Weiterführende Untersuchungen und Monitoring der grünen Wände am GRG7 Kandlgasse

Städte weltweit wachsen und die steigenden Einwohnerzahlen erfordern eine immer dichtere Bebauung. Dadurch müssen immer mehr Grünflächen weichen. So führt nicht nur der Klimawandel, sondern auch der verstärkte Urban Heat Island Effekt zu immer höheren Temperaturen im urbanen Raum. Dies beeinflusst nicht nur die Wohn- und Lebensqualität, sondern auch den Arbeits- und Schulalltag in Innenstädten. Während vermehrt Klimaanlagen als kurzfristige Lösung zur Kühlung des Innenraums eingesetzt werden, heizen diese den Außenraum noch stärker auf und stellen demnach keine nachhaltige Lösung zur Anpassung der Stadt der Zukunft dar. Es bedarf daher innovativer Ansätze und Lösungsmöglichkeiten, insbesondere für Kinder und Jugendliche als Generation der Zukunft, die Lern- und Lehrumgebung qualitätsvoll zu gestalten. Denn diese Lern- und Lehrräume weisen auch ohne die zusätzliche Herausforderung steigender Temperaturen bereits großen Bedarf an Verbesserung der Raumluftqualität auf. Die Nutzung von Klassenräumen durch eine große Anzahl von Schülerinnen, Schülern und Lehrpersonen zum konzentrierten Lernen und Arbeiten stellt hohe Anforderungen an gesunde Raumluft, die oft nicht erfüllt werden können.

Gebäudebegrünung sowohl im Außenbereich an der Fassade und am Dach, sowie an Wänden im Innenraum bietet die Möglichkeit für Grün an Orten, an denen bisher kein Platz dafür zu sein schien. Die positiven Auswirkungen derartiger Begrünungsmaßnahmen sind vielseitig und konnten teilweise bereits in nationalen sowie internationalen Forschungsprojekten nachgewiesen werden. Es fehlt jedoch weiterhin an Langzeitergebnissen und detaillierten Betrachtungen einzelner Einflussfaktoren, um zuverlässige nachhaltige Aussagen über die Wirkungsweise von Gebäudebegrünung treffen zu können. Derartige Erkenntnisse können dazu beitragen, optimal an den Schulalltag und die jeweilige Schulsituation angepasste Begrünungslösungen zu ermitteln und Empfehlungen zu formulieren.

Anknüpfend an das abgeschlossene Forschungsprojekt „GrünPlusSchule", in dessen Rahmen verschiedene Begrünungsmaßnahmen an und in einer Schule im 7. Wiener Gemeindebezirk (GRG7) umgesetzt werden konnten, greift das vorliegende Folgeprojekt weitere offene Fragen auf und widmet sich detaillierten Messdatenauswertungen zu den Auswirkungen der Innen- sowie Außenbegrünungen. Dazu wurden sowohl vorhandene Messdaten aus dem Vorprojekt weiterführend und mit anderem Fokus ausgewertet sowie neue Messdaten gewonnen und entsprechend analysiert. Das Projekt konzentrierte sich dabei unter anderem auf die Auswirkungen der wandgebundenen Innenraumbegrünung auf die hygrothermische Behaglichkeit in Abhängigkeit der Wetterbedingungen. Dabei wird zwischen verschiedenen Strahlungsverhältnissen sowie der Temperatur unterschieden. Die Auswertungen kommen dabei zu dem Ergebnis, dass vor allem an sonnigen Sommertagen ein Kühleffekt durch die Begrünung besteht und die Feuchteabgabe der Pflanzen im Winter für ein behagliches Raumklima sorgt. Im Fokus der durchgeführten Untersuchungen an der wandgebundenen Außenbegrünung stehen sowohl die Auswirkungen auf das Innenklima der angrenzenden Räume und die Einflüsse auf das Mikroklima als auch die tiefergehende Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der Kombination von vertikaler Außenbegrünung und Photovoltaik. Die Einflüsse der gesamten Innenhof-Begrünung auf das Mikroklima wurden anhand einer Simulation mit dem uhiSolver untersucht und kamen zu dem Ergebnis, dass ein Kühleffekt von bis zu 2°C festgestellt werden kann, jedoch die gefühlte Temperatur aufgrund geringerer Luftgeschwindigkeiten und Reflexion der Oberflächen deutlich höher liegt. Eine Simulation mit dem Programm WUFI erfolgte zur Analyse der Auswirkungen der Begrünung auf das Innenklima. Diese Untersuchung anhand verschiedener Varianten ergab, dass die Fassadenbegrünung sowohl als Verschattung der dahinterliegenden Ebene dient, sowie die Wärmedämmung der Wand verbessert und auf das Mikroklima und die Umgebung der Begrünung kühlende Auswirkungen hat. Durch die Kombination dieser drei Effekte wird auch das Innenraumklima etwas positiv beeinflusst. Die Synergieeffekte von Begrünung und Photovoltaik am Dach konnten im Projekt GrünPlusSchule bereits dargestellt werden. Im vorliegenden Projekt wurde die Kombination von Photovoltaik und Begrünung an Fassaden untersucht. Dabei wurde dargestellt, wie sich das Begrünungselement auf die Temperatur und Leistung der PV-Module auswirkt, mit dem Ziel herauszustellen, inwieweit unterschiedliche Abstände zwischen Fassadenbegrünung und Photovoltaik-Paneelen zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen der Module führen. Diese Untersuchungen werden im Rahmen dieses Folgeprojekts an grüner Infrastruktur durchgeführt, die bereits im Rahmen des Vorprojekts installiert wurde.

Die Umsetzung insbesondere von vertikalen Begrünungsmaßnahmen ist oft mit höheren Kosten verbunden. Ein Bestreben besteht demnach darin, kostengünstige Alternativen zu schaffen, die insbesondere für den Schulalltag und durch Schülerinnen und Schüler selbst umgesetzt werden können. Eine derartige Begrünungsvariante konnte in einem weiteren vom Projektteam durchgeführten Vorprojekt entwickelt werden und diese wurde im Projekt gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern des GRG7 umgesetzt. Die Bepflanzung der fertiggestellten Wände erfolgte mit unterschiedlichen einzelnen Pflanzenarten sowie einer Mischung, die sich für derartige Begrünungsformen eignen und üblicherweise verwendet werden. Ziel war es, durch die messtechnischen Untersuchungen zu prüfen, ob sich eine Pflanzenart besonders zur Verbesserung der Raumluftqualität eignet.

Für die messtechnischen Untersuchungen wurde einerseits auf aus dem Vorprojekt (2015-2018) vorhandene Messdaten zurückgegriffen sowie andererseits neue Messdaten generiert. Die neuen Messdaten wurden einerseits durch noch vorhandene Messinfrastruktur für Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten gewonnen sowie durch neu hinzugefügte Messinstrumente erlangt. Die neuen Messgeräte enthalten unter anderem Sensoren für Feinstaub und CO₂, um Aussagen über die Raumluftqualität und die Auswirkungen der Begrünungssysteme treffen zu können.
Die im Rahmen dieses Forschungsprojekts gewonnen Erkenntnisse leisten erneut einen wichtigen Beitrag zum Verständnis und Nachweis der Auswirkungen von grüner Infrastruktur in und an Schulgebäuden im urbanen Raum.

TU Wien, Institut für Werkstofftechnologie, Bauphysik und Bauökologie
Forschungsbereich Ökologische Bautechnologien

• Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Azra Korjenic, Dipl. Ing. Jutta Hollands BSc,
• Alexander Pichlhöfer,
• Tamara Gonaus BSc,
• Eldira Sesto
• Michael Mitterböck