Wandgebundene Fassadenbegrünung zur Biodiversitätsförderung

Vertikaler Lebensraum

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Artenvielfalt Bauwerksbegrünung
Auf dem Areal der Klima-Forschung-Station (KliFoStat) am Würzburger Hubland steht nicht nur die Wandbegrünung (hier Blick auf die Südwand) auf dem Prüfstand. Auch verschiedene Arten der Dachbegrünung und eine bepflanzte Versickerungsmulde im Vordergrund sind Bestandteil einer blau-grünen Infrastruktur. Foto: LWG Veitshöchheim

Vertikalbegrünung neu gedacht

Heiß, stickig, staubig - so sieht der wenig einladende Sommer-Alltag in unseren Städten viel zu häufig aus. Dicht an dicht stehende Gebäude speichern tagsüber die Sonnenenergie und geben sie bis spät in die Nacht an die Umgebung ab. An eine nächtliche Abkühlung ist oft nicht mehr zu denken. Die so entstehenden urbanen Hitzeinseln belasten unseren Kreislauf und das allgemeine Wohlbefinden. Besonders alte und kranke Menschen und unsere Kinder leiden stark unter dieser Entwicklung. Pflanzen können hier Abhilfe schaffen. Durch ihre Transpirationskühlung und Verschattungseffekte leisten sie einen essenziellen Beitrag zur Abmilderung städtischer Hitzeinseln. Die grüne Infrastruktur in unseren Städten, zu denen begrünte Plätze, Parks oder Straßenbäume zählen, trägt so maßgeblich zur Klimamäßigung bei. Dass es gleichzeitig Lebens- und Wohlfühlraum für Mensch und Tier bietet, macht unser Stadtgrün unentbehrlich.

Die zunehmende Ausbreitung und Verdichtung unserer Siedlungsräume lassen allerdings nicht mehr viel Platz für klimawirksames Grün und natürliche Lebensräume.

Hier müssen wir kreativ werden und von alten Konventionen abrücken. Wenn wir aus Platzmangel unseren Wohnraum übereinanderstapeln und grenzenlos in die Höhe bauen können, warum sollte das nicht auch mit Pflanzen funktionieren? Die allgegenwärtigen Häuserfassaden bieten riesige Flächen, die die bebaute Grundfläche um ein Vielfaches übersteigt - ein großes Potential für die Etablierung einer vertikalen, grünen Infrastruktur.

Tatsächlich ist diese Idee gar nicht neu: schon die alten Ägypter begrünten ihre Wände, vorzugsweise mit Nutzpflanzen wie Wein. Auch andere Kletterpflanzen konnten sich über die Jahrhunderte an den massiven Gemäuern unserer Bauwerke behaupten und Schatten und Kühle spenden. Diese klassische Begrünung unter Zuhilfenahme selbsthaftender Rankorgane wie wir sie beim Efeu und wilden Wein kennen, hat spätestens mit dem Einzug innovativer Dämm- und Fassadentechnologien ausgedient. Abhilfe schaffen moderne Stütz- und Rankhilfen aus Edelstahlseilen oder Gitterkonstruktionen, die die Palette der verwendeten Rankpflanzen erheblich erweitert. Hier ist allerdings Geduld gefragt. Bis die Begrünung die zweite oder dritte Etage erreicht, können schon mal einige Jahre ins Land gehen.

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Artenvielfalt Bauwerksbegrünung
Ein üppig begrünter Innenhof mitten in Berlin sorgt für Lebensqualität und prima Klima. Foto: LWG Veitshöchheim
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Installation des mit bienenfreundlichen und trockenheitsresistenten Stauden bepflanzten Gabionensystems an der Klimaforschungsstation. Foto: LWG Veitshöchheim

Schneller - aber nicht weniger aufwändig - geht's mit wandgebundenen Systemen, den sogenannten "Living Walls". Modulare oder flächige Begrünungssysteme, werden an Aluminium- oder Edelstahlkonstruktionen in (fast) beliebiger Höhe und Größe an der Wand verankert.

Die teilweise durch Vorkultur im Gewächshaus begrünten Module können dann innerhalb kurzer Zeit eine geschlossene Pflanzendecke bilden. Über meist elektronisch gesteuerte Bewässerungssysteme werden die Pflanzen mit dem nötigen Wasser und Nährstoffen versorgt.

Eine wichtige Voraussetzung für die Installation von wandgebunden Begrünungssystemen ist der Hinterlüftungsspalt. Der Abstand zwischen Pflanzebene und Fassade spielt dabei für den klimatischen Effekt auf das Fassadenumfeld eine entscheidende Rolle. In unserem Projekt "Entwicklung und Optimierung begrünbarer Klimafassaden" sank die Luftfeuchtigkeit an der Fassade mit zunehmender Spaltbreite, so dass die viel befürchtete Überfeuchtung keine Gefahr für die Bausubstanz darstellt. Gleichzeitig relativierte sich mit zunehmendem Abstand aber auch der Kühleffekt (Bohl 2020). Bei der Planung und Installation sollten diese Zusammenhänge also berücksichtigt werden, um das klimatische Potential der Wandbegrünung voll auszuschöpfen.

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Die vegetativen Triebe des Efeus bilden feine Wurzeln, mit denen sie sich am Mauerwerk festhalten und so in die Höhe ranken können. Foto: LWG Veitshöchheim
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Großlaubige Stauden wie Heuchera und Hosta sorgen zusammen mit Gräsern für gute Deckung und Klimawirkung am Fassadenprüfstand der Klimaforschungsstation. Foto: LWG Veitshöchheim
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Bergenie, Heuchera, Geranium und verschiedene Gräser bilden einen ansprechenden Winteraspekt (Dezember 2017) im modularen Begrünungssystem an einem Wohnhaus in Berlin. Foto: Susanne Böll
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Gabionensystem an der Westwand der KliFoStat mit Pflanzen für frische Standorte und integrierten Nisthilfen für Wildbienen und andere Insekten. Nach einem Pflegeschnitt im Februar blühen im März das gefleckte Lungenkraut (blau) und die Primeln (gelb). Foto: LWG Veitshöchheim

Pflanzen als Klimaanlage

Auch die Pflanzenwahl kann einen großen Beitrag zur Klimawirkung leisten. Großlaubige und schnellwüchsige Pflanzenarten bilden innerhalb kurzer Zeit eine geschlossene Pflanzendecke und sorgen so für Verschattung und Transpirationskühlung aber auch für einen ansprechenden Gesamteindruck.

Für die Klimawirkung sicherlich eine prima Sache, da die gesamte Transpirationsleistung einer Pflanze maßgeblich von der Größe der Oberfläche abhängt. Nicht umsonst finden sich bei Pflanzen in trockenen und heißen Gebieten Anpassungsstrategien wie kleine oder gefiederte Blätter oder auch das Abwerfen der Blätter, um über die reduzierte Oberfläche den Wasserverlust zu minimieren. Im Umkehrschluss bedeutet das für die klimawirksame Wandbegrünung aber auch ein umfassendes Bewässerungsmanagement, denn wo kein Wasser ist, kann auch kein Wasser verdunsten. Im Sinne der Nachhaltigkeit und aufkeimenden blau-grünen Infrastruktur verzichten Vorzeigeprojekte heute auf die Verwendung von kostbarem Trinkwasser und greifen stattdessen auf gespeichertes Regenwasser zurück. Da die Wandbegrünungssysteme auf Grund ihrer Exposition aber nicht gerade prädestiniert dafür sind, große Wassermengen aufzunehmen und zu speichern, bietet sich hier eine Kombilösung mit einer entsprechenden Dachbegrünung an, um Regenwasser großflächig zu sammeln.

Gebäudegrün als Lebensraum

Bei der Dachbegrünung gibt es bereits viele Möglichkeiten, in Kombination zur Klimawirksamkeit und Retentionswirkung einen biodiversen Lebensraum in der Stadt zu schaffen. Durch die Integration verschiedener Biodiversitätsbausteine wie zum Beispiel Totholz, (temporäre) Wasserflächen, Sandlinsen aber auch industriell gefertigte Nisthilfen für Insekten und Vögel und die gezielte Pflanzenwahl lassen sich attraktive Ausgleichflächen an Ort und Stelle schaffen, wo durch die Bebauung ebenerdige Biotope verloren gehen. Als Trittsteinbiotope können Biodiversitätsgründächer Habitate in der Stadt verbinden und so den Austausch zwischen sonst getrennten Populationen ermöglichen.

Doch lassen sich diese Maßnahmen auch in der vertikalen Gebäudebegrünung umsetzen? Ein Teich oder ein Totholzstapel sind sicherlich nicht die ersten Maßnahmen, an die wir denken, wenn es darum geht, Lebensraum an der Hauswand zu schaffen.

Der Fokus sollte hier zuallererst auf der Pflanzenverwendung liegen. Angesichts des extremen Standortes ist die Pflanzenauswahl, die von den meisten Herstellern präferiert wird, auf eine Auswahl von bewährten Arten beschränkt. Gerne werden Gräser eingesetzt, die optisch das ganze Jahr über ansprechend aussehen und Struktur in die Wandbegrünung bringen - auch im Winter, wenn sich sommergrüne Arten zurückziehen. Für Bestäuber Insekten sind diese allerdings wenig interessant, da sie sich für ihre Fortpflanzung der Windbestäubung bedienen. Als Überwinterungsquartier können sie einigen Insekten allerdings gute Dienste leisten, vorausgesetzt der Rückschnitt findet nicht zu früh statt. Neben einigen anderen Blühstauden finden sich in den Empfehlungslisten des BUGG oder der FLL diverse Sorten von Bergenien, Heuchera (Purpurglöckchen), Geranium oder Hosta (Funkien), die entsprechend auch häufig Verwendung finden.

Ein Blick auf die Wirtsfamilien unserer einheimischen Wildbienen verrät, dass die Saxifragaceae (Bergenia und Heuchera), Asparagaceae (Hosta) und Geraniaceae es nicht mal in die Top 30 der beliebtesten Pollen- und Nektarspender schaffen. Lediglich eine Hand voll nicht spezialisierte Wildbienen von den bei uns über 550 heimischen Arten sammelt neben anderen auch auf diesen Arten (Zurbuchen et al. 2012). Ganz oben auf der Liste stehen hingegen Korb- (Asteraceae), Lippen- (Lamiaceae), Kreuz- (Brassicaceae), Dolden- (Apiaceae) und Schmetterlingsblüter (Fabaceae). Also eine reiche Fülle an bienenfreundlichen Stauden, aus der sich bei der Planung der Wandbegrünung schöpfen ließe.

Extremstandort Fassadenbegrünung

Durch die senkrechte Exposition herrschen an der Fassade völlig andere Bedingungen als am Boden. So führt zum Beispiel ein veränderter Winkel der Sonneneinstrahlung, nicht wie bei ebenerdiger Bepflanzung mittags, sondern morgens oder in den späten Nachmittagsstunden zu einer erhöhten Strahlungsintensität in ost- beziehungsweise westexponierten Lagen. Außerdem sind die Windverhältnisse in luftigen Höhen nicht mit denen am Boden zu vergleichen, und in Systemen mit vertikaler Pflanzfläche wirkt auch die Schwerkraft in eine andere Richtung. Durch den geringen Wurzelraum und fehlenden Bodenanschluss ist eine kontinuierliche Bewässerung und Nährstoffversorgung unabdingbar. Im Winter stellt die Wasserversorgung eine zusätzliche Herausforderung dar. Bei Frost müssen die Leitungen wasserfrei gehalten werden, um ein Auffrieren zu verhindern. Bei Frostfreiheit müssen immergrüne Arten aber auch im Winter versorgt werden. Hinzu kommt der geringe Wurzelraum, der bei Minusgraden schnell durchfrieren kann. Hier besteht die Gefahr der Frosttrocknis: während eine starke Sonneneinstrahlung für eine erhöhte Transpiration sorgt, kann aus dem gefrorenen Boden kein Wasser zur Verdunstung aufgenommen werden und die Pflanzen vertrocknen.

Daher sollten die Pflanzen vor ihrem Einsatz am Extremstandort Fassade auf Herz und Nieren geprüft werden, um die Langlebigkeit und Funktionalität der Begrünung dauerhaft zu begünstigen.

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Verschiedene Wildbienen, Wespen und Fliegen an den Blüten der Wandbegrünung. 1: Mauerbiene am gefleckten Lungenkraut, 2: Keulenwespe an mandelblättriger Wolfsmilch, 3: Hummelschwebfliege am Blutroten Storchschnabel, 4: Wollbiene am Weißen Zwerglavendel, 5: Scherenbiene in einer Blüte der Rundblättrigen Glockenblume, 6: Blattschneiderbiene am Hornklee. Fotos: LWG Veitshöchheim

Unser Projekt "Artenreiche grüne Gebäudehüllen"

In unserem Versuch gehen wir der Frage nach, ob sich mit einer abgestimmten Pflanzenauswahl vertikales Stadtgrün schaffen lässt, das Klimawirksamkeit und biodiversen Lebensraum im urbanen Umfeld vereint. In zwei unterschiedlichen Modulsystemen mit vertikaler (Rinnensystem) und horizontaler (Gabionen System) Pflanzfläche testen wir über 30 verschiedene winterharte Stauden aus unterschiedlichen Familien. Dabei stehen möglichst kleinwüchsige Sorten auf dem Prüfstand, um den Pflegeaufwand gering zu halten, und die Wind- und Traglast zu minimieren. In der südausgerichteten Wand haben wir trockenheitsverträgliche Stauden kombiniert wie zum Beispiel Lavendel, Oregano, Zwergflockenblume, Berg-Steinkraut, Karthäusernelke oder die Teppich-Garbe. In der teilweise beschatteten Westwand finden sich mit Wiesenschaumkraut, Edelgamander, Primel, geflecktem Lungenkraut oder dem zwergigen Frauenmantel Pflanzen von frischen Standorten.

Blütensnack für Bestäuber

Bei der Auswahl der Arten haben wir besonders auf abwechslungsreiche Blütenformen und lange sich überschneidende Blühzeiten geachtet, um den Bestäubern rund um die Flugsaison Nahrung zu bieten. Schon im Pflanzjahr 2021 standen mit dieser Auswahl kontinuierlich Blüten zur Verfügung, die von den verschiedensten Wildbienen und anderen Insekten angenommen wurden. Für Fluginsekten macht es also keinen Unterschied, ob sich die Blüten am Boden oder in der Vertikalen befinden.

System trifft Pflanze - aber passen muss es

Dabei bietet zum Beispiel die mandelblättrige Wolfsmilch mit ihren reich mit Nektar gefüllten, gut erreichbaren Blüten schon sehr früh im Jahr einen willkommenen Energieschub für Fluginsekten. Mit dem auffälligen Kontrast von gelben Blüten und dunkelgrünem Laub, dass sich bei stärkerer Sonneneinstrahlung und zum Winter hin purpur färbt, bietet sie auch für den Betrachter rund ums Jahr spannende Akzente. Sowohl in der waagerechten als auch in der senkrechten Pflanzvariante konnte sie sich bisher an einem vollsonnigen Standort in Südausrichtung gut behaupten.

Als sehr wertvoll zeichnet sich auch die rundblättrige Glockenblume in der Westwand ab. Von Juni bis zum Frost bot sie mit ihren überhängenden Blüten nicht nur reichlich Nahrung, sondern auch Regenschutz und Übernachtungsplätze. Gerade im Gabionen System erreichte sie eine gute Deckung und ansprechende Optik. Für das Rinnensystem hingegen scheint die Wuchsform nicht üppig genug, um bei Einzelstellung die Abstände der Module auszufüllen. In einem zusätzlichen Versuchsansatz soll deshalb jetzt die Wirkung bei Gruppenpflanzung getestet werden. Dasselbe gilt auch für andere kompakte Arten wie Frühlingsfingerkraut, Karthäusernelke, Zwergflockenblume oder Oregano, die sich bisher gut etabliert und reichlich Nahrung geboten haben, im Rinnensystem allerdings durch die Art und Weise der Anordnung noch nicht optisch überzeugen konnten.

Andere Arten konnten sich aus unterschiedlichen Gründen bisher weder in den Gabionen noch im Rinnensystem durchsetzen. So wurde der zwergige Islandmohn großflächig von Schnecken abgefressen, der kriechende Günsel und die Goldfetthenne durch die starke Konkurrenz von Erdbeere und Lungenkraut verdrängt, während dem eigentlich robusten Bergsteinkraut die Nachbarschaft zum stark wuchernden Hornklee zum Verhängnis wurde.

So wichtig wie der Lotus für unsere einheimischen Insektenarten auch ist, sollte er in der Wandbegrünung sehr sparsam und mit gebührendem Abstand zu anderen Pflanzen eingesetzt werden. Ob er überhängend oder aufrecht mit bis zu 50 Zentimeter heranwächst, lässt sich im Vorfeld nicht sagen. Je nach Position in der Wand war im Rinnensystem beides zu beobachten.

Generell sollte bei modularen Systemen mit vertikaler Pflanzfläche die Höhe der Pflanzen so gewählt werden, dass die Abstände zwischen den Modulen ausgefüllt werden, um eine gute Deckung zu erreichen. Für den Einsatz in flächigen Systemen sollten eher niedrigere, buschige oder polsterbildende Arten mit ähnlichem Konkurrenzverhalten Verwendung finden.

Auch Nistplätze gehören dazu

Beim Thema Biodiversität geht es nicht nur darum, Nahrungsressourcen anzubieten. Gleichzeitig müssen auch Habitat-Strukturen geschaffen werden, um ein ganzheitliches Lebensraumkonzept umzusetzen. Wegen ihres vergleichbar geringen Wirkungsradius sind gerade Wildbienen auf die unmittelbare Nähe von Nahrungs- und Nistplätzen angewiesen. Daher haben wir neben der bewussten Pflanzenwahl auch Nisthilfen entwickelt, die sich in die unterschiedlichen Begrünungssysteme integrieren lassen. Platzhalter aus Aluminiumvierkantrohr oder Kunststoff sorgen dafür, dass die verschiedenen Nistmodule, die optional eingesetzt werden können, sowohl bei Bewässerung als auch bei Regen vor Feuchtigkeit geschützt sind.

Schon in der ersten Saison wurden sowohl die Strohalme (Papier und Stroh) als auch die Bohrlöcher in Hartholz in allen angebotenen Durchmessern (3, 6, 8 mm) angenommen. Da die Wände erst im Mai im Freiland installiert wurden, fehlen noch die sehr früh aktiven Wildbienenarten, die hier hoffentlich in dieser Saison "Wohnraum" finden. Nistaktivitäten bis in den Oktober hinein zeigen auch, wie wichtig es ist, dass noch spät im Jahr Pollen und Nektar zur Verfügung stehen.

Und so soll es weitergehen

Die erste Saison war also sehr vielversprechend, was die Etablierung der Begrünung und die Akzeptanz der Bestäuber angeht. Weiterhin sollen nun regelmäßige Pflanzenbonituren und die Bestimmung der Wildbienenarten und deren Verhalten an den Blüten und Nisthilfen Aufschluss über die Artenvielfalt und das Potential der Wandbegrünung zur dauerhaften Förderung der Biodiversität in unseren Städten geben.



Artenvielfalt Bauwerksbegrünung
9 Dynamik der Niströhrenbelegung am Standort KliFoStat (west + süd) zwischen Juni und Oktober 2021. Die Gesamtzahl der angebotenen Nistmöglichkeiten beträgt 684 (8–9 mm), 1008 (6 mm) und 1274 (3-4 mm).

Anmerkung

Weiterführende Infos:

www.lwg.bayern.de/landespflege/urbanes_gruen/268677/index.php

Literatur

  • Bohl, J. 2020: Pflanze trifft Bauwerk - Ergebnisse eines Praxisversuchs. Neue Landschaft (4), 42-47 S.
  • BUGG - Pflanzenliste für wandgebundene Fassadenbegrünung www.gebaeudegruen.info/fileadmin/website/gruen/Fassadenbegruenung/basiswissen/Pflanzenliste_wandgeb_arten.pdf [letzte Änderung 02.2015, abgerufen am 15.03.2022].
  • FLL - Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. 2018. Fassadenbegrünungsrichtlinien.
  • Zurbuchen,A.; Müller, A. 2012: Wildbienenschutz - von der Wissenschaft zurPraxis. Zürich, Bristol-Stiftung; Bern, Stuttgart, Wien, Haupt. 162
Dr. Katja Arand
Autorin

Institut für Stadtgrün und Landschaftsbau, LWG

Bayerische Landesanstalt für Weinbau u. Gartenbau

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