Gründächer halten – je nach Begrünungsart und Schichtaufbau – etwa 40 bis 99 % des jährlichen Niederschlags zurück. Foto: FBB
Gebäudebegrünung: Natürliche Klimaanlagen
Dach- und Fassadenbegrünungen sehen nicht nur schön aus, sondern helfen auch, das Mikroklima in Ballungsräumen zu verbessern. Durch Verschattung der Gebäudehülle einerseits sowie Wasserrückhalt und -verdunstung andererseits bewirken die Vegetationsschichten eine Abkühlung auf unseren städtischen „Hitzeinseln“.
Die Vorteile und Aufbauvarianten von Gründächern haben wir auf baustoffwissen.de bereits in einem früheren Beitrag behandelt. Als oberste Schicht des Dachaufbaus schützen die Pflanzen und Bodensubstrate die darunter liegende Dachabdichtung. Da Bitumenbahnen oder Kunststoffbahnen somit keiner direkten Sonneneinstrahlung mehr ausgesetzt sind, halten sie in der Regel länger. Außerdem verbessert die Vegetationsschicht die Wärmedämmung von Flachdächern, und sie bindet und filtert zum Teil Staub und Schadstoffe aus der Luft.
Ein weiterer Vorteil von Gründächern ist, dass sie Regenwasser speichern und so das Überschwemmungsrisiko durch Starkregenereignisse senken können. Die Funktion der Wasserspeicherung hat zudem noch einen anderen großen Vorteil. Sie ist nämlich die Voraussetzung dafür, dass Gründächer auch das Mikroklima positiv beeinflussen und in überhitzten Städten für etwas Abkühlung sorgen.
Abkühlung durch Pflanzen
Durch die Bepflanzung von Dächern und Fassaden lässt sich ein spürbarer Verschattungseffekt erzielen. Die Bauteiloberflächen werden bei Sonneneinstrahlung nicht so stark erhitzt und strahlen später weniger Wärme an die Umgebung ab, als es „nackte“ Dächer und Fassaden für gewöhnlich tun. Der Erhitzungsgrad der Bauteile hängt natürlich auch von anderen Faktoren ab. So wirken dunkle Oberflächen stärker als Wärmespeicher als helle Baustoffe, welche die Sonnenstrahlen viel stärker reflektieren. Durch Pflanzenbewuchs bleiben aber selbst weiße Flächen noch länger „cool“.
Neben dem Verschattungsprozess sorgen bei grünen Dächern und Fassaden auch Verdunstungsprozesse für eine Abkühlung des Mikroklimas in Gebäudenähe. Das gilt insbesondere für Gründächer, weil hier die Pflanzen in einer Schicht aus Bodensubstrat wurzeln, die viel Regenwasser aufnehmen kann. Bei Fassadenbegrünungen wurzeln die Pflanzen dagegen oft im Boden am Gebäudefuß und schlängeln sich von dort aus die Fassade hinauf. Zwar gibt es auch „vertikale Beete“ für die Fassade, die Nähstoffsubstrate enthalten, aber durch ihre vertikale Lage nehmen diese natürlich viel weniger Niederschlagswasser auf als horizontale Beete auf dem Dach.
Gleichwohl lassen sich auch bei Fassadenbegrünungen Abkühlungseffekte durch Wasserverdunstung beobachten. Auch ohne wasserspeicherndes Erdreich beginnen nämlich die Pflanzen selbst zu „schwitzen“, wenn sie von der Sonne erhitzt werden. Dabei entsteht so genannte Verdunstungskälte.
Was ist Verdunstungskälte?
Fassadenbegrünungen können zwar nur relativ wenig Regenwasser speichern, tragen aber dennoch zur Verbesserung des Mikroklimas bei. Foto: FBB
Erwärmen sich Pflanzenblätter durch Sonneneinstrahlung, dann verdunstet ein Teil des in ihnen gespeicherten Wassers. Das zunächst flüssige Wasser wird dabei als gasförmiges Wasser an die Umgebung abgegeben. Flüssiges Wasser, das gasförmig wird, kennen wir alle vom Kochen. Wobei die Flüssigkeit hier sehr stark erhitzt wird, um dann ab dem Siedepunkt von 100 °C schnell und von außen gut sichtbar verdampft. Sieden ist sozusagen die Schnellvariante des Verdampfens. Doch überall in der Natur findet auch noch eine andere Form des Wasserverdampfens statt, die wesentlich langsamer abläuft und von außen nicht durch sichtbare Dampfschwaden erkennbar ist: das Prinzip des Verdunstens.
Verdunstung findet nicht erst ab 100 °C, sondern schon bei viel geringeren Temperaturen statt. Beispiele dafür sind etwa das Trocknen von Wäsche auf der Leine oder das Schwitzen des menschlichen Körpers. Im Prinzip reicht es schon aus, dass eine feuchte Oberfläche auf relativ trockene Luft trifft, um Verdunstungsprozesse in Gang zu setzen. Das feuchte Material gibt dann Wasserdampf an die Luft ab, weil die Natur eben immer danach strebt, Ungleichgewichte auszugleichen.
Damit aber Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatszustand übergehen kann, ist Energie erforderlich. Beim Verdunsten nehmen die Wassermoleküle Energie aus ihrer direkten Umgebung auf. Bei einem Gründach kommen dafür zum Beispiel die Umgebungsluft und natürlich die Pflanzen selbst in Frage. Das Wasser bindet also Energie, um gasförmig zu werden, und die Umgebung, der Energie entzogen wird, kühlt daraufhin ab. So funktioniert das Prinzip der Verdunstungskälte. Es ist bei der Gebäudebegrünung äußerst willkommen, weil es zu einer Abkühlung des Mikroklimas beiträgt.
Spürbarer Effekt
Eine Gebäudehülle kann natürlich nur dann Verdunstungskälte absondern, wenn die Materialien Wasser enthalten. Doch eine Durchfeuchtung von Baustoffen ist normalerweise nicht erwünscht, weil dadurch schädliche Auswirkungen auf die Wandmaterialien und in letzter Konsequenz auch auf das Innenraumklima drohen. Anders sieht es mit Pflanzen auf Dächern oder an Fassaden aus. Diesen schadet das Wasser nicht, sie benötigen es vielmehr zum Leben. Und sie können viel davon speichern.
Laut einem Fachartikel von Dr. Gunter Mann, Präsident der Fachvereinigung Bauwerksbegrünung e.V. (FBB), hält ein begrüntes Dach – je nach Begrünungsart und Schichtaufbau – etwa 40 bis 99 % des jährlichen Niederschlags zurück. Auch extensive Dachbegrünungen mit niedrigwüchsigen Pflanzen wie zum Beispiel Moose und nur dünnen Bodensubstrat-Schichten können bereits viel Wasser speichern und durch Verdunstungskälte ihre Umgebung spürbar abkühlen. Nach Angaben des FBB-Präsidenten sind bereits bei zusammenliegenden Dach- und Fassadenbegrünungen ab etwa 1 ha Fläche positive Auswirkungen auf das Mikroklima möglich. Dr. Gunter Mann weist zudem darauf hin, dass sich der Effekt der Verdunstungskälte durch Bewässerung des Daches noch verbessern lässt.
Über den Autor
Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für
BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin
BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift
baustoffpraxis.
Kontakt:
freierjournalist@rolandgrimm.com
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