Motivation

Gebäudeintegrierte Begrünungsmaßnahmen wie Dach- und Fassadenbegrünungen leisten einen wichtigen Beitrag zur energieeffizienten und nachhaltigen Gebäude- und Stadtplanung.  Verdunstungskühlung, Verschattung, Dämmung und verbessertes Mikroklima ermöglichen das energetische Optimierungspotential neben baulichen und haustechnischen Maßnahmen auszuweiten. Vor allem in Hinblick auf höhere Außentemperaturen durch den voranschreitenden Klimawandel ist es entscheidend, alle verfügbaren Möglichkeiten zur Kühlung und Resilienzsteigerung zu nutzen. Derzeit fehlt Planungsbeteiligten und Bauherrschaften jedoch die Möglichkeit, den konkreten Einfluss von Begrünungsmaßnahmen auf das Gebäude, beispielsweise anhand des Energieausweises, verlässlich zu quantifizieren und objektiv zu vergleichen.

Ziele und Innovationsgehalt

Das Ziel von MARGRET war es, Verfahren zur Messung der Wirkungseffekte von Bauwerksbegrünungen zu definieren und konkrete Adaptierungen in den Berechnungsmodellen beziehungsweise Normen vorzuschlagen. Dazu wurden Begrünungen an einer Fassadenprüfbox sowie an speziellen Dachbegrünungstestständen unter natürlichem Witterungseinfluss messtechnisch untersucht. Die Untersuchungen fokussierten sich primär auf den Vergleich zwischen begrünten und nicht begrünten Referenzobjekten bei zeitgemäßem Gebäudestandard. Ein wesentlicher Innovationsgehalt lag in der Entwicklung und Erprobung standardisierter Prüfverfahren, die eine Ableitung geeigneter Kennwerte für die Implementierung in die relevanten Normwerke ermöglichen.

Methodische Vorgehensweise

Das methodische Vorgehen gliederte sich in die Entwicklung spezialisierter Messverfahren und deren
praktische Anwendung im Feldversuch. Für die Vertikalbegrünungen kam die AEE INTEC Fassadenprüfbox zum Einsatz, welche über zwei thermisch entkoppelte Räume mit identischen Fassadengrößen verfügt. Eine technische Neuerung stellte der Einsatz des Pyroscanners zur hochauflösenden Erfassung der Verschattungsleistung dar. Parallel dazu wurden Prüfaufbauten für Dachbegrünungen errichtet, um die Differenz zwischen einem intensiv reduzierten Gründach und einem herkömmlichen Kiesdach zu evaluieren. Die Datenaufzeichnung und das Monitoring wurden über einen digitalen Zwilling realisiert. Flankiert wurde die technische Messung durch ein begleitendes Pflanzenmonitoring. Um die Praxistauglichkeit sicherzustellen, erfolgte eine transdisziplinäre Stakeholdereinbindung durch Fachdiskussionen und Workshops.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Im Zuge des Projekts wurden standardisierte Mess- und Prüfverfahren für die Bauwerksbegrünung erfolgreich entwickelt und validiert. Die Messungen an der opaken, hochgedämmten Fassade verdeutlichten, dass die verbleibenden Wärmeströme bei zeitgemäßen Baustandards bereits weitestgehend minimiert sind, wodurch der maßgebliche energetische Hebel primär im Bereich der transparenten Bauteile liegt. Die Untersuchungen zur Fassadenbegrünung lieferten zudem wichtige Erkenntnisse zur Dynamik des Bioshadings. Es zeigte sich, dass die Abschirmung der Solarstrahlung erst mit zunehmender Tageszeit signifikant ansteigt und am Vormittag kaum ausgeprägt ist. Eine zentrale Schlussfolgerung stellt die teilweise Kompensation der Beschattungswirkung durch zusätzliche Diffusstrahlung über das Blattwerk dar. Eine methodische Herausforderung blieb der dynamische Charakter des Bauteils Pflanze, da der Biomassezuwachs am exponierten Standort trotz vorzeitiger Kultivierung und professioneller Betreuung hinter den Erwartungen zurückblieb. Ein signifikantes Potenzial wurde für Gründächer identifiziert, für die ein erhebliches Einsparpotenzial bei herkömmlichen Dämmstoffen an Dachflächen berechnet wurde. Zudem leisten deren hohes Wasserrückhaltevermögen und die damit verbundene Verdunstungskühle einen passiven Beitrag zum sommerlichen Überhitzungsschutz und entlasten gleichzeitig das Kanalsystem bei Starkregenereignissen.

Auf Basis dieser Daten wurden Vorschläge zur Bestimmung relevanter Kenngrößen erarbeitet, welche die Grundlage für die Weiterentwicklung von Berechnungsmodellen bilden.

Ausblick

Ein zentraler Bereich für zukünftige Forschungsarbeiten liegt in der tiefergehenden Analyse des Bioshadings, insbesondere im Hinblick auf die Dynamik der Strahlungsabschirmung bei transparenten Bauteilen. Um diese Effekte planungssicher abzubilden, wird empfohlen, Tabellenkennwerte für den jahreszeitlich schwankenden Gesamtenergiedurchlassgrad des kombinierten Systems aus Verglasung und Vegetation zu erstellen. Ein weiterer Fokus liegt in der methodischen Vereinfachung der Bewertung von Gründächern. Es wird empfohlen, die Vielzahl komplexer Einzelparameter durch einen validierten äquivalenten Wärmedämmwert zu ersetzen. Ein solcher pauschaler Kennwert würde die energetische Performance des gesamten Aufbaus in einer normfähigen Größe zusammenfassen und die Integration in Energieausweise massiv erleichtern. Diese weiterführenden Aspekte werden im Folgeprojekt MARGRET Bioshade detailliert betrachtet.

Projektleitung

IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• AEE - Institut für Nachhaltige Technologien
• GRÜNSTATTGRAU Forschungs- und Innovations- GmbH
• Drittleister: BOKU Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau (IBLB)

IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH
Alserbachstraße 5/8, 1090 Wien
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E-Mail: ibo@ibo.at
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