Gründach-Studie: So viel verdunstet und kühlt ein begrüntes Dach!

Die Gründach-Studie “Evapotranspiration Measurements and Assessment of Driving Factors: A Comparison of Different Green Roof Systems during Summer in Germany” wurde Anfang Dezember 2021 veröffentlicht. wurde Anfang Dezember 2021 veröffentlicht. Ihr könnt sie euch hier als 22-seitige PDF-Datei kostenlos aus dem Internet herunterladen. Die Macher der Studie sind Dominik Gößner, Milena Mohri und Justine Krespach von der Optigrün International AG, die sich auf ihrer Internetseite auch “die Dachbegrüner” nennt.

In der Pressemeldung des Unternehmens zur Studie heißt es als Erstes, dass Gründach nicht gleich Gründach ist. Vielmehr sei jedes Gründachsystem auf ein konkretes Ziel ausgelegt, zum Beispiel

• leichtgewichtiger Aufbau,
• extra biodiverse Gestaltung,
• maximaler Regenwasserrückhalt.

Was die Studienmacher antrieb, war die Frage: Wie tragen die jeweiligen Aufbauten jedoch zur Klimawandelresilienz bei?

Um diese Frage zu beantworten, schauten sich die Macher der Gründach-Studie zwei wichtige Kriterien an, mit denen sich der Beitrag eines Gründachs zur Gestaltung klimawandelresilienter, urbaner Gebiete bewerten lässt:

1. Verdunstungsleistung
2. und die damit einhergehende Kühlleistung.

Das Maximieren der Verdunstung mit der Bepflanzung und dem Substrat auf dem Gründach stelle demnach den natürlichen Wasserkreislauf wieder her und senke das Überflutungsrisiko infolge der Minimierung des Abflussvolumens. Zugleich bringe das Wasserverdunsten im Sommer eine natürliche Kühlleistung, die das Mikroklima spürbar verbessern könne.

Dass Gründach nicht gleich Gründach sei, hätten die Ergebnisse der Gründach-Studie gezeigt, heißt es in der Pressemeldung weiter. Für die Gründach-Studie seien demnach vier verschiedene Gründachsysteme bezüglich ihrer Verdunstungs- und Kühlleistung untersucht worden:

• ein Gründach mit besonders leichtem Aufbau und kleinem Wasserspeicher (1),
• eines mit mittlerer Substratstärke und mittlerem Wasserspeicher (2),
• eines mit mittlerer Substratstärke und großem Wasserspeicher inklusive Anstau (3)
• und eines mit mittlerem Wasserspeicher und hoher Substratschicht (4).

Gründach-Studie: die Verdunstungsleistung

Die Gründach-Studie brachte diese Ergebnisse: Im Sommer, wenn es auf die Kühlleistung besonders ankomme, würden die Gründächer pro Tag bis zu 4,88 Liter (l) je Quadratmeter (m²) verdunsten.

Wobei es auf das Gründachsystem ankomme: Denn die Verdunstungsleistung lasse  sich vor allem

• auf die Größe und Art der Wasserspeicherschicht,
• die Substratmächtigkeit
• und die Vegetation zurückführen.

Ein größerer Wasserspeicher erhöht die Verdunstungsleistung – das hätte der Vergleich der beiden extensiven Gründach-Systeme Naturdach und Retentionsdach, gezeigt. In der Gründachstudie hätten sich die beiden ausschließlich in der Größe ihrer Wasserspeicherschicht unterschieden.

Extensive Gründächer mit großem Wasserspeicher verdunsten ähnlich viel wie intensive Gründachsysteme. Obwohl das Gartendach mit 15 cm Substrathöhe und Grasvegetation einen deutlich mächtigeren Aufbau als das Retentionsdach gehabt hätte, hätte das Retentionsdach wegen des besonders großen Wasserspeichers ähnlich hohe Verdunstungswerte wie das intensiv begrünte Dach.

Auch wenn der Sommer 2021 insgesamt regenreich gewesen sei, habe es der Gründach-Studie zufolge in der zweiten Juni-Hälfte auch eine längere Trockenzeit gegeben. Wegen des Wassermangels seien die mittleren Verdunstungswerte von Spardach und Naturdach nur minimal höher gewesen als im Mai und Juli. Das Retentionsdach und Gartendach dagegen hätten eine deutlich gesteigerte Verdunstungsleistung gezeigt. Ein großer Wasserspeicher sei demnach ein klarer Vorteil für Gründächer in Trockenzeiten, denn die Vegetation bleibe damit vital und die Kühlleistung dank Verdunstung entfalte genau in diesen Phasen ihre volle Wirkung.

Gründach-Studie: die Kühlleistung infolge der Verdunstung 

Gründachsysteme mit hoher Verdunstungsleistung haben die stärkste natürliche Kühlleistung. Sowohl die Substrattemperatur, als auch die Lufttemperatur auf Ebene der Vegetation seien laut der Gründach-Studie deutlich niedriger für die beiden Gründachsysteme mit hoher Verdunstungsleistung gewesen.

Und dies nicht nur an einzelnen heißen Tagen, sondern im ganzen Monatsmittel: Um einen „durchschnittlichen Junitag“ darzustellen, habe man für jede Stunde einen Mittelwert aus 30 einzelnen Tagen gebildet: Während das Substrat des Daches mit geringer Substrat- und Wasserspeicherschicht in den Mittagsstunden im Durchschnitt eine Temperatur von beinahe 30 °C erreicht hätte, seien beim Substrat des Retentionsdaches lediglich 22 °C gemessen worden. Die Differenz der Lufttemperatur zwischen Spardach und Retentionsdach habe mittags im Schnitt bei über 3,5 °C gelegen.

Diese Unterschiede würden sich der Gründach-Studie zufolge sowohl auf die Verdunstungsleistung als auch auf die Substratfeuchtigkeit zurückführen lassen:

Das Dachsystem mit dem permanenten Wasseranstau hätte im Schnitt eine Substratfeuchte von 26,5 Prozent gehabt und damit 10 Prozent mehr als das Gründachsystem mit identischem Aufbau aber kleinerer Wasserspeicherschicht. Die hohen Substratfeuchtewerte sei mit einer Technik zu Stande gekommen, die das Rückführen des im Retentionsraum gespeicherten Wassers in die Substratschicht ermögliche: Sogenannte Kapillarbrücken würden die Wasserspeicherschicht mit dem Substrat verbinden und den Aufstieg des Wassers mittels Kapillarkräften bewirken. Das auf diese Weise gebildete passive Bewässerungssystem ermögliche besonders hohe Verdunstungsraten auch in Zeiten, in denen andere Gründachsysteme trockenfallen würden, schreibt die Optigrün International AG in ihrer Pressemeldung weiter.

Wie die Gründach-Studie bei der Wahl des richtigen Gründachtyps helfen kann

Die Ergebnisse der Gründach-Studie würden ihren Machern zufolge zeigen, dass zum einen große Unterschiede zwischen verschiedenen Gründachsystemen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Mikroklima bestünden.

Darüber hinaus biete die Studie wichtige Anhaltspunkte für die Wahl des richtigen Gründachtyps insofern, als dass sie aufzeige, welche Komponenten eines Gründaches für die Anpassung von Städten an den Klimawandel eine besonders große Rolle spielten: Eine große Wasserspeicherschicht

1. sorge für üppiges Grün in Trockenzeiten,
2. entlaste städtische Abwasserkanäle,
3. beuge Überflutungen infolge Regenwasserrückhalt vor
4. und bewirke maximale Verdunstungs- und Kühlleistung.

Auch Dächer mit mächtigen Substratschichten und verdunstungsstarker Grasvegetation seien demnach in der Lage, den natürlichen Wasserkreislauf wiederherzustellen, auch wenn sie anfälliger für Trockenstress seien.

Grafiken: Optigrün International AG (Screenshots), Foto: (Titel) photocase/püzz