Fachseminar zu urbanen Klimaanpassungsstrategien
Das 16. corthum-Fachseminar versammelte rund 90 Landschaftsarchitekten, kommunale Entscheider und ausführende Betriebe in Marxzell-Pfaffenrot, um über effektive grün-blaue Abkühlungsstrategien für Städte zu diskutieren. Nach zweijähriger Pause bot die Veranstaltung am 8. Februar 2023 eine Plattform für den Austausch über aktuelle Forschungsergebnisse und praktische Umsetzungen.
Uwe Schönthaler und Nick Burckhardt eröffneten das Seminar. Philipp Erhardt vom Verband Garten-, Landschafts- und Sportplatzbau Baden-Württemberg e.V. betonte in seinem Grußwort das Wachstumspotenzial für den Garten- und Landschaftsbau im Kontext des Klimawandels. Er hob hervor, dass die Branche gemeinsam mit Landschaftsarchitekten als Vordenker und Vorreiter agieren müsse, um Städte durch grüne und blaue Infrastrukturen lebenswert zu erhalten. Johannes Prügl vom Bodeninstitut in Au in der Hallertau moderierte die Veranstaltung und vertiefte in den Diskussionen das Fachwissen der Referenten und des Publikums.
Regenwasserbewirtschaftung: Neue Ansätze und Herausforderungen
Tom Kirsten, Landschaftsarchitekt und Sachverständiger für Garten- und Landschaftsbau, präsentierte Forschungsergebnisse zur Regenwasserbewirtschaftung vom Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie in Dresden Pillnitz. Er betonte die Notwendigkeit, dass Landesanstalten die Versuchsarbeit für neue Ansätze übernehmen, um bestehende Regelwerke zu berücksichtigen und weiterzuentwickeln. Kirsten ist selbst Mitglied in mehreren Regelwerksausschüssen und bringt dort seine aktuellen Erkenntnisse ein.
Obwohl der Klimaplan der Stadt Hamburg aus dem Jahr 2015 das Zusammenspiel von PV-Anlagen, Biodiversitätsdächern, Regenwassernutzung und Grünflächen als einfach darstellt, fehlen in vielen Bereichen noch Erfahrungen und aktuelle Regelwerke. Daher werden derzeit die FLL Baumpflanzung 2, das Regelwerk für Versickerungsmulden und das DWA-Merkblatt M 194 für multifunktionale Flächen überarbeitet. Kirsten wies darauf hin, dass Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser künftig mit allen Arten von Pflanzen versehen werden dürfen. Er räumte ein, dass die Prozesse bis zur Einführung neuer Regelwerke oft langwierig sind, da Versuchswesen und Erfahrungswerte Zeit benötigen.
Versickerungsmulden und ihre Funktionsweise
Bei einer Wasserdurchlässigkeit von 10-3 bis 10-6 m/s (kf-Wert) staut sich im Regelbetrieb kein Wasser in Mulden an, da diese Böden noch gut durchlässig sind. Ab einem Wert von 10-6 spricht man von schwach durchlässigen Böden. Kirsten erläuterte, dass Mulden mit dieser Wasserdurchlässigkeit und einer Höhe von 30 Zentimetern etwa dreieinhalb Tage benötigen, um nach Niederschlägen trocken zu fallen. Durch den Oberbodenspeichereffekt und einigermaßen durchlässige Böden staut sich kaum Wasser, was bei der Pflanzenauswahl berücksichtigt werden muss.
Ein Beispiel hierfür ist das Tiefbeet des Schlossparkplatzes in Dresden-Pillnitz. Oberflächenwasser von versiegelten Parkplätzen gelangt über einen Einlauf in die Mulde, die einen Notüberlauf in ein Gewässer besitzt. Frühere Befürchtungen, dass Wasser bei Trockenrissen ungefiltert abfließen könnte, wurden durch Forschungen von Prof. Dr. Ing. Mathias Kaiser an der TU Dortmund widerlegt. Es zeigte sich, dass Schadstoffe nur direkt am Einlauf nachweisbar sind, während andere Proben in Muldensystemen deutlich weniger verunreinigt waren. Dieses Wissen fördert die Akzeptanz solcher Technologien in Kommunen.
Regenwassermanagement im Sportplatzbau
Kirsten berichtete von einem Sanierungsprojekt eines Sportplatzes in Dresden, bei dem seine Planungsidee, den Platz leicht anzuheben und Wasser über Drainagepackungen in offene Mulden abzuleiten, aufgrund von Altlasten und unzureichender Wasserdurchlässigkeit nicht genehmigt wurde. Der Anschluss an das Kanalnetz kostete damals 40.000 Euro. Heute gäbe es dafür andere Lösungen, da der Umgang mit Regenwasser gelernt wurde.
Dieser Fall war der Anlass für einen Forschungsantrag für eine Versuchsanlage mit Kunstrasen. Im Dezember 2021 starteten in Dresden Versuche auf vier Flächen. In drei Feldern wurden Dränrohre durch unterschiedlich dimensionierte Sickerpackungen aus Kies ersetzt, die Starkregen aufnehmen konnten. Das vierte Feld diente als Vergleichsfläche mit herkömmlicher Bauweise. Der sandige Schluff-Boden war für die Versuche gut geeignet, da die Ergebnisse auch für durchlässigere Böden gelten. Mobile Regner simulierten Starkregen mit 70 Litern pro Quadratmeter in zwei Stunden. Die Messungen ergaben Abflussbeiwerte von 0,09 bis 0,17, was deutlich unter den DIN-Normen von 0,3 bis 0,6 liegt. Die neuen Forschungen zeigen, dass selbst für bindige Böden ein Abflussbeiwert von 0,1 anzusetzen ist. Dies bedeutet, dass nur 10 Prozent des Regenwassers in der Sickerpackung bewirtschaftet werden müssen. Sickerpackungen mit 40 Zentimetern Höhe, 50 Zentimetern Breite und einem Abstand von sechs Metern erwiesen sich als ausreichend dimensioniert. Die Ergebnisse der Studie werden in der Schriftenreihe des Sächsischen Landesamts Dresden veröffentlicht.
Baumrigolen: Wasserversorgung für Stadtbäume
Baumrigolen werden als Lösung für gestresste Stadtbäume gehandelt, um die Wasserversorgung in heißen Sommern zu verbessern. Da es jedoch kaum praxistaugliche Erfahrungen und geeignete Baumarten gibt, ließ Kirsten auf der Versuchsfläche des Sächsischen Landesamtes 36 Baumstandorte mit vier Baumarten und drei unterschiedlichen Bauweisen anlegen. Alle Rigolen bieten 14 Kubikmeter durchwurzelbaren Raum.
- Bauweise A: Unten nicht abgedichtet, soll den Reinigungseffekt des Baumsubstrats nachweisen.
- Bauweise B: Mit Bentonit-Abdichtung an der Sohle, Versickerung nur über seitliche Randbereiche.
- Bauweise C: Besitzt einen Kapillarblock aus Lehm.
Alle Rigolen sind im tiefen Bereich mit grobem Schotter und darüber mit FLL-Baumsubstrat befüllt und haben keinen Überlauf. Der Versuchsaufbau soll klären, ob abgedichtete Bodenwannen einen vegetationstechnischen Mehrwert bieten und wie sich hohe Bodenfeuchte auswirkt. Zudem wird ermittelt, wie viel Wasser die Bäume aus den Rigolen verdunsten und ob Verunreinigungen zurückgehalten werden. Erste Ergebnisse zeigen, dass nicht abgedichtete Rigolen eher Trockenstandorte sind. Die Versuche sind auf 15 Jahre Laufzeit ausgelegt.
Verdunstungsbeete für städtische Kühlung
Verdunstungsbeete sollen in Hitzeperioden durch die Verdunstung von Wasser zur Kühlung beitragen. Dafür muss Regenwasser über einen langen Zeitraum verfügbar sein. Ziel ist es, bauliche Umsetzungen zu entwickeln, die Wasser speichern und in Trockenzeiten bereitstellen. Für das Schumacher Quartier auf dem ehemaligen Flughafen Tegel laufen Planungen, das gesamte Stadtquartier abflusslos zu gestalten. Eine Kombination aus Verdunstungsbeeten und Baumrigolen als Kaskadenlösung wird für die Rudolfstraße in Berlin Friedrichshain-Kreuzberg erwogen. Zu klären sind die Dauer der Wasserverfügbarkeit, die optimale Tiefe der Beete, geeignete Substrate und Pflanzenarten.
In Pillnitz wurden vierfache Versuchsaufbauten mit vollständig abgedichteten Beeten realisiert, die oberirdisch mit Brunnenwasser geflutet werden. Die Bepflanzung besteht aus einer Kombination von Arten und Sorten, um Totalausfälle zu vermeiden. Kirsten wies darauf hin, dass in Berlin seit 2021 die Ableitung von Niederschlagswasser bei Neuerschließungen in den Kanal untersagt ist, eine Entwicklung, die sich bundesweit fortsetzt.
Tom Kirsten stehen 5.000 Quadratmeter Versuchsfläche für seine Ideen zur Regenwasserbewirtschaftung zur Verfügung. Die Ergebnisse der Regengärten, die mit verschiedenen Substraten und Staudenmischungen bepflanzt wurden, werden sukzessive veröffentlicht. Kirsten legt Wert auf die Einbindung von Experten und arbeitet mit verschiedenen Institutionen zusammen.
Straßenbäume: Planung, Pflanzung und Pflege in Esslingen
Florian Pietsch, Meister im Garten- und Landschaftsbau und Fachagrarwirt Baumpflege, ist für das Freiflächenmanagement im Grünflächenamt in Esslingen am Neckar zuständig. Er managt die Baumpflege, Neupflanzungen und die Auswahl der Baumarten für 28.000 Bäume, davon 12.000 Straßenbäume, mit 150 bis 200 Neupflanzungen pro Jahr.
Viele Straßenbäume leiden unter Trockenstress und Strahlungshitze. Ziel in Esslingen ist es, die Lebenszeit der Bäume auf mindestens 50 Jahre zu erhöhen. Die Standortwahl erfolgt nach genauer Analyse von Exposition, Sonneneinstrahlung, Platz für die Krone, Fruchtfall, Oberleitungen, Lichtraumprofil und architektonischer Passung. Pietsch experimentiert mit verschiedenen Größen und Güten von Bäumen und hat exakte Regelschritte für Planer und Ausführende entwickelt. Er kontrolliert den Bau der Baumgruben, nimmt den Aushub ab und lässt oft tiefer graben, um Staunässe zu vermeiden. Die Unterbau-Verdichtung im Planum beträgt lediglich 45 NM/q.
In Esslingen arbeiten Tiefbauamt, Baurechtsamt und Stadtplanungsamt zusammen, um neue Baumstandorte zu identifizieren. Vor dem Baggereinsatz werden Leitungsführungen überprüft und Aufstellflächen für die Feuerwehr berücksichtigt. Die Baumstandorte werden großzügig ausgehoben und mit speziellem Baumsubstrat verbessert. Jeder Baum erhält eine Randeinfassung von in der Regel 4 x 2 Metern.
Pietsch ist der Ansicht, dass es "den" Klimabaum nicht gibt. Stattdessen muss ein Baum ausgewählt werden, der die spezifischen Standortbedingungen wie Hitze, Trockenheit und engen Wurzelraum übersteht. Er empfiehlt die GALK-Straßenbaumliste oder die Veröffentlichung „Zukunftsbäume für die Stadt“ des Bundes deutscher Baumschulen.
Baumqualität und Pflanzung
Pietsch wählt die Bäume für Esslingen persönlich in den Baumschulen aus, um beste Qualität, arttypische Erziehung und einen geraden Stamm zu gewährleisten. Bei der Pflanzung achtet er darauf, dass das Hauptgewicht des Baumes am Ballen hängt, um Schäden an den Leitgefäßen zu vermeiden. Ab einem Stammumfang von 30-35 Zentimetern wird auf eine Anbindung verzichtet, da der Ballen schwer genug ist. Bei kleineren Dimensionen erfolgt die Anbindung nur über den Zweibock für zwei Jahre. Die Baumpfähle werden im offenen Loch eingebaut, um den Ballen zu schonen. Zudem wird der Ballen mindestens fünf Zentimeter höher eingebaut, da es auch beim lagenweisen Einbau von FLL-Baumsubstrat zu Sackungen kommt.
Baumschnitt und weitere Pflegetipps
Jeder neu gepflanzte Baum in Esslingen erhält einen Pflanzschnitt, um das Lichtraumprofil anzulegen und die Terminale freizulegen. Konkurrenztriebe und hängendes Holz werden entfernt. Zwei Nachschnitte folgen, um eine schnelle Vergreisung zu verhindern. Die Neupflanzung in der Stadt erfordert beste Bedingungen, um einen Pflanzschock zu vermeiden.
Baumbeete in der Stadt sind stark belastet. Baumsäcke werden aufgrund ständiger Feuchtigkeit über dem Wurzelballen nicht mehr verwendet. Stattdessen kommen Kunststoffgießränder zum Einsatz, die eingegraben und wiederverwendet werden. Neupflanzungen werden am Stamm durch einen weißen Anstrich geschützt, außer Eichen, Birken und Platanen. Dieser Anstrich platzt über die Jahre ab, wodurch sich der Baum langsam an die Sonneneinstrahlung gewöhnen kann. Die Himmelsrichtungen des Standorts werden bereits in der Baumschule gekennzeichnet, um Frostrisse zu verhindern. In Esslingen ist eine Anwachspflege von fünf Jahren vorgesehen, mit 6 bis 10 Gießgängen pro Jahr und 150 bis 300 Litern Wasser, je nach Größe. Die Wassermengen werden schrittweise reduziert, um den Baum ans Grundwasser zu gewöhnen. Gedüngt wird im Austrieb und im Juni. Derzeit werden sechs Gießwägen mit Trinkwasser betrieben, es werden jedoch nachhaltigere Lösungen wie Wasser aus Filterrückspülungen von Schwimmbädern oder alten Quellkammern geprüft.
In der Diskussion zeigte sich, dass viele Landschaftsarchitekten mit Baumgruben von 12 Kubikmetern zufrieden sind, während die von Johannes Prügl vorgeschlagene Erhöhung auf 24 Kubikmeter in der neuen FLL-Richtlinie auf wenig Begeisterung stieß.
Fassadenbegrünungen als städtische "cool downs"
Dr. Bernhard Scharf von der Universität für Bodenkultur in Wien forscht und lehrt über Fassadenbegrünungen als Element der Stadtklimaanpassung. Er wies darauf hin, dass die Erderwärmung weiterhin im Worst-Case-Szenario verläuft, was in europäischen Städten zu einer Erwärmung von rund 8° Celsius bis 2100 führen könnte. Dies bedeutet eine Zunahme von Hitzewellen, schwülwarmem Klima, Dürren und Starkregenereignissen. Für Wien wurden bis 2050 bis zu 45° Celsius im Schatten prognostiziert. Ab 41° Celsius und 100 Prozent Luftfeuchtigkeit ist der Mensch nicht mehr lebensfähig, da die Kühlung durch Schwitzen ausbleibt. Dies führt zu unbewohnbaren Gebieten, Klimaflüchtlingen und überhitzten Städten. Scharf skizzierte eine Zukunft mit 50 bis 60 Tropennächten und 39 bis 40 Hitzetagen für Wien.
Städte sind der Hauptsiedlungsraum des Menschen, jedoch oft versiegelt, schlecht durchlüftet und schattenarm, was bereits jetzt zu hitzebedingter Übersterblichkeit führt. Mineralische Oberflächen wie Beton und Asphalt können sich im Sommer auf über 70° Celsius erwärmen und diese Hitze an die Umgebung abgeben. Pflanzen hingegen haben eine Oberflächentemperatur im Bereich der Lufttemperatur oder darunter. Die individuell gefühlte Temperatur, die durch Wind, Luftfeuchte und Sonneneinstrahlung beeinflusst wird, ist entscheidend für das Wohlbefinden und sollte bei der Stadtgestaltung berücksichtigt werden.
Arten der Fassadenbegrünung und ihre Wirkung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Hausfassaden zu begrünen. Dazu gehören bodengebundene Selbstklimmer wie Efeu oder Wilder Wein sowie bodengebundene Kletterpflanzen, die Rank- oder Kletterhilfen benötigen, wie Blauregen. Moderne Techniken ermöglichen troggebundene Systeme für Gehölze, wie das Beispiel des Bosco Verticale in Mailand zeigt. Troggebundene Kletterpflanzen an Maschendraht sind ebenfalls etabliert. Wandgebundene Systeme arbeiten mit Stauden und sind flächige Konstruktionen. Modulare Systeme mit vorkultivierten Kassetten setzen sich zunehmend durch.
Pflanzen reflektieren Sonne, speichern wenig Wärme, produzieren Sauerstoff und verdunsten Wasser, was zur Kühlung der Umgebung beiträgt (latenter Wärmestrom). Eine begrünte Fassade hat eine bis zu 5° Celsius niedrigere Temperatur als die Umgebung. Fassadenbegrünungen wirken somit als lebendige Klimaanlagen. Scharf veranschaulichte dies am Beispiel einer grünen Musterfassade am Haus „Die 48er“ in Wien. Die Stromkosten für alternative Klimageräte (712,26 kWh à 0,16 €/kWh = 113,96 €) stehen in deutlichem Kontrast zu den Wasserkosten für die Fassadenbegrünung (3.000 Liter à 1,86 €/m³ = 5,58 €), was eine monetäre Differenz von über 98 Euro pro Tag zugunsten der Begrünung ergibt.
Zusätzlich verlängern Begrünungen die Lebenszeit von Fassaden, da sie extreme Temperaturschwankungen abpuffern. Eine weiße Putzfassade kann sich im Sommer auf bis zu 60° Celsius erwärmen. Begrünungen bieten zudem eine Dämmwirkung gegen Hitze im Sommer und Kälte im Winter. Je höher und dichter der Bewuchs, desto besser die Dämmleistung. Bei bereits optimal wärmegedämmten Fassaden ist dieser Effekt jedoch geringer.
Mithilfe von Wandtemperatursensormessungen und Simulationsmodellen lässt sich die Verbesserung des thermischen Komforts in Städten ermitteln. Scharf berichtete von einer virtuellen Installation von Dachbegrünungen, Bäumen und Fassadenbegrünungen auf 202.753 Quadratmetern Gebäudeoberfläche in Duisburg. Obwohl nur fünf Prozent der Fläche begrünt wurden, zeigte sich, dass Fassadenbegrünungen und Baumpflanzungen dort am effektivsten sind, wo viel Strahlung und Wind auftreten. Extensive Dachbegrünungen hatten die höchste Wirkungsleistung über alle Klimaindikatoren, gefolgt von Bäumen in Südlage. Wandgebundene Fassadenbegrünungen erwiesen sich als effektiver in ihrer Kühlleistung als Kletterpflanzen.
Regeln und Fazit
Ein Leitfaden für Brandschutz bei Fassadenbegrünungen, insbesondere die geschossweise Brandabschottung, schafft Rechtssicherheit. Fassadenbegrünungen müssen bedarfsgerecht über Sensorsteuerung bewässert werden, um zuverlässig zu funktionieren. Eine fachgerechte Planung, Ausführung und Pflege sind unerlässlich für eine lange Lebensdauer. Scharf betonte, dass Bäume, Fassaden- und Dachbegrünungen zukünftig integraler Bestandteil des Energiemanagements von Städten werden müssen. Eine weitere Voraussetzung ist, Niederschlagswasser vor Ort zu halten, da Pflanzen die besten Verdunster sind.
Unternehmensentwicklung und Nachhaltigkeit bei corthum
Nick Burkhardt, Wirtschaftsingenieur und Neffe des Geschäftsführers Uwe Schönthaler, ist Mitglied der Geschäftsleitung und verantwortet Organisation und Verwaltung. Paul Ruess, Sohn von Uwe Schönthaler und gelernter Landschaftsgärtner, ist ebenfalls im Unternehmen tätig und lernt die Abläufe in den Niederlassungen kennen.
Anfang 2021 erweiterte corthum sein Betriebsgelände in Marxzell um rund zwei Hektar, um die Lagerkapazitäten für Rohstoffe und Ware in der Hochsaison zu erhöhen. Auch das Erdenwerk „corthum Breisgau“ in Herbolzheim, 2014 eröffnet, wurde ausgebaut.
Seit dem 30. Januar 2020 ist corthum Nordschwarzwald Partner und Förderer des Naturparks Schwarzwald (Mitte/Nord). Nick Burkhardt betonte die Bedeutung von Regionalität und nachhaltigem Handeln. In Zusammenarbeit mit dem Naturpark wurde eine Erdmischung für Wildblumenwiesen entwickelt. Der corthum-Außendienst bietet fachliche Unterstützung bei der Erweiterung von Grünflächen in den Kommunen des Naturparks. Ein neuer Arbeitsbereich ist die Entwicklung von Substraten mit Pflanzenkohle/Aktivkohle als Zuschlagsstoff, um die Wasserspeicherung und Nährstoffversorgung im Zuge des Klimawandels zu optimieren.