MARGRET Bioshade

Bauphysikalische Quantifizierung der Beschattungs- und Kühlleistung durch Gebäudebegrünung

MARGRET Bioshade schafft belastbare, standardisierbare Kennwerte zur energetischen und hydrologischen Wirkung von Dach- und Vertikalbegrünungen – insbesondere als „Bioshading“ vor Fensterflächen. Die Ergebnisse sollen die Integration passiver grüner Maßnahmen in Energieausweise, Richtlinien und Simulationsmodelle ermöglichen und liefern eine robuste Datengrundlage für klimaresiliente Gebäudekonzepte.

Ausgangssituation/Motivation
Die Bauwerksbegrünung gilt als zentrale Maßnahme zur Klimawandelanpassung in dicht bebauten Gebieten. Sie kann urbane Hitzeinseln mindern, den Wasserhaushalt verbessern und Energieverbrauch reduzieren. Trotz politischer Zielvorgaben (z. B. EU Green Deal) fehlen bislang belastbare und standardisierte Kennwerte zur Wirksamkeit in den Bereichen Beschattung, Solarstrahlungs- und Wärmeeintragsreduktion und Wasserhaushalt. Die Quantifizierung dynamischer, pflanzenbasierter Systeme ist im Vergleich zu statischen, konventionellen Bauteilen besonders anspruchsvoll, insbesondere aufgrund der benötigen Anwuchs- und Entwicklungsphase und damit einhergehenden Wirkungsveränderungen im Wachstumsverlauf. Bestehende Daten beruhen zumeist auf Simulationen oder Messungen an ungedämmten Testobjekten. Begrünte Fensterflächen (Bioshading) wurden bislang kaum messtechnisch untersucht. Das Vorprojekt MARGRET etablierte hierfür eine hochinstrumentierte Prüfinfrastruktur und bestätigte das energetische Potenzial, ließ jedoch Details zu zentralen Fragen bezüglich Strahlungsdurchgang, Energiebilanz, Verdunstung und Übertragbarkeit offen.

Inhalte und Zielsetzungen
MARGRET Bioshade adressiert diese Forschungslücken mit drei Zielen: (1) Die Verschattungswirkung von Vertikalbegrünungen auf Fensterflächen wird systematisch quantifiziert. Dazu werden Kenngrößen wie Transmissionsgrad und g-Wert ermittelt und mit konventionellen Beschattungssystemen verglichen, um standardisierbare Werte für Planungs- und Simulationszwecke abzuleiten. (2) Die Wasserbilanz und die energetischen Effekte unterschiedlicher Begrünungssysteme werden untersucht. Im Fokus stehen dabei neben dem Abflussverhalten bei Starkregen auch die Ermittlung von Kennwerten für verminderten Wärmeeintrag und Verdunstungskühlung bei intensiv und extensiv begrünten Dächern. (3) Es sollen übertragbarer Kennwerte entwickelt werden, die eine Integration der Begrünungseffekte in Energieausweise, technische Richtlinien und energetische Simulationsmodelle ermöglichen.

Methodische Vorgehensweise
Auf Basis der etablierten Prüfinfrastruktur mit fünf verschiedenen Vertikalbegrünungsprüflingen und Dachbegrünungsteststand werden hochpräzise und praxisnahe Messungen im nun fortgeschrittenen Wachstumsstadium durchgeführt. Ergänzend kommen innovative Mess- und Charakterisierungsmethoden zum Einsatz: Pyroscanner zur flächendeckenden Messung des Strahlungsdurchgangs durch transparente Bauteile, kamerabasierte Transmissionsmessung, g-Wert-Messgerät, Wägezellensysteme zur Wasserbilanzierung sowie standardisierte Pflanzencharakterisierung (u. a. Leaf Area Index und Deckungsgrad). Neben der bisher untersuchten reduziert intensiven Dachbegrünung wird ein zusätzlicher Teststand mit extensiver Dachbegrünung aufgebaut. Ein digitaler Zwilling mit Echtzeit-Visualisierung der Messdaten unterstützt die Auswertung, Vergleichbarkeit und Übertragbarkeit der Ergebnisse.

Erwartete Ergebnisse
Das Projekt soll fundierte und reproduzierbare Kennwerte zur Beschattungswirkung und zu Energiedurchlassgraden von Vertikalbegrünungen vor transparenten Bauteilen sowie zum Wasserhaushalt und der Energiebilanz von Dach- und Vertikalbegrünungen liefern. Erwartet werden saisonal differenzierte Verschattungsfaktoren für Energie- und Tageslichtsimulationen, exakte Wasserbilanzen zur Bewertung der Verdunstungskühlleistung und belastbare Vergleichsdaten zu den energetischen Wirkungen reduziert intensiver versus extensiver Dachbegrünung unter realen Bedingungen. Darauf aufbauend werden Empfehlungen für Normen, OIB-Richtlinien und Energieausweise erarbeitet und ein umfassender Rohdatensatz veröffentlicht. MARGRET Bioshade schafft damit die methodische Grundlage für die breite Integration grüner Infrastruktur in die energetische Gebäudebewertung und leistet einen Beitrag zur CO₂-Reduktion durch verringerte Gebäudekühlung sowie zur Stärkung urbaner Resilienz.