Forschungsprojekt

Zwischenbericht GLASGrün

Regulierung von Klima, Energiebedarf und Wohlbefinden in GLASverbauten durch bautechnisch integrierte vertikale Fassadenbegrünungen.

Das Forschungsprojekt „GLASGrün“ , gefördert von BMK und FFG, wird gemeinsam mit BOKU Wien, Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau (Projektleitung), MPREIS Warenvertriebs GmbH, lichtblauwagner architekten generalplaner ztgmbh, IBO – Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH und RATAPLAN-ARCHITEKTUR ZT GmbH bis 2024 durchgeführt.

Im Mittelpunkt steht die Regulierung von Klima, Energiebedarf und Wohlbefinden in Glasverbauten durch bautechnisch integriertes, vertikales GRÜN. Das Glas wird von außen beschattet, es muss weniger gekühlt werden, der Ausblick wird schöner, die Biodiversität erhöht. Was in der Theorie einfach klingt, wird im Forschungsprojekt GLASGrün in der praktischen Umsetzung untersucht.

Eine vorgesetzte Fassadenbegrünung bringt rasche Hilfe, besonders wenn sie sie rasch und schön wie beim ersten Demostandortes des Projekts bei MPREIS in Söll in Tirol wächst Siehe Bild bereits kurz nach dem Setzen. In Söll wurde ein archetektonisches Design mit einem großmaschiges Raster von ca. 1×1 m gewählt. Dieser wird gebildet aus einer auf punktförmigen Betonfundamenten verankerten und an der Balkonplatte des Gebäudes rückgesicherten vertikalen Primärkonstruktion und einer dahinter versetzen, linearen Sekundärkonstruktion aus Rundrohren.

Der zweite Demostandort ist in Wien, in der Kreuzgasse. Dort wurde eine konstruktiv möglichst schlanke und einfach herzustellende Gesamtkonstruktion entwickelt. Die statisch ausgereizte Stahlkonstruktion tritt unbewachsen leicht und zurückhaltend in den Hintergrund und wird erst durch den Bewuchs zum markanten Element im Straßenraum, das den gesamten Bereich der zweigeschossig vollverglasten Südwestfassade beschatten wird.

Forschungsprojekt GLASGrün in Lebensmittelgeschäften

Das Glas wird von außen beschattet, es muss weniger gekühlt werden, der Ausblick wird schöner, die Biodiversität erhöht. Was in der Theorie einfach klingt, wird im Forschungsprojekt GLASGrün in der praktischen Umsetzung untersucht. Wissenschafter:innen gemeinsam mit Archtekt:innen, dem Innovationslabor GRÜNSTATTGRAU und einer Supermarktbetreiberin entwickeln vertikale Begrünungsvarianten zur Bestandsergänzung, zur Bestandssanierung und für den innerstädtischen Neubau.

Sommergrüne Pflanzen werden zur nachträglichen Außenverschattung eingesetzt, getestet und evaluiert. Dabei sollen die vegetationstechnischen als auch statischen Herausforderungen gelöst und übertragbare Standardvarianten entwickelt werden. GLASGrün wird quantitative Daten zu Energie-, Temperatur- und Mikroklimahaushalt vor und nach der Intervention generieren und es werden erstmalig fundierte sozialwissenschaftliche Erhebungen zu Akzeptanz und Wahrnehmung umgesetzt. Zusätzlich wird von GRÜNSTATTGRAU und BOKU ein Kosten-Nutzen Analyse erstellt:

Die Bilanz berücksichtigt Mikroklima, Energiehaushalt, Wasserbilanz, Errichtungs- und Erhaltungskosten, Kund*innenfrequenz, Kaufverhalten, Umsatz, Mitarbeiter*innenzufriedenheit, Lebensmittelfrische.

Demo-Umsetzungen in Tirol und Wien

Beim ersten Demoobjekt handelt es sich um eine Filiale von MPREIS in Tirol, die in einem mehrstufigen Verfahren aus 250 Märkten ausgewählt wurde. Ein hoher Glasanteil der Fassade, damit eine hohe thermische Belastung der Nutzer:innen zusätzlich zu den inneren Lasten durch Aufbacköfen, Industriegeschirrspüler etc., nicht automatisierte, in die Jahre gekommene Beschattungen innen und außenliegend, eine Klimaanlage, die aufgrund der Zuglufterscheinungen ungern genutzt wird, die Möglichkeit nächtlicher Querlüftung, die ebenfalls nicht genutzt wird, brachten die besten Voraussetzungen für ein Testobjekt.

Zunächst wurde der Sonnenverlauf mit einem animierbaren 3D Modell nachgestellt um für die Projektbeteiligten eine Diskussionsgrundlage zu schaffen und die Problemstellung zu veranschaulichen. In den Sommermonaten kommt es bereits in den frühen Morgenstunden zu einem hohen solaren Eintrag, der aufgrund fehlender automatisierter Beschattung unzureichend abgefangen wird. Das IBO hat im Innenraum an 7 Positionen Sensorik zur Überwachung der Raumlufttemperatur und -feuchtigkeit installiert. Zusätzlich wird der Stromverbrauch der Klimaanlage erfasst. Um den Einfluss der hohen inneren thermischen Lasten auszuschalten, wurde zusätzlich ein thermodynamisches Simulationsmodell erstellt.

Bild: MPREIS, Söll in Tirol Rankgerüste montiert, erster Bewuchs, Foto ©: MPREIS

Damit und mit den von der BOKU erfassten Messdaten zur Transmissivität wird die Wirkung mit und ohne Begrünung errechnet. Als Begrünung kommen trog- und bodengebundene Systeme zum Einsatz und im Falle von Demonstrationsprojekt 1 (M-Preis-Filiale Söll) auch unterschiedliche Rankgitter (architektonisch anspruchsvoll und low budget Variante). Zusätzlich kommen am genannten Standort auch in vordefinierten Bereichen mehrere Pflanzen zum Einsatz (z.B. Blauregen, Hopfen etc..), deren Wachstum und Einfluss z.B. auf den Strahlungsdurchgang untersucht wird.

Das zweite Demoobjekt befindet sich in Wien 1180, wurde ursprünglich als Friseursalon genutzt und beherbergt mittlerweile ein technisches Büro mit 11 Arbeitsplätzen. Trotz Klimaanlage und Kühldecke stellt sich jedoch kein behagliches Raumklima ein. Eine außenliegende Beschattung fehlt, die Exposition der rund 20m² großen Fassade ist SSW, es kann nicht quergelüftet werden. Die Kosten für eine außenliegende Beschattung bzw. Begrünung würden in etwa die gleiche Investition erfordern. Die Installation des Rankgitters und der Begrünung erfolgt 2023. [2]

Anhand der zwei Demonstrationsobjekte erarbeitet das GLASGrün-Team Leitfäden zu konstruktiven Lösungen, Einreichprozessen und Pflege- und Erhaltungsmanagementplänen für die in Frage kommenden Systeme und für die getesteten vertikalen Grünvarianten. Die Ergebnisse sind skalier- und übertragbar und bilden eine ökonomische Grundlage für künftige Adaptierungen weiterer Gebäude sowie für deren Erhaltung. Das IBO wird für dieses Projekt die Behaglichkeit vor und nach der Begrünung (ÖNORM EN 16798-1, Nachfolgenorm der EN 15251) sowie den Kühlenergiebedarf mit thermischen Gebäudesimulationen berechnen und bewerten. Begrünungen tragen nicht nur zur unmittelbaren Verbesserung von Arbeitsplätzen bei, sie helfen auch Ziele zu erreichen, die die EU zur Bekämpfung der Klimakrise gesetzt hat.

Über das Projekt

Das Konsortium des Projekts besteht aus: