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Inhaltsverzeichnis
Wirkung
Die Kühlwirkung von Dachbegrünungen hängt in erster Linie von der Mächtigkeit des Substrats ab. Je dicker das Substrat, desto mehr Niederschlagswasser kann aufgenommen werden und desto dichtere und höhere Vegetation kann sich entwickeln. Dadurch haben Dachbegrünungen mit einer dickeren Substratschicht eine höhere Verdunstungs- und Kühlleistung.
Bei Dachbegrünungen wird je nach Schichtdicke des Substrats zwischen extensiven und intensiven Dachbegrünungen unterschieden. Bis zu einer Substratdicke von 10-15cm wird von einer extensiven Dachbegrünung gesprochen, ab 15cm von einer intensiven Dachbegrünung, wobei diese keine Obergrenze kennt. Zu den intensiven Dachbegrünungen gehören auch Dachgärten.
Die extensive Begrünung von Flachdächern wird in einigen Zürcher Gemeinden in der Bau- und Zonenordnung bereits vorgeschrieben. Da aber häufig keine Mindestschichtdicke eingefordert wird, verfügen sehr viele Dächer nur über sehr geringe Substratdicken von wenigen Zentimetern. Diese lassen nur den Bewuchs von Moos- und Sedumarten zu, und verfügen dadurch nur über eine geringe Klimawirksamkeit.
Die unmittelbar am Dach gemessene Temperatur ist bei extensiven Dachbegrünungen im Durchschnitt um 5° Grad kühler als auf unbegrünten Dächern. Bei intensiven Dachbegrünungen kann der Temperaturunterschied zu unbegrünten Dächern sogar 18.5° Grad betragen. Je weiter weg vom Dach, desto kleiner wird auch die Kühlwirkung der Dachbegrünungen. Dennoch sind die durchschnittlichen Tagestemperaturen zwei Meter über dem Dach bei extensiven Dachbegrünungen 0.8° Grad und bei intensiven Dachbegrünungen 2.5° Grad kühler, verglichen mit unbegrünten Dächern.
Auch auf die Innentemperaturen haben Dachbegrünungen einen kühlenden Effekt. Bei Dachwohnungen unter begrünten Dächern können 3-5 Grad kühlere Temperaturen gemessen werden als unter unbegrünten Dächern.
Modellberechnungen aus New York und Toronto geben eine Vorstellung, inwiefern der städtische Wärmeinseleffekt reduziert werden kann, wenn die Hälfte (New York) respektive alle Dächer (Toronto) begrünt würden:
- In New York würde demnach eine Bedeckung von 50% der Dächer den Wärmeinseleffekt um 0.1 – 0.8 °C reduzieren.
- In Toronto könnte der Wärmeinseleffekt mit der Begrünung aller Dächer um 0.5° - 2.0° C reduziert werden.
Beschreibung
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Eine Dachbegrünung bringt zusätzliches Gewicht auf die Tragkonstruktion eines Gebäudes. Bei einer extensiven Begrünung ist mit einer zusätzlichen Dachlast von bis zu 170kg/m2 im wassergesättigten Zustand zu rechnen. Intensive Begrünungen haben Dachlasten ab ca. 300kg/m2. Bei Neubauten müssen diese Lasten von Beginn weg miteingerechnet werden und bestehende Gebäude können nur begrünt werden, wenn die erhöhten Gewichte aufgenommen werden können. Zusätzlich sind die Windlasten auf den Dächern zu beachten. Diese müssen insbesondere bei Hochhäusern rechnerisch geprüft werden.
Die baulichen Vorschriften für Dachbegrünungen richten sich nach der SIA Norm 312 «Begrünung von Dächern». Das Dach muss mit einer durchwurzelungsfesten Abdichtung versehen werden. Hierzu werden normalerweise Bitumenbahnen in Kombination mit einer Kunststoffabdichtung verwendet. Bitumenbahnen sind zwar wurzelresistent, jedoch können sie von Rhizomen (Seitenaustrieben) durchdrungen werden. Die Dachabdichtung sollte die endgültige Substrathöhe daher auch um 5cm überragen, weil Seitenaustriebe auch über dem Boden wachsen. Eine Schutzlage (SL), meistens in Form eines Geotextils, schützt die Dachabdichtung vor mechanischen Schäden während der Einbauphase. Die Substratdicke muss mit der maximal möglichen Traglast des Dachs abgestimmt sein.
Das Substrat und dessen Dicke sind entscheidend für die mögliche Begrünung. Zudem muss auf die lokalen Gegebenheiten und die Dachausrichtung geachtet werden. Eine standortangepasste Vegetation ist langlebig und stabil und verringert dadurch den späteren Pflegeaufwand.
Vegetation kann über Ansaat, Pflanzung oder von allein als Spontanvegetation auf das Dach gelangen. Die drei Varianten unterscheiden sich in dessen Aufwand, Wirkung und Kosten:
Während der Vegetationsphase sollten mindestens 1- 2 Kontroll- resp. Pflegegänge auf dem Dach erfolgen. Dabei ist die Arbeitssicherheit zu gewährleisten. Daher müssen Dachbegrünungen, sofern sie über kein ausreichendes Geländer verfügen, die Möglichkeit bieten, sich anzuseilen.
Bei den Kontrollgängen sind folgende Arbeiten erforderlich:
- Verholzende Pflanzen entfernen
- Rhizombildende Pflanzen entfernen
- Invasive Neophyten entfernen
- Substratverfrachtungen ausgleichen
- Kahlstellen nachsäen
- Dachentwässerung kontrollieren
- Freihalten der Kiesstreifen von Vegetation (nur wenn er eine Entwässerungsfunktion hat)
- Evtl. düngen (nur organisch und Langzeitdünger)
Bei intensiven Begrünungen mit Sträuchern und üppigem Pflanzbewuchs fallen zudem Strauchschnitte und eventuell auch eine Mahd an. Für die Pflege- und Unterhaltsarbeiten können auch Unterhaltsverträge mit Fachkräften (bspw. Gartenbau) abgeschlossen werden.
Intensive Dachbegrünungen und Dachgärten beherbergen viele trockenheitsempfindliche Pflanzen, weshalb hier eine Bewässerung in Trockenphasen notwendig wird. Bei extensiven Begrünungen wird eine Bewässerung normalerweise nicht eingeplant. Um die hitzemindernde Wirkung und die allenfalls wertvolle ökologische Gemeinschaft nicht zu verlieren, rechtfertigt sich aber auch eine punktuelle Bewässerung von extensiven Dachbegrünungen. Mit Blick auf die zunehmend heisseren und längeren Trockenperioden macht es durchaus Sinn auch bei extensiven Begrüngen eine nachhaltige Bewässerungslösung miteinzuplanen. Dazu bietet es sich an, das Dachabwasser zu speichern (siehe Massnahme 17: Regenwassermanagement planen) oder eine mögliche Nutzung des Grauwassers abzuklären. Die Verwendung von Trinkwasser gilt es in Trockenperioden zu vermeiden.
Begrünung von Schrägdächern
Zur Begrünung von Dächern eignen sich in erster Linie Flachdächer. Jedoch können auch Schrägdächer begrünt werden. Ab einer Neigung von 15 Prozent müssen jedoch Erosionsschutzgewebe oder Georaster sowie verankerte Schubsicherungen eingebaut werden. Mit solchen Massnahmen kann die Begrünung von Dächern mit bis zu 35 Prozent Neigung ermöglicht werden.
Synergien
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Dachbegrünungen können für Tiere und Pflanzen wertvolle Lebensräume bieten. Kleintiere wie Käfer können ihren ganzen Entwicklungszyklus auf Dächern durchleben, andere Tiere finden hier Futter oder einen sicheren Nistplatz. Bedrohte Pflanzenarten wie jene der extensiv genutzten Wiesenflächen, können auf Dächern ein Ersatzhabitat finden. Dachbegrünungen übernehmen auch eine Funktion als Trittsteinbiotop und tragen so zur Vernetzung von Lebensräumen und Populationen bei.
Der ökologische Wert von Dachbegrünungen kann stark variieren. Grundsätzlich gilt: Je strukturreicher eine Fläche ist, desto reicher an unterschiedlichen Arten ist sie. Dafür ist eine ausreichende Substrathöhe erforderlich, die nicht nur Sedum und Moosarten Wachstum ermöglicht. Neben einer vielfältigen Vegetation fördern aber auch offene Bodenstellen, unterschiedliche Substrathöhen, Totholz oder Steinhaufen die Biodiversität. Sie bieten unterschiedlich spezialisierten Tieren Schutz und Nistmöglichkeiten.
Die kühlende Wirkung von Dachbegrünungen hat auch einen positiven Einfluss auf die Stromerzeugung mittels Solaranlagen. Der Wirkungsgrad von Solarmodulen nimmt nämlich mit zunehmender Umgebungstemperatur ab. So entsteht zwischen Dachbegrünungen und Solaranlagen eine wertvolle Synergie. Zudem sind die unterschiedlichen Temperaturzonen, welche durch den Schattenwurf der Module entstehen, auch für die Biodiversität auf dem Dach wertvoll.
Um ein pflegearmes und gut funktionierendes Zusammenspiel von Vegetation und PV-Anlage zu ermöglichen, ist jedoch eine sorgfältige Planung erforderlich. Eine Beschattung der Solarmodule durch die Vegetation würde die Leistung der Module wieder verhindern.
Deshalb sollte unter und neben den Modulen nur eine geringe Substrathöhe eingebaut werden und ausreichend Platz zwischen den Modulen für Pflegegänge eingeplant werden. Dank der Aufständerung der Module auf Stelzen kann eine tiefe aber dennoch kühlende Vegetation ermöglicht werden. Bei zwei Kontrollgängen pro Vegetationsphase (ca. Ende Mai und Ende August) werden die zu hochwachsenden Pflanzen entfernt.
Wenig Probleme mit Beschattung konnten auch bei der Verwendung von bifacialen Modulen beobachtet werden. Diese vertikalen Module sind ebenfalls aufgeständert und können die Sonnenstrahlung von beiden Seiten in Strom umwandeln. Dadurch haben sie zwei Leistungsspitzen, jeweils am Morgen und am Abend, und können damit herkömmliche Module zudem gut ergänzen.
- Vertiefte Informationen zur baulichen Umsetzung -> Leitfaden Solar und Dachbegrünung
Dachbegrünungen können aufgrund ihrer isolierenden Wirkung zu geringeren Kühl- und Heizkosten führen. Die bessere Isolierung verhindert auch extreme Temperaturschwankungen der Dachhaut und kann so Risse in der Dachabdichtung vorbeugen. Zusammen mit der Schutzfunktion vor UV-Strahlung können Durchgrünungen so die Lebensdauer von Dächern verdoppeln.
Zielkonflikte und Lösungsideen
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