
- Januar 25, 2024
- By Tamas Kadar
- Artikel
In den letzten Jahren haben die zunehmende Verstädterung, Schadstoffquellen und Industrien zu dem Phänomen der städtischen Wärmeinsel (Urban Heat Island, UHI) geführt, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Diese Wärmeinsel bedeutet einen Anstieg der Temperaturen in dicht besiedelten städtischen Gebieten im Vergleich zum Umland. Die negativen Auswirkungen der Wärmeinsel lassen sich für die richtige Planung von Gebäuden und die Bewertung ihres Energieverbrauchs quantifizieren und erfordern wirksame Maßnahmen, um die Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu mildern und zu verringern.
Da die UHI zu einem Anstieg des Energieverbrauchs von Gebäuden führt, insbesondere im Sommer, wird die Kontrolle der Innentemperaturen entscheidend. Die äußere Umgebung lässt sich jedoch nur schwer steuern, und die Lösungen sind auf Maßnahmen ausgerichtet, die die Auswirkungen der Umweltverschmutzung verringern und angenehme klimatische Bedingungen schaffen. Hohe Temperaturen in der städtischen Umwelt, insbesondere im Sommer, können erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit und das tägliche Leben haben und unterstreichen die Notwendigkeit, geeignete Maßnahmen zu ergreifen.
Die Dekarbonisierung des Energiesektors ist eine Priorität bei der Erreichung der Klima- und Energieziele. Die Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden legt fest, dass alle neuen Gebäude in Europa ab 2021 eine sehr hohe Gesamtenergieeffizienz aufweisen müssen, bei der der Energiebedarf fast bei Null liegt (nZEB). Dies ist Teil der europäischen Politik, die Energieeffizienz und erneuerbare Energien fördert, um bis 2050 einen klimaneutralen Kontinent zu erreichen, wie es im Europäischen Green Deal heißt.
Der Bausektor hat einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch und an den Kohlenstoffemissionen in Europa und ist für 40% dieser Emissionen verantwortlich. Die Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden ist ein wichtiges Ziel der Europäischen Union, das für die Jahre 2020 und 2030 festgelegt wurde und darauf abzielt, den Energieverbrauch um 20% zu senken, die Kohlenstoffemissionen um 20% zu reduzieren und die Nutzung erneuerbarer Energien um 20% zu erhöhen. Die Ziele für 2030 zielen darauf ab, die Kohlenstoffemissionen im Inland um 40% und den Energieverbrauch um 25% zu senken.
Die europäische Gesetzgebung zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden wurde durch die Reform der Erneuerbare-Energien-Richtlinie gestärkt. Diese normativen Rechtsakte verpflichteten die Mitgliedstaaten, dafür zu sorgen, dass alle neuen Gebäude bis Ende 2020 zu nZEB werden. In diesem Zusammenhang schlägt die Europäische Kommission vor, dass bis 2030 mindestens 27% des Energieverbrauchs in der EU aus erneuerbaren Quellen stammen sollen.
Im Einklang mit den europäischen Vorschriften schreibt das Gesetz Nr. 372/2005 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden in Rumänien vor, dass neue Gebäude bis Ende 2020 e i n e n Energieverbrauch von nahezu Null aus konventionellen Quellen erreichen müssen. Für neue Gebäude im Besitz/Verwaltung von Behörden, die nach dem 31. Dezember 2018 genehmigt werden, gilt dieselbe Anforderung. Diese Verordnung unterstreicht das Engagement Rumäniens, einen Beitrag zu den europäischen Zielen der Energieeffizienz und der Reduzierung der Kohlenstoffemissionen zu leisten.
Der Bau von nZEB-Gebäuden, die mit erneuerbaren Technologien ausgestattet sind, spielt eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der europäischen Ziele für Energieeffizienz und Kohlenstoffreduzierung. Sie erfüllen nicht nur die gesetzlichen Anforderungen, sondern tragen auch wesentlich zur Schaffung einer gesunden und nachhaltigen städtischen Umwelt bei. Die Umsetzung dieser Gebäudestandards und -praktiken ist von entscheidender Bedeutung, um eine sauberere und gesündere Zukunft für künftige Generationen zu gewährleisten.
Vorteile von grünen Dächern, die auf nZEB-gebäuden installiert sind
Begrünte Dächer haben sich zu einer innovativen und ökologischen Lösung für Gebäude mit nahezu Null-Energieverbrauch (nZEB) entwickelt. Diese Art der grünen Infrastruktur bringt viele Vorteile mit sich und beeinflusst sowohl die Gebäudeleistung als auch die Auswirkungen auf die Stadt. Was das Konstruktionsmodell von Gründächern betrifft, so können sie in verschiedene Kategorien eingeteilt werden: extensiv, halbintensiv und intensiv, je nach der Tiefe des Substrats und der Art der verwendeten Vegetation.
Extensive Dächer passen sich an verschiedene Kontexte und Anforderungen an, da sie leichte Strukturen sind, die sich für Gebäude mit geringeren Lasten eignen.
Intensive und halbintensive Dächer haben eine größere Substrathöhe und erfordern Strukturen mit einer höheren Tragfähigkeit, um die von den Schichten und der Vegetation auferlegten Gewichte zu tragen.
Auf baulicher Ebene bringen begrünte Dächer erhebliche Energieeinsparungen, verringern die Schallübertragung in Gebäuden, tragen zur Grauwasseraufbereitung bei und verlängern die Lebensdauer der Dachkonstruktion. Nicht zuletzt können begrünte Dächer die Leistung von Fotovoltaikanlagen verbessern und so einen synergetischen Ansatz für grüne Lösungen bieten.
Auf städtischer Ebene zeigen begrünte Dächer und Wände ein beeindruckendes Potenzial zur Unterstützung von Ökosystemen. Durch die Abschwächung des städtischen Wärmeinseleffekts, das Management von Wassersystemen, die Verringerung von Lärm und die Verbesserung der Luftqualität tragen diese Entwicklungen erheblich zur Schaffung einer nachhaltigen und gesunden städtischen Umwelt bei. Ihre großflächige Umsetzung kann zusätzliche Vorteile mit sich bringen, wie z. B. die
Verbesserung der Ästhetik, die Erholungsnutzung öffentlicher Räume und die Förderung der Artenvielfalt.
Wärmedämmung
Begrünte Dächer bieten eine zusätzliche Wärmedämmung und senken so den Energiebedarf für Heizung und Kühlung. Das Substrat und die Vegetation wirken wie eine natürliche thermische Barriere, helfen bei der Regulierung der Innentemperaturen und erhöhen die Energieeffizienz von Gebäuden. Studien und Forschungen auf diesem Gebiet zeigen, dass begrünte Dächer das Eindringen von Sonnenstrahlung und Wind in Gebäude flexibel steuern können und einen erheblichen Einfluss auf die Energieeffizienz und den thermischen Komfort haben.
Begrünte Dächer verringern die Wärmeübertragung um 25 bis 60% im Vergleich zu herkömmlichen Dächern.
Senkung der Temperatur
Die Dachbegrünung beeinflusst das Mikroklima in der Umgebung und hat einen erheblichen Einfluss auf die Oberflächentemperaturen. Die von den Pflanzen erzeugte Evapotranspiration trägt zur Kühlung der Umgebung bei, wodurch die Temperatur in den Gebäuden unabhängig von der intensiven Sonneneinstrahlung im Sommer sinkt. Die kühlende Wirkung der Vegetation auf begrünten Dächern trägt zur Verringerung des städtischen Wärmeinseleffekts bei. Dies wird durch die Absorption und Blockierung der Sonnenstrahlung, die Evapotranspiration und die Reflexion des Sonnenlichts erreicht. Die kühlende Wirkung zeigt sich in einer verringerten Wärmeübertragung zwischen dem Außen- und dem Innenbereich des Gebäudes.
Durch die Verwendung von Gründächern kann die maximale Oberflächentemperatur im Sommer tagsüber um 15 bis 45 °C und die maximale Lufttemperatur um bis zu 5 °C gesenkt werden.
Beitrag zur Grauwasseraufbereitung
Neben den thermischen Vorteilen spielen begrünte Dächer auch eine wichtige Rolle bei der Regenwasserbewirtschaftung. Sie absorbieren und halten Regenwasser zurück und spielen eine wichtige Rolle bei der Verhinderung von Überschwemmungen, Bodenerosion und Überlastung der städtischen Kanalisation Systeme bei starken Regenfällen. Ein Gründach kann im Allgemeinen zwischen 50 und 90% der Niederschlagsmenge aufnehmen und zurückhalten.
Das von der Vegetation und dem Substrat aufgenommene Wasser durchläuft einen natürlichen Filtrationsprozess. Pflanzenwurzeln und Substrat halten Partikel von Verunreinigungen wie Luftschadstoffen oder anderen schädlichen Substanzen in der Luft zurück. Dadurch wird das Wasser, das aus dem Gründachsystem abgeleitet wird, sauberer und trägt zur Verbesserung der Wasserqualität insgesamt bei.
Verlängerte Lebensdauer der Abdichtung
Die Dachbegrünung fungiert als Schutzschicht, die eine Barriere gegen äußere Einflüsse wie ultraviolette Strahlung, Regen, Hitze und Kälte bildet. Dieser Aspekt ist besonders wichtig für Abdichtungsbahnen, die empfindlich auf äußere Einflüsse reagieren und bei Fehlen einer Schutzschicht vorzeitig abbauen können. Begrünte Dächer sind eine wertvolle Investition in den Bau, da sie die Lebensdauer von Abdichtungsbahnen um das 2-3 fache verlängern. Sie können die mit häufigen Dachsanierungen verbundenen Kosten senken und dazu beitragen, Nachhaltigkeitsziele im Bauwesen zu erreichen.
Beitrag zur Erlangung von Zertifikaten
In einigen Fällen werden Anreize, Zertifizierungen oder Kredite für nachhaltige Baupraktiken angeboten. Dadurch kann die Umsetzung von Gründächern zusätzliche Vorteile und Anerkennung im Rahmen der Regulierungs- und Zertifizierungsprogramme für nachhaltiges Bauen bringen, z. B. kann sie zur Erreichung von BREEM- und LEED-Punkten beitragen. Ein Biosolardach, das grüne Merkmale mit Solarenergie kombiniert, kann diese Vorteile maximieren.
Zusätzlich zu den Vorteilen für die Funktionalität des Gebäudes haben begrünte Dächer auch einen hohen ästhetischen Wert. Sie tragen zur optischen Attraktivität des Gebäudes bei und fördern die Artenvielfalt. Die Dachbegrünung schafft ein harmonisches und umweltfreundliches Erscheinungsbild, das besonders in städtischen Umgebungen attraktiv ist. Studien zufolge kann ein wesentlicher Aspekt in städtischen Gebieten, die von starker Umweltverschmutzung betroffen sind.
Ein begrüntes Dach mit einer Fläche von 93 m2 hat die Fähigkeit, 18 Kilogramm Schadstoffpartikel aus der Luft zu entfernen, was den Emissionen von 15 Autos entspricht, die ein Jahr lang gefahren werden. Diese Dächer wirken auch schalldämmend, reduzieren den Außenlärm und tragen
dazu bei, eine angenehme Atmosphäre zu schaffen.
Die Vorteile der Biosolaranlage im Vergleich zu PV-modulen auf herkömmlichen Dächern
Im Zeitalter der sich ständig weiterentwickelnden Solartechnik wird die Frage der Raum- und Energieeffizienz beim Bauen immer wichtiger. Ein Haus bauen eine Dachbegrünung die Attraktivität einer Immobilie für potenzielle Käufer erhöhen und zu einer Wertsteigerung von 6 bis 15% beitragen.
Darüber hinaus tragen begrünte Dächer zur Verbesserung der Luftqualität bei, indem sie Schadstoffpartikel und CO aus der Atmosphäre auffangen, bei einem nach Süden ausgerichteten Dachboden kann es schwierig sein, den richtigen Winkel für die Solarmodule zu finden, oder es können erhebliche Kosten anfallen, weil eine zusätzliche Wand erforderlich ist.
Die klassische Installation von Photovoltaikanlagen steht vor dem Problem, dass auf herkömmlichen Dächern nicht genügend Platz vorhanden ist, um die erforderliche Anzahl von Modulen zur Deckung des Energiebedarfs des Gebäudes unterzubringen. Ein wirksamer Ansatz besteht in der Entwicklung kosteneffizienter Strategien zur Maximierung der Energieeffizienz und der Nutzung erneuerbarer Energiequellen.
Wenn die Gesetzgebung die Installation von Sonnenkollektoren auf Gebäuden vorschreibt, ist die optimale Wahl ein terrassenförmiges Gründach mit einem Biosolar-System, eine innovative Lösung, die die Erzeugung von Solarenergie mit den Vorteilen eines Gründachs kombiniert. Diese Innovation leistet einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtenergieeffizienz des Gebäudes, da sie gleichzeitig als Stromerzeuger und Wärmedämmung fungiert.
Die intelligente Integration von Solartechnologien und Gründächern in ein einziges System bringt zahlreiche Vorteile mit sich, wie z. B. eine höhere Energieeffizienz, eine maximale Nutzung des verfügbaren Raums, geringere Gebäudeunterhaltskosten und positive Auswirkungen auf die Umwelt. Aktuelle Forschungen konzentrieren sich auf die Optimierung von Photovoltaikanlagen durch deren Integration in Gründächer.
Ein wesentlicher Aspekt des Systems ist die Evapotranspiration der Pflanzen, die eine kühlende Wirkung auf die Umgebung ausübt, was sich wiederum positiv auf die Photovoltaikmodule auswirkt. Überschüssige Wärme kann sich negativ auf die Effizienz der Paneele auswirken, aber die von der Vegetation erzeugte Kühlung trägt dazu bei, eine optimale Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten und die Leistung der Photovoltaikanlage zu verbessern.
Studien zufolge kann der Einsatz des Systems die Stromerzeugung im Vergleich zu herkömmlichen Dächern um bis zu 15% steigern. Die Oberflächentemperaturen auf begrünten Dächern sind im Vergleich zu klassischen dunklen Abdichtungen um bis zu 45 Grad niedriger, was sich in einer zusätzlichen Stromerzeugung niederschlägt. Abhängig von Faktoren wie Pflanzenarten, Dachleistung und Klimabedingungen können Biosolar-Gründächer bis zu 8,3% zum Gesamtenergieverbrauch eines Gebäudes beitragen. Photovoltaikmodule spenden auch Schatten für die Vegetation, verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit und wirken sich positiv auf die Artenvielfalt aus. Damit hat sich das Biosolarsystem als praktikable und effiziente Lösung im Vergleich zu herkömmlichen Dächern mit Fotovoltaikpaneelen etabliert.
Dieses System kann sowohl auf neuen als auch auf renovierten Gebäuden eingesetzt werden und deckt die gesamte Dachfläche ab. Es wird ohne Durchdringung der Dachabdichtung installiert und durch das Gewicht des
Untergrunds und der Bepflanzung ballastiert. Zu den positiven Effekten dieser Kombination aus Photovoltaik-Paneelen und Vegetation gehören eine Verbesserung der Energieeffizienz, eine bessere Filterung des Regenwassers, eine wirksame Wärmedämmung und eine deutliche Zunahme der biologischen Vielfalt.
Studien zur verbesserten Effizienz der Dächer bei nZEB-Gebäuden
Jüngste Studien zeigen, dass begrünte Dächer eine praktikable Lösung sind, um Energie zu sparen und das Phänomen der städtischen Wärmeinsel zu verringern. Um messbare Ergebnisse zu erzielen, wurde ein begrüntes Dach auf einem Gebäude in Aprilia, in der Nähe von Rom, Italien, überwacht. Auf einer Seite des Dachs wurde Naturrasen verlegt, während die andere Seite mit einem konventionellen Dach in ihrem ursprünglichen Zustand belassen wurde.
In der Herbstsaison zeigen die Messungen, dass das Gründach eine bemerkenswerte thermische Stabilität beibehält. Die Außentemperaturen und die Oberflächentemperaturen im Inneren des Gründachs sind sehr gut voneinander zu unterscheiden, ohne Überschneidungen. Das konventionelle Ziegeldach hingegen weist starke thermische Schwankungen auf, was auf eine geringe thermische Trägheit schließen lässt. Bei der Analyse der Außentemperaturen der beiden Dachtypen und der Außenlufttemperatur wird festgestellt, dass die Temperaturen des konventionellen Daches in Abhängigkeit von der Lufttemperatur schwanken, während das Gründach diese Korrelation nicht aufweist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die experimentelle Untersuchung des Gründachsystems erhebliche Vorteile ergab. Das System wies eine höhere Wärmeträgheit, eine geringere Wärmedurchlässigkeit und günstigere Innenraumbedingungen auf. Der Unterschied im Wärmewiderstand zwischen dem Gründach und dem klassischen Dach betrug etwa 50%.
Das Gründach erweist sich als wirksame Lösung zur Verbesserung der Energieeffizienz von nZEB-Gebäuden. Dieses passive System optimiert nicht nur die thermische Trägheit, sondern trägt auch zur Senkung des Energieverbrauchs und zur Verbesserung des Innenraumkomforts bei. Darüber hinaus kann es in städtischen Gebieten dazu beitragen, den UHI-Effekt (Urban Heat Island) zu bekämpfen und Luftschadstoffe abzufangen. Die positiven Auswirkungen begrünter Dächer liegen also auf der Hand, sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht.
Obwohl begrünte Dächer anfangs höhere Kosten verursachen, können sie aufgrund der langfristigen Einsparungen beim Energieverbrauch, der geringeren Umweltbelastung und der verbesserten Gebäudeleistung ein wertvoller Bestandteil von nZEB-Strategien sein. Begrünte Dächer sind nicht nur eine praktikable Option für Gebäude, sondern auch eine effektive städtische Lösung, die sich positiv auf die Umwelt und die Lebensqualität auswirkt. Durch die Einführung dieser Systeme wird der Weg zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen baulichen Zukunft geebnet.
Seien Sie Teil der nachhaltigen Zukunft der Städte, entscheiden Sie sich für grüne Innovationen für eine gesündere Umwelt!