Mit Pflanzen zu einem besseren Stadtklima

Mit der zunehmenden Nachverdichtung in deutschen Großstädten fallen immer mehr Freiflächen weg. Brachen werden bebaut, Flächen versiegelt. Der Bedarf an neuem Wohnraum führt zu zahlreichen Veränderungen im Stadtraum: Die dichte Bebauung sorgt für weniger Frischluftschneisen in den Zwischenräumen, mit der Bodenversiegelung kann Regenwasser weniger gut versickern, was neben möglichen Überflutungen zur Folge hat, dass durch die fehlende Verdunstung im Sommer die Luft kaum gekühlt werden kann. Mit steigender Temperatur und fehlender Zirkulation erhitzen sich die Städte zunehmend. Es entstehen sogenannte Hitzeinseln. In der vergangenen Zeit rückte die Thematik immer mehr in den Vordergrund: Laut Umweltbundesamt zählen die letzten fünf Jahre im Durchschnitt zu den wärmsten seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen. Wie geht man also mit dieser Herausforderung um? Welche Möglichkeiten gibt es, trotz der schwindenden Flächen, die Luft in Städten zu kühlen?

Gebäudebegrünung seit den 1970er-Jahren
Dass sich die Begrünung von Gebäuden positiv auf das Stadtklima auswirkt, ist bereits seit den 1970er-Jahren bekannt. Mittlerweile ist man in der Entwicklung so weit fortgeschritten, dass die extensive Begrünung von Dächern bereits zum Standard bei Neubauten gehört. Diese Begrünungsvariante wird seit vielen Jahren gefördert: In Hamburg wurde 2014 die sogenannte Gründachstrategie eingeführt, in München und anderen Städten werden mit dem Projekt Grün in der Stadt umfassende grüne Infrastrukturen im urbanen Kontext gefördert. Solche Entwicklungen findet man auch vermehrt im globalen Kontext. Konzepte der vertikalen Begrünung werden heutzutage insbesondere im asiatischen Raum angewandt: In Singapur werden Pflanzen gegen Hitzeinseln und Abgase eingesetzt. In New York City wurde eine ehemalige Bahnstrecke inmitten der Stadt begrünt und dient heute als Highline Park für die Bewohner als besonderer Naherholungsort. Das wohl bekannteste Beispiel in Europa sind die beiden vertikal-begrünten Wohnhochhäuser in Mailand von Stefano Boeri Architetti.

Modulare Bauelemente werden zu grünen Wänden
Das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik widmet sich gemeinsam mit der biolit GmbH & Co. KG seit einigen Jahren der Kühlung von Stadträumen durch vertikale Bepflanzungsmöglichkeiten. Im Forschungsprojekt Biolit Vertical Green wurde ein System entwickelt, das auf modularen begrünbaren Bauelementen basiert, die sich zu einer großflächigen Wand erweitern lassen. Damit ließe sich das Klima in Städten regulieren, was sich letztlich positiv sowohl auf das Mikroklima, als auch die Gesundheit der Stadtbewohner auswirkt. Als Grundstein für das Bauelement dient ein Kalksandstein, der sich mit seinen bautechnischen Eigenschaften für eine Begrünung eignet. Darüber hinaus verfügt er über Schallschutzeigenschaften und ist zudem frostbeständig. Die einzelnen Bauelemente werden mit Substrat gefüllt. Danach werden entweder Pflanzensamen oder ganze Pflanzen eingesetzt. Um das Substrat bzw. die Pflanzen zu bewässern, wird Wasser von oben in ein Rinnensystem eingegossen, das nach und nach durch den Stein bis zum Boden sickert und damit die Pflanzen mit ausreichend Feuchtigkeit versorgt. Von Kräutern bis hin zu Blumen und Gräsern ist die Vielfalt der Pflanzenarten, die sich einsetzen lassen, groß und somit individuell gestaltbar. Insbesondere bei Gräsern stellte sich heraus, dass diese besonders rasch wachsen und damit am schnellsten Ergebnisse in der vertikalen Begrünung liefern. Die Pflanzenwände lassen sich auf Balkon, Terrasse oder im Garten als Sichtschutz anwenden, der Einsatzbereich lässt sich jedoch auch erweitern: Beispielsweise ist eine Verwendung als grüne Lärmschutzwand an Bundesstraßen oder Autobahnen denkbar.

Reine Luft durch die älteste Pflanzart – Moose
Für Sorption von Feinstaub und Reinigung der Luft sowie der Minderung von Lärm- und Schallbelastung eignen sich Moose besonders gut. Als älteste Pflanzart bilden sie die zweitgrößte Gruppe der sogenannten grünen Landpflanzen und sind mit circa 15000 Moosarten weltweit vertreten. In Europa gibt es 1650 Moosarten, in Deutschland sind es immerhin circa 1050 Arten. Seit 2017 forscht Fraunhofer Umsicht in dem Projekt VercalGreenMoss zur vertikalen Begrünung mit Moosen. Hierbei wird das Wachstum sowohl an natürlichen Standorten wie Bäumen als auch an künstlich geschaffenen Strukturen wie Fassaden erforscht. Die unterschiedlichen Untergründe werden mit einem speziellen Knetsilikon erfasst und digitalisiert. Mit Hilfe mikroskopischer Analysen und 3D-Scans lassen sich Aussagen zum Kultivierungsverhalten der Pflanzen treffen. Das liefert wiederum Informationen zu den Verankerungsmöglichkeiten für die Sporen und Moosfragmente. Die Daten werden in einer Datenbank erfasst und geben Aufschluss darüber, wie Moose am besten in Zukunft an künstlichen Strukturen angesiedelt werden können. Ein dauerhafte künstliche Anzüchtung ist bislang allerdings noch nicht gelungen. So alt diese Pflanzart sein mag, so komplex ist ihr Wuchsverhalten. Das Moos wächst zum einen sehr langsam und zum anderen benötigt es mit der Nordost-Ausrichtung einen spezifischen Standort, was die Anwendbarkeit auf Gebäuden in Städten deutlich einschränkt.

Die beiden Forschungsvorhaben zeigen bereits deutliche Schritte in Richtung begrünter Städte. Zwar lassen sich diese Projekte noch nicht auf Fassaden von Bestandsbauten anwenden, doch sie geben einen guten Aufschluss über die generelle Anwendbarkeit und das Wuchsverhalten. Die Relevanz für die Thematik rückt zunehmend in den Fokus von Städten und Kommunen, weshalb die Förderungen von vertikalen Begrünungen erweitert wurden.