Biodiversität: Mit extensiver Dachbegrünung zu besserem Klima

Dach­be­grü­nun­gen leis­ten einen wich­ti­gen Bei­trag zur Ein­däm­mung der Aus­wir­kun­gen des Kli­ma­wan­dels in Städ­ten und Gemein­den. Sie för­dern die Bio­di­ver­si­tät, ver­bes­sern das Mikro­klima, redu­zie­ren Luft­schad­stoffe und ver­min­dern Geräusch­emis­sio­nen. Zudem ent­las­ten sie bei star­ken Nie­der­schlä­gen die Kana­li­sa­tion. Vor­aus­set­zung dazu ist ein pas­sen­des Bepflan­zungs­kon­zept und die fach­ge­rechte Umset­zung mit geeig­ne­ten Komponenten. 

Jahr für Jahr zeigt sich der Kli­ma­wan­del von sei­ner extre­men Seite: Über­schwem­mun­gen durch schmel­zende Glet­scher oder Stark­re­gen­fälle häu­fen sich und hef­tige Hit­ze­wel­len tra­gen zum expo­nen­ti­el­len Anstieg der glo­ba­len Durch­schnitts­tem­pe­ra­tur bei. Der Exper­ten­be­richt der Euro­päi­schen Umwelt­agen­tur EUA «Kli­ma­wan­del, Aus­wir­kun­gen und Gefähr­dung in Europa»¹ zeigt auf, dass der Kli­ma­wan­del in Europa die Bio­di­ver­si­tät, die Gesell­schaft und die Gesund­heit des Men­schen weit­rei­chend und nach­tei­lig beeinflusst.

Klimawandel: Herausforderungen in Städten

Belastung durch Feinstaub

Luft­schad­stoffe wie der vom moto­ri­sier­ten Ver­kehr und von fos­si­len Brenn­stof­fen stam­mende Fein­staub tra­gen wesent­lich zum Kli­ma­wan­del bei. Der in die­sen Mikro­par­ti­keln ent­hal­tene schäd­li­che schwarze Koh­len­stoff ist das Ergeb­nis unvoll­stän­di­ger Ver­bren­nung von Brenn­stof­fen. Die­ser Koh­len­stoff absor­biert die Son­nen­ein­strah­lung in der Atmo­sphäre und trägt so wesent­lich zur Kli­ma­er­wär­mung bei. Im Gegen­satz zu den orga­ni­schen Grün­flä­chen in länd­li­che­ren Gebie­ten, kön­nen in Städ­ten die vie­len har­ten Ober­flä­chen an Gebäu­den und die ver­sie­gel­ten Stras­sen­be­läge die Mikro­par­ti­kel nicht bin­den und fil­tern. Dies ist mit ein Grund für die höhere Schad­stoff­be­las­tung der Stadt­luft. Die win­zi­gen Fein­staub­par­ti­kel haben zudem gra­vie­rende und direkte Kon­se­quen­zen für die Gesund­heit des Men­schen. Sie sind nur wenige Mikro­me­ter gross, drin­gen dadurch tief in die feins­ten Ver­äs­te­lun­gen der Lunge ein und gelan­gen so zum Teil auch in die Lymph- und Blutbahnen.

Städtische Wärmeinseln

In grös­se­ren Gemein­den und Städ­ten macht sich die Kli­ma­er­wär­mung zusätz­lich durch den städ­ti­schen Wär­me­insel­ef­fekt (Urban Heat Island Effect) bemerk­bar. Die­ser Effekt ent­steht in stär­ker bebau­ten Zonen, bei denen die Zufuhr von fri­scher und küh­len­der Luft durch zahl­rei­che Wind­strö­mungs­hin­der­nisse (Gebäude) ein­ge­schränkt ist. Hinzu kommt, dass sich Gebäude mit Dach- und Fas­sa­den­flä­chen aus Beton, Glas oder Ver­putz tags­über auf­hei­zen und die Wärme an die innen­lie­gen­den Räume über­tra­gen. Bei Dun­kel­heit geben sie die Wärme wie­der ab – des­we­gen ist es in Städ­ten nachts beson­ders warm und die Tem­pe­ra­tur­un­ter­schiede zu nicht bebau­ten Gebie­ten betra­gen bis zu 10°C.

Abnehmende Biodiversität

Eine hohe Bio­di­ver­si­tät mit ihren zahl­rei­chen Öko­sys­te­men hat einen unmit­tel­ba­ren Ein­fluss auf die Gesund­heit und das Wohl­be­fin­den der Men­schen³. Doch durch den Kli­ma­wan­del ver­än­dern ein­hei­mi­sche Tier- und Pflan­zen­ar­ten ihren Lebens­zy­klus, indem sie nach Nor­den oder in höhere Lagen abwan­dern. In der Folge nimmt die regio­nale Bio­di­ver­si­tät mit ihrer Arten­viel­falt in Flora und Fauna ab. Damit ver­lie­ren diese Öko­sys­teme ihre Fähig­keit, einen Bei­trag zur Gesund­heit der Men­schen zu leis­ten. Dies ist einer der Gründe, wes­halb die UNO in ihren 17 Zie­len für nach­hal­tige Ent­wick­lung (Sus­tainable Deve­lo­p­ment Goals SDG) auch den Erhalt der Bio­di­ver­si­tät aufführt.

Vorteile von Dachbegrünungen gegenüber konventionellen Dächern

Dach­flä­chen neh­men einen hohen Anteil der Stadt­flä­che ein. Gleich­zei­tig haben Dächer ein hohes Poten­zial, um die Aus­wir­kun­gen des Kli­ma­wan­dels mess- und spür­bar abzu­mil­dern. Zahl­rei­che Städte und Gemein­den haben des­halb stadt­pla­ne­ri­sche Mass­nah­men ergrif­fen und reagie­ren mit der Begrü­nung von Dächern auf die belas­tende Klimaentwicklung.

Die Begrü­nung von Dächern bie­tet eine Reihe von Vor­tei­len gegen­über kon­ven­tio­nell gestal­te­ten Gebäu­de­ober­flä­chen² . Im Vor­der­grund ste­hen ins­be­son­dere die lokal­kli­ma­ti­schen Funk­tio­nen, die Lebens­raum­funk­tion als Bio­top für Flora und Fauna sowie die Auf­wer­tung des Stadt- oder Orts­bilds. Dächer mit Begrü­nung spei­chern Regen­was­ser, erzeu­gen Sau­er­stoff und hei­zen sich auch bei Extrem­tem­pe­ra­tu­ren nur in gerin­gem Mass auf. An unge­stör­ter Lage kön­nen sich wilde Pflan­zen- und Tier­ar­ten ansie­deln und geben der Natur in Sied­lungs­zo­nen eine neue Chan­ce⁵. Die Nut­zung von Dächern als Grün­flä­chen stellt eine öko­lo­gi­sche Qua­li­tät und einen Aus­gleichs­bei­trag bei Bau­vor­ha­ben dar. Dar­aus erge­ben sich zahl­rei­che Vorteile:

• Erhalt oder Aus­bau von Lebens­räu­men für Tiere und Pflanzen
• Tem­pe­ra­tur­re­gu­lie­rung und mikro­kli­ma­ti­sche Ausgleichsfunktion
• Opti­male Regen­was­ser­be­wirt­schaf­tung durch Regen­was­ser­spei­che­rung mit Abfluss­ver­zö­ge­rung und Verdunstung
• Bin­dung von Luftschadstoffen
• Erhöh­ter Schallschutz
• Schutz der Dach­ab­dich­tung und damit ver­län­gerte Lebens­dauer der Dächer
• Ver­bes­serte ther­mi­sche Iso­la­tion von Über­da­chun­gen und Gebäuden
• Auf­wer­tung des Orts- und Stadt­bilds, von Wohn­sied­lun­gen und Ver­wal­tungs­ge­bäu­den bei ein­seh­ba­ren Dachflächen
• Gerin­gere Kos­ten für Sanie­rung, Ener­gie und Abwasser

Extensive Dachbegrünungen

Exten­siv begrünte Dächer sind meist ein­schich­tig mit einer rela­tiv gerin­gen Auf­bau­höhe und einer eher fla­chen Sub­strat­tiefe von bis zu 15 cm aus­ge­stat­tet. Exten­sive Begrü­nun­gen las­sen sich damit auch auf Dächern mit gerin­ger Trag­last ver­wen­den, wie etwa auf Velo­un­ter­stän­den oder Per­so­nen­un­ter­stän­den, Car­ports oder Gara­gen. Die maxi­male Dach­last liegt bei 80 bis 230 kg/m². Der geringe Sub­strat­auf­trag erfor­dert eine tro­cken­re­sis­tente Vege­ta­tion. Sol­che exten­sive Dach­be­grü­nun­gen wie sie etwa Velopa anbie­tet, bestehen aus anspruchs­lo­sem und pfle­ge­leich­tem exten­si­vem Nied­rig­be­wuchs wie Sedumpflan­zen, Wild­blu­men oder Kräutermischungen.

Im Gegen­satz zu Inten­siv­be­grü­nun­gen erfor­dern exten­sive Dach­be­grü­nun­gen kei­nen dau­er­haf­ten Pfle­ge­auf­wand, da sie sich selbst rege­ne­rie­ren – aus­ser in den ers­ten drei Wochen ist keine wei­tere Bewäs­se­rung not­wen­dig. Auch eine Dün­gung ist nicht zwin­gend erfor­der­lich. Sol­che Grün­dä­cher über­dau­ern sowohl tro­ckene als auch regen­rei­che Peri­oden pro­blem­los und sind äus­serst resis­tent gegen extreme und wech­selnde Wit­te­rungs­be­din­gun­gen. Der spe­zi­elle Dach­auf­bau mit wär­me­däm­men­dem Unter­grund aus Recy­cling­plat­ten schützt diese Begrü­nun­gen anhal­tend gegen Frost. Exten­sive Dach­be­grü­nun­gen zeich­nen sich durch ihren sehr gerin­gen Pfle­ge­auf­wand und tie­fen Beschaf­fungs- sowie Unter­halts­kos­ten gegen­über inten­siv begrün­ten Dächern aus. 

Wirkungen von Dachbegrüngen auf das Stadtklima

Dachbegrünung als Lebensraum für Tiere

Ein für die Tier­welt ange­leg­tes Gründach för­dert die Bio­di­ver­si­tät in urba­nen Zonen. Damit ein exten­siv begrün­tes Dach die ideale Grund­lage für eine arten­rei­che Bio­di­ver­si­tät bie­tet, sind einige Vor­keh­run­gen zu tref­fen. So ist auf den rich­ti­gen Pflan­zen­mix und eine genü­gende Anzahl von Blü­ten zu ach­ten, um wert­volle Flug­in­sek­ten wie Schmet­ter­linge und Bie­nen anzu­zie­hen. Auf diese Weise bie­tet das Gründach für zahl­rei­che Tier­gat­tun­gen ein idea­les Bio­top im städ­ti­schen Lebensraum:

• Lauf­kä­fer
• Spin­nen
• Amei­sen
• Wild­bie­nen
• Schmet­ter­linge
• Heu­schre­cken
• Vögel

Dachbegrünung als Lebensraum für Pflanzen

Neben dem Dach­auf­bau bestehend aus Däm­mung und Sub­strat ist die ein­ge­setzte Pflan­zen­welt auf dem Gebäude das Fun­da­ment einer wir­kungs­vol­len Gebäu­de­be­grü­nung. Die aus­zu­wäh­len­den Pflan­zen sind abhän­gig von der zur Ver­fü­gung ste­hen­den Höhe des Sub­strats und sei­ner Beschaf­fen­heit – die­ses soll eine hohe Nähr­stoff- und Was­ser­spei­cher­ka­pa­zi­tät gewähr­leis­ten und gleich­zei­tig eine gute Was­ser­durch­läs­sig­keit bie­ten. So ent­hal­ten ideale Sub­strate eine aus­ge­wo­gene Mischung von mine­ra­li­schen und orga­ni­schen Stof­fen wie Lava, Bims, Bläh­ton oder Rin­den­hu­mus. Pflan­zen auf exten­siv begrün­ten Dächern kom­men meist mit weni­gen Zen­ti­me­tern Sub­stratstärke aus.

Flora auf extensiv begrünten Dächern

Auf Dächern mit exten­si­ver Begrü­nung bewäh­ren sich in ers­ter Linie Sedum­ar­ten. Diese ganz­jäh­ri­gen Dick­blatt­ge­wächse sind nied­rig­wach­send und glei­chen in ihrer Gesamt­heit einem Pflan­zen­tep­pich. Dank ihrer hohen Was­ser­spei­cher­ka­pa­zi­tät und ihrem gerin­gen Nähr­stoff­be­darf sind sie anspruchs­los und pfle­ge­leicht. Sie über­ste­hen pro­blem­los auch län­gere Tro­cken- oder Käl­te­pe­ri­oden. Da Sedum­ar­ten nur eine geringe Wur­zel­ent­wick­lung haben, ist nur wenig Sub­strat­tiefe not­wen­dig. Sie eig­nen sich daher ins­be­son­dere auch für Dächer mit gerin­ger Belast­bar­keit, wie etwa Velo­un­ter­stände, Per­so­nen­un­ter­stände, Gar­ten­häu­ser, Park­ga­ra­gen oder Car­ports. Bei der Aus­wahl der Saat­mi­schung ist dar­auf zu ach­ten, dass sich diese für die exten­sive Dach­be­grü­nung eig­net. Zu bevor­zu­gen sind regio­nal­ty­pi­sche Wild­pflan­zen, da diese in der jewei­li­gen Kli­ma­zone den idea­len Lebens­raum vor­fin­den. Für Schwei­zer Kli­ma­ver­hält­nisse eig­nen sich Sedum­mi­schun­gen, Kräu­ter-Sedum­mi­schun­gen oder Wild­blu­men-Sedum­mi­schun­gen, die eine anzie­hende Wir­kung auf ein­hei­mi­sche Insek­ten haben. 

Temperaturregulierung und kühlender Effekt

In Städ­ten oder grös­se­ren Gemein­den führt die ver­dich­tete Bebau­ung und die hohe Anzahl an ver­sie­gel­ten Flä­chen (Stras­sen, Plätze, Dächer) zu weni­ger Frisch­luft­schnei­sen und höhe­rer Wär­me­ab­gabe durch die Gebäu­de­fas­sa­den. So ent­steht eine höhere Wär­me­be­las­tung als in länd­li­chen Gebie­ten. Dach­be­grü­nun­gen ver­bes­sern diese mikro­kli­ma­ti­schen Vor­aus­set­zun­gen in Städ­ten sowohl tags­über als auch nachts. So zei­gen Stu­dien, dass begrünte Dächer eine deut­lich küh­lere Dach­ober­flä­che im Ver­gleich zu einem mit Bitu­men, Kies, Blech, Dach­stei­nen oder Zie­geln gedeck­ten Dach auf­wei­sen. Gleich­zei­tig för­dern sie die Evapo­tran­spi­ra­ti­on⁶ (Was­ser­ab­gabe durch die Pflan­zen). Zudem beschat­ten die ein­zel­nen Pflan­zen­teile und die dar­un­ter­lie­gende Erde die Dach­haut, was der Hit­ze­ab­schir­mung dient.

Mes­sun­gen² zei­gen, dass Son­nen­ein­strah­lung in den Hoch­som­mer­mo­na­ten die Tem­pe­ra­tur der Dach­haut eines Bitu­men­dachs auf über 70°C erhitzt. Bei einer exten­si­ven Dach­be­grü­nung mit 15 mm Sub­strat­auf­lage ist eine ver­gleichs­weise tiefe Tem­pe­ra­tur von meis­tens ledig­lich 25°C messbar.

Regenwasserrückhalt

Ein­her­ge­hend mit dem Kli­ma­wan­del nimmt die Anzahl der Unwet­ter mit Stark­re­gen signi­fi­kant zu⁷. Beson­ders städ­ti­sche Gebiete mit ihren hohen Antei­len an har­ten, nich­t­or­ga­ni­schen Flä­chen ken­nen die zeit­wei­lige Über­for­de­rung der Ent­wäs­se­rungs­sys­teme bei hef­ti­gen und andau­ern­den Regen­fäl­len. Das durch die Grün­dä­cher zurück­ge­hal­tene und ver­zö­gert abge­ge­bene Regen­was­ser (Regen­was­ser­re­ten­tion) ent­las­tet die Kana­li­sa­tion erheb­lich. So liegt der Was­ser­rück­halt eines exten­si­ven Gründachs bei 50 bis 60% des Niederschlags⁸.

Bindung von Luftschadstoffen

Pflan­zen und Blät­ter von Grün­dä­chern bin­den und redu­zie­ren den für Men­schen lebens­ge­fähr­li­chen Fein­staub. Die Par­ti­kel set­zen sich an den Blät­tern der Pflan­zen auf den Dach­be­grü­nun­gen fest und blei­ben dort haf­ten, bis sie der Regen abwäscht und anschlies­send im Sub­strat die Fil­te­rung erfolgt – so lässt sich der Fein­staub in der Luft mar­kant redu­zie­ren. Sedumpflan­zen kön­nen bis zu 10 Gramm Fein­staub­par­ti­kel mit 10 Mikro­me­ter Durch­mes­ser (PM10) pro m² und Jahr auf­neh­men. Neben den Fein­staub­par­ti­keln redu­zie­ren die Dach­pflan­zen auch Schwe­fel­di­oxid (SO₂), Stick­stoff­di­oxid (NO₂) und Ozon
(O₃).

Lärmminderung

Grün­dä­cher wei­sen eine höhere Schwin­gungs­träg­heit als unbe­grünte Dächer auf. Zusam­men mit dem auf­ge­brach­ten Sub­strat und der Bepflan­zung absor­bie­ren Grün­dä­cher den Stras­sen­ver­kehrs­lärm erheb­lich. Eine wei­tere Stu­die⁹ ver­glich die Schall­dämm­ei­gen­schaf­ten eines unbe­grün­ten mit einem begrün­ten Dach. Die Mes­sun­gen im Inne­ren der Gebäude erga­ben eine Lärm­re­duk­tion beim her­kömm­li­chen Dach um 33 dB, beim Gründach um 41 dB bis 51 dB.

Fazit

Dach­be­grü­nun­gen sind ein wirk­sa­mer Bestand­teil einer urba­nen grü­nen Infra­struk­tur, um den kli­ma­be­ding­ten Her­aus­for­de­run­gen in Städ­ten und Gemein­den zu begeg­nen. Eine exten­sive Dach­be­grü­nung leis­tet bei kor­rek­ter Aus­ge­stal­tung einen deut­li­chen wahr­nehm­ba­ren Bei­trag zur Ver­bes­se­rung des Lokal­kli­mas, zur Regen­was­ser­rück­hal­tung, zur Bin­dung von Luft­schad­stof­fen und zur Lärm­min­de­rung. Zudem för­dert sie die Bio­di­ver­si­tät in städ­ti­schen Räu­men und ist ein wich­ti­ger Fak­tor für die nach­hal­tige Stadt­ent­wick­lung – beson­ders auch in hoch­ver­dich­te­ten Umgebungen.

Quel­len:
¹ Euro­pean Envi­ron­ment Agency EEA: Cli­mate change, impacts and vul­nerabi­lity in Europe 2016
² Dr.-Ing. Sebas­tian Schmauck, Bun­des­amt für Natur­schutz, Leip­zig
³ San­di­fer, Sut­ton-Grier, Ward: Oppor­tu­ni­ties to enhance health and bio­di­ver­sity con­ser­va­tion
⁴ Prof. Dr. Wil­helm Kuttler, Stadt­öko­lo­gie: ein Fach­buch für Stu­dium und Pra­xis
⁵ Stadt Zürich, Tief­bau- und Ent­sor­gungs­de­par­te­ment
⁶ Kyle Liu, Tai­pei Uni­ver­sity of Techon­logy, Bas Bas­ka­ran: Ther­mal per­for­mance of green roofs through field eva­lua­tion
⁷ Cli­mate Ser­vice Cen­ter 2012
⁸ Prof. Dr. Hans-Joa­chim Lies­ecke, Uni­ver­si­tät Han­no­ver
⁹ Gary Grant, Luke Eng­le­back, Barry Nichol­son: Green Roofs – Sta­tus and poten­tial for con­ser­ving bio­di­ver­sity in urban areas