Multifunktionales Flachdachsystem für Klimaanpassung und Energieversorgung von Kommunen
Kommunen stehen zunehmend vor der Aufgabe, Gebäude und Infrastruktur an die Folgen des Klimawandels anzupassen. Das sogenannte Aktivdach soll dafür mehrere Funktionen auf Flachdächern bündeln. Das System kombiniert Dachbegrünung, Wärmepumpentechnik, Photovoltaik und Regenwassermanagement zu einem multifunktionalen Energiekonzept.
Ziel ist es, öffentliche Gebäude wie Schulen, Turnhallen oder Verwaltungsgebäude energieeffizienter und klimaresilienter zu machen. Neben der CO2-neutralen Wärme- und Kälteversorgung sollen Aktivdächer auch zur Verbesserung des Mikroklimas und zur Entlastung der Kanalisation beitragen.
Kombination aus Begrünung, Wärmepumpe und Photovoltaik
Das Aktivdach basiert auf einer extensiven Dachbegrünung, in die Kunststoff-Absorber integriert werden. Diese nehmen Umweltwärme aus Sonneneinstrahlung und Niederschlägen auf und leiten sie an Wärmepumpen weiter. Im Sommer kann das System Gebäude zudem energiearm kühlen, indem überschüssige Wärme über die Dachfläche an die Umgebung abgegeben wird.
Senkrecht installierte Photovoltaikmodule ergänzen das Konzept. Sie erzeugen insbesondere in den Morgen- und Abendstunden sowie in den Herbst- und Wintermonaten Strom. Ein Teil der erzeugten Energie wird direkt für den Betrieb der Wärmepumpen genutzt.
Zum Gesamtsystem gehört außerdem ein unterirdischer Eis-Energiespeicher. Der mit Wasser gefüllte Speicher nimmt überschüssige Wärme auf und verbessert die Effizienz der Wärmepumpentechnik. Während des kontrollierten Gefrierens entsteht zusätzliche Kristallisationswärme, die ebenfalls zum Heizen genutzt werden kann.
Dachbegrünung unterstützt Klima- und Wassermanagement
Die extensive Dachbegrünung übernimmt mehrere ökologische Funktionen. Sie verbessert die Biodiversität im urbanen Raum und bietet Lebensräume für verschiedene Tier- und Pflanzenarten. Gleichzeitig wirkt die gespeicherte Feuchtigkeit temperaturausgleichend und reduziert die Aufheizung im direkten Umfeld.
Bei Starkregenereignissen kann ein erheblicher Teil des Niederschlagswassers auf dem Dach zurückgehalten und zeitverzögert abgeführt werden. Dadurch wird die öffentliche Kanalisation entlastet. Zusätzlich schützt die Begrünung die Dachabdichtung vor UV-Strahlung, Hagel und starken Temperaturschwankungen.
Für den Garten- und Landschaftsbau ergeben sich damit zusätzliche Einsatzfelder bei der Planung und Umsetzung klimaangepasster Dach- und Freiraumlösungen.
Hohe Energieeffizienz im Gebäudebetrieb
Nach Angaben der Entwickler arbeiten die eingesetzten Sole-Wärmepumpen in Verbindung mit dem Aktivdach besonders effizient. Beim passiven Kühlen können aus einer Kilowattstunde Antriebsstrom bis zu 20 Kilowattstunden erneuerbare Kälte erzeugt werden.
„Ein Vorteil des Aktivdachs ist, dass man die Feuchte auf dem Dach steuern kann. Das Substrat gleicht einem Waldboden und leitet die Wärme der Sonneneinstrahlung und der Außenluft hervorragend zu den Absorbern“, erläutert Bernd Schwarzfeld vom Hamburger Büro BZEoekoplan.
Im reinen Heizbetrieb wird eine Jahresarbeitszahl von etwa 4,5 angegeben. Im Vergleich zu Luft-Wasser-Wärmepumpen sollen Sole-Wärmepumpen zudem langlebiger und effizienter arbeiten.
Potenzial für kommunale Neubau- und Sanierungsprojekte
Insbesondere bei Neubau- und Sanierungsprojekten größerer Flachdächer sehen die Entwickler großes Potenzial für das Aktivdach-System. Dächer ab etwa 300 Quadratmetern könnten damit nicht nur als Witterungsschutz, sondern zusätzlich als Energie- und Klimaflächen genutzt werden.
Je nach Auslegung kann das System den vollständigen Wärmebedarf eines Gebäudes decken. Die Amortisationszeit wird mit acht bis zwölf Jahren angegeben, bei Nutzung von Fördermitteln teilweise auch darunter.