Was vor über 40 Jahren noch als Spinnerei abgetan wurde, ist heute eine ernstzunehmende Möglichkeit für aktiven Klima- und Umweltschutz. Dachbegrünungen sind ideale Maßnahmen, um den Folgen des Klimawandels und der Versiegelung von Flächen entgegenzuwirken.
Tagtäglich werden in Deutschland etwa 74 Hektar (ca. 100 Fußballfelder) unberührte Natur mit Verkehrs-, Wohn- und Industrieflächen versiegelt und damit aus dem natürlichen Wasserkreislauf gezogen. Die Folge: Urbane Hitzeinseln und urbanes Starkregenereignisse.
Die Stadtbevölkerung hat es im Sommer am eigenen Leib gespürt, dass es in der Stadt viel heißer wird als im unbebauten Umland. Es ist anzunehmen, dass dies mit zunehmendem Klimawandel noch verstärkt wird. Der vergangene Sommer war ebenfalls sehr heiß und trocken und hat das Wohlbefinden der Menschen beeinträchtigt. Zum Vergleich: In Deutschland gab es in den 1980er- und 1990er-Jahren rund 4 Tage mit mehr als 30 Grad pro Jahr. Mittlerweile liegt der Durchschnitt bei 17 Tagen. Das aktuelle Jahr dürfte einen neuen Höchstwert darstellen. Die Folgen: zunehmend hohe Temperaturen und Starkregenereignisse. (Abb. 1)
Dass sich das Klima in der Stadt deutlich vom Klima im Umland unterscheidet, ist bekannt. Grund sind der hohe Anteil versiegelter Flächen und die dichte Bebauung. Denn Asphalt oder Beton heizen sich besonders stark auf und haben zudem eine hohe Wärmespeicherkapazität. Noch dazu werden kühlende Winde durch die dichte Bebauung abgeschwächt. Besonders problematisch ist jedoch die Verstärkung des urbanen Hitzeinseleffektes durch den Klimawandel. Folgen sind Extremwetterlagen mit sommerlichen Rekordtemperaturen, bis zu 10 °C heißere Innenstädte im Vergleich zum Umland und regelmäßige Tropennächte. Die städtische Bevölkerung ist extremem Hitzestress ausgesetzt und der sogar zu Todesfällen führt.
Es stellt sich die Frage, wie stark solche Hitzeeffekte jeweils sind. Die Untersuchungen in verschiedenen Städten zeigen deutliche Unterschiede innerhalb der jeweiligen Stadt. In Stadtteilen mit einem hohen Versiegelungsanteil liegen die durchschnittlichen Temperaturen deutlich höher als in anderen. Dies liegt meist am Anteil von Grünflächen im Verhältnis zu versiegelten Flächen. Die Klima-Analysen zeigen deutlich, dass in Bereichen mit mehr Grünflächen eben auch geringere Temperaturen vorliegen. (Abb. 2)
Ursachen für die Temperaturunterschiede
Woran aber liegt das? Ganz einfach: Durch die Versiegelung von Oberflächen fließt Regenwasser, welches bei einer natürlichen Oberfläche der Verdunstung zugeführt wird, auf der versiegelten Oberfläche unkontrolliert und deutlich schneller ab. Das abfließende Regenwasser wird nicht verdunstet. (Abb. 3)
Durch die Verdunstung von Regenwasser wird jedoch eine große Menge an Energie, welche durch die Sonneneinstrahlung in unseren Lebensraum eingetragen wird, in Form von latenter (nicht fühlbarer) Wärme gebunden. D.h. die Energie, die für den Verdunstungsvorgang von Regenwasser verwendet wird, ist eine Energie, die aus unserem Lebensraum abtransportiert wird und somit nicht zu einer Erwärmung der Umgebung führt, sondern einen kühlenden Effekt hat. Fällt dieser Energieabtransport durch Regenwasser aus unserem Lebensraum aus, so sind urbane Hitzeinseln die Folge.
Urbane Hitzeinseln wiederum stellen eine Gefahr für die Gesundheit dar und führen regelmäßig auch in unseren Regionen zu einer nennenswerten Anzahl an „Hitzetoten“. Mittlerweile reagieren immer mehr Städte darauf, indem sogenannte Gefahrenkarten erstellt werden, mit der Empfehlung, in den entsprechend markierten Bereichen ab einem gewissen Alter nicht mehr zu wohnen.
Des Weiteren fördern urbane Hitzeinseln urbane Sturzfluten. Aufgrund der höheren Temperatur in den städtischen Räumen im Vergleich zur Temperatur der Umgebung können über den Städten konvektive, vertikale Luftströmungen entstehen, welche über den urbanen Raum hinwegziehende, ggf. gesättigte, Luftmassen in höhere Luftschichten transportieren können. Durch die Abkühlung der gesättigten Luft in höheren Luftschichten kann Niederschlag ausfallen. Urbane Hitzeinseln tragen damit in der Folge zur Entstehung von konvektiven Niederschlägen bei, welche in dieser Intensität ansonsten nicht über dem urbanen Raum niedergegangen wären. (Abb. 4)
Die hierbei entstehenden urbanen Sturzfluten führen zu Überflutungen, da das Regenwasser auf den versiegelten Oberflächen ungehindert abfließt und von dem vorhandenen Kanalisationsnetz nicht schnell genug abgeleitet werden kann.
Wie kann eine Dachbegrünung hier Abhilfe schaffen?
Mit ungenutzten Dachflächen steht ein riesiges Potenzial zur Verfügung, das begrünt und somit besser genutzt werden kann, denn die Pflanzen einer Begrünung sorgen für eine umfassende Verdunstung.
Die Art und Weise, wie das Transpirieren von Pflanzen mit deren Stoffwechsel verknüpft ist, bringt einen weiteren positiven Effekt mit sich: die Kühlung der Städte durch die Verdunstung des im Gründach gespeicherten Regenwassers. Für den Verdunstungsvorgang wird eine hohe Energiemenge benötigt: circa 2.650 Joule pro Gramm Wasser bei 20 °C. (Das entspricht in etwa der Bewegungsenergie einer Gewehrkugel). Diese Energie wird der Umgebung während des Verdunstungsprozesses entzogen, wodurch sie sich abkühlt. Dieser Vorgang ist einzigartig, denn es gibt nach aktuellem Forschungsstand tatsächlich keine andere Möglichkeit der aktiven Energieabfuhr und damit der Temperaturverminderung in unserem Lebensraum.
Maßnahmen dieser Art, angewendet auf ganze Baugebiete, würden die Resilienz des gesamten urbanen Bereiches gegenüber Starkregenereignissen deutlich erhöhen.
Kostenvorteile durch ein Gründach
Aber nicht nur im Sinne von Klimaschutz bieten Dachbegrünungen Vorteile. Die Dachbegrünung schützt das Dachabdichtungsmaterial, wodurch dessen Lebenserwartung erhöht wird. Denn: Nicht nur Spitzentemperaturen werden durch die Begrünung abgeschwächt – ein nicht begrüntes Dach kommt im Sommer leicht auf 80° C – sondern die Begrünung wirkt auch als Dämmung. Im Winter wird die Kälte abgehalten und im Sommer die Hitze. Dies spart eindeutig Energiekosten. Außerdem sind Gründächer eine Eingriffsminderungsmaßnahme im Rahmen der Eingriffs-Ausgleichs-Regelung, die die Abwasserkosten reduziert.
Darüber hinaus bieten Dachflächen Raum für den Ausbau der erneuerbaren Energien. PV-Anlagen für die Stromerzeugung sind für viele Investoren durch die Einspeisung in das öffentliche Netz wirtschaftlich interessant. Der Wirkungsgrad bei der Energiegewinnung kann durch die Verdunstungsleistung der Gründach-Pflanzen erhöht werden.
In Zeiten des Klimawandels stehen die Städte vor großen Herausforderungen, die jedoch gemeistert werden können. Zahlreiche wissenschaftliche Studien zeigen, dass Gründächer das Mikroklima deutlich verbessern und den Regenwasserabfluss effektiv reduzieren. Darüber hinaus bieten Gründächer zahlreiche weitere Vorteile wie Förderung der städtischen Biodiversität, Schall- und Wärmedämmung, Schadstofffilterung durch die Vegetation, Steigerung der Aufenthaltsqualität oder Erhöhung des Gebäudewertes.
Im Sinne von multifunktionaler Nutzung können ungenutzte Dachflächen darüber hinaus auch begrünt besser genutzt werden: als zusätzlicher Wohnraum, Freizeit-, Pausen- und Sportfläche.
Tagtäglich werden in Deutschland etwa 74 Hektar (ca. 100 Fußballfelder) unberührte Natur mit Verkehrs-, Wohn- und Industrieflächen versiegelt und damit aus dem natürlichen Wasserkreislauf gezogen. Die Folge: Urbane Hitzeinseln und urbanes Starkregenereignisse.
Die Stadtbevölkerung hat es im Sommer am eigenen Leib gespürt, dass es in der Stadt viel heißer wird als im unbebauten Umland. Es ist anzunehmen, dass dies mit zunehmendem Klimawandel noch verstärkt wird. Der vergangene Sommer war ebenfalls sehr heiß und trocken und hat das Wohlbefinden der Menschen beeinträchtigt. Zum Vergleich: In Deutschland gab es in den 1980er- und 1990er-Jahren rund 4 Tage mit mehr als 30 Grad pro Jahr. Mittlerweile liegt der Durchschnitt bei 17 Tagen. Das aktuelle Jahr dürfte einen neuen Höchstwert darstellen. Die Folgen: zunehmend hohe Temperaturen und Starkregenereignisse. (Abb. 1)
Dass sich das Klima in der Stadt deutlich vom Klima im Umland unterscheidet, ist bekannt. Grund sind der hohe Anteil versiegelter Flächen und die dichte Bebauung. Denn Asphalt oder Beton heizen sich besonders stark auf und haben zudem eine hohe Wärmespeicherkapazität. Noch dazu werden kühlende Winde durch die dichte Bebauung abgeschwächt. Besonders problematisch ist jedoch die Verstärkung des urbanen Hitzeinseleffektes durch den Klimawandel. Folgen sind Extremwetterlagen mit sommerlichen Rekordtemperaturen, bis zu 10 °C heißere Innenstädte im Vergleich zum Umland und regelmäßige Tropennächte. Die städtische Bevölkerung ist extremem Hitzestress ausgesetzt und der sogar zu Todesfällen führt.
Es stellt sich die Frage, wie stark solche Hitzeeffekte jeweils sind. Die Untersuchungen in verschiedenen Städten zeigen deutliche Unterschiede innerhalb der jeweiligen Stadt. In Stadtteilen mit einem hohen Versiegelungsanteil liegen die durchschnittlichen Temperaturen deutlich höher als in anderen. Dies liegt meist am Anteil von Grünflächen im Verhältnis zu versiegelten Flächen. Die Klima-Analysen zeigen deutlich, dass in Bereichen mit mehr Grünflächen eben auch geringere Temperaturen vorliegen. (Abb. 2)
Ursachen für die Temperaturunterschiede
Woran aber liegt das? Ganz einfach: Durch die Versiegelung von Oberflächen fließt Regenwasser, welches bei einer natürlichen Oberfläche der Verdunstung zugeführt wird, auf der versiegelten Oberfläche unkontrolliert und deutlich schneller ab. Das abfließende Regenwasser wird nicht verdunstet. (Abb. 3)
Durch die Verdunstung von Regenwasser wird jedoch eine große Menge an Energie, welche durch die Sonneneinstrahlung in unseren Lebensraum eingetragen wird, in Form von latenter (nicht fühlbarer) Wärme gebunden. D.h. die Energie, die für den Verdunstungsvorgang von Regenwasser verwendet wird, ist eine Energie, die aus unserem Lebensraum abtransportiert wird und somit nicht zu einer Erwärmung der Umgebung führt, sondern einen kühlenden Effekt hat. Fällt dieser Energieabtransport durch Regenwasser aus unserem Lebensraum aus, so sind urbane Hitzeinseln die Folge.
Urbane Hitzeinseln wiederum stellen eine Gefahr für die Gesundheit dar und führen regelmäßig auch in unseren Regionen zu einer nennenswerten Anzahl an „Hitzetoten“. Mittlerweile reagieren immer mehr Städte darauf, indem sogenannte Gefahrenkarten erstellt werden, mit der Empfehlung, in den entsprechend markierten Bereichen ab einem gewissen Alter nicht mehr zu wohnen.
Des Weiteren fördern urbane Hitzeinseln urbane Sturzfluten. Aufgrund der höheren Temperatur in den städtischen Räumen im Vergleich zur Temperatur der Umgebung können über den Städten konvektive, vertikale Luftströmungen entstehen, welche über den urbanen Raum hinwegziehende, ggf. gesättigte, Luftmassen in höhere Luftschichten transportieren können. Durch die Abkühlung der gesättigten Luft in höheren Luftschichten kann Niederschlag ausfallen. Urbane Hitzeinseln tragen damit in der Folge zur Entstehung von konvektiven Niederschlägen bei, welche in dieser Intensität ansonsten nicht über dem urbanen Raum niedergegangen wären. (Abb. 4)
Die hierbei entstehenden urbanen Sturzfluten führen zu Überflutungen, da das Regenwasser auf den versiegelten Oberflächen ungehindert abfließt und von dem vorhandenen Kanalisationsnetz nicht schnell genug abgeleitet werden kann.
Wie kann eine Dachbegrünung hier Abhilfe schaffen?
Mit ungenutzten Dachflächen steht ein riesiges Potenzial zur Verfügung, das begrünt und somit besser genutzt werden kann, denn die Pflanzen einer Begrünung sorgen für eine umfassende Verdunstung.
Die Art und Weise, wie das Transpirieren von Pflanzen mit deren Stoffwechsel verknüpft ist, bringt einen weiteren positiven Effekt mit sich: die Kühlung der Städte durch die Verdunstung des im Gründach gespeicherten Regenwassers. Für den Verdunstungsvorgang wird eine hohe Energiemenge benötigt: circa 2.650 Joule pro Gramm Wasser bei 20 °C. (Das entspricht in etwa der Bewegungsenergie einer Gewehrkugel). Diese Energie wird der Umgebung während des Verdunstungsprozesses entzogen, wodurch sie sich abkühlt. Dieser Vorgang ist einzigartig, denn es gibt nach aktuellem Forschungsstand tatsächlich keine andere Möglichkeit der aktiven Energieabfuhr und damit der Temperaturverminderung in unserem Lebensraum.
Maßnahmen dieser Art, angewendet auf ganze Baugebiete, würden die Resilienz des gesamten urbanen Bereiches gegenüber Starkregenereignissen deutlich erhöhen.
Kostenvorteile durch ein Gründach
Aber nicht nur im Sinne von Klimaschutz bieten Dachbegrünungen Vorteile. Die Dachbegrünung schützt das Dachabdichtungsmaterial, wodurch dessen Lebenserwartung erhöht wird. Denn: Nicht nur Spitzentemperaturen werden durch die Begrünung abgeschwächt – ein nicht begrüntes Dach kommt im Sommer leicht auf 80° C – sondern die Begrünung wirkt auch als Dämmung. Im Winter wird die Kälte abgehalten und im Sommer die Hitze. Dies spart eindeutig Energiekosten. Außerdem sind Gründächer eine Eingriffsminderungsmaßnahme im Rahmen der Eingriffs-Ausgleichs-Regelung, die die Abwasserkosten reduziert.
Darüber hinaus bieten Dachflächen Raum für den Ausbau der erneuerbaren Energien. PV-Anlagen für die Stromerzeugung sind für viele Investoren durch die Einspeisung in das öffentliche Netz wirtschaftlich interessant. Der Wirkungsgrad bei der Energiegewinnung kann durch die Verdunstungsleistung der Gründach-Pflanzen erhöht werden.
In Zeiten des Klimawandels stehen die Städte vor großen Herausforderungen, die jedoch gemeistert werden können. Zahlreiche wissenschaftliche Studien zeigen, dass Gründächer das Mikroklima deutlich verbessern und den Regenwasserabfluss effektiv reduzieren. Darüber hinaus bieten Gründächer zahlreiche weitere Vorteile wie Förderung der städtischen Biodiversität, Schall- und Wärmedämmung, Schadstofffilterung durch die Vegetation, Steigerung der Aufenthaltsqualität oder Erhöhung des Gebäudewertes.
Im Sinne von multifunktionaler Nutzung können ungenutzte Dachflächen darüber hinaus auch begrünt besser genutzt werden: als zusätzlicher Wohnraum, Freizeit-, Pausen- und Sportfläche.
