Schwerpunkt: Verschiedene Systeme für verschiedene Klimazonen
In der Vergangenheit wurden an verschiedenen Orten der Welt Lösungen gefunden, die grünen Gebäuden von heute ähneln. Am bekanntesten sind diejenigen aus den Zikkuraten des alten Mesopotamiens, wie sie in den Berichten über die Hängenden Gärten von Babylon beschrieben werden. Auch die römische und griechische Architektur nutzte einige dieser Techniken. Im Vereinigten Königreich und in Mittel- und Nordeuropa (vor allem in Norwegen) wurde im 17. und 18. Jahrhundert die Verwendung von Kletterpflanzen auf Gebäudeoberflächen zur Verbesserung der Wärmedämmung stark ausgeweitet. Im 20. Jahrhundert wurde das Interesse an Gründächern vor allem dank des in der Schweiz geborenen Architekten Le Corbusier wieder geweckt. Für ihn waren sie einer der fünf Elemente der modernen Architektur, während amerikanische organische Architekten Dachbegrünung vorschlugen, um Gebäude besser mit der Natur zu verbinden (1).
Gründächer verhalten sich je nach Kontext, in dem sie sich befinden, unterschiedlich, weshalb gute Designentscheidungen nur dann getroffen werden können, wenn die lokalen Umweltfaktoren berücksichtigt werden. In Deutschland, der Wiege der modernen Dachbegrünung, ist es vielleicht am einfachsten, einen effizienten Weg zur Errichtung wirksamer Gründächer zu finden. Hier begann die intensive Umsetzung von Gründächern in den 1960er Jahren und breitete sich bald auf Österreich, die Schweiz und das Vereinigte Königreich aus. In Deutschland nehmen die begrünten Dachflächen jährlich um etwa acht Millionen Quadratmeter zu, und der Gesamtwert dieser Technologie in Deutschland wurde für das Jahr 2015 auf 254 Millionen Euro geschätzt. Infolgedessen sind die deutschen FLL 2018 die am häufigsten verwendeten internationalen Gestaltungsrichtlinien, die die Planung, den Bau und die Pflege von Gründächern abdecken. Diese Richtlinien wurden jedoch hauptsächlich für die Anwendung im deutschen Kontext entwickelt. Da für den kontinentalen Klimatyp der gemäßigten Zone, wie er in Deutschland vorherrscht, genügend Informationen zur Verfügung stehen, wollen wir im Folgenden einige andere Klimatypen und die Empfehlungen, die für die Verlegung von Gründächern unter verschiedenen Bedingungen gefunden werden können, näher betrachten (1).
Heiße und trockene Klimazonen
Das mediterrane Klima ist durch lange Trockenperioden gekennzeichnet, die saisonal im Sommer auftreten, mit heißen Temperaturen und intensiver Sonneneinstrahlung. Für die Gestaltung von Gründächern in diesem Gebiet ist die Wahl der Vegetation von großer Bedeutung. Die wichtigsten Kriterien für die Auswahl der Pflanzenarten sollten ihre Trockenheitstoleranz, ihre heimische Natur, ihre ästhetischen Eigenschaften (zur Gewährleistung der Akzeptanz in der Öffentlichkeit) und ihr geringer Pflegeaufwand sein. Sedum-Arten sind besonders geeignet, da sie längere Zeit ohne Wasser auskommen, sogar bei bis zu fünf Wochen ununterbrochener Trockenheit. Es handelt sich um eine einheimische Pflanzenart, die für den Mittelmeerraum und andere halbtrockene Klimaregionen geeignet ist. Sedum sediforme zum Beispiel kann mit minimaler oder gar keiner Bewässerung in einer Tiefe von nur 7,5 cm überleben. Weitere sehr empfehlenswerte Arten sind Sedum album und Sedum acre, die beide häufig zur Dachbegrünung eingesetzt werden. Bei eingeschränkter Wasserversorgung ist jedoch ein tieferes Substrat (mindestens 10 cm) empfehlenswert, um eine bessere Trockentoleranz der Pflanzen in extensiven Gründächern zu gewährleisten (1).
Urbanscape®-Gründach-System für mediterranes Klima
https://www.urbanscape-architecture.com/projects/villa-rabac/
In ganzjährig heißen und trockenen Klimazonen ist dieses Problem noch ausgeprägter und sollte bei der Planung von Gründächern ernsthaft berücksichtigt werden. In einer Studie wurden die Auswirkungen einer schweren Dürre auf das Wachstum, den Wasserverbrauch und das Überleben von fünf Sukkulentenarten auf Gründächern untersucht. Die Forscher stellten fest, dass die Pflanzen in Substraten mit höherer Wasserspeicherkapazität 12 Tage länger überlebten. Ein höherer Wasserverbrauch bedeutete, dass Disphyma crassifolium und Carpobrotus modestus mindestens 15 Tage früher abstarben als Sedum pachyphyllum, Sedum clavatum und Sedum spurium, die sparsame Wasserverbraucher sind und unter heißen und trockenen Bedingungen, die noch extremer waren als im Mittelmeerraum, gut überlebten. Die letztgenannte Studie unterstreicht auch, dass Gründächer in heißen und trockenen Klimazonen mit Pflanzenarten bepflanzt werden sollten, die wenig Wasser verbrauchen, und vor allem in Substraten mit hoher Wasserspeicherkapazität, um sicherzustellen, dass die Pflanzen auch in Zeiten geringerer Niederschläge überleben können (2).
Dubai Opera Garden, Burj Khalifa Complex, VAE Eingesetzt: halbintensives Urbanscape®-Gründach-System und Landschaftsbau-System, bedeckt mit der Urbanscape®-Green-Roll-Wachstumsmatte und den Wasserspeicherflocken Urbanscape®-Green-Flocks.
https://www.urbanscape-architecture.com/projects/dubai-opera-burj-khalifa-complex/
Kalte Klimazonen
In den kalten Seeklimata der nordischen Länder schwanken die Temperaturen in relativ kurzen Zeiträumen stark, es gibt sehr unterschiedliche Niederschlagsmengen und tägliche Frost-Tau-Zyklen. Außerdem führt der Klimawandel in den nordischen Ländern zu feuchterem Wetter. In Norwegen haben die durchschnittlichen jährlichen Niederschläge in den letzten 100 Jahren bereits um 20 % zugenommen, und durch versiegelte Flächen verbleibt mehr Regenwasser auf der Oberfläche. Gründächer können diesen Effekt durch Wasserrückhaltung und Abflussverzögerung abmildern, indem sie das Wasser allmählich freisetzen und so die Abflussspitzen verringern. Sie sind ästhetisch ansprechender als herkömmliche Lösungen für die Regenwasserbewirtschaftung und eignen sich besser für die Nachrüstung von Gebäuden, da sie keine umfangreichen Bodenarbeiten und keinen Massentransport erfordern (3).
Dort, wo Temperaturen, Windgeschwindigkeiten und Sonneneinstrahlung extrem sein können, müssen die Pflanzen so widerstandsfähig sein, dass sie kurze Wachstumsphasen, Frost-Tau-Zyklen und lange Perioden mit Schneebedeckung überstehen. Eine Studie über die Bepflanzung von 41 Gründächern in den subarktischen und kontinentalen Klimazonen Schwedens ergab, dass im Durchschnitt 75–77 % der ursprünglich gepflanzten Arten nicht gut an die örtlichen Bedingungen angepasst waren. Verschiedene andere, nicht vorgesehene Arten hatten sich angesiedelt und den biotischen Reichtum auf den Dächern vergrößert, trugen aber viel weniger zur Gesamtpflanzendecke bei als die überlebenden, ursprünglich gepflanzten Arten. Sedum- und Phedimus-Arten, mit Ausnahme der gut angepassten Sedum acre und Sedum album, waren zum Zeitpunkt der Studie weitgehend verschwunden. Laut Lönnqvist et al. wurden von den 10 am häufigsten vorkommenden Arten drei nicht absichtlich auf den untersuchten Gründächern angepflanzt: Epilobium ciliatum und zwei blühende Pflanzen, Snchus arvensis und Geranium columbinum. Dies deutet darauf hin, dass eine Diversifizierung und die Einführung besser angepasster Arten erforderlich sind, um das Überleben und die Deckung der Pflanzen in anspruchsvollen Klimazonen zu verbessern. Zudem bieten tiefere Substrate in Gebieten mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt eine Isolierung für die Vegetation und damit einen besseren Schutz vor Frostschäden an den Wurzeln und sollten daher nach Möglichkeit in Betracht gezogen werden (4). In ähnlicher Weise fanden die Forscher Liu und Baskaran (2005) beim Vergleich zweier leichter extensiver Gründächer in Toronto, Kanada, heraus, dass dasjenige mit einem tieferen Substrat von 175 mm besser abschnitt als dasjenige mit nur 75 mm. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der untere Teil des tieferen Substrats nicht während des ganzen Winters zufror und eine zusätzliche Isolierung für das Dachsystem bot. Dies deutet darauf hin, dass in kälteren Klimazonen eine tiefere Schicht des Substrats unter winterlichen Bedingungen bessere Ergebnisse liefert (5).
Karolinska Hospital, Stockholm, Schweden Eingesetzt: Urbanscape®-Premium-Air- und teilweise Urbanscape® -Premium-High-Systeme, bedeckt mit der Urbanscape®-Green-Roll-Wachstumsmatte.
https://www.urbanscape-architecture.com/projects/karolinska-hospital/
Das tropische Klima
Heiß-feuchte Sommer mit häufigen Schauern, Gewittern und gelegentlichen Taifunen sind typisch für das tropische Klima, was bedeutet, dass sich die für diese Umgebungen gewählte Vegetation von der in kälteren oder trockeneren Klimazonen unterscheiden sollte. Eine Studie in Hongkong ergab, dass die Erdnusspflanze Arachis hypogaea unter tropischen Bedingungen deutlich besser gedeiht als Sedum (1). Arten wie Tulbaghia violacea, Asclepias curassavica und Arachis hypogaea scheinen laut einer Studie von Grullón-Penkova und anderen Forschern gut angepasst zu sein. Einheimische Arten breiteten sich fast unabhängig von der Substrattiefe auf den Gründächern aus. Zu den Arten, die in der Studie, die auf verschiedenen tropischen Gründächern durchgeführt wurde, hervorragend abschnitten, gehörten Bidens alba, Nephrolepis multiflora und Momordica charantia, was darauf hindeutet, dass sie eine gute Wahl für Gründächer in ähnlichen Umgebungen sein könnten (6). In Bezug auf die Konstruktion hat die Hongkong-Studie gezeigt, dass die Steinwollschicht den Vorteil hat, sowohl leicht zu sein als auch eine außergewöhnlich hohe Wasserspeicherkapazität aufzuweisen, die die Wasserversorgung der Pflanzen reguliert und freigibt (1).
Einige der am häufigsten untersuchten Arten auf tropischen Gründächern. Von links nach rechts (oben): Bidens alba, Nephrolepis multiflora, Momordica charantia, Portulaca oleracea, (unten): Tulbaghia violacea, Asclepias curassavica, Arachis hypogaea, Portulaca pilosa. Bildquelle: Grullón – Penkova et al. (7).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Planung und der Bau eines Gründachs Fachwissen und fundierte Kenntnisse über die lokalen klimatischen Bedingungen und die geeigneten Pflanzen erfordert, weshalb die Beratung durch einen Experten von großer Bedeutung ist, um ein Dach zu schaffen, das effizient und für das langfristige Überleben der Pflanzen geeignet ist.
Um mehr Informationen über die Anwendung von Urbanscape®-Produkten in verschiedenen Klimazonen zu erhalten, besuchen Sie bitte unsere Projektseite: https://www.urbanscape-architecture.com/projects/.
Blog-Beitrag geschrieben von: Ana Belčič, Studio Miao
- Stefano Cascone (2019). Green Roof Design: State of the Art on Technology and Materials, Sustainability 11, 3020; doi:10.3390/su11113020
- Farrell, R.E. Mitchell, C. Szota, J.P. Rayner, N.S.G. Williams (2012). Green roofs for hot and dry climates: Interacting effects of plant water use, succulence and substrate, Ecological Engineering, Volume 49, Pages 270-276, DOI: 10.1016/j.ecoleng.2012.08.036
- Erlend Andenæsm Tore Kvande, Tone M. Muthanna and Jardar Lohne (2018) Performance of Blue-Green Roofs in Cold Climates: A Scoping Review, Department of Civil and Environmental Engineering, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), NO-7491 Trondheim, Norway
- Joel Lönnqvist, Godecke-Tobias Blecken, Maria Viklander (2021). Vegetation cover and plant diversity on cold climate green roofs, Journal of Urban Ecology, Volume 7, Issue 1, juaa035, https://doi.org/10.1093/jue/juaa035
- Karen Liu, Bas Baskaran (2005) Thermal Performance Of Extensive Green Roofs In Cold Climates, World Sustainable Building Conference [Proceedings], Pp. 1-8, 2005-09-01
- Iana F. Grullón – Penkova, Jess K. Zimmerman, Grizelle González (2020) Green roofs in the tropics: design considerations and vegetation dynamics, Heliyon, Volume 6, Issue 8, e04712, ISSN 2405-8440, https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04712.
