Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen

Freizeitgartenbau/Gartenakademie

Tag der (grünen) Klimaanlage

Heute, am 03. Juli, wird in den USA der Tag der Klimaanlage „gefeiert“.
Für uns von der Hessischen Gartenakademie ein guter Anlass, um Werbung für die multifunktionalen, preiswerten und umweltfreundlichen grünen Klimaanlagen zu machen.

Was sind grüne Klimaanlagen?

Großkroniger Baum auf einer Wiese, darunter eine Bank
Was gibt es besseres, als an einem heißen Tag im Schatten eines Baumes zu sitzen statt unter einem Sonnenschirm, der selbst keine Verdunstungskühle produziert?; Foto: Albrecht Fietz auf Pixabay

Zu den grünen Klimaanlagen zählen alle Pflanzen, ob Baum, Strauch, Staude oder Gras. Diese arbeiten, wie auch die mechanischen Klimaanlagen, mit dem Prinzip der Verdunstungskühle. Die grünen Klimaanlagen laufen jedoch relativ wartungsfrei und ohne Anschluss ans Stromnetz. Sonnenenergie liefert die für den Verdunstungseffekt notwendige Wärme. Die dafür benötigten Solarmodule (sogenannte Blätter) sind in die Pflanze integriert und auch biologisch abbaubar.

Warum brauchen wir grüne Klimaanlagen?

IR-Aufnahme: Geringere Wärmestrahlung auf einem Gehweg unter Bäumen
IR-Aufnahme: Geringere Wärmestrahlung auf einem Gehweg unter Bäumen

Ab einer Lufttemperatur von ca. 30 °C sinkt unsere Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit. Wenn die Temperatur nachts nicht unter 20 °C abkühlt (sogenannte Tropennächte), leidet auch unser Schlaf, was weitere Auswirkungen auf unsere Leistungsfähigkeit hat. Bei noch höheren Temperaturen können gesundheitliche Probleme auftreten, von Kopfschmerzen bis hin zum Kreislaufversagen. Besonders betroffen sind vor allem Kinder und ältere Menschen. Klimaanlagen bieten Abhilfe, indem sie die Umgebungsluft abkühlen.

Fassadenbegrünung an einem mehrstöckigen Wohngebäude
Fassadenbegrünung mal anders mit einem wandgebundenen System. Anders als bei der traditionellen, bodengebundenen Fassadenbegrünung wachsen die Pflanzen hier in Pflanzschalen oder ~taschen, die direkt an der Fassade angebracht sind. Dieses System hat den Vorteil, dass die Begrünung schneller die Kühlleistung erbringen kann. Die Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen erfolgt über eine automatische Anlage. Der Aufwand für Pflege und Wartung ist insgesamt höher als bei den traditionellen, bodengebundenen Begrünungen. Foto: Bundesverband GebäudeGrün e.V.

In den letzten Jahren wurde im Zuge der globalen Erwärmung auch bei uns in Deutschland des Öfteren die 30 Grad–Marke geknackt und die Anzahl der Tropennächte hat sich stellenweise verdreifacht. Besonders betroffen sind die Regionen mit einer hohen Verdichtung und Versiegelungsfläche. (Zu diesem Thema haben wir letztes Jahr auch einen Modellversuch gemacht: Schotterflächen vs. Pflanzflächen – ein Modellversuch.)

Mobile und festinstallierte Klimaanlagen werden deswegen immer beliebter. Leider haben diese, neben der erwünschten Abkühlung, noch einige negative Effekte, wie z.B. einen hohen Stromverbrauch, eine weitere Aufheizung der Außenluft durch Abwärme oder gesundheitliche Auswirkungen durch falsche Temperatureinstellung und fehlende Wartung. Grüne Klimaanlagen können helfen, den Bedarf nach mechanischen Klimaanlagen zu vermindern.

Wie arbeiten diese Klimaanlagen?

IR-Aufnahme: Wandbegrünung mindert Hitzeabgabe
IR-Aufnahme: Wandbegrünung mindert Hitzeabgabe

Der Effekt der Verdunstungskühle entsteht, wenn sich eine Flüssigkeit erwärmt und dabei in den gasförmigen Zustand übergeht. Die Moleküle der Flüssigkeit nehmen bei diesem Vorgang die Wärmeenergie auf, lösen sich aus dem flüssigen Verband und gehen so in den gasförmigen Zustand über. Dabei nehmen die Moleküle die Wärmeenergie mit, die die Verdunstung in Gang gesetzt hat. Dieser Effekt wirkt kühlend, ähnlich wie beim Schwitzen über die Haut.

Dieser Kühlungseffekt fällt quasi als „Begleiterscheinung“ bei der Photosynthesearbeit der Pflanzen an. Durch die Transpiration von Wasser über die Blätter kühlen diese sich selbst und ihre Umgebungsluft.

Verschiedene „Modelle“

Es gibt mehrere „Modellvarianten“ mit unterschiedlichen Kühlleistungen und für verschiedene Flächengrößen. Das größte „Modell“ ist der Baum, gefolgt von Gehölzstreifen, Hecken, Sträuchern, Pflanzbeeten, Fassadenbegrünung, Dachbegrünung und Wiesen.

Kühlleistung

Auf Flachdächern angelegte Gärten
Über den Dächern … besser auf den Dächern können ganze Gärten entstehen: Auf diesen Dächern sind unterschiedliche Begrünungsformen vertreten: Neben der pflegearmen, extensiven Dachbegrünung mit flach wachsenden Stauden befinden sich intensive Dachbegrünungsbereiche mit höheren Sträuchern und Nutzgarten in Form von Hochbeeten. Der Rasen lädt zum Spielen ein. Foto: Bundesverband GebäudeGrün e.V.

Die Kühlleistung ist modell- (Art der Pflanze, Größe, Alter, Blattmasse) und standortabhängig (Bodenart und -feuchte, Sonnenstunden, Luftfeuchte, Wind). Pauschal lässt sich jedoch sagen: Je mehr Blätter eine Pflanze hat, umso mehr kann sie über die Blätter transpirieren und dadurch kühlen.

Ein Vergleich mit einer mechanischen Klimaanlage:

Für einen 20 m² großen Raum mit einer Deckenhöhe von ca. 2,5 m benötigt man eine Klimaanlage mit einer Kühlleistung von ca. 2 kW. Gemäß Aussagen von Forschern der Universität Wageningen soll die Kühlleistung eines großen Laubbaums 20 bis 30 kW betragen. Das würde ca. 10 Standardklimaanlagen entsprechen. (Quelle: Artikel Botanik Guide siehe ‚Weitere Quellen‘)

Laut einer Studie in Wien an einer 850 m² großen Fassadenbegrünung, bringen diese Pflanzen so viel wie 75 Klimaanlagen mit einer Kühlleistung von 3 kW im 8 Std Betrieb. Rechnet man die Zahlen auf einen Quadratmeter Fassadenbegrünung um, entspricht das einer Kühlleistung von ca. 2 kW. (Quelle: S. 31 der Präsentation „Natürlich kühlen“ von Jürgen Preiss, Stadt Wien, siehe ‚Weitere Quellen‘)

Multifunktional

Und wem das noch nicht genug ist, dem bieten die grünen Klimaanlagen je nach „Modell“ noch viele weitere Zusatzfunktionen:

  • Bindung von CO²
    Alle „Modelle“ bieten die Funktion der CO² -Speicherung. Heutzutage ein ganz netter Nebeneffekt, da das überschüssige CO² in der Luft zur weiteren globalen Erwärmung beiträgt.
  • Sauerstoffproduktion
    Ein „Abfallprodukt“ der Photosynthese, das maßgeblich zu unserem Leben und Wohlbefinden gehört.
    Waagerecht an einer Wand wachsene Bäumchen
    Können Bäume waagerecht an einer Wand wachsen? Mit dieser wandgebundenen Fassadenbegrünung in Form eines Schaugartens mit 3 kleinen Stämmchen in der vertikalen Fläche wird gezeigt, dass auch das mit etwas technischem Aufwand möglich ist. Foto: Bundesverband GebäudeGrün e.V.
  • Aufnahme und Verdunstung von Regenwasser
    Zusammen mit der Systemkomponente Boden (gibt es mehr oder weniger umsonst dazu) können Starkregenereignisse aufgefangen werden: Der Boden speichert das Regenwasser, die Pflanze gibt es über die Verdunstung wieder in die Luft ab und kühlt so weiter die Umgebungsluft.
  • Schattenspendung
    Mildert die weitere Aufheizung von Wegen, Mauern und Gebäuden.
  • Frischluftzufuhr
    Mehrere Anlagen und Modelle (in Haus- und Kleingärten, Parkflächen, an Gebäuden) hintereinandergeschaltet wirken wie eine Frischluftschneise, die kühlere Luft vom Land in die Stadt bringt.
  • Bindung von Feinstaub
    Ein Teil des Feinstaubes aus der Luft bleibt an den Blättern haften. Bis zu 0,2 Kilogramm Staub und Schadstoffpartikel pro Quadratmeter können durch eine Dach- oder Fassadenbegrünung aus der Luft gefiltert werden (Angabe Deutsche Bundesstiftung Umwelt).
  • Gebäudeisolierung
    Die Modelle Dach- und Fassadenbegrünung mildern die Aufheizung der Gebäude im Sommer und die Auskühlung während der kälteren Jahreszeit. Bei der sommerlichen Wärmemessung an einer Hausfassade in Österreich (Lufttemperatur von 27 °C) betrug die Temperatur des unbegrünten Gebäudeteils ca. 42 °C und die der begrünten Fassade ca. 28 °C.

Und als wäre das nicht schon ein ziemlich umfangreiches Gadget-Angebot, bieten Pflanzen auch noch Mikrolebensräume für Tiere und haben die schönere Optik. Multifunktionaler ist fast nur ein Schweizer Taschenmesser.

 

Preisvergleich

Mechanische Klimaanlagen Grüne Klimaanlagen
* Preis ist abhängig von Größe und Sorte
*² inkl. Material, Preis ist abhängig von Größe der Pflanzen und Umfang der Vorarbeiten und Materialaufwand, Preise für Fassadenbegrünung und Dachbegrünung aus der FLL-Schriftenreihe „Gebäude, Begrünung, Energie“
*³ Berechnung anhand 500 Betriebsstunden im Jahr/ Preise entnommen https://vetall.de/Was-kostet-die-Installation-einer-Klimaanlage
Anschaffungskosten
  • Mobile Anlage: ca. 100 bis 800 €/ Stk
  • Splitanlage: ca. 600 bis 2.000 €/ Stk
  • Baum: ab 70 €/ Stk
  • Strauch: ab 10 €/ Stk
  • Kletterpflanze: ab 10 €/ Stk
  • Staude/ Gras: ab 2 €/ Stk

(*)

Einbau vom Fachmann ca. 650 bis 2.000 €/ Stk Modellabhängig (*²), z.B.
  • Baum: ab 50 €/ Stk
  • Beet: ab 10 €/ m²
  • Dachbegrünung extensiv: ab ca. 15 €/ m²
  • Fassadenbegrünung mit Selbstklimmern:  ab 5 €/ Stk
  • Fassadenbegrünung mit Rankhilfe: ab 35 €/ m² zu begrünende Wandfläche
Energiekosten Strom (*³)
  • Mobile Anlagen:
    ca. 0,24 €/ Std
    ca. 120 €/ Jahr
  • Splitanlagen:
    ca. 0,17 €/ Std
    ca. 85 €/ Jahr
Sonnenenergie
  • Kostenlos
Pflege
  • Regelmäßiges Leeren des Wassertanks
  • Regelmäßige Filterreinigung und –wechsel (ab 10 €/ Filter)
  • Regelmäßige Wartung alle ein bis zwei Jahre durch Fachpersonal (ca. 200 bis 400 €)
  • eventuell zusätzliche Kosten durch Reparaturen und Ersatzteile
  • In der Anwachsphase der Pflanzen regelmäßig wässern
  • Im Herbst, wenn notwendig, Laub von Bäumen entfernen
  • Im Frühjahr eventuell Schneidearbeiten an der Fassadenbegrünung oder Rückschnitt von Stauden
  • Regelmäßiges Entfernen von Wildkräutern und Sämlingen bei Dachbegrünungen und in Pflanzbeeten
  • Zeitlicher Aufwand für die regelmäßige Pflege im Jahr: ca. 1 bis 5 min/ m² für Pflanzbeete (ca. 6 bis 8 Mal im Jahr),
  • 2 bis 10 min/ lfm für Hecken (ca. 1 bis 2 Mal im Jahr)
Nachhaltigkeit
  • Elektroschrott
  • Gefahrenstoff Kältemittel
Hundertprozent biologisch abbaubar

 

Weitere Informationen

Also jede Menge guter Gründe, in seinem eigenen Garten etwas zur Abkühlung der eigenen Umgebung beizutragen. Kleine bauliche Maßnahmen können den Kühlungseffekt noch zusätzlich unterstützen wie z.B. die Farbwahl beim Material. Dunkle Flächen heizen sich immer stärker auf als helle Flächen (Albedo-Effekt [1]). Wenn Sie also beim Pflaster, der Hausfarbe oder den Mauersteinen eher zu helleren Farbtönen greifen, heizen Sie dadurch ihre Umgebungsluft nicht noch zusätzlich auf. Auch eine Reduktion der befestigten Flächen auf ein notwendiges Maß mindert die weitere Aufheizung.

Wir konnten Ihnen hoffentlich Anregungen für die Anwendung der natürlichen Klimaregulierung geben. Ratgeber und weiterführende Informationen für einzelne „Modelle“ finden Sie z.B. hier:

Weitere Tipps, wie man ohne mechanische Klimaanlagen Wohnräume kühlen kann, gibt es z.B. auf dieser Seite der Stuttgarter Zeitung Wohnung kühl halten ohne Klimanalage.

[1]: Albedo bezeichnet das Reflexionsvermögen einer Fläche. Je größer die Zahl ist, umso höher ist die Reflektion und das Material heizt sich deswegen nicht so stark auf. Schnee hat eine Albedo von 0,80 – 0,90, Asphalt nur von 0,15 (Quelle: Wikipedia).

Weitere Quellen:

Präsentation „Natürlich kühlen“ von Jürgen Preiss, Stadt Wien

Artikel vom BUND: Klimaanlage / Klimagerät: Teuer, klimaschädlich und umweltbelastend? (Test / Warentest)

Artikel von „Die Presse“: Pflanzen als Klimaanlage

Artikel von Botanik Guide vom 16.06.1018

 


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