Der Anteil der Stadtbevölkerung steigt weltweit und wird bis zum Jahr 2050 voraussichtlich 67 % betragen. Trotz der sozioökonomischen Vorteile führt die Urbanisierung zu zahlreichen Umweltproblemen, wie z. B. Überschwemmungen in Städten und höhere Temperaturen in den Innenstädten im Vergleich zu den umliegenden ländlichen Gebieten. Durch den Klimawandel werden diese Probleme noch weiter verschärft, indem die Anzahl und die Intensität von Wetterextremen erhöht werden (1).
Die Urbanisierung führt zu einer Zunahme versiegelter Oberflächen, die das Wasser nicht abfließen lassen, wie Dächer, Einfahrten, Straßen, Parkplätze und Fußwege. Dies bedeutet, dass der natürliche Prozess der Filterung durch die Vegetation und die Wasserspeicherung im Boden gestört werden. Das Ergebnis ist ein größeres Volumen an überschüssigem Wasser, das bei einem bestimmten Niederschlagsereignis schneller abfließt (2).
Überschwemmungen stellen nicht nur ein größeres Potenzial für Sachschäden dar, sondern bergen auch ein erhöhtes Risiko der Ansteckung mit Krankheiten. Das Europäische Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten (ECDC) warnt, dass bei Überschwemmungen für Menschen in Gebieten, die von Störungen der Abwassersysteme betroffen sind, ein erhöhtes Risiko für eine direkte oder indirekte Übertragung mehrerer gastrointestinaler Krankheitserreger besteht, insbesondere von Infektionen durch E. coli, Norovirus, Rotavirus, Cryptosporidium, Giardia, Campylobacter, verschiedene Salmonella enterica-Serotypen, Shigella und Hepatitis A. Auch andere Krankheiten wie Leptospirose und Tetanus können häufiger auftreten (3).
Übermäßiger Wasserabfluss, der zu Überschwemmungen in Städten führt, ist in dicht bebauten Innenstädten am ausgeprägtesten, wo begrenzter verfügbarer Raum und hoher Bodenwert die Umsetzung einiger ökologischer Strukturen behindern (4). Dächer machen jedoch einen großen Teil der städtischen Flächen aus und können oft auch dort genutzt werden, wo der Platz knapp ist.
Begrünte Dächer als nachhaltige Entwässerungssysteme
Nachhaltige Entwässerungssysteme (SuDS) sind so konzipiert, dass sie das Regenwasser so nah wie möglich an der Quelle steuern, um den natürlichen Abfluss nachzuahmen. Diese Entwässerungssysteme funktionieren im Wesentlichen durch Versickerung, wo dies möglich ist, und Dämpfung – Verlust der Flussintensität durch ein Medium – in Kombination mit langsamer Weiterleitung – der allmählichen Weiterleitung von Abflusswasser. Die SuDS sind so konzipiert, dass sie sowohl die Risiken von Überschwemmungen und Umweltverschmutzung, die sich aus den städtischen Abwässern ergeben, bewältigen als auch zur Verbesserung und zum Schutz der Umwelt beitragen (5). Begrünte Dächer sind heute eines der bekanntesten nachhaltigen Entwässerungssysteme, das an fast allen Standorten und in allen Klimazonen eingesetzt werden kann. Sie sind so konzipiert, dass sie Niederschläge abfangen und zurückhalten, das Abflussvolumen verringern und Abflussspitzen abmildern (6).
Bei herkömmlichen Regenwasserbewirtschaftungs-Systemen wird das gesamte Regenwasser in die Kanalisation geleitet, die es in nahe gelegene Gewässer ableitet. Im Gegensatz dazu sind Gründächer darauf ausgelegt, Regenwasser aufzufangen, vorübergehend zurückzuhalten und versickern zu lassen. Sie fangen das Wasser an der Quelle auf und fördern die allmähliche Verdunstung, die Evapotranspiration und die Wiederverwendung des Regenwassers (2). Im Gegensatz zu herkömmlichen Dächern, die für den größten Teil des Niederschlagsabwassers verantwortlich sind, gelangt das Regenwasser auf Gründächern in ein komplexes hydrologisches System. Das System hält das Wasser in der Vegetation, im Substrat und in den mehrschichtigen Materialien zurück und sorgt so für eine Rückhaltung des Abwassers, die ein besseres Regenwassermanagement ermöglicht (1). Niederschläge, die auf begrünte Dächer fallen, werden zum Teil im Substrat gespeichert und von Pflanzen aufgenommen, zum Teil über die Evapotranspiration in die Atmosphäre zurückgeführt und zum Teil als Abwasser abgeleitet (4).
Die Vorteile von Gründächern gegenüber vielen anderen nachhaltigen Entwässerungssystemen liegen darin, dass sie in Siedlungen mit hoher Bebauungsdichte eingesetzt und nachgerüstet werden können, sofern der Standort dies zulässt. Auf diese Weise beanspruchen sie keine zusätzliche Landfläche. Gleichzeitig verbessern sie nachweislich die Luftqualität, tragen zur Eindämmung des städtischen Wärmeinseleffekts bei und dämmen Gebäude gegen extreme Temperaturen. Begrünte Dächer verringern auch die Ausdehnung und Zusammenziehung von Dachmembranen und bieten ein gewisses Maß an Schalldämmung (6). Aus diesem Grund setzen Städte auf der ganzen Welt auf begrünte Dächer als Teil ihrer Regenwasserbewirtschaftungspläne und haben begonnen, Anreize wie Subventionen, Darlehen zu niedrigen Zinssätzen und Steuerermäßigungen einzuführen (9).
Dachbegrünung verbessert die Qualität des Abflusswassers
Begrünte Dächer könnten uns auch dabei helfen, eine bessere Reinheit des Abflusswassers zu erreichen. Studien zeigen, dass die herkömmliche Dachentwässerung nicht den Normen für Trinkwasser entspricht und dass die Verschmutzung durch Partikel im Abwasser zu dessen Toxizität und zur Sedimentation beiträgt. Metalldächer sind eine Quelle für Cadmium und Zink, und der in der Dachpappe verwendete Asphalt ist eine Quelle für Blei im Wasser, das von den Dächern fließt. Im Gegensatz dazu sind Gründächer eine Lösung, die sich positiv auf die Verbesserung der Wasserqualität auswirken kann, da sie die Filtration sowohl durch die Vegetationsschicht als auch durch die Substratschicht unterstützen (7). In Tianjin, China, wurde eine Studie zu Gründächern mit zwei Substratschichten durchgeführt, die sowohl ein Nährstoffsubstrat als auch eine Absorptionsschicht enthalten. Die Studie zeigte, dass begrünte Dächer sauren Regen wirksam auf pH-Werte zwischen 8,25 und 8,63 neutralisieren können, was dem Standard V (pH 6–9) der Umweltqualitätsnormen für Oberflächengewässer entspricht. Diese Neutralisierung ist ein wichtiger Umweltvorteil, der dazu beiträgt, den Grad der Wasserversauerung zu verringern (8). Durch natürliche Biofiltration verhindern Gründächer, dass Schad- und Giftstoffe in Bäche und Wasserwege gelangen. Laut den Untersuchungen von Kohler und Schmidt (1990) verbleiben 95 % des Blei-, Kupfer- und Cadmiumsulfids sowie 19 % des aus dem Regenwasser stammenden Zinks im Substrat, was zur Verbesserung der lokalen Wasserqualität beiträgt (10).
Die Wahl des richtigen Gründachs
Beim Bau eines Gründachs für ein bestimmtes Gebäude und einen bestimmten Standort sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollten immer Experten einbezogen werden. Beim Vergleich von Intensiv- und Extensivbegrünungen zeigt sich im Allgemeinen, dass intensive Gründächer aufgrund der dickeren Bodenschicht und des Vorhandenseins verschiedener Pflanzenarten, einschließlich Bäumen und Sträuchern, bessere Rückhalteeigenschaften haben. Aufgrund ihres enormen Gewichts sind sie jedoch häufig nicht für die Installation auf bestehenden Gebäuden geeignet (7). Im Falle einer Nachrüstung sind extensive Gründächer aufgrund ihres geringen Gewichts im Vorteil und lassen sich daher leichter auf bestehenden Gebäuden verlegen.
Empfehlung des Urbanscape®-Teams:
Das Urbanscape®-Detentions-Gründach-System kann auf Leichtbaukonstruktionen, auf denen traditionelle Systeme nicht möglich sind, verlegt werden. Darüber hinaus kann das Urbanscape®-Detentions-Gründachsystem auch viel dünner als das herkömmliche Gründachsystem sein (was das Gewicht noch weiter verringert). Die Leistung wird durch eine geringere Dicke des Systems nicht beeinträchtigt, so dass die gleiche Wasseraufnahme und -rückhaltung mit einer geringeren Dicke des gesamten Aufbaus erreicht wird (10).
(1) X. Zheng, Y. Zou, A. W. Lounsbury, C. Wang, R. Wang (2021). Green roofs for stormwater runoff retention: A global quantitative synthesis of the performance, Resources, Conservation & Recycling 170, 105577
(2) C. Lamera, G. Becciu, M.C. Rulli, R. Rosso (2014) Green roofs effects on the urban water cycle components, Procedia Engineering 70, 988 – 997
(3) European Centre for Disease Prevention and Control
https://www.ecdc.europa.eu/en/news-events/risk-infectious-diseases-flood-affected-areas-european-union (29. 09. 2022)
(4) K. Kuoppamaki (2021) Vegetated roofs for managing stormwater quantity in cold climate, Ecological Engineering 171 (2021) 106388
(5) Local Government Association, UK, Sustainable drainage systems
https://www.local.gov.uk/topics/severe-weather/flooding/sustainable-drainage-systems (29. 09. 2022)
(6) Susdrain, The community for sustainable drainage
https://www.susdrain.org/delivering-suds/using-suds/suds-components/source-control/green-roofs.html (29. 09. 2022)
(7) A. Boas Berg, D. Adamcová, P. Martínez Barroso, M. Šourková, M. D. Vaverková (2020). The Impact of Green Roofs on the Quality of Rainwater and Operational Problems - Case Study, Acta Sci. Pol. Architectura 19 (1) 2020, 31–41
(8) K. Gong, Q. Wu, S. Peng, X. Zhao and X. Wang (2014). Research on the characteristics of the water quality ofrainwater runoff from green roofs, IWA Publishing 2014Water Science & Technology 70.7
(9) N. R. Netusil, L. Lavelle, Sahan Dissanayake, Amy W. Ando (2022). Valuing the public benefits of green roofs, Landscape and Urban Planning 224, 104426
(10) Urbanscape® Detention Green Roof Benefits
https://www.urbanscape-architecture.com/solutions/detention-green-roof/#benefits (30. 09. 2022)