Designing with Nature – Das war der Kerngedanke des World Green Infrastructure Congress in Berlin vom 20. bis 22.06.2017. Wenn der Mensch Erholung sucht, geht er in die Natur, um sattes Grün wahrzunehmen, frische Luft zu atmen, Wasser zu sehen und zu spüren und entspannt die Energien in Fluss zu bringen. Vielleicht liegt es daran, dass er bewusst oder unbewusst erkennt, dass er Teil des Kreislaufes der Natur ist. Was wäre, wenn er gar nicht weit gehen muss, um dieses gute Gefühl zu haben? Was wäre, wenn die Natur ihn ständig begleitet – dort, wo er arbeitet, wohnt oder übernachtet? Dann sind wir bei Blau-Grünen Gebäuden – designed with nature.
Das Konzept
Blau-Grüne Gebäude werden durch die Verbindung von Wasser und Pflanzen Teil des natürlichen Kreislaufes. Das steigert das Wohl der Menschen und damit auch den Wert des Gebäudes. Nicht zu unterschätzen: Die Energiekosten für die Gebäudeklimatisierung werden drastisch reduziert. Aber nicht nur das – Blau-Grüne Gebäude sind eine schlüssige Antwort auf die Herausforderungen des Klimawandels für den urbanen Raum. Sie wirken positiv auf zunehmende Starkregenereignisse und die Überhitzung in den Städten.
Wie sehen nun Blau-Grüne Gebäude aus? Das Verbindende über alle Nutzungsprofile ist, dass der natürliche Wasserkreislauf trotz Bebauung nahezu erhalten wird. Es wird möglichst wenig Trinkwasser verbraucht und möglichst wenig Abwasser eingeleitet. Überschüssiges Wasser verdunstet oder versickert. So werden die Grundwasservorräte erhalten und das Mikroklima verbessert. Die Verdunstung erfolgt sehr natürlich über Pflanzen die auf, am, im und um das Gebäude herum wachsen, oder technisch über eine adiabate Kühlung.
Wasser
Die Ausrichtung nachhaltigen Wassermanagements variiert je nach Nutzungsprofil. Wohngebäude und Hotels haben meist eine positive Grauwasserbilanz. Verbraucher wie Toiletten, Waschmaschinen und Entnahmestellen für Bewässerung können daher mit aufbereitetem Grauwasser versorgt werden. Regenwasser wird – falls nicht sogar für eine adiabate Kühlung genutzt – verdunstet oder versickert.
Das innovative Klima-Gründach der ZinCo GmbH ermöglicht inzwischen sogar, unbehandeltes Grauwasser zur Bewässerung und Verdunstung einzusetzen.
Bei Büro- und Verwaltungsgebäuden können Regen- und Grauwassernutzung intelligent miteinander verknüpft werden, so dass auch hier der Betriebswasserbedarf (nahezu) komplett gedeckt werden kann.
Energie und Klima
Grün am Gebäude beschattet und verdunstet Wasser. Bei der Verdunstung von Wasser entsteht Kälte. Verdunstet ein Kubikmeter Wasser bei 45 °C werden 700 kWh Energie gebunden. An einer 850 m² großen Grünfassade in Wien konnte die starke Verdunstungsleistung der Pflanzen beispielhaft nachgewiesen werden. Sie entspricht einer Kühlleistung von etwa 45 Klimaanlagen mit jeweils 3.000 Watt und 8 Stunden Betriebsdauer. Im Winter wiederum konnte der Wärmeverlust des Gebäudes um bis zu 50 % reduziert werden.
Wird bei unbegrünten Gebäuden fast die komplette Solarstrahlung in fühlbare Wärme und langwellige Strahlung umgesetzt, so wandeln extensiv begrünte Dächer rund 60 % Strahlungsbilanz in die Verdunstung von Wasser um.
Verdunstung kann auf natürliche Weise auch über von Regenwasser gespeisten Teichflächen, Wasserfällen oder Wasserläufe erfolgen.
Es gibt darüber hinaus auch eine haustechnische Möglichkeit, Wasser wieder in den natürlichen Wasserkreislauf zurückzuführen. Bei der adiabaten Gebäudekühlung wird Wasser in die Abluft gesprüht, bevor diese das Gebäude verlässt. Durch den Effekt der Verdunstungskühlung wird dann die Zuluft über einen Wärmeübertrager vorgekühlt. Idealerweise ist Regenwasser die Quelle für diese Anwendung. Regenwasser hat den enormen Vorteil, dass es eine sehr geringe Leitfähigkeit hat. Eine Enthärtung – wie oftmals bei der Verwendung von Trinkwasser erforderlich – entfällt. Gegenüber der Verwendung von Trinkwasser wird auch nur halb so viel Wasser benötigt und kein Abwasser erzeugt.
Regenwasser kann in der Haustechnik auch ohne Verdunstung zur Kühlung eingesetzt werden. Dabei wird Wärme über unterirdische Regenspeicher an das Erdreich abgegeben.
Die Wärme kann aus dem Regenspeicher auch zurückgewonnen und über eine Wärmepumpe für die Flächenheizung genutzt werden.
Eine weitere Energiequelle ist das Grauwasser in Form des Ablaufwassers aus Duschen. Durch die Wärme des Grauwassers wird das kalte Trinkwasser von ca. 10 °C auf ca. 27 °C vorgewärmt und der Mischarmatur und dem Heizkessel direkt wieder zugeführt. Dies geschieht über einen direkt unter der Dusche integrierten Wärmeübertrager. Durch ein Rohr-in-Rohr-System sind Abwasser und Trinkwasser 100 % hygienisch getrennt. So können bis zu 60 % der Wärmeenergie beim Duschen gespart werden.
Vorteile auf der ganzen Linie
Grauwassernutzung spart immer Trink- und Abwasserkosten. So werden schnell Amortisationszeiten von deutlich unter 10 Jahren erreicht. Verstärkt wird dieser Effekt durch die Wärmerückgewinnung aus Grauwasser, die sich schon nach 2-6 Jahren rechnet.
Regenwasser eingesetzt zur Bewässerung von Gebäudegrün und für adiabate Gebäudekühlung erspart die Abwassergebühren. Naturnahe Prozesse können damit nahezu 90 % an Betriebskosten für die Gebäudekühlung sparen im Vergleich zu konventionellen Systemen.
Gebäudegrün steigert die Aufenthalts-, Umgebungs- und Luftqualität. Es reduziert Lärm und hält Regenwasser zurück. Im Winter wirkt es als Wärmedämmung, im Sommer ist es ein Hitzeschild.
So halten Blau-Grüne Gebäude ihr Versprechen. Sie sind natürlich nachhaltig wirtschaftlich!