der besorgniserregenden Klimaentwicklung mehr Aufmerksamkeit widmen. Denn Gesundheit und Behaglichkeit beeinflussen die Produktivität und Leistungsfähigkeit von Beschäftigten in erheblichem Ausmaß. Die Hitzebelastung bei Tätigkeiten im Freien ist offensichtlich, aber auch Tätigkeiten in Büros, Pflegeeinrichtungen, Schulen oder Werkhallen – sind immer stärker von Überhitzung betroffen, insbesondere an nicht klimatisierten Arbeitsplätzen.
Produktivitätseinbußen
Studien zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen Raumtemperatur und Produktivitätsverlusten, die bei Temperaturen über 30 Grad Celsius zwischen drei und zwölf Prozent liegen und in Deutschland zu wirtschaftlichen Verlusten von mehreren Milliarden Euro pro Jahr führen. Hinzu kommt eine mentale Belastung, wenn Beschäftigte keine Möglichkeit haben, die Temperatur oder Lüftung in ihrer Arbeitsumgebung selbst zu regulieren. Diese empfundene Unkontrollierbarkeit der Arbeitsumgebung führt dann zu weiterem Stress, Unzufriedenheit und verminderter Motivation. Solche Faktoren können langfristig die Arbeitszufriedenheit und die psychische Gesundheit der Beschäftigten zusätzlich beeinträchtigen.
DAK-Gesundheitsreport 2024
Der aktuelle DAK-Gesundheitsreport 2024 analysiert die Krankheitsdaten von 2,4 Millionen Versicherten aus dem Jahr 2023 und behandelt als Schwerpunktthema die gesundheitlichen Folgen des Klimawandels, speziell von Hitze, für die Beschäftigten. Analysiert wurden die Auswirkungen hoher Temperaturen auf die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Arbeitsfähigkeit.
Im Sommer 2023 klagten demnach 23 Prozent der befragten Erwerbstätigen über eine starke Hitzebelastung während der Arbeit, 40 Prozent bezeichneten die Belastung als „mäßig“. Über die Hälfte der Beschäftigten gab an, nicht so produktiv wie üblich gewesen zu sein, und über zwei Drittel empfanden insgesamt eine Einschränkung der persönlichen Leistungsfähigkeit. Rund ein Fünftel der Befragten berichtete sogar über gesundheitliche Beschwerden im Zusammenhang mit Hitze, insbesondere Abgeschlagenheit, Kreislaufbeschwerden und Schlafprobleme. Diese Symptome treten nicht nur bei Tätigkeiten im Freien, sondern auch in überhitzten Innenräumen auf.
Generell muss man davon ausgehen, dass ab einer Innentemperatur von 26 Grad Celsius mit Beeinträchtigung der kognitiven Fähigkeiten der Beschäftigten und einer Leistungsminderung zu rechnen ist. Dazu können Kreislaufstörungen auftreten. Dies wird auch durch die Auswertung der Krankschreibungen im Jahresverlauf belegt, die einen deutlichen Anstieg hitzeassoziierter Diagnosen in den heißen Sommermonaten zeigt, etwa Kreislauferkrankungen.
Zukunftsaufgabe: hitzeresiliente Gebäude, Quartiere, Städte
Klar ersichtlich ist daher, dass es in den kommenden Jahren verstärkt darauf ankommen wird, Neubauten und Baubestand anzupassen, Gebäude so zu planen und zu bauen beziehungsweise zu modernisieren und zu sanieren, dass sie auch bei extremer, lang anhaltender Hitze ein gesundheitsförderliches, angenehmes Innenraumklima bieten.
Darüber hinaus muss das Wissen um die Risiken von Hitzestress natürlich in die Stadt- und Raumplanung einfließen. Über die entsprechenden Vorgaben zum sommerlichen Hitzeschutz, die diese Bedingungen schaffen sollen, wird es im zweiten Teil dieses Beitrags gehen. Der dritte Teil wird sich dann vor allem um die konkrete Umsetzung drehen.
Literatur
[1] Michael Gekle, Dominique Singer: Wärmehaushalt und Temperaturregulation, in: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl (Hrsg.): Physiologie. 7. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-13-796007-2, 13. Kapitel, S. 566–584.
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Bild: Ergänzung zu RKI Teil 2, Hitze in Deutschland
Stürme und Überschwemmungen)
zwischen Januar 2000 und Oktober 2023
Bild: DWD Klimaatlas
Bild: BGHM
Bild: RKI Teil 1, Seite 16
Bild: Deutsches Ärzteblatt, Heft 26, 1. Juli 2022
Bild: aus DAK-Gesundheitsreport 2024
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