Die Reduktion der Oberflächentemperatur von Dächern kann eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der thermischen Bedingungen in Städten spielen. Dieses Ziel kann erreicht werden, indem herkömmliche Dachflächen durch begrünte Dächer ersetzt werden, da sie in den Sommermonaten deutlich geringere Temperaturen aufweisen. Besonders durch ihre Verdunstungsleistung liefern Gründächer einen bedeutenden Beitrag für das Stadtklima.
Hohe Verdunstungsleistung durch Retentionsdach
Während sich das Stadtklima von Jahr zu Jahr verschlechtert, nimmt das Phänomen des städtischen Wärmeinseleffekts parallel dazu zu. Die Implementierung von Gründächern ist eine wichtige Strategie, um die Wärmeinseln zu mildern und gleichzeitig den Mangel an Grünflächen in Städten auszugleichen. Durch den Einsatz von begrünten Dächern können die heißesten Stellen einer Stadt zu den kühlsten umgewandelt werden.
Auf verschiedenen Wärmebildern von Stadtgebieten ist zu sehen, dass Dächer die wärmsten Elemente in einer Stadt sind. Herkömmliche Dachmaterialien können in den Sommermonaten Temperauren bis zu 80°C erreichen. Die Strahlungsenergie der Sonne wird dabei absorbiert und gespeichert und nachts erst langsam wieder durch Konvektion an das sie umgebende Luftvolumen abgegeben. Die Dächer einer Stadt sind somit beträchtliche Wärmespeicher, die den städtische Wärmeinseleffekt weiter verstärken. Der Einsatz von Gründächern kann hier Veränderung bringen, indem sie zur Verdunstungskühlung beitragen.
Zur Verstärkung der Verdunstung muss eine ausreichende Wasserversorgung gegeben sein, da die Leistung der Dachbegrünung vom Wassergehalt des Substrats abhängt.
In der Studie von Gößner et al. (2021), in der verschiedene Dachsysteme miteinander verglichen wurden, wies das Retentionsdach die höchste Substratfeuchte mit Spitzenwerten von über 35 % auf. Nur an einigen wenigen heißen Sommertagen, wenn der Wasserspeicher des Retentionsdachs vollständig entleert war, sank die Bodenfeuchtigkeit unter 10%. Diese hohe Feuchtigkeit auf Retentionsdächern bildet die Voraussetzung für eine erhöhte Verdunstungsleistung.
Verdunstungskühlung verbessert städtisches Mikroklima
Gründächer tragen durch Veränderung des Mikroklimas und des lokalen Klimas zur Abschwächung des städtischen Wärmeinseleffektes bei. Diese Tatsache beruht auf dem Phänomen der Evapotranspiration. Die Vegetation der begrünten Dächer nimmt über die Wurzeln Wasser auf und gibt es in Form von Wasserdampf über die Blätter an die Luft ab. Die Pflanzen nutzen die Energie der Sonneneinstrahlung um Wasser zu verdunsten und folglich wird die für die Verdunstung verbrauchte Energie nicht zur Erhöhung der Lufttemperatur oder zur Wärmeentwicklung auf dem Untergrund verwendet.
Aus den entstehenden Evaporationsprozessen ergibt sich ein direktes Zusammenspiel mit der Umgebung. Das Gründach beeinflusst dadurch direkt die mikroklimatischen Verhältnisse in der Stadt, indem es Hitze nachhaltig reduziert und das Mikroklima verbessert.
Nach einer in Deutschland durchgeführten Studie von Gößner et al. (2021), betrug die durchschnittliche Verringerung der Lufttemperatur durch begrünte Dächer 1,34°C. Zudem wies das Retentionsdach in der Studie mit 22°C die tiefste Substrattemperatur zur Mittagszeit im Juni auf.
Abb. 1: Verdunstungskühlung durch Gründächer; eigene Darstellung 2022
Gründächer verbessern Luftqualität
Dachbegrünungen führen neben der Reduktion des Wärmeinseleffekts, auch zu einer Verbesserung der Luftqualität im städtischen Raum. Grund dafür ist die durch die Absorption der Sonnenstrahlen und der Evaporation stattfindende Kühlung der Umgebung.
Nach Nguyen et al. (2022) wirken sich Gründächer sogar zweifach positiv auf die Luftqualität aus. Zum einen indem sie CO2 Emissionen durch Energieeinsparung des Gebäudes reduzieren und zum anderen durch die Reduktion des Treibhausgases über die Vegetation selbst. Die Fähigkeit die Luftverschmutzung zu mindern ist dabei je nach Art unterschiedlich. Es wurde festgestellt, dass Gewürze und aromatische Pflanzen besser abschnitten als Gräser.
Berechnungen des Bundesverbands GebäudeGrün e.V. zufolge, kann ein mit Sedum bepflanztes Dach 1,4-9,8 g/m² Feinstaub pro Jahr aufnehmen. Deren Studie hat zudem ergeben, dass eine 19m² große Gründachfläche bis zu 190 g Feinstaub pro Jahr aufnehmen kann (Bundesverband GebäudeGrün e.V. 2012).
Literaturverzeichnis
Bundesverband GebäudeGrün e.V. (2012): Feinstaubbindungsvermögen der für Bauwerksbegrünung typischen Pflanzen, Seite 28.
Gößner, Dominik; Mohri, Milena; Krespach, Justine Jasmin (2021): Evapotranspiration Measurements and Assessment of Driving Factors: A Comparison of Different Green Roof Systems during Summer in Germany. In: Land 10 (12), S. 1334. Abgerufen unter: Link
Nguyen, Cuong Ngoc; Muttil, Nitin; Tariq, Muhammad Atiq Ur Rehman; Ng, Anne W. M. (2022): Quantifying the Benefits and Ecosystem Services Provided by Green Roofs—A Review. In: Water 14 (1), S. 68. Abgerufen unter: Link
