Schadensvermeidung bei Fassadenbegrünungen

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Bei sorgloser Planung sind Misserfolge bei der Gebäudebegrünung vorprogrammiert. Schon die bodengebundene Direktbegrünung war schadenskritisch gegenüber rissbehafteten Wandoberflächen und empfindlichen Funktionsbauteilen. Die erweiterte Bandbreite der Begrünungsformen mit Wuchshilfen in separater Ebene bis hin zu wandgebundenen Begrünungstechniken führt zu neuen interdisziplinären Herausforderungen.

1. Einleitung

Beispiele für die Begrünung vertikaler Flächen begegnen uns in der Überlieferung historischer Baukulturen ebenso wie in zukunftsweisenden Studien zur synergetischen Integration der Bauwerksbegrünung in das ökologische Gesamtkonzept des Einzelgebäudes und der Stadt. Die Nutzung von Fassaden und Mauerflächen als Pflanzengrund reicht in ihren verschiedenen Formen vom Nahrungsmittelanbau bis zur klimatischen/ökologischen Optimierung der Gebäude und ihres Umfeldes, zur gestalterischen Aufwertung der "Adresse" und - in der Summe - zur atmosphärischen und sozialen Verbesserung des städtischen Lebensraumes.

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Bauwerksbegrünung
Abb. 1: Schadensursache und typische Manifestation. Quelle: Pfoser 2012d

Die in ihrem Leistungspotenzial weitgehend erforschte Gebäudebegrünung erfährt große Aufmerksamkeit und zunehmende Akzeptanz. Sie verbraucht praktisch keine Grundstücksfläche und trifft infolge der Verknappung von Bauland und der damit einhergehenden Abnahme innerstädtischer Grünflächen auf ein umfangreiches Anwendungsfeld.

Mit den modernen Bauweisen der wandgebundenen Begrünungsformen ohne Boden- und Bodenwasseranschluss als Erweiterung der klassischen bodengebundenen Fassadenbegrünung haben neben den Anwendungsmöglichkeiten auch die fachlichen Anforderungen zugenommen. Auch für die neuen Begrünungsformen gilt: mit einer substanz- beziehungsweise planungsbedingten Schädigung des begrünten Gebäudes oder der Begrünung selbst gehen Akzeptanzverlust oder eine Totalaufgabe der Bauwerksbegrünung einher - ein Verlust zugleich für die dringenden ökologischen, energetischen und gestalterischen Zielsetzungen unserer Zeit. Vorbeugende Schadensvermeidung wird daher künftig zu einer vordringlichen Arbeitsgrundlage.

2. Neue Herausforderungen - interdisziplinäre Verantwortung

Die althergebrachte geduldige Bauweise der direktbegrünten massiven Außenmauer steht heute nicht mehr allein: moderne Fassadenbegrünungen leisten einen integrativen, jahreszeitlich angepassten Beitrag zur klimatischen Gesamtbilanz der in der Regel aus mehreren Funktionsschichten zusammengesetzten Wandaufbauten, zur ökologischen Qualität und zur Architektur des Gebäudes.

War schon die bodengebundene Direktbegrünung schadenskritisch gegenüber rissbehafteten Wandoberflächen und empfindlichen Funktionsbauteilen wie Fenstern, Sonnenschutzanlagen, Regenrinnen und so weiter, so erfährt die erweiterte Bandbreite der Begrünungsformen von der Wuchshilfe (Stäbe, Rohre, Seile, Gitter, Netze) in separater Ebene bis zu den neuen wandgebundenen Begrünungstechniken eine zusätzliche Erweiterung der möglichen Schadensursachen - dies bei der Ausbildung der Schnittstelle Fassade/Begrünung, bei den Komponenten des Begrünungsaufbaus und bei der Pflege und Wartung.

Eine entsprechend erweiterte interdisziplinäre Planungsintensität ist deshalb eine unerlässliche Voraussetzung zur vorsorglichen Schadensvermeidung. Architekten, Landschaftsarchitekten und Botaniker sind gefragt, die unterschiedlichen Schadenspotenziale der einzelnen Komponenten bereits während der Planung zu erkennen und gemeinsam ein abgestimmtes funktionsfähiges und gestalterisches Gesamtsystem zu entwickeln.

Eine klare Erkenntnis sollte sein, dass die Pflanze niemals eine "Schuld" am Versagen der Begrünung oder an einer Gebäudeschädigung trifft: selbst die pflanzenbedingte Fassaden-Schädigung ist die Folge eines Planungsfehlers, einer falschen Pflanzenwahl oder einer vorgeschädigten Bausubstanz.

Bauwerksbegrünung
Abb. 2: Übliche Fassadenbauweisen und geeignete Begrünungstechniken. Quelle: Pfoser et al. 2013, S. 40–41

3. Schadensursachen

Die Schadensursachen gliedern sich - neben einer vorgeschädigten Bausubstanz - in:

  • bautechnische Planungsfehler
  • ungeeignete Begrünungsform bzw. Pflanzenwahl
  • mangelhafte beziehungsweise ausbleibende Pflege und Wartung

Die Fehler haben Auswirkung auf

  • die Bausubstanz der zu begrünenden Fassade
  • die Sekundärkonstruktion (Wuchshilfe beziehungsweise substrattragende Behältnisse)
  • die Pflanzenentwicklung

Die Ursachen-Kategorien werden in Abbildung 1 detailliert dargestellt.

4. Ausprägung der Schäden

Die aus den beschriebenen Ursachen entstehenden typischen pflanzenbedingten, planungsbedingten oder durch eine vorgeschädigte Bausubstanz verursachten Schadensbilder lassen sich wie folgt einteilen:

a. Schadensursache: ungeeignete Pflanzenauswahl/Begrünungstechnik:

Selbstklimmer beschädigen mit ihren Haftorganen die Wandoberfläche, indem sie Anstriche punktweise chemisch anlösen, um ihre Haftscheiben direkt an der mineralischen Putzoberfläche zu verankern. Diese Haftorgane bleiben auch bei Beseitigung der Begrünung an der Wand zurück und sind später nur sehr zeitaufwändig zu entfernen. Durch die Pflanzenchemie (Säfte, verrottende Blätter, Fruchtsäure) können irreversible Verfärbungen an Bauteilen eintreten. Zerstörungen an der Bausubstanz: das Überwachsen, Lösen und Verformen von empfindlichen Bauteilen (Rinnen, Rollladenschienen, Metallbleche, Antennen etc.) sind Folgen einer unterschätzten Kraftentwicklung der wachsenden Pflanzen (siehe z. B. Wisteria sinensis, "Glycine"). Pflanzenschäden können durch eine sommerliche Überhitzung der Sekundärkonstruktion (z. B. dunkel gefärbte Metallkonstruktion) verursacht werden. Pflanzen mit negativ phototropen (lichtfliehenden) Eigenschaften schädigen durch ihr Einwachsen in Fugen/Risse (Dickenwachstum) die Bausubstanz. Folgeschäden entstehen durch eindringende Feuchtigkeit und Frost. Materialverrottung, Pilz- und Schimmelbefall können sich bei mangelnder Wartung durch ständige Überfeuchtung von Pflanzen beziehungsweise bei wandgebundenen Systemen im rückwärtigen Bereich ihrer Versorgungstechnik (anhaltende Kondensatbildung, Undichten) bei mangelnder Hinterlüftung ergeben. Hier kann es auch zu einem völligen Pflanzenausfall infolge von Funktionsstörungen des Versorgungssystems kommen. Mechanische Schäden durch das Versagen von Wuchshilfen infolge einer unterschätzten Gesamtlast (Eigengewicht + Schnee-/Eislast + Windlast) der Begrünung können auch Fremdschäden (Sachschäden, Unfälle) bewirken. Wuchskonstruktionen sollten daher auf die Lebensdauer der Pflanzen ausgerichtet sein. Auch die mit dem Pflanzengewicht zunehmende Brandlast einer Begrünung (hoher Totholzanteil, Trockenfall) muss bezüglich Eigen- und Fremdschäden beachtet und durch Pflege vermieden werden. Fahrlässigkeit kann zum Ausschluss von Versicherungsleistungen führen. [PFOSER et al. 2013, S. 74]

b. Schadensursache: bautechnische Planungsfehler:

Gebäude-Vorschäden in Form von Rissen bzw. Bauweisen mit offenen Fugen verlangen die sorgfältige Vorklärung geeigneter Begrünungstechniken. Für Sekundärkonstruktionen bereitgestellte, tragende Montagepunkte werden heute zunehmend als rostfreie Stahlkonsolen durch eine Wärmedämmung nach außen geführt: ohne Wärmebrücken-Minimierung erzeugen sie Kondensatfeuchte innerhalb der Dämmung, ein Schadensvorgang, der sich selbsttätig ausweitet. Gebäude-Formationen können den Pflanzenstandort durch ständigen Luftzug (Windschleusen) oder durch Lüftungsauslässe (z. B. Tiefgarage) schädigen.

Bauwerksbegrünung
Abb. 3: Begrünungsformen. Quelle: Pfoser 2012d

Das gleiche gilt für nachträgliche Veränderungen der Standortbedingungen der Pflanzen durch spätere Nachbarbauten (Verschattung, Sonnenlicht-Spiegelung, Regenschatten). Bodengebundene Pflanzen an öffentlichen Freiflächen (z. B. Parkplatz) nehmen Schaden durch eingeschwemmte Bodenverunreinigungen (Öl, Benzin, Putzmittel, Urin). Ein Totalverlust der Begrünung kann die Folge unterlassener rechtlicher Nachbarschafts-Klärungen sein, wie zum Beispiel störender Pflanzen-Überhang bei grenzständigen Wänden, eigenmächtige Begrünung von grenzständigen Nachbarwänden, Beseitigungsverlangen wegen Unverträglichkeit mit der Nutzung (z. B. Kindergarten und Grundschulen: Pflanzen mit giftigen Bestandteilen nicht erlaubt). [PFOSER et al., S. 74]

5. Planungsschritte zur Schadensvermeidung (vgl. Abb. 4)

Um die vorgenannten Schadensursachen zuverlässig auszuschließen bedarf es einer interdisziplinären Zusammenarbeit zur Klärung der systembezogenen und standorttypischen Grundlagen, der funktionalen und gestalterischen Zielsetzungen sowie der technischen und rechtlichen Randbedingungen. Hierzu bietet sich folgende Vorgehensweise an.

Stufe 1 - Grundlagen-Analyse

Zur Schadensvermeidung bei Bestandsbegrünungen, bei Bestands-Sanierungen mit Begrünung und bei zur Begrünung vorgesehenen Neubauten steht eine umfassende Grundlagen-Analyse im Vordergrund, welche zunächst die planungsrelevanten Klärungen zum Standort (Exposition, Klimadaten, Bodeneigenschaften, planungsrechtliche und nachbarrechtliche Umfeldbedingungen) sowie die Klärung des verfügbaren Budgets ermitteln soll. Bei der Bestandssanierung und beim Neubau sind die Chancen zu prüfen, inwieweit die Begrünung zugleich synergetisch in das ökologische/energetische Konzept des Bauvorhabens integriert werden kann. Mögliche Ziele sind die saisonale Regulierung der Verschattung von Raumverglasungen wie zum Beispiel Wintergärten, von Funktions-Verglasungen (Luftkollektoren, Transluzente Wärmedämmung etc.) oder von Loggien. [vgl. PFOSER 2012d, PFOSER et al. 2013, S. 78]

Weiterhin die ganzjährige Vermeidung von Temperatur-Extremen an der Gebäudehülle durch immergrüne Pflanzen (reduzierte Aufheizung in der warmen Jahreszeit je nach Verschattungsgrad, reduzierte Auskühlung durch Trockenhaltung der Wandoberfläche und Luftpolsterbildung der Belaubungsmasse in der kalten Jahreszeit. Diese Schutzwirkung ermöglicht neben der Einsparung von Heiz- und Kühlenergie eine Lebensdauerverlängerung der Fassadenmaterialien infolge geringer thermischer Kräfteeinwirkungen und reduzierter Strahlenbelastung (UV-Problematik bei Kunststoffen und Beschichtungen).

Stufe 2 - Klärung des funktionalen und gestalterischen Anspruchs (Zieldefinition)

In der zweiten Stufe ist der funktionale und gestalterische Anspruch des Bauvorhabens bzw. Sanierungsvorhabens zu klären, um die Planungsziele definieren zu können. [PFOSER 2012d] Die Gruppe passender Begrünungsformen kann nur in einer bautechnischen und bauphysikalischen Zusammensicht mit der Außenhauteignung des Gebäudes festgelegt werden. Der bestehende beziehungsweise angestrebte Fassadentyp wird mit den konstruktiven und botanischen Voraussetzungen der unterschiedlichen Begrünungsformen in Beziehung gesetzt, woraus sich eine eingrenzende Vorauswahl zur bautechnischen Gesamteignung ergibt. [PFOSER et al. 2013, S. 78]

Dabei geht es zudem um die aus der Begrünungsentscheidung folgenden konstruktiven Bauteile: bei Begrünungen steht die Art und Form der Wuchshilfe beziehungsweise des substrathaltenden Mediums im Vordergrund, dies ist für das Gebäude gestaltungsrelevant, bestimmt über Form und Bereich der Begrünungsausbreitung und korreliert in ihrem Aufbau stark mit der Pflanzenauswahl, da sie deren Wuchsbedingungen Rechnung tragen muss (dauerhafte Stabilität, Rasterabstände, Materialwahl, Vermeidung zu hoher Temperaturen durch helle Farbgebung). [PFOSER et al. 2013, S. 78]

Bauwerksbegrünung
Abb. 4: Schritte zur Schadenvermeidung. Quelle: Pfoser 2012d

Dies ermöglicht eine Pflanzen-Vorauswahl nach Anspruch und Lebensbereich anhand der bereits geklärten Kriterien Klima, Exposition, Boden/Substrat/Wurzelraum und der botanisch geeigneten Pflanzengesellschaft. Die endgültige Pflanzenentscheidung erfolgt anhand des Habitus wie Wuchsverhalten (Wuchsform, Wuchsrichtung, Wuchshöhe entsprechend Gebäudehöhe, -Breite, Wuchsstärke, Triebdurchmesser), Belaubungsphase (je nach energetischer Zielsetzung) und Gestaltanspruch (sommergrün, wintergrün, fakultativ wintergrün, Textur und Färbung). [PFOSER 2012b, PFOSER et al. 2013, S. 79]

Ein synergetisches Zusammenspiel von geeigneten Arten der Gebäudebegrünung und aktiven Energiegewinnungs-Maßnahmen ergibt sich durch die pflanzenbedingte Umgebungskühlung von Fotovoltaik-Paneelen, welche deren Wirkungsgrad verbessert, und durch eine natürliche jahreszeitliche Übereinstimmung der Belaubung mit der solarthermischen Flächennutzung: warme Jahreszeit = Belaubungsphase (Wärmeabwehr), Heizperiode = Laubfreiheit (Wärmegewinnung).

Zu beachten sind auch die sehr unterschiedlichen Pflege- und Instandhaltungskosten sowie eine ausreichende Aufstellmöglichkeit für Wartungsgerät (ggf. auf Fremdgelände). [vgl. PFOSER 2012d, PFOSER et al. 2013, S. 78]

Stufe 3 - Vorbereitung zur Umsetzung

Die dritte Stufe klärt das Erfordernis einer bauamtlichen Genehmigung (z. B. wegen Auflasten, Abstandsflächen, zusätzlicher Brandlast, Eingriffs- und Ausgleichsregelung) und leistet interdisziplinäre Arbeitsschritte für eine vollständige technische Planung und für die Ausschreibung der Leistungen, welche neben dem vollständigen Leistungsbild auch die Terminierung, den Umfang und die Daten der Gewährleistung sowie der Pflege und Wartungsleistungen festlegen soll. [PFOSER 2012b, PFOSER et al. 2013, S. 79]

6. Fazit

Gebäudebegrünungen sind gestalterisch und bautechnisch anspruchsvolle Bestandteile von Bauvorhaben. Sie erfordern in einer zielführenden Abfolge Klärungen des Anspruchs (Gestalt, Ökologie, Energie), der Bautechnik (Gebäude und Begrünung, Investitions- und Pflegekosten), der Gestaltung (Farbe, Textur, Blühzeit, Belaubungsphase), der rechtlichen Einbindung (Bau- und Nachbarrecht, Statik, Zugänglichkeit, Brandlast, ggf. Giftigkeit) und der Versorgung des Naturelements Begrünung mit Nährstoffen und Wasser über den Jahresturnus und den erwarteten Lebenszyklus. [PFOSER et al. 2013, S. 78]

Misserfolge sind bei sorgloser Planung vorprogrammiert. Interdisziplinäres Fachwissen und eine sorgfältige Berücksichtigung aller Kriterien auf dem Weg zur Realisation und während der Lebensdauer der Begrünung sind die Voraussetzung für ein langfristig erfolgreiches Ergebnis. Die vorliegend zusammengefassten Schritte zur Schadensvermeidung mögen einen Beitrag hierzu leisten. [PFOSER et al. 2013, S. 78]

Literatur

Althaus, C. (1987): Fassadenbegrünung. Ein Beitrag zu Risiken, Schäden und präventiver Schadensverhütung. Berlin-Hannover.

FLL - Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (2000): Richtlinie für die Planung, Ausführung und Pflege von Fassadenbegrünungen mit Kletterpflanzen, Bonn.

Kiermeier, P.; Althaus, C.; Schuppler, E. (1991): Empfehlungen zur Fassadenbegrünung an öffentlichen Bauwerken. Düsseldorf.

Köhler, M. (2012): Handbuch Bauwerksbegrünung. Planung - Konstruktion - Ausführung, Köln.

Pfoser, N. (2010a): Architekturmedium Pflanze. Potenziale einer neuen Fassadengestaltung, In: Stadt+Grün 3/2010, Berlin, S. 54-59.

Pfoser, N. (2010b): Gestaltungspotential Fassadenbegrünung. Optimierung architektonischer und stadtplanerischer Entscheidungen, In: Bauwerksbegrünung, Jahrbuch 2010, Stuttgart.

Pfoser, N. (2011): Fassadenbegrünung. Erweiterte Systematik, In: Bauwerksbegrünung, Jahrbuch 2011, Stuttgart, S. 97-103.

Pfoser, N. (2012a): Gebäudebegrünung als konzeptionelle Architektur-Integration, In: Biotope City - International Journal for City as Nature, Amsterdam.

Pfoser, N. (2012b): Anwendungshilfe für eine zielsichere Pflanzenwahl zur Fassadenbegrünung mit Kletterpflanzen, In: Biotope City - International Journal for City as Nature, Amsterdam.

Pfoser, N. (2012c): Fassadenbegrünung als möglicher Einsparungsfaktor. Realisierungs- und Erhaltungskosten im Systemvergleich, In: Biotope City - International Journal for City as Nature, Amsterdam.

Pfoser, N. (2012d): Schadensvermeidung bei der Anbringung von Fassadenbegrünung, In: Biotope City - International Journal for City as Nature, Amsterdam.

Pfoser, N. et al. (2013): Gebäude Begrünung Energie. Potenziale und Wechselwirkungen. Abschlussbericht, unter: forschungsinitiative.de/forschung/projekte/1008187-1216/ [20.12.2013].

Pfoser, N. et al. (2013): Gebäude Begrünung Energie. Potenziale und Wechselwirkungen. Abschlussbericht, unter: baufachinformation.de/literatur/Gebäude-Begrünung-Energie/2013109006683 [20.12.2013].

Pfoser, N. et al./Hrsg.: Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. - FLL (2014): Gebäude Begrünung Energie. Potenziale und Wechselwirkungen, Bonn.

Dipl.-Ing. Nicole Pfoser
Autorin

Architektin, Innenarchitektin

Technische Universität Darmstadt

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