RooBi – Roofs for Biodiversity

Innovative Verfahren für die Anlage multifunktionaler Dachbegrünungen

Dachbegrünungen können insbesondere in urbanen Räumen zur Abmilderung von Umweltauswirkungen menschlichen Wirkens beitragen (Regenwasserspeicherung, Temperaturregulation). Konventionelle Dachbegrünungen werden jedoch in der Regel mit artenarmen und züchterisch veränderten Sedum-Mischungen durchgeführt. Durch die Optimierung von Verfahren der extensiven Dachbegrünung lassen sich ökosystemare Leistungen von begrünten Dächern weiter entwickeln und steigern. Ziel des Forschungsprojekts Roobi ist die Entwicklung neuer Wildpflanzensaatmischungen aus gebietseigenen Pflanzenarten nordwestdeutscher Sandtrockenrasen und angepasster Vegetationstragschichten zur Anlage multifunktionaler extensiver Dachbegrünungen. Außerdem werden Versuche zur naturschutzfachlichen Aufwertung bereits bestehender konventioneller Dachbegrünungen durchgeführt. Zur Erhöhung der Stressverträglichkeit der Vegetation soll der Einsatz von Mykorrhizapräparaten in technogenen Vegetationssubstraten erprobt werden. Die aufeinander abgestimmten Saatmischungen und Vegetationssubstrate sollen nach erfolgreichen Tests für den gesamten nordwestdeutschen Raum nutzbar sein.

Praxisleitfaden

Kooperationspartner:   
Bundesverband Gebäudegrün e. V. (BuGG)  
Institut für Pflanzenkultur e. K.  
Matthies Landwirtschaft  
ZinCo GmbH

Förderung: Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE)

Durchführung: Hochschule Osnabrück, Fachgebiet Vegetationsökologie und Botanik

Laufzeit: 01/2017 – 12/2020

Solutions for Outdoor Climate Adaptation (SOLOCLIM)

Solutions for Outdoor Climate Adaptation (SOLOCLIM) ist ein europäisches Industriedoktoratsprojekt (EID) im Programm Innovative Trainingsnetzwerke (ITN) und Teil der Marie Sklodowska-Curie Aktionen, die von der Europäischen Kommission im Rahmen des Horizon 2020 Programms gefördert werden.

Das Ziel von SOLOCLIM ist die Entwicklung eines Doktorandenausbildungsprogramms, das junge Forscher in die Lage versetzt, Lösungen für die städtische Außenwelt zu entwickeln.

Projektionen zeigen, dass die Verstädterung bis 2050 weitere 2,5 Milliarden Menschen in städtische Gebiete bringen könnte und die kumulative Wirkung aller negativen Auswirkungen der Verstädterung auf das Stadtklima, wie das Auftreten von städtischen Wärmeinseln sowie ausgeprägte Windmuster in den Städten, Unbehagen und Gesundheitsrisiken verursachen. Da der Klimawandel diese städtischen und mikroklimatischen Probleme noch verschärfen wird, müssen die Bürger geschützt werden. Da Städte ihr eigenes Klima schaffen, müssen die Lösungen für diese Probleme in der (Neu-)Gestaltung der Städte gefunden werden.

Einige Lösungen sind bekannt, wie z. B. die Verwendung von Vegetation, aber es gibt noch viele offene Fragen über die Auswirkungen von vertikalem Grün sowie die richtige Verteilung von Grün in den Städten, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Darüber hinaus wurden noch nicht die kommenden Systeme untersucht, die Wasserdampf als Kühlmittel verwenden, sowie flexible Systeme, die auf das Mikroklima reagieren.

SOLOCLIM wird solche Lösungen auf verschiedenen Maßstabsebenen entwickeln, von der kleinen Skala um Gebäude herum bis hin zu einer größeren Nachbarschafts-/Stadt-Skala, und ihre Auswirkungen testen. Die Industrie in der Architektur, Stadt- und Landschaftsgestaltung braucht diese innovativen Lösungen, da die Klimaanpassung in den Städten eine der größten Herausforderungen für die Zukunft ist. Alle Pläne und Entwürfe, die die Industrie entwickelt, müssen auf die städtischen (Mikro-)Klima-Herausforderungen reagieren. Neben der Verfügbarkeit von Lösungen braucht die Industrie auch die Expertise. Diese Expertise beinhaltet Design- und Forschungskompetenz in Bezug auf das städtische (Mikro-)Klima.

SOLOCLIM bildet Experten auf diesem Gebiet aus und bietet eine Ausbildung für fortgeschrittenes klimafreundliches Design an, die sowohl den Doktoranden als auch einigen Teilen einer breiteren Öffentlichkeit und über die Dauer von SOLOCLIM hinaus angeboten wird.

Ausführlichere Informationen zum Projekt finden Sie unter https://soloclim.eu/

Kooperationspartner:  
Wageningen University www.wur.nl/en/Research-Results/Chair-groups/Environmental-Sciences/Landscape-Architecture-and-Spatial-Planning-1.htm  
University of Kent www.kent.ac.uk/  
Politecnico di Milano www.polimi.it/  
Arcadis Netherlands www.arcadis.com/en/global/  
Carlo Ratti Associati https://carloratti.com/  
Foster + Partners www.fosterandpartners.com/

Gefördert durch:  
Dieses Projekt wurde im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 86119 aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizont 2020“ der Europäischen Union gefördert.

Adaptive und sensorgestützte Bewässerung extensiver Gründächer zur Optimierung des urbanen Wassermanagements im Hinblick auf Niederschlagsrückhalt und Verdunstungskühlung

ln der Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) von 2008 sowie in deren Fortschreibung von 2015 werden die Gefahr von urbanen Sturzfluten in Folge von Stark- bzw. Extremregenereignissen einerseits sowie die zunehmende Hitzebelastung im städtischen Raum andererseits als Handlungsfelder mit hoher bis sehr hoher Gewissheit und erheblichem Gefährdungs- bzw. Schadpotential identifiziert.

Begrünte Dachflächen spielen eine wichtige Rolle im städtischen Wassermanagement und sind in zweierlei Hinsicht zentrale Bausteine von Mitigationsstrategien bezogen auf die Auswirkungen des Klimawandels im urbanen Raum. Einerseits sollen sie bei Starkregenereignissen das Risiko von Sturzfluten durch eine Verzögerung des Regenwasserabflusses reduzieren. Für diesen Zweck wurden spezielle Retentionsdächer entwickelt, bei denen der Wasserablauf durch zusätzliche Drainelemente stark verzögert wird. Zum zweiten soll durch die Evapotranspiration der Flächen das thermische Milieu verbessert und die Entstehung von städtischen Hitzeinseln verhindert werden. In der praktischen Umsetzung jedoch stellen die gleichzeitige Maximierung von Verdunstungsleistung und Regenwasserrückhalt einen nur schwer zu lösenden Zielkonflikt dar. Um eine hohe Verdunstungskühlung zu erzielen, müssen die Flächen gut mit Wasser versorgt sein, was aber ihr Wasserrückhaltevermögen mindert.

Zur Lösung dieses Konflikts soll ein sensorgestütztes, adaptives Bewässerungssystem für Dachbegrünungen entwickelt werden, in dem der bisher nur temporäre Wasserspeicher von Retentionsdächern aktiv für ein effizientes Niederschlagsmanagement genutzt wird. In das System sollen dabei sowohl Daten über den Wasservorrat im Retentionselement und den Wassergehalt des Substrats als auch lokale Wetterdaten sowie die Wettervorhersage einfließen. Die Bewässerungstrategie wird auf Basis dieser Informationen fortlaufend an die aktuelle Situation adaptiert. Kernstück des Projekts sind realitätsnahe, kleinmaßstäbliche Dachbegrünungsmodelle zur Simulation unterschiedlicher Wetter- und Bewässerungsszenarien. Das hierbei entwickelte Bewässerungssystem soll dann anschließend auf Freilandflächen validiert werden.

Kooperationspartner:  
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, www.hswt.de

Gefördert durch:  
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung

Effizientes, innovatives Gebäudegrün (EffIn-Grün)

Das Ziel des Vorhabens ist es, ein neues, nachhaltiges Gebäudebegrünungssystem zu entwickeln. Das System stellt eine Maßnahme dar, um urbane Räume an die Folgen des Klimawandels anzupassen. Dabei sollen Synergien mit dem Umwelt- und Klimaschutz genutzt werden.

Die Problemlage ist, dass der zurzeit beobachtete Klimawandel zu häufigeren Hitzewellen und Starkregenereignissen führt. Dachbegrünung wird oft pauschal als Klimaanpassungsmaßnahme vorgeschlagen. Die am meisten verwendete extensive Begrünung, die sich weitgehend selbst entwickelt und wenig Wasser benötigt, ist jedoch für die Klimaabkühlung und CO₂-Sequestrierung nicht sehr effizient. Intensive Dachbegrünungen, die einen dickeren Boden, mehr Wasser und mehr Nährstoffe brauchen, sind deutlich effizienter. Sie weisen jedoch oft einen hohen Ressourcen- und Energieverbrauch auf. Deshalb ist das Ziel des Projektes, ein klima- und umweltfreundliches System der semi-intensiven Dachbegrünung zu entwickeln. Dieses soll ohne fossile Energiequellen und ohne Verbrauch von Trinkwasser automatisch funktionieren sowie mit geringem technischem und finanziellem Aufwand umgesetzt werden. Mithilfe von quantitativen Messungen können Empfehlungen erarbeitet werden, um ein semi-intensives Gebäudegrün mit einem höchstmöglichen Potenzial für Klimaanpassung und Umweltschutz umzusetzen.

Beim Projekt werden extensive Dachgrünflächen in Mainz und Bingen nachgerüstet und im Hinblick auf ihre Klima- und Umwelteffizienz optimiert. Dies geschieht über ein autarkes Regenwasser-Bewässerungssystem mit Solarmodul. Dabei messen Wetterstationen die für die Klimaanpassung wichtigen Abkühlungseffekte und Gashauben erfassen die Treibhausgasemissionen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden den Wasserbedarf und das Wasserspeichervermögen ermitteln, die Auswirkungen auf Heiz- und Kühlbedarfe von Gebäuden modellieren und das Feinstaub-Bindevermögen des Dachgrüns mikroskopisch analysieren. Darüber hinaus ist geplant, die Pflanzen und die Pflege des Dachgrüns im Hinblick auf Klima- und Umweltschutz zu optimieren und die Bedeutung für die Biodiversität am Beispiel der Insektenfauna zu untersuchen. In einem Leitfaden halten die Beteiligten fest, wie das System technisch umgesetzt wird. Zudem prüfen sie, ob sich das Projekt in Bewertungssysteme (Bewertungssystem für nachhaltiges Bauen, Musterbauordnung, Gründachsatzungen, Luftreinhaltepläne) implementieren lässt.

Kooperationspartner:  
TH Bingen, Frau Prof. Prof. Dr. Elke Hietel, 
Professorin für Landschaftspflege, Landschafts- und Stadtplanung  
Institut für geothermisches Ressourcenmanagement (igem)  
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)  
Stadt Mainz, (Abteilung Umweltplanung im Grün- und Umweltamt)  
Stadt Bingen (Garten- und Friedhofsamt)  
Bundesverband GebäudeGrün e. V. (BuGG)

Gefördert durch:  
Bundesinstitut für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

Experiment zur Ansiedlung von Wildpflanzen der Sandtrockenrasen auf Dachflächen – Hochschule Osnabrück

In einer Pilotstudie wird das Potential unterschiedlicher Substrate für die Etablierung von Pflanzenarten der Sandtrockenrasen auf Dachflächen experimentell untersucht.

Hierzu wurde im März 2015 eine Wildpflanzenmischung aus 26 gebietsheimischen Trockenrasenarten in unterschiedlichen Aussaatstärken auf eigens konstruierten „Miniaturdächern“ ausgesät. Zusätzlich werden die Möglichkeiten der Ansiedlung weiterer Zielarten durch Transfer von Rechgut aus einem historisch gewachsenen Trockenrasen getestet. Um Aussagen über die Beständigkeit der Pflanzenpopulationen und der Substrate treffen zu können, werden in den kommenden 2 Jahren der Etablierungserfolg und die Fitness der ausgebrachten Arten sowie Pflanze-Substrat-Wechselwirkungen untersucht.

Ausführlichere Informationen zum Projekt finden Sie unter https://www.hs-osnabrueck.de/de/urbanrest/

Kooperationspartner:  
Hochschule Osnabrück, Fakultät Agrarwissenschaftenn und & Landschaftsarchitektur, AG Fachgebiet Vegetationsökologie und Botanik, Dr. Roland Schröder, Prof. Dr. Kathrin Kiehl

Gefördert durch:  
Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur

Projekt „BlueGreenDream“ in London

Im Rahmen eines großangelegten Forschungsprojektes, bei dem es um die Anpassung der Innenstädte an die sich ändernden Klimabedingungen geht, wird auf einem Versuchsdach des Imperial College London an verschiedenen Systemaufbauten der Wasserabfluss in Korrelation zum Niederschlag gemessen.

In Städten treten immer häufiger extreme Temperaturen und Wetterereignisse auf. Die Wiederherstellung der integrierten „blauen“ und „grünen“ Infrastruktur könnte helfen, die Auswirkungen solcher Ereignisse zu reduzieren und gleichzeitig den Wert des Grundstück zu erhöhen. Blue Green Dream (BGD) soll die Service-Infrastruktur entwickeln, um den Einsatz angepasster Lösungen zu ermöglichen.

Steigende Temperaturen und extreme Wetter haben erhebliche Auswirkungen auf die Städte. Die Effekte der städtischen Wärmeinseln und unkontrollierte oder unzureichend geplante Urbanisierung verstärken die kombinierten Belastungen auf das städtische Leben. Die Reduzierung der Grünflächen und städtische Wasserflächen bzw. -wege sind wohl einer der beschleunigenden Faktoren. Städtische Entscheidungsträger, Stadtplaner und Siedlungswasserwirtschaftler sollten prüfen, wie Wassersysteme und Vegetationsbereiche gemeinsam besser integriert werden können, um Städte lebenswerter und robuster gegen den Klimawandels zu machen.

Dauer: Start 2012

Projektpartner:  
Imperial College London  
Ecole des Ponts et Chaussee (ENPC)  
Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH  
Institute of Sustainability  
Technische Universität Berlin (TU Berlin)  
Delft University of Technology (TU Delft)  
Veolia Environnement

http://www.climate-kic.org/projects/blue-green-dream/  
http://bgd.org.uk/

Versuchsdach HCU Hamburg

Bestimmung der Ablaufcharakteristik von begrünten Dächern am konkreten Projekt „Neubau HafenCity Universität Hamburg“

Direkt im Ablaufstrang der Dachentwässerung soll mit geeigneter Technik die Ablaufcharakteristik gemessen werden. Zusätzlich werden evtl. Messflächen auf dem Dach unter Einsatz von Kippwaagen eingerichtet.

Dauer: Start 2013

Projektpartner: HafenCity Universität Hamburg (HCU); „Umweltgerechte Stadt- und Infrastrukturplanung“

Optimierung der Kühlleistung extensiver Dachbegrünungen durch gezielte Nutzung von Grauwasser

Dachbegrünungen sollen als „biologische Klimaanlage“ einen Beitrag zur Verbesserung des thermischen Milieus in Stadtgebieten leisten, wobei – neben der Wärmeabsorption – der Kühleffekt der Grünflächen durch Verdunstung von Wasser, ggf. Grauwasser in den Vordergrund rückt.

Eine alternative, kontinuierlich fließende und witterungsunabhängige Quelle für die Wasserversorgung von Dachbegrünungen könnte sich mit Grauwasser aus Haushalten erschließen. Gemeinsam mit der Hochschule Weihenstephan Triesdorf werden entsprechende Untersuchungen durchgeführt. Zunächst werden hierzu Grauwasserproben analysiert, um deren grundsätzliche Eignung abschätzen zu können. Danach wird in Pflanzenversuchen nach toleranten Pflanzen mit möglichst hohem Verdunstungspotential gesucht. Abschließend sollen Systeme zur Umsetzung in der Praxis hinsichtlich ihrer Eignung bewertet werden.

Dauer: Februar 2012 bis Januar 2015

Projektpartner: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf  
gefördert durch: DBU Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück

Gründach und PV-Solarnutzung

Messung des Stromertrags an PV-Anlagen über verschiedenartiger Dachbegrünung zur Ermittlung der idealen Kombination von Dachbegrünung mit Photovoltaik. Steigerung der Biodiversität.

Ziel ist es, die optimale Kombination von Pflanzen für die Dachbegrünung, Solarzellen und Bewässerungsmanagement zu finden, ohne dabei die Pflege aus den Augen zu verlieren. Bei der Artenvielfalt werden Flora und Fauna beleuchtet, um Aussagen über die ökologische Wertigkeit treffen zu können. Eine Messung der Stromerträge im Tagesverlauf und auf Modulebene wird detailliert Aufschluss über den Einfluss der verschiedenartigen Dachbegrünungsformen geben.

Dauer: Start Vorversuch Juni 2012, Hauptversuch auf dem Werkhof Scheidegg ab Herbst 2013 bis Juni 2015.

Projektpartner: Verein SolarSpar, Schweiz

Gefördert durch: Klimafonds Stadtwerk Winterthur

Weitere Partner aus der Industrie

Projekt GrünStadtKlima in Wien

Das Projekt strebt einen Innovations- und Umsatzschub im Bereich der Bauwerksbegrünung und des versickerungsfähigen Wegebaus an. Untersucht werden Bauweisen für Dach- und Fassadenbegrünungen sowie versickerungsfähige Wegebeläge sowie neue Bauweisen.

Für den Bereich Dachbegrünung werden mikroklimatische, wasserwirtschaftliche und wärmedämmende Eigenschaften sowie die Vegetationsentwicklung umfassend untersucht. Anhand einer virtuellen Musterstadt werden Eigenschaften und Auswirkungen der Bauweisen auf den Wasserhaushalt und das Mikroklima berechnet und mit Hilfe von Klimamodellen auch deren mittel- und langfristige Bedeutung modelliert. Aus den Erkenntnissen der Simulationen werden Ziele für den urbanen Klima und Wasserhaushalt abgeleitet und für die Behörden raumplanerische Instrumente entwickelt, welche diese Ziele erreichbar machen. Außerdem wird eine Studie die Auswirkung von Begrünungen auf den Wert und die Veräußerbarkeit von Immobilien belegen. Auf Basis einer Kosten-Nutzen-Analyse soll ein Planungsratgeber für Bauträger entstehen und entsprechende neue Förderrichtlinien für den Wohnbau erarbeitet.

Dauer: 01.07.2010-28.03.2013 – Verlängert bis Ende September 2013.

Projektpartner: Universität für Bodenkultur „Boku“ Wien, Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau

Verband für Bauwerksbegrünung in Österreich

Gefördert durch FFG – Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft

Weitere Konsortialpartner aus der Industrie

EU-Forschungsprojekt „Green Roof Systems“ (IAPP)

Grundsätzliche Erforschung von Gründach-Systemaufbauten in Einzelschichten (Dränage, Substrate, Pflanzen) und auch im Zusammenwirken als Systemaufbau.

Über vier Jahre in drei Arbeitspaketen („Work Packages“) angelegtes Forschungsvorhaben als Grundlagenforschung zur wissenschaftlichen Untersuchung der Funktionsweise und Leistungsfähigkeit von Dachbegrünungen. Betrachtet wurde z.B. der Wassertransport im Systemaufbau, die Evapotranspirationsleistung etc. Die Versuche fanden sowohl im Labor, in Regensimulationsanlagen sowie auf zwei Versuchsdächern (Sheffield und Nähe Nürtingen) statt. Zum Abschluss und zur Präsentation der Forschungsergebnisse fand im April 2013 ein Kongress in Sheffield statt.

Dauer: Start 2009, Dauer 4 Jahre, Ende 04/2013.

Projektpartner: Universität Sheffield

Finanziert durch die EU im Rahmen des Programms „Partnerschaften und Verbindungswege zwischen Industrie und Hochschulen“ (IAPP) im 7. Forschungs-Rahmenprogramm.

Pflanzenversuchsdach Wendlingen

Pflanzenscreening auf drei Substrathöhen

Die auf drei verschiedenen Substrathöhen angepflanzten Stauden, Gräser, Halbsträucher und Sukkulenten werden beobachtet und bonitiert.

Dauer: Start 2013, dauerhaft.

Versuchs- und Demonstrationsdach Weihenstephan

Ausführliche Versuche zur Dachbegrünungsvegetation. Demonstrationsflächen zu Urban Farming und der Kombination von Gründach und Solar.

Auf über 750 qm werden insgesamt zehn verschiedene Systemaufbauten und Pflanzengemeinschaften getestet. Neben dem Testen der am erfolgversprechendsten Pflanzen aus dem EU-Forschungsprojekt „Green Roof Systems“ (drei verschiedene Substrathöhen) soll auch das Thema „Solar- und Dachbegrünung“ sowie „Urban Gardening“ im Sinne einer Demo gezeigt werden.

Dauer: Start Sommer 2013, Dauer offen. Bepflanzung Frühjahr 2014.

Projektpartner: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Klimopass Uni Hohenheim

Kühlwirkung der extensiven Dachbegrünungsvegetation – Langzeitmessungen in Form von Experimenten mit einzelnen Pflanzenarten und Pflanzenkombinationen.

In Hohenheim wurden in Versuchsbehältern Standard-Gründachaufbauten mit unterschiedlichen Wuchsformen von Pflanzen sowie Kombinationen davon realisiert. Die Wasser-Ablaufmenge je Behälter wird regelmäßig erfasst. So lassen sich neben der Kühlwirkung auch Rückschlüsse hinsichtlich des Einflusses der jeweiligen Vegetation auf das Ablaufverhalten ziehen.

Dauer: Start 01.07.2013, Ende 31.10.2014.

Projektpartner: Universität Hohenheim – Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie  
Gefördert durch das Land Baden-Württemberg im Rahmen des Programms „Klimawandel und modellhafte Anpassung in Baden-Württemberg (KLIMOPASS)“

Urban Gardening

Demoprojekt zum Thema Urban Gardening

Auf den Dachflächen von Standard-Garagen werden in unterschiedlichen Substrathöhen Aufbauten und Anwendungsbeispiele zum Thema „Urban Farming“ dargestellt.

Dauer: Start Spätsommer 2013, Dauer offen.

Projektpartner: Staatsschule für Gartenbau und Landwirtschaft Hohenheim

Gebrüder Ott Betonwerke GmbH & Co.KG