Die Tatsache, dass Gründächer zur Energieeffizienz von Gebäuden beitragen, ist bereits gut bekannt. Unsere Leser können sowohl in unseren Blogbeiträgen als auch in veröffentlichten Artikeln Informationen über die Auswirkungen von Urbanscape®-Gründächern auf die Energieeffizienz in den letzten zehn Jahren finden. Das Thema bleibt trotzdem interessant und wird durch aktuelle Forschungsergebnisse immer wieder untermauert. In Zeiten der gegenwärtigen großen Herausforderungen wie dem Klimawandel ist dies ein aktuelles Thema, das mehr denn je von Bedeutung ist.
Der städtische Wärmeinseleffekt und unser Wohlbefinden
Wir haben Hochsommer und Hitzewellen sind heutzutage mehr oder weniger regelmäßig zu erwarten. Menschen werden anfällig für Wetterextreme im gegenwärtigen städtischen Ökosystem, das in den meisten Fällen dramatische Veränderungen erfordert – einerseits im Bereich der Stadtplanung und andererseits in Bezug auf den Lebensstil der Stadtbewohner.
Der städtische Wärmeinseleffekt (UHI, urban heat island) bezieht sich darauf, dass bebaute Gebiete im Vergleich zu ländlichen Gebieten die Sonnenwärme stärker aufnehmen, speichern und abgeben können. Je stärker das Gebiet bebaut ist, desto größer ist der Wärmeinseleffekt.
Abbildung 1: Der Wärmeinseleffekt nimmt mit der Verstädterung zu.
Diese Energieabsorption kann die Tages- und Nachttemperaturen in Städten um mehrere Grade erhöhen. Der städtische Wärmeinseleffekt erhöht den sommerlichen Spitzenenergiebedarf, die Kosten für Klimaanlagen und leider auch hitzebedingte Krankheiten und Todesfälle (E2DesignLab, 2024).
Grüne Infrastruktur in Städten ist nicht nur eine Option, sondern ein Muss
Immer mehr empirische Belege zeigen die positive Wirkung der grünen Infrastruktur in Städten. Die fortschreitende globale Erwärmung und das Wachstum der Städte sind deutliche Hinweise darauf, dass die städtische Umwelt im Freien so geplant werden muss, dass sie thermisch komfortabel und widerstandsfähig ist.
Im Jahr 2023 veröffentlichte ein Forscherteam unter der Leitung von Iungman (2023) eine interessante Studie, in der die Auswertung von Todesfällen aufgrund des städtischen Wärmeinseleffekts in 93 europäischen Städten berücksichtigt wurde. In drei Monaten, von Juni bis August 2015, traten in diesen Städten 6.700 vorzeitige Todesfälle aufgrund der höheren Temperaturen auf. Die Studie ergab, dass ein Drittel dieser Todesfälle hätte verhindert werden können, wenn der Baumbestand in den Städten auf 30 % erhöht worden wäre, was dazu beigetragen hätte, die Temperaturen zu senken. Die Studie unterstreicht die beträchtlichen Vorteile von mehr Baumpflanzungen in Städten, obwohl die Autoren einräumen, dass dies in einigen Städten aufgrund ihrer Bauweise schwierig sein kann und dass Baumpflanzungen mit anderen Maßnahmen wie Gründächern kombiniert werden sollten. Nachfolgend illustrieren wir anhand einiger Wärmebilder verschiedener grüner Infrastrukturelemente, inwieweit grüne Infrastruktur (Bäume, Dächer, Wände) zu einer besseren und gesünderen städtischen Außenumgebung beiträgt.
Abbildung 2: Auswirkungen des städtischen Wärmeinseleffekts auf die Straßen von Melbourne mit kühleren Seitenbereichen aufgrund von Baumkronen (Foto mit freundlicher Genehmigung der Stadt Melbourne)
Abbildung 3: Vergleich der Oberflächentemperaturen eines Gründachs und eines Betondachs. Foto mit freundlicher Genehmigung von Heidarinejad und Esmaili.
Gründächer sind eine der Strategien zur Wärmeregulierung in Städten, die ein notwendiges Instrument zur Verringerung des Wärmeinseleffekts in städtischen Gebieten sind. In diesem Jahr wurde eine Studie, die die Auswirkung von Gründächern auf Stadtebene aufzeigt, von Adilkhanova et al. (2024) am Beispiel der Stadt Seoul veröffentlicht. Gründächer sind eine vielversprechende Strategie zur Eindämmung der städtischen Hitze und des Energieverbrauchs. Da sie sowohl auf neuen Gebäuden verlegt als auch nachgerüstet werden können, sind sie eine skalierbare, naturbasierte Lösung, um die Herausforderungen des städtischen Wärmeinseleffekts zu bewältigen. Die Forscher erklären: „…Unsere Ergebnisse zeigen das große Potenzial von Gründächern, die Spitzentemperatur einer Stadt erheblich zu senken und Energieeinsparungen zu erzielen…” (UNSW, 2024).
Jedes Gebäude ist eine eigene Geschichte
Die energiesparende Wirkung eines Gründaches spielt auf Stadtebene eine große Rolle – je mehr Gründächer es gibt, desto größer sind die Auswirkungen auf die Verringerung des städtischen Wärmeinseleffekts und die Energieeinsparungen. Zahlen auf Stadtebene sagen jedoch nicht viel über die Energieeinsparungen eines bestimmten Gründachs auf einem einzelnen Gebäude an einem bestimmten Standort aus. Wang et al. (2024) weisen auf verschiedene Studien hin, die signifikante Ergebnisse zeigen, wie z. B.:
- Ein nicht isoliertes Gründach spart in einem mediterranen Klima bis zu 43,8 % an Kühlenergie im Sommer und 40,9 % an Energieverbrauch im Winter.
- Gründächer können den Energieverbrauch eines Gebäudes in feucht-heißen Zonen um 30,7 % und in kalt-trockenen Zonen um 71 % senken.
- Eine optimiertes Gründach kann den Komfort um 12,8 % erhöhen und den Energieverbrauch um 14 % senken.
Energieeinsparungen im Sommer sind möglich, da ein Gründach die Dachtemperaturen im Vergleich zu konventionellen Dächern um mehrere 10°C senkt (siehe Abbildung 3), was zur Verringerung der städtischen Wärmeinseln beiträgt. Niedrigere Dachtemperaturen führen wiederum zu einer Verringerung des Energieverbrauchs von Gebäuden im Sommer, wodurch der Spitzenstrombedarf (wichtig in stark belasteten Netzen) gesenkt und somit monatliche Kosten pro m2 Dachfläche eingespart werden können.
Im Winter können Gründächer erhebliche Mengen an Niederschlag zurückhalten und wirken so als zusätzliche Isolierschicht. Durch die Verringerung der Wärmeverluste senken Gründächer die Heizkosten in den Wintermonaten. Gründächer vermindern als zusätzliche Isolierung den Wärmeverlust des Daches und schützen die Oberflächen vor Auskühlung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Gründächer das ganze Jahr über Vorteile bieten, was sie zu einer vorteilhaften Wahl für energieeffiziente Gebäude macht.
Wie stark beeinflusst ein Gründach die Energieeffizienz eines einzelnen Gebäudes?
Die tatsächlichen Energieeinsparungen hängen von wichtigen Faktoren ab, wie z. B. der Klimazone, den Eigenschaften der Gebäudehülle, der Höhe des Gebäudes und der Dachneigung, den Eigenschaften des gewählten Gründach-Systems, der Bewässerung, dem Mikrostandort und den mikroklimatischen Bedingungen vor Ort.
Wenn Sie wissen möchten, wie sich ein Gründach auf die Energieeinsparung Ihres Gebäudes auswirken könnte (im Sommer als Kühleffekt und im Winter als Wärmedämmung), wenden Sie sich an unsere Experten, die dies für jeden beliebigen Standort berechnen können und Sie darüber hinaus über die Leistung bei der Reduzierung des lokalen Wärmeinseleffekts und der Regenwasserbewirtschaftung informieren: https://www.urbanscape-architecture.com/tools-documents/#pet_tool
Literaturverzeichnis:
Adilkhanova et al., 2024. Green roofs save energy in cities and fight regional climate change, Nature cities 1, 238-249.
Iungman T. et al, 2023. Cooling cities through urban green infrastructure: a health impact assessment of European cities. The Lancet, 2023.
Heidarinejad and Esmaili, 2015. Numerical simulation of the dual effect of green roof thermal performance. Energy Conversion and Management, 2015.
UNSW, 2024. Green roofs can cool cities and save energy: modelling. https://www.unsw.edu.au/newsroom/news/2024/02/green-roofs-can-cool-cities-and-save-energy-modelling
Wang M., et al., 2024. Unlock city scale energy saving and peak load shaving potential of green roofs by GIS – informed urban building energy modelling. Applied energy vol 366, 2024.
