CO2 Im Rahmen der Forschungsinitiative ZukunftBAU des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung (BBR) Gebäude Begrünung Energie Potenziale und Wechselwirkungen Abschlussbericht, 31.08.2013 Technische Universität Darmstadt Fachbereich Architektur Fachgebiet Entwerfen und Freiraumplanung, Prof. Dr. J. Dettmar Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen, Prof. M. Hegger In Koopera*on mit Technische Universität Braunschweig Institut für Geoökologie Abteilung Klimatologie und Umweltmeteorologie, Prof. S. Weber Autoren Nicole Pfoser, Dipl.-Ing. (Projektleitung) Nathalie Jenner, Dipl.-Ing. Johanna Henrich, Dipl.-Ing. Jannik Heusinger, B. Sc. Prof. Dr. Stephan Weber Mitarbeiter Johannes Schreiner, B. Sc. Carlos Unten Kanashiro, B. Sc. ROTE LISTE 1 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Status quo / Stadtklima Mangel an städtischem Grün fehlendes Nahrungsund Lebensraumangebot Fehlender Regenwasserrückhalt ungeminderte Kanalbelastung mittlerer Wärmeinseleffekt (+4 bis 9 K) 80 C 40 C Fehlende Kühlung (Verschattung, Verdunstung) Starke Aufheizung der städtischen Oberflächen Oberflächen schallhart Ungedämpfte Schallausbreitung 2 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 CO2 starker Wärmeinseleffekt (+10 bis über 12 K) Schlechte Luftqualität CO2- und Feinstaubbelastung CO2 CO2 Raumbildung fehlender Anteil von Grünelementen (Zonierung, Lenkung, Blickschutz) geringer Wärmeinseleffekt (+3 bis 7 K) Mangelnde Aufenthaltsund Umgebungsqualität fehlende Grünflächen, Temperaturextreme, Lärmbelastung
Magistratsabteilung 48, Wien (Foto: Nicole Pfoser 2012) Intensive Dachbegrünung Wagnis, Ackermannbogen, München (Foto: Pfoser 2015) Grüne Chance Leistungsfaktoren der Gebäudebegrünung Kühlung, Verschattung, Strahlungs- und Witterungsschutz, Minderung von Temperaturextremen, Wasserrückhalt, Bindung und Filterung von Staub und Luftschadstoffen, Schallabsorption, Biodiversität, Gestaltungspotenzial 3 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Fassadenbegrünung: Unterscheidung der Begrünungsformen / Pflanzenauswahl Bodengebundene Begrünung Mischformen Wandgebundene Begrünung Flächenförmiger Direktbewuchs der Fassade mit Selbstklimmern Pfarrhaus Paulusgemeinde Darmstadt Leitbarer Bewuchs mit Gerüstkletterpflanzen (entspr. Kletterstrategie) Kombination aus boden- und wandgebundener Begrünung/aus steigender und hängender Bepflanzung Alpine Finanz, Opfikon, CH, Jakob AG Pflanzen in horizontalen Vegetationsflächen Regalsysteme/Pflanzenregal als Vorfassade Pflanzen in senkrechten Vegetationsflächen Vertikale Gärten Modulare Systeme Flächige Konstruktionen Stacking Green, Saigon, Vietnam, vtnaa, Photographers: Hiroyuki Oki BHV Homme, Paris 4 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017
Dachbegrünung: Unterscheidung der Begrünungsformen / Pflanzenauswahl Extensivbegrünung Direktbegrünung Textilsystem Textil-Substrat-System Substratschüttung 5-15 cm Naturnah gestaltete Vegetationsformen, die sich weitgehend selbst erhalten und weiterentwickeln. Mit geringem Aufwand herstellbar und zu unterhalten. Extensive Dachbegrünung - Moosmatten (Quelle: Xeroflor) tschüttung 515 cm cm, Gräser, e, Moose der Höhe ischung (5-15 cm) Flachdach bis, -45 bedingt) mt (bedingt) ämmt, belüftet t, unbelüftet chwertige n! / bedingt) t, unbelüftet Stauden (u.a, auch Gräser und Stauden (u.a. auch Gräser, Farne, Farne), Kleingehölze, Moose bedingt Zwiebel- und Knollengewächse), Kleingehölze Problem Dichtigkeit biological concrete. Simulation: Aeronau- Substrat (durchstoßen in Element Einheiten der Substrat in Gefäßen Verwaltungsgebäude am Dortmunder U (Quelle: Optigrün) tical Cultural Centre, El Prat de Llobregat aus Dachhaut) Körben/Kassetten Verlegung Vegetations- matten (Einzel (Quelle: oder Linearbehälter) Optigrün) Matten Systeme Problem Delta T der 5 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, Substrat MLA Tragkonstruktion tragende Gebäude Rinnensysteme Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Problem Wärmebrücken Flächenwirkung: mittelfristig Dachbegrünung: Unterscheidung der Begrünungsformen / Pflanzenauswahl Intensivbegrünung Sonderformen Substratschüttung > > 15 15 cm cm Substratschüttung > 15 cm n, Substratverankerung und Bepflanzung (Winddruck/Windsog) g erforderlich Begrünung Flachdach bis flachgeneigtes Dach (0-5 ) sserversorgungsanlage standortbezogen / bei Bedarf Intensivbegrünung Modulare Pflanzgefäße Systeme Modulare Pflanzgefäße Systeme Retentionsdach Pflanzgefäße Gestaltungsspielraum: groß Flachdachbegrünung (0-5 ) Dränung. Wasserversorgungsanlage standortbezogen / bei Bedarf lich; Tragende Bauteile: Korrosionsschutz oder rostfreies Material ggf. statischer Nachweis erforderlich; Verankerungen nichtrostend Modulare Systeme Flachdach- bis Steildachbegrünung (0-20, -85 bedingt) Dränung. Wasserversorgungsanlage standortbezogen / bei Bedarf Sonderform Flächenwirkung: kurzfristig, bei Vorkultur sofort Retentionsdach Rasen, Stauden, (u.a. Sedum, Gräser, Kräuter, Stauden (u.a. auch Gräser, Farne, Stauden (u.a. Sedum, auch Gräser und Stauden, (u.a. Sedum, Gräser, Kräuter), Rasen, Zwiebel- Stauden, und Knollengewächse), (u.a. Sedum, Gräser, Gehölze Kräuter, Stauden bedingt (u.a. Zwiebel- auch und Gräser, Knollengewächse), Farne, Stauden Farne), Kleingehölze, (u.a. Sedum, auch Moose Gräser und Stauden, Kleingehölze, (u.a. Sedum, bedingt Gräser, Moose Kräuter), Zwiebel- (bedingt und Bäume Knollengewächse), - Substrataufbau Gehölze > 80cm) bedingt Gehölze Zwiebel- (bedingt und Bäume), Knollengewächse), Moose Farne), Kleingehölze, Moose Kleingehölze, bedingt Moose (bedingt Bäume - Substrataufbau > 80cm) Gehölze (bedingt Bäume), Moose Aufbau mit einer in der Höhe Substrat in Gefäßen Substrat in Element Einheiten Regulierte Wasserführung auf Substrat Aufbau variablen mit Substratmischung einer in der Höhe> 15 cm Substrat (Einzel in oder Gefäßen Linearbehälter) Substrat aus Körben/Kassetten in Element Einheiten Regulierte Regulierte Wasserführung Wasserführung auf in Substrat variablen Substratmischung > 15 cm (Einzel oder Linearbehälter) aus Matten Systeme Körben/Kassetten Regulierte Regulierte Wasserführung Wasserführung in unter Substrat Substrat Matten Systeme Substrat tragende Rinnensysteme Regulierte Wasserführung unter Substrat Substrat tragende Rinnensysteme Mit bodengebundenen Freiräumen vergleichbar (Nutzung und Gestaltungsvielfalt). Die Pflanzenauswahl stellt hohe Ansprüche an den Schichtaufbau. Nur durch intensive Pflege und regelmäßige Wasser- und Nährstoffversorgung dauerhaft zu erhalten. Pflanzgefäße (Foto: Optigrün) Gestaltungsspielraum: mittel bis groß Begrünung Flachdach bis flach geneigtes Dach (0-5, 15 bedingt) Wasserpumpenkreislauf/ Dränung ggf. erforderlich Bauaufsichtlich relevant, statischer Nachweis erforderlich; Bauteile: rostfreies Material Schutz des Dachaufbaus gegen Feuchte Modulare Dachbegrünung - Multifunktionale und Durchwurzelung Dachbegrünung erforderlich - Dachfläche Baumschule Ebben, Vorkultivierte Sedumkisten, Retentionsdach Kelterei Possmann, Cuijk (Foto: Wim Beining, 2013 BOTT Begrünungssysteme GmbH Frankfurt/Main, 2012 Einschalig ungedämmt (bedingt) Einschalig ungedämmt (bedingt) Einschalig ungedämmt (bedingt) Einschalig ungedämmt (bedingt) Zweischalig 6 /32 Nicole ungedämmt, Pfoser, Dr.-Ing. belüftet Architektin, Zweischalig MLA Gebäude ungedämmt, Begrünung belüftet Energie: Zweischalig Potenziale ungedämmt, und Wechselwirkungen belüftet Zweischalig ungedämmt, belüftet 21.06.2017 (bedingt) (bedingt) (bedingt) (bedingt) Einschalig, gedämmt, unbelüftet Einschalig, gedämmt, unbelüftet Einschalig, gedämmt, unbelüftet Einschalig, gedämmt, unbelüftet (Warmdach - auf hochwertige (Warmdach - auf hochwertige (Warmdach - auf hochwertige (Warmdach - auf hochwertige Dampfsperre achten! / bedingt) Dampfsperre achten! / bedingt) Dampfsperre achten! / bedingt) Dampfsperre achten! / bedingt) Einschalig, gedämmt, unbelüftet Einschalig, gedämmt, unbelüftet Einschalig, gedämmt, unbelüftet
Smart is green (Photo: CHRISTIAN HACKER FOTODESIGN for zillerplus) Energieeffizienz und Energiegewinnung am Gebäude Gebäudebegrünung und Energie: Wirkung auf das Gebäude 7 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Die fünf Energiethemen Energiethemen C Die wesentlichen Maßnahmen bei Sanierung und Neubau basieren auf zwei aufeinanderfolgenden Schritten 1. Energieverluste minimieren passive Strategien stärken Passiv 2. Erneuerbare Energien erschließen aktive Systeme optimieren regenerative Energiequellen erschließen Energiebedarf minimieren Aktiv Gebäudetechnik Energieversorgung optimieren nt. Pfoser, N./Jenner, N. et al. (2013): Gebäude, Begrünung und Energie. Potenziale und Wechselwirkungen. Bonn, S. 83, Abb. 81 8 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017
Gebäudeoptimierung Wärmehaltung 1 Unterstützung des Dämmeffekts, Darstellung der Einflussfaktoren: vorhandene Dämmstärke, beruhigte Luftschicht, Volumen / Blattmasse, Substratschicht des Dachaufbaus (Höhe, Material, Wassersättigung bzw. Luftschicht bei Drainage) Erhöhung der Dämmwirkung um 3-10% 1 Intensive/extensive Dachbegrünung ( Nicole Pfoser, 2013) Dachbegrünung Städel FFM ( Keller & Keller Landschaftsarchitekten Ressourcenschonung, Reduktion Wärmeverluste der Gebäudehülle Temperaturausgleich, geringere Wind-/Feuchte-/ mechanische Belastung der Gebäudehülle Materialschutz/Reduktion Dämmstärke, Energieeinsparung 9 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäudeoptimierung Wärmehaltung (c) Susanita www.fotosearch.de Stock Photography Winterlicher Lebensraum und Nahrungsangebot Fauna, Ressourcenschonung (Materialschutz/ Reduktion Dämmung) Temperaturausgleich 10 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 1 Vergleich Wärmedurchgang Putzfassade/wandgebundenes Begrünungselement, ungedämmt (Scharf, B./Pitha, U./Oberarzbacher, S. 2012) Magistratsabteilung 48, Wien (g4c.nea.at/wp-content/uploads/2014/11/1.6.4.png) Reduktion Wärmedurchgang 0,19 W/ (m 2 K) 1 Reduktion Wärmeverluste der Gebäudehülle/ geringere Wind-/Feuchtebelastung
Gebäudeoptimierung Kühlung / Natürliche Lüftung 33 C Kühlung durch Verdunstung von Pflanzen und Oberflächenwasser, verminderte Sonneneinstrahlung und Reflexion. Umwandlung von 58 % der Strahlungsbilanz in Verdunstungskälte. Energiebilanz im Tagesmittel. Vergleich eines unbegrünten und eines begrünten Daches (TU Darmstadt, FGee, FGe+f nach: Schmidt, M. (2003) Temperaturregulierung: Verschattung, Verdunstungskühlung Sommerliche Umgebungskühlung, Kühlung der Gebäudeoberflächen, Materialschutz (UV-Strahlung/ mechanische Belastung) 28 C Temperaturverlauf Oberflächentemperaturmessung (Juni) extensiv begrüntes Flachdach, Vergleich Bitumendach, UFA-Fabrik, Berlin-Tempelhof (nach Schmidt, M. (2003) Substitution technischer Systeme (Klima-/Lüftungsanlage), Material-Lebensdauer 11 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäudeoptimierung Kühlung Fassade Doppelhaus Ohlystraße, Darmstadt (Foto: Nicole Pfoser 2011) Sommerliche Umgebungskühlung, Kühlung der Gebäudeoberflächen 52 C 33 C 36 C 28 C Temperaturregulierung: Verschattung, Verdunstungskühlung Senkung Oberflächentemperatur, Minderung Temperaturextreme 1 Mobiles Raumklimagerät und Betriebskosten / 2 Split-Klimaanlage (Raum) und Betriebskosten (www.energieheld.de/heizung/klimaanlage-und-lueftung/kosten) Substitution technischer Systeme (Klima-/Lüftungsanlage) 12 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 600 0,24 /h 1 2000 0,17 /h 2
Gebäudeoptimierung Natürliche Lüftung / Gebäudekühlung 1 Kühlleistung Fassadenbegrünung MA 48 an einem heißen Sommertag (Werte: GrünStadtKlima) Einsparung: 75 Klimageräte, 3000 W, 8h Betrieb 1 Begrüntes Schrägdach (Optigrün) Ressourcenschonung durch Unterstützung/Substitution technischer Klima-Systeme Verbesserung Luftqualität, Luftreinigung/Luftbefeuchtung, Umgebungskühlung, Pufferwirkung Magistratsabteilung 48, Wien (Foto: Nicole Pfoser 2012) Luftvorkonditionierung durch natürliche Temperaturregulierung und Staubfilterung 13 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäudeoptimierung Licht / Sonnenschutz 1 Primärenergiebedarf Kühlen: Technischer Sonnenschutz 39-49 kwh/m 2 /a vs. Fassadenbegrünung 22 kwh/m 2 /a, 2 Wartung/Reparatur technischer Sonnenschutz 16.525 /a vs. Fassadenbegrünung 1.300 /a ( Institut für Physik der Humboldt-Universität Berlin Adlershof (Marco Schmidt) Dachgarten Medina Complex, Eindhoven Foto: Ronald Rijnen, www.architracks.nl/afbeeldingen/oost7/medina3.jpg) Ressourcenschonung (Substitution technischer Verschattung/Reduktion künstliche Innenraumbeleuchtung) Institut für Physik der Humboldt-Universität, Berlin-Adlershof (Foto: Nicole Pfoser 2013) Verschattungswirkung, Blendschutz, Blickschutz, Ausblickqualität/ Licht- und Schattenspiel 14 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Laubengang/Verschattung, PTH Frankfurt (Foto: Nicole Pfoser 2013) bis 50% Reduktion Primärenergie 1 10% Wartung/ Pflege 2 Substitution technischer Systeme, Einsparung Wartung technischer Verschattung/Windwächter/ Reduktion Kunstlicht
Gebäudeoptimierung Elektrische Energie 1 Leistungssteigerung PV/Dachbegrünung vs. BPV/Bitumendach (ZinCo GmbH), 2 Wert: Possmann Frankfurt/Main Erhöhung Wirkungsgrad PV: 4-5 % 1 6000 /a Kühlkosteneinsparung 2 Photovoltaik-Aufdachanlage mit Dachbegrünung, Fa. ZinCo Ressourcenschonung (Kunstlichteinsparung, PV-Wirkungsgradsteigerung, natürliche Prozesskühlung) + Positive Effekte Energieeinsparung durch Unterstützung/Vermeidung technischer Verbraucher Retentionsdach/Prozesskühlung Kelterei Possmann Frankfurt/Main (Abb: N. Pfoser 2012) Steigerung Wirkungsgrad PV, Kühlenergie-Einsparung (z.b. Kosteneinsparung Prozesskühlung), Energiebeitrag durch Biomasse 15 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäudeoptimierung Grauwasser Aus Grau wird Grün - Optimierung der Evapotranspirationsund Kühlleistung extensiver Dachbegrünungen durch gezielte Nutzung von Grauwasser (Hochschule Weihenstephan- Triesdorf/ZinCo GmbH, unter: www.hswt.de/forschung/ wissenstransfer/2014/juni-2014/grauwasser.html) Vergleichbares Wachstum von Carex flacca bei Bewässerung mit Leitungswasser (li.) und Grauwasser (re.) Ressourcenschonung (Trinkwassereinsparung/ Grundwasserschutz), Verdunstungsleistung Bauteil- und Umgebungskühlung, Wasser als Gestaltungselement Vergleichbares Wachstum von Bergenia cordifolia bei Bewässerung mit Leitungswasser (li.) und Grauwasser (re.) 16 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Einsparung systemabhängig Trinkwasserersparnis, Einsparung Kühltechnik/-kosten, Reinigung (Grauwasserklärung), Regenwasserrückhalt
Umfeldverbesserung Regenwasserrückhalt reduzierte Niederschlagwassergebühr Dachbegrünung Regenwasserrückhalt (http://www.gebaeudegruen.info/gruen/fuers-auge/fbb-filme/) Verdunstungsleistung, Umgebungskühlung, Reinigung des Wassers Zusätzliche Kühlwirkung, Gebäudekühlung im Sommer Reduzierte Kanalbelastung/ Niederschlagwassergebühr, Einsparung Leitungswasser 17 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäudeoptimierung Material/Ökobilanz Hohe Temperaturgegensätze: Temperaturschock Foto: www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/allgemein_a.asp?thread=36144 Sturm- und Hagelschäden Sturm- und Hagelschaden (www.badische-zeitung.de/anzeige/richtig-versichert--75992331.html) 18 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017
Gebäudeoptimierung Material/Ökobilanz 1/2 Gebäude, Begrünung, Energie Potentiale und Wechselwirkungen, S. 140 Einsparung Fassaden-/ Dachmaterialien 1 Lebensdauerverlängerung 2 Musee du Quai Branly, Paris (Foto: Nicole Pfoser 2011) Kohlenstoffspeicherung, O2-Produktion, Filterung von Feinstäuben Substitution aufwändiger Sichtfassaden durch Naturelement BUE/BSW Hamburg (Foto: Nicole Pfoser 2015) Material-Ökonomie, Materialschutz (UV, t)/ Verlängerung der Lebensdauer, Reduktion Energiebedarf 19 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Kosten / Nutzen Eigentümer Einsparungen durch Begrünung Heiz-/Kühlenergie Wartung technischer Systeme Bauteilschutz / Renovierungskosten + Zusätzlich mögliche Kostenersparnis durch Substitution von Fassaden- /Dachmaterialien, Kühltechnik und technischen Verschattungssystemen 20 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Pflegekosten, Wartung Bodengebundene Begrünungen, einfache wandgebundene Begrünungen, Mischformen extensive Dachbegrünung
Gebäudeoptimierung Zusammenfassung BEDARF C Temperatur Licht Lüftung Elektrische Energie Wasser Material/ Ökobilanz MASSNAHME BHKW UV T Adiabate Kühlung Wärmehaltung/ Pufferwirkung Außen liegender Sonnenschutz Vorkonditionierung natürliche/kontrollierte Lüftung Umweltenergie Grauwassernutzung/ -reinigung CO 2 -Bilanz WIRKUNG GEBÄUDE- BEGRÜNUNG + Vermeidung Aufheizung Gebäudeoberflächen/ Innenraum/Absorber durch Verschattung/ Verdunstungsleistung der Pflanzen + Reduktion Wärmeverluste der Gebäudehülle + geringere Windbelastung + geringere Feuchte + Blendschutz durch Verschattung + Funktionsübernahme technischer Systeme + Pflanzenabhängig transluzent + Luftreinigung + Luftbefeuchtung + Kühlung der Zuluft im Sommer + ggf. Pufferwirkung der Zuluft im Winter + Wirkungsgradsteigerung technischer Systeme + Unterstützung aktiver und passiver Energiegewinnung + Trinkwasserersparnis + Kühlwirkung + Schadstoff-Filterung + Gestaltungselement - Speicherung + O 2 -Produktion + Energiebedarfsreduktion + Filterung von Feinstäuben + Bauteilschutz/Verlängerung der Lebensdauer EINSPARUNG/ ZUGEWINN Einsparung Kühlkosten Reduktion Wärmedurchgang Reduktion Primärenergie, Einsparung Wartungskosten technischer Systeme Unterstützung/ Entfall Klimageräte Leistungssteigerung Photovoltaik, Einsparung Kühlenergie, Biomassegewinnung Einsparung systemabhängig Einsparung Fassaden-/ Dachmaterialien, Lebensdauerverlängerung 21 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Metrostation Flon, Lausanne (Foto: Peter Mauss) Gebäudebegrünung - Wirkung auf das Umfeld und den Stadtraum 22 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017
Umfeldverbesserung Vermeidung von Überhitzung Lufttemperatur 28,1-31,7 C > Lufttemperaturdifferenz = min. 1,2 C (Gebäude, Begrünung, Energie Potentiale und Wechselwirkungen, S. 188 ff.) min. 1,2 C Auswirkungen städtischer Überhitzung Gesundheitsprobleme Reduktion der Arbeitsleistung Energieverbrauch (Klimaanlagen etc.) Hitzeschäden (Verkehrswege, Bauwerke, Motoren ) Ausfälle öffentlicher Verkehrsmittel Auswirkungen auf den Tourismus Stadtflucht und Belastung der Naherholungsgebiete Schutz Material/ Klima/ Gesundheit Stadthaus M1 Freiburg, Jakob AG Verdunstungsleistung, Umgebungskühlung, Ressourcenschonung Minderung sommerlicher Hitze und Reflektion Materialschutz infolge Minderung der Temperaturextreme/UV-Belastung 23 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Umfeldverbesserung Regenwasserverdunstung 1 Verdunstungsleistung 850 m 2 Grünfassade MA48 (Werte: GrünStadtKlima) Reduktion versiegelter Flächen, Erhöhung der Verdunstungsrate, Beitrag zu regionalen Niederschlägen Links: Magistratsabteilung 48, Wien (Foto: Nicole Pfoser 2012), Rechts: Kleiner und großer Wasserkreislauf. Die Reduktion der Verdunstung an Land führt zur Verringerung der Niederschläge (TU Darmstadt, FGee/FGe+f, nach: Kravcik, M. et al. (2007)) Kühlung des Stadtraums 24 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Verdunstung des Jahresniederschlags von 65 bis 75 % bereits bei extensiven Begrünungen möglich Verdunstungsleistung MA48 entspricht 5 100 jährigen Buchen 1 Reduktion Starkregenereignisse/ Sturm und Hagelschäden, Kanalentlastung
Umfeldverbesserung Reduktion der Luftbelastung Schutz Material/ Gesundheit Fassadengarten über Parkhaus-Zufahrt (Optigrün) Kohlenstoffspeicherung, O2-Produktion, Filterung von Feinstäuben Verbesserung Luftqualität, visuelle Umweltqualität Oberflächenschutz Materialien (Instandhaltung/thermische Belastung/chemische Beanspruchung) 25 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Umfeldverbesserung Minderung Lärmbelastung Musee du Quai Branly, Paris (Foto: Nicole Pfoser 2011) als begrünte Maßnahme/ reduzierte Umweltbelastung -5 db -46 db Landschaftsarchitektur+ I BSU Hamburg extensive Dachbegrünung, Kay Riechers Lärmminderung durch Absorptionsund Reflektionsleistung, Reduktion der Gebäude-Transmission 26 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017-5 db, Motivation Passanten-, Besucherfreundlichkeit (Gesundheit, Sicherheit), Aufenthalts- und Kommunikationsqualität
Umfeldverbesserung Akzeptanz Gruppenfoto 5% Objektfoto 11% anfassen 14% näher herangehen, stehen bleiben 35% hinschauen 35% Aufwertung der Adresse, Attraktion 21.08.2011, Filmausschnitt 90 Min. Passantenverhalten Musée du Quai Branly, Paris Fassadengebundene begrünte Nordfassade des Musée du Quai Branly in Paris. Sonntag, 21. August 2011, 15-16.30 Uhr, sonnig, 35,6 C. Summe Passanten (P): 1156 Auswertung: 90 Minuten Analyse des Passantenverhaltens ( Nicole Pfoser 09/2011) 27 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Umfeldverbesserung Akzeptanz Highline New York (https://sacredmonkeysofthevatican.files. wordpress.com/2011/06/4290176389_5cc0cd7b30_b.jpg) Schaffung zusätzlicher Grünflächen, Nutzungsangebot und Lebensraum Fauna Gestaltungsvielfalt (Raumbildung, Gliederung, Lenkung), Kühlwirkung, Lärmreduktion, Verbesserung Luftqualität Trussardi, Milano (Photo: Nicole Pfoser) Aufwertung der Adresse, Attraktion, Fernwirkung, Corporate Identity, psychologische/medizinische/ soziale Vorteile 28 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Magnetwirkung, Arbeitsplätze
Umfeldverbesserung Biodiversität unbezahlbar Foto: contec dachbegruenungen Erweiterung der Nahrungs- und Lebensraumangebote Foto: Nicole Pfoser 2013 Vielfalt/natürliches Gestaltungspotential Foto: www.tierhilfelid.de/ wildvoegel/amselnachwuchs.jpg Vorbeugung Artensterben (z.b. Sicherung Nahrungskette/ Bestäubung) 29 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 BEDARF Umfeldverbesserung Zusammenfassung MASSNAHME WIRKUNG GEBÄUDE- BEGRÜNUNG EINSPARUNG/ ZUGEWINN Wasser Regenwasser- Rückhalt + Wasserrückhalt durch Minderung des Abflussbeiwerts + Verhinderung hoher Belastung der Kanalisation reduzierte Niederschlagwassergebühr Regenwasserverdunstung + Reduktion versiegelter Flächen + Erhöhung der Verdunstungsrate + Umgebungskühlung Reduktion Starkregenereignisse / Sturm und Hagelschäden, Kanalentlastung Vermeidung von Überhitzung Adiabate Kühlung und Verschattung + Kühlung durch Verdunstung und Verschattung + Minderung städtischer Wärmeinseln Schutz Material/ Klima/Gesundheit O2 CO 2 CO2 Reduktion der Luftbelastung Photosy these und Feinstaubbindung + Kohlenstoffspeicherung + Sauerstoffproduktion + Feinstaubbindung und Verstoffwechselung von Luftschadstoffen + Oberflächenschutz Schutz Material/ Gesundheit Minderung der Lärmbelastung 30 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Akzeptanz CI Aufwertung von Gebäuden und Freiraum + Verbesserung der + Steigerung der Akzeptanz + Corporate Identity + Fernwirkung Attraktivität Schall + Lärmminderung + Reduktion Transmission Gesundheit, Sicherheit, Aufenthalts- und Kommunikationsqualität Biodiversität Erweiterung Lebensraum für Flora und Fauna + trägt zur lokalen Artenvielfalt bei + Erweiterung Nahrungsund Lebensraum Artenschutz
Motivation Gebäudeoptimierung / Umfeldverbesserung Regenwasserrückhalt reduzierte Kanalbelastung Kühlung durch Verschattung und/oder Verdunstung Vermeidung von Überhitzung O2 Verbesserung der Luftqualität Sauerstoff-Produktion, Luftreinigung, Feinstaubbindung Raumbildung Wegeführung, Lenkung, Blickschutz Beitrag zum städtischen Grün Artenvielfalt Lärmreduktion Innerhalb und außerhalb des Gebäudes Aufenthaltsund Umgebungsqualität Gestaltungsvielfalt, Temperaturausgleich, Lärmreduktion Fassadengestaltung Loggienbegrünung Zweite Haut Dachbegrünung städtische Einbindung Fassadenbild Nicole Pfoser/Beat Mürner (2015) Innenraumbegrünung Innenhofbegrünung Brüstungsfunktion Laubengang Pflanzen-Arkade/Pergola Raumbildung Formaler Zusammenschluss Filter Ensemble-Bildung Raumtrennung 31 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017 Gebäude Begrünung Energie Potenziale und Wechselwirkungen Kostenfreier Download unter: http://www.baufachinformation.de/ literatur/gebäude-begrünung-energie/2013109006683 Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.v. FLL Schriftenreihe Forschungsvorhaben FV 2014/01 Gebäude Begrünung Energie Potenziale und Wechselwirkungen Veröffentlichung des Leitfadens als Broschüre unter: http://www.fll.de/shop/bauwerksbegruenung.html 32 /32 Nicole Pfoser, Dr.-Ing. Architektin, MLA Gebäude Begrünung Energie: Potenziale und Wechselwirkungen 21.06.2017