DIE NOTWENDIGKEIT GRÜN-BLAUER INFRASTRUKTUREN - IN DER GEBAUTEN UMWELT NACHHALTIGE UND RESSOURCENSCHONENDE ENTWICKLUNG UNSERER FREIRÄUME

DIE NOTWENDIGKEIT
          GRÜN-BLAUER INFRASTRUKTUREN
                          IN DER GEBAUTEN UMWELT
                                                –
NACHHALTIGE UND RESSOURCENSCHONENDE ENTWICKLUNG
                                UNSERER FREIRÄUME

                                                        Vöcklamarkt
                                                         25.06.2021

                         Univ.-Prof. DI Dr. Rosemarie Stangl
          Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau
                     Dep. für Bautechnik und Naturgefahren
                           Universität für Bodenkultur Wien
                                  Bilder, Abbildungen © IBLB,| Rosemarie Stangl ua.
                                                                           pixabay

Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau
Dep. für Bautechnik und Naturgefahren
Universität für Bodenkultur Wien

                                                 Land-
                                                schafts-
                             © Ulrike Pitha/

                                               bautechnik

                            Vegetations
                             -technik
                                                    Ingenieur
                                                     -biologie

          © Ulrike Pitha/

Graue Infrastrukturen
 Bebaut, monofunktional,
  zweckgebunden
 Oberflächen versiegelt,
  undurchlässig, hart,
  dunkel, heiß

Bautätigkeit

                                     © Pixabay | GREENPASS®

     42.9         € 1.278                8.6%
   Mio. workers   billion turnover    of GPD 2016

Der durchschnittliche jährliche Flächenverbrauch
in Österreich

Europameister im durchschnittlichen jährlichen
Flächenverbrauch

1,7 m² Verkaufsfläche pro Kopf
im EU-Vergleich Platz …..

                                 http://www.petcom.at

Herausforderung
Flächenversiegelung

               © Wien.gv

Herausforderung
Urban Heat Stress
Bebauungsdichte                                      Anteil Grünflächen
Anthropogene Wärme                                   Wasserflächen
Verkehrsaufkommen
            https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Urban_heat_island_%28Celsius%29.png

Mikroklima-Wirkung (Energiebilanz)

©Anna Maria Leitner, Tuan Ngoc Ngo

Herausforderung
   Urban Heat Stress
                                                  5°

                                                                                      Tag
                                                                                          ΔT = 3°C

                                                              Nacht
                                                                 ΔT = 5°C

Thermalbild Wien - Umland                                 durchschnittliche stündliche Temperaturverteilung
                                                          Referenztag Sommer 2012
Abend / Morgen
                                                                               Anstieg Tropennächte
                                                                                  Verdoppelung der
                                                                                Sommertage auf 100
                                                                               Verdreifachung des
                                                                          Kühlenergiebedarfs in 50
                                                                                            Jahren!
            Energiebudget der Stadt: UHI Effekt   Wiener Umweltschutzabteilung MA22 (2015): Urban Heat Island Strategieplan Wien

Grün-blaue Infrastrukturen

 Multifunktional, integrativ
 Oberflächen offen, weich,                                                             © Ulrike Pitha

  absorbierend, durchlässig
 GI-Typologien
 GI-Networks
                                https://technical.ly/philly/2011/06/06/city-of-philadelphia-sets-sights
                                      on-the-most-comprehensive-network-of-green-infrastructure-in
                                                                                              country

Grün-blaue Infrastrukturen

               © VfB

Wirkung von Grünen Infrastrukturen

             Grünflächen      Bäume       Gründächer     Vertikales Grün

                                                              Thermischer Komfort
   Temperatur
                                        Beschattung
                                                              (PET, PMV, UTCI, MRT)
   (Tair, Tsurface, Tsoil,
   Twall, Tindoor)
                                                              Blattflächen (LAI, LAD)

   Luftfeuchtigkeit
                             Kühlung
   Evapotranspiration

                                      Energie-
                                                       Energieverbrauch
                                                       (kWh per time unit)

                                      ersparnis        Latenter Wärmefluss
                                                       (U-value)

  Stangl et al. 2019: Wirkungen der grünen Stadt

Beschattung durch Gehölze

Blatttemperatur & Transmissivität

   Pflanzenblätter heizen sich nicht auf
   Blatt-T marginal > Luft-T

Prozesse bei Eintreffen von Sonnenstrahlen auf ein Pflanzenblatt. (Shahidan et al. 2010)

Adiabate Kühlung durch Verdunstung
 negative Korrelation Albedo-Effekt und Oberflächen-
  temperatur: je höher die Albedo, desto niedriger die
  Temperatur der (Dach)Oberfläche (Li et Yeung 2014)

 Pflanzen: geringe Albedo | keine Aufheizung!
 Selbstschutz: Evapotranspiration  latenter Wärmestrom

Beschattung durch Gehölze

 Schlüsselparameter: LAI (Verhältnis gesamte Blattoberfläche :
  Bestandsgrundfläche)
 Strahlungsreduktion, Transpirationsleistung, Fotosyntheseleistung
  (O2, CO2)

Beschattung durch Gehölze

Beschattung durch Grünfassaden
   Verschattung der Fenster-
         flächen
   Schaffung von Luftraum

Institutsgebäude für Physik Humboldt-Universität zu Berlin © Senatsverwaltung für Stadtentwicklung Berlin   © MA   31 Rataplan

Beschattung durch modulare Systeme

© Ulrike Pitha                   © Günther Frühwirt, Johannes Anschober

Potenzial Bauwerksbegrünung
 Alternative
  Isolierungsmöglichkeiten

 Gebäude MA48:
 Verdunstung: 1.800 l Wasser /
  850 m² Fassade

 Kühlleistung: 1.000 kWh /
  Sommertag Einsparung

Beschattung durch Grünfassaden

     Vergleich der Temperatur einer Putzfassade mit und ohne Living Wall bei gleicher Einstrahlung (gemessen in Wien Essling 2012,
                                                                                                      Datengrundlage Scharf 2020)

Beschattung durch Grünfassaden

  Vergleich des Wärmeflusses einer Putzfassade mit und ohne Living Wall Systemen (gemessen in Wien Essling 2012, Datengrundlage Scharf 2020)

Beschattung durch Gründächer

Beschattung durch Gründächer

Beschattung durch Gründächer

   Vergleich der Temperatur an der Dachabdichtungsebene unter einem Blechdach sowie Gründächern mit 12 cm Aufbau (Typ C) und 30 cm
                                                 Aufbauhöhe (Typ F) (gemessen in Wien Hetzendorf 2011, Datengrundlage Scharf 2020)

Beschattung durch Gründächer

Abbildung 7: Wärmeflusskurven unter unterschiedlichen Dachbedeckungen: extensive Dachbegrünungen mit 12 cm Aufbauhöhe (Typ A, B, C) sowie reduziertes
Gründach mit 20 cm Aufbauhöhe (Typ E) im Vergleich zu Blechdach und Bitumendach (gemessen in Wien Hetzendorf 2011, Datengrundlage Scharf 2020)

Dach als Kompensationsfläche

Herausforderung
Regenwassermanagement

                  Zunahme Jahresniederschlag
                                 (v.a. Ost-Ö)
                     • Winter         + 5 % bis +15 %
                     • Sommer         +10 % bis +20 %
                Zunahme Starkregenereignisse
                  • 30-jährl. Regenereignisse 17–26 %
                • Osthälfte Österreichs um bis zu 40 %
                          • in der Periode 2071–2100

Herausforderung
Regenwassermanagement

                 https://www.wetteronline.at/fotostrecken/2014-05-23-uw             Understanding risk.at https://www.isdr.at/cms/veranstaltungen/urat-at-tagung-2019

4.9.2018 heute.at https://m.heute.at/oesterreich/niederoesterreich/story/48142444
                                                                                                                  26.11.2019 https://kaernten.orf.at/stories/3023610/

Biotope City

Bautätigkeit

                                     © Pixabay | GREENPASS®

     42.9         € 1.278                8.6%
   Mio. workers   billion turnover    of GPD 2016

Aushub & Baurestmassen

Transport

Aushub pro Jahr

Lösungsansatz 1

   Gewinnung
   Lagerung
   Transport
   Wiedereinbau

   Geländemodellierung
   Dammschüttungen
   Hinterfüllungen
   Etc.

ReUse | Dachsubstrat

  Abtragung von Bestandshalle der Biotope City
  Sozialwirtschaftlicher Betrieb
  Zwischenlagerung

  Wiedereinbau am Wildgarten (Bauträger
   Sozialbau)

          13/12/17                                   57

                                                  © Thomas Romm

Transport

Lösungsansatz 2

 Gewinnung
 Lagerung

 Aufbereitung
 Mischung nach Verwendungszweck
 Einbau

Lösungsansatz 2

 Zwischenlagerung
 Brechung und Siebung

                         ©Thomas R

Circular Soil Concept | Projekte

Urban Mining Substrate

                          EUROGATE II

Urban Mining Substrate |
Vorversuche

                           © Pia Minixhofer

Urban Mining Substrate |
Vorversuche
    LA01 Gründach
    LA02 Trespenwiese
    LA03 Schotterrasen begehbar
    LA04 Schotterrasen befahrbar
    LA05 Baumpflanzungen
    LA11 Rasen
    LA18 Schotterfelder mit Staudenbepflanzung

      Reduktion
      Einklang mit Normen und Richtlinien
      Berücksichtigung der Einbautechnik
                                                  © Pia Minixhofer

Eurogate II
4.500 m³
Biotope City
10.000 m³

Wildgarten
8.500 m³

Messages to Go

 Flächenrückbau & Kompensationsflächen schaffen!
 ABER: Leistungen können nicht vollständig kompensiert
  werden!

 Bestände und Bäume UNBEDINGT ERHALTEN!
 NEUE/JUNGE GI verhältnismäßig WENIG WIRKUNG!

 BODEN IST EIN SCHUTZGUT  Circular Soil Concept!
 Beweisumkehr in Baunormen: Argumentation für
  Versiegelung
 ist

https://www.theurbandeveloper.com/green-roofs/
http://www.fbb.de/dachbegruenung/fbb-gruendach-des-jahres//