DE3233016C2

DE3233016C2 - Substrat für Vegetationen und Verwendung des Substrats

Info

Publication number: DE3233016C2
Application number: DE3233016A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 3167 Burgdorf Krupka
Original assignee: Individual
Current assignee: BEHRENS, WOLFGANG, 2833 GROSS IPPENER, DE
Priority date: 1982-09-06
Filing date: 1982-09-06
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE3233016A1

Abstract

Es besteht ein zunehmendes Bedürfnis, Flächen, z.B. Dachflächen, biologisch zu begrünen, um die damit angegebenen ökologischen Vorteile auszunutzen und somit eine bessere Umwelt zu schaffen. Die bekannten Begrünungen sind wegen ihrer Kosten, der Notwendigkeit künstlicher Bewässerung sowie auch wegen des großen Gewichts der verwendeten Schichten als nachteilig und nur bedingt anwendbar anzusehen. Durch die Erfindung wird ein Substrat (Gemisch) als Nährmedium für Pflanzen vorgestellt, welches eine selbsterhaltende - extensive - Dachbegrünung mit geringer Schichtdicke ermöglicht. Neben Lava, Sand und gemahlenen Blähtonen enthält das Substrat als weitere Stoffe Kalkschotter und nicht frostfesten Basalt. Als Pflanzen werden Kalkholde, Xerophyten, Mesopyhten verwendet, die zusammen mit dem Substrat eine untrennbare biologische Einheit bilden.

Description

Die Erfahrung betrifft ein Substrat für Vegetationen, Insbesondere für Dachbegrünungen, mit einem Gehalt an Lava, Sand und gemahlenem Blähton sowie gegebenenfalls weiteren Zuschlägen, Insbesondere In Form von Torf. Außerdem befaßt sich die Erfindung mit der Verwendung des Substrats als Nährmedium für Höhere und Niedere Pflanzen.

Mit dem Begriff Lava 1st hier das durch aus Vulkanen ausgeflossene Magma entstandene und Infolge entweichender Gase poröse oder glasige Ergußgestein gemeint (vgl. die Definition In »dtv-Lexikon«, Deutscher Taschenbuchverlag, März 1970, Band 11, Seite 141). Wegen der porösen Eigenschaft besitzt Lava eine geringe Dichte und Festigkeit.

Mit zunehmendem Umwcltverständnls gewinnt die Gestaltung der Umwelt - auch Im eigenen persönlichen Bereich - heute eine Immer größere Bedeutung, und angesichts der zu beobachtenden allgemeinen Baulandverknappung sowie angesichts gewandelter Wohnformen erlangen z. B. Vegetationen auf den Dächern und Häusern (Dachgarten) oder auch Terrassengärten eine zunehmende Bedeutung.

Insbesondere die Dachbegrünung Ist Inzwischen ein wichtiger Faktor geworden, wobei sowohl ebene Dachflächen als geneigte Dachflächen mit Pflanzen begrünt werden können.

In der Fachwelt werden die positiven Wirkungen von Dachbegrünungen schon seit längeren anerkannt. Als Beispiel der günstigen Eigenschaften selen genannt:

Verbesserung der optischen Wirkung einsehbarer Dachflächen und damit eine Vermittlung von Naturgefühl In einer versteinerten technischen Umwelt,

Ausgleich von Temperaturextremen im kleinklimatischen Bereich und Verminderung der Rückstrahlungsintensität

Einsparung von Energie durch Ausgleich von Temperaturextremen

Einschränkung der physikalischen und mechanischen Beanspruchung der jeweiligen Dachkonstruktion durch 1 emperaturausgleich,
Erhöhung der Luftfeuchtigkeit
Rückgewinnung überbauter Flächen als Lebensraum für Pflanzen und Kleintiere und somit Erhöhung der ökologischen Qualität.

Die bisher bekanntgewordenen Begrünungen von Dachflächen kann man als sogenannte Intensive Dachbegrünungen bezeichnen, daß heißt, es handelt sich hier um solche Dachbegrünungen, die pflegebedürftig sind. In der DE-OS 25 55 686 ist eine Gartenanlage, Insbesondere ein Dachgarten, mit einer Vegetationsschicht beschrieben, bei welcher zum Zuführen der benötigten Luft in dem Wurzelbereich der Pflanzen eine gesonderte Belüftungsvorrichtung vorgesehen 1st. Die bekannte Anlage ermöglicht zwar eine Dachbegrünung mit den voranstehend genannten Vorteilen, allerdings nur auf Kosten eines erheblichen Aufwandes, der vor allem durch die automatische Bewässerung bedingt 1st. Außerdem sind Infolge der relativ großen Schichtdicken besondere statische Verstärkungen der Dachfläche erforderlich. In der Praxis hat sich gezeigt, daß an der Dachhaut häufig Schäden auftreten, welche durch die gewichtsstarke und relativ komplizierte Konstruktion der Dachbegrünung bedingt sind. Als nachteilig Ist ferner anzusehen, daß bei der bekannten Dachbegrünung neben der künstlichen Bewässerung laufend gedüngt, geschnitten usw. werden muß.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde Hegt, eine Dachbegrünung oder dergleichen zu ermöglichen, weiche frei von den gravierenden voranstehend beschriebenen Nachtellen ist. Es soll ein Substrat geschaffen werden, welches im Gegensatz zur bekannten Intensiven Dachbegrünung eine sogenannte extensive Dachbegrünung ermöglicht, also eine solche Dachbegrünung, die selbsterhaltend 1st und keiner bzw. nur sehr wenig Pflege bedarf. Ferner soll das Substrat mit relativ geringen Schichtdicken auskommen, um keine zu großen statischen Belastungen der Dachfläche hervorzurufen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind dem Im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Substrat als weitere Stoffe Kalkschotter und Basalt beigemischt. Besonders günstig 1st ein Substrat, bei welchem der verwendete Basalt ein nicht frostfester Basalt Ist.

Bei dem Basalt handelt es sich um ein Ergußgestein, welches sich jedoch von der Im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Lava dadurch unterscheidet, daß es ein hohes Gewicht und eine besonders hohe Druckfestigkeit besitzt (vgl. die Definition In dem Buch »Geologie In Stichworten«, 2. Auflage, Verlag Ferdl-

nand Hirt, 1969, Seite 15).

Zur Erläuterung des nicht frostfesten Basalts wird Bezug genommen auf die DIN-Norm 4226, Blatt 3, Dezember 1971. Dort 1st unter den Ziffern 3.5. und 3.5.1. eine Prüfung von Zuschlägen ml- dichtem oder porigem Gefüge gegen Frost festgelegt. Ein Basalt, der dieser Prüfung nicht standhält, ist im Sinne der Erfindung als ein nicht frostfester Basalt anzusehen.

Die Erfindung beruht auf der durch Beobachtungen festgestellten Tatsache, daß eine Vegetation extremste Standorte jeglicher Art zu besiedeln vermag, wenn zumindest zeitweise die Versorgung mit sogenannten Minimumfaktoren (z. B. Wasser) gewährleistet 1st. Demgemäß ermöglicht das neuartige Substrat eine Biotechnische Bauweise, bei der Im Prinzip keine vegetationstechnischen Optimierungen vorgenommen werden, die an sich In herkömmlicher Weise jeder Pflanzenart ein physiologisches Optimum bieten. Der Erfindung hegt nämlich die weitere Erkenntnis zugrunde, daß solche Kulturoptimierungen unter pflanzensoziologisehen Gesichtspunkten keine dauerhaffen Vegetationsdecken hervorbringen können.

Die Erfindung beschreitet vielmehr den Weg, daß die jeweiligen Bedingungen des Standortes - also z. B. einer Dachfläche - in ihren kennzeichnenden Faktoren anerkannt und nicht durch kostenaufwendige Techniken verändert werden. Solche kennzeichnenden Faktoren sind z. B.: geringe Aufbaustärken für Vegetationsschichten und damit eine geringe Dachlast (gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung beträgt die Schichtdicke des neuen Substrats nur zwischen 6 und 15cin); ausschließliche Wasserversorgung durch Niederschläge; extreme klimatische Belastungen durch erhebliche Temperaturunterschiede, Windturbulenzen und Windaustrocknung. Die vegetationstechnische Gestaltung des jeweiligen Standortes für das Substrat orientiert sich bei der Erfindung also an den nicht zu ändernden kennzeichnenden, das heißt begrenzenden Faktoren. Diese werden nur im engsten Rahmen durch die Substratzusammensetzung kompensiert, damit die standortgerechte Entwicklung der Vegetation nicht gestört wird (z. B. zuviel Stickstoff). Insgesamt simuliert das neue Substrat praktisch die Bodenbedingungen von Pflanzen an extremen Naturstandorten.

In ausführlichen Versuchen konnte die Bestätigung gefunden werden, daß das neuartige Substrat in vorteilhafter Welse folgende Anforderungen erfüllt:

wasserspeichernd (auf Grund der Feinporen)
wasserabführend (Grobporen) nährstoffarm (relativ zu den bisher gekannten Substanzen)

nährstofffreisetzend (Mineralisierung, Verwitterung) nährstoffspeichernd (durch Tonminerale)
strukturstabll und windfest frostfest Im tragenden Korngerüst.

Entgegen den bisher bekannt gewordenen Substraten besitzt das neuartige Substrat außerdem einen relativ hohen pH-Wert, der etwa zwischen 7 und 8 Hegt.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung Ist die Verwendung des neuen Substrats In Verbindung mit speziellen Höheren und Niederen Pflanzen. Bevorzugt werden Kalkholde und/oder Xerophyten und/oder Mesophyten vorgesehen, welche vegetationstechnisch <>s zusammen mit derfl Substrat ein eigenes biologisches System bilden.

Die »Zusammenfassung« des Substrats und die besondere Auswahl und Anzucht der Pflanzenarten machen jegliche spätere Unterhaltungspflege überflüssig. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß das neue Substrat und die ausgewählten Pflanzenarten zusammen eine untrennbare Einheit bilden. Die Nährstoffversorgung erfolgt ausschließlich durch natürliche Freisetzung.

Als Pflanzen für das neue Substrat kommen bevorzugt Stauden, 2jährige und 1jährige zur Anwendung. Zweckmäßig 1st außerdem auch die Verwendung von Gräsern, von Moosen (Gruppe Laubmoose) und von Gehölzen. Spezielle Typen dieser jeweiligen Pflanzenfamilien sind nachstehend in der Beschreibung genannt.

Mit der Erfindung können nicht nur Flachdächer auf Neubauten wie auch - als Nachrüstung - bereits herkömmlich fertiggestellte Dächer in optisch ansprechenderweise mil Vegetation besiedelt werden, vielmehr ist es auch möglich, geneigte Dächer zu begrünen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Substrat einen Zuschlag aus bindenden Tonmineralien sowie eine zusätzliche statische Armierung - z. B. Maschendraht oder Kunststoffmatten enthält.

Andere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Zeichnung dargestellt.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, welche schematisch eine Dachflächenbegrünung in einem Maßstab 1 : 25 zeigt.

Dem Substrat 1 gemäß der In den Ansprüchen angegebenen Rezeptur sind größere Steine 3 - die als Bestandteil zu dem Substrat 1 gehören - beigemischt. An der Oberfläche befindet sich eine Verdunstungsschutzschicht 2, die vorzugsweise Immer dann vorgesehen wird, wenn die Dachbegrünung Im Sommer oder Im Frühjahr angelegt wird. Durch die Verdunstungsschutzschicht 2 wird dann eine übermäßige Verdunstung verhindert, um das Entstehen einer Vegetation In vorteilhafter Welse zu fördern.

Die Verdunstungsschutzschicht 2 kann als sogenannter Mehrkomponenten-Verdunstungsschutz ausgebildet sein, der aus einem Gemisch von Acrylaten, Alginaten, Bentoniten und Klebern besteht, welche sich langsam bis auf eine Dauerkomponente abbauen.

Neben den schon erwähnten Steinen 3 sind an der Oberfläche zusätzliche größere Steine 6 vorgesehen, um so die Feuchtlgkeltsspelcherung unter extrem heißen Temperaturbedingungen zu verbessern. Unter den Steinen kann sich nämlich Feuchtigkeit sammeln, so daß die Steine als Taukondensationskerne bzw. als Kondensationsmasse wirken.

In der Zeichnung ist mit 8 ein Schutzfließ bezeichnet, welches vorgesehen Ist, um eine Wurzelschutzbahn 9 vor Druck zu schützen. Unterhalb der Wurzelschutzbahn 9 befinden sich eine Dachisolierung 10 und eine Dachkonstruktion 11 eines Flachdaches.

Oberhalb vom Schutzfließ 9 bzw. unter dem Substrat 1 kann wahlweise eine Kiesdränschicht 4 vorgesehen werden, die In der Zeichnung der Einfachheithalber nur als sich über die halbe Breite erstreckend dargestellt 1st. Du'ch die straffierten Linien Ist mit der Bezugsziffer 7 schließlich noch ein Wasserstau verdeutlicht, wie er sich Uberllcherweise am Boden bilden kann.

Im Zusammenhang mit dem Substrat 1 werden höhere und niedere Pflanzen 5 verwendet, Insbesondere kalkholde XeroDhvten und Mesonhvten. wie Flechten

Moose, Stauden, Gräser, Einjährige, Zweijährige und Gehölze. Das Substrat 1 gewährleistet die Nährstoffversorgung der Pflanzen 5 durch natürliche Mineralisierung (Humusabbau) und durch Gesteinsverwitterung (Insbesondere durch den nicht frostfreien Basalt). Es sind somit keine Start- und Erhaltungsdüngungen Im gärtnerischen Sinne erforderlich. In der welter unten aufgestellten Pflanzenliste sind zu den jeweiligen Pflanzenfamillen bestimmte Arten angegeben, die sich In Versuchen als besonders geeignet erwiesen haben, zusammen mit dem Substrat 1 eine extensive Dachbegrünung zu ermöglichen.

Das Substrat 1 hat Im Prinzip eine ausreichende Durchlässigkeit, so daß auch Dächer mit Entwässerungsgefälle keine zusätzliche Dränung erfordern. Ein Anstau des Niederschlagwassers von wenigen cm (maximal 3 cm) 1st von Vorteil, muß jedoch auf die jeweilige Schichtdicke abgestimmt werden.

Bei dem Substrat 1 handelt es sich um ein stelnhaltiges alkalisches - der pH-Wert liegt über 7 - Vegetationssubstrat, bestehend aus einem Gemisch mineralischer Kornfraktionen wie Sande, Kiese, Steine verschiedener geologischer Art, sowie künstlich hergestellte Gesteinszuschläge unter Verwendung von künstlichen und natürlichen vegetationstechnischen Hllfsstoffen, Rohhumus, organischen Düngern mit einem besonderen Gefüge an Fein-, Mittel- und Grobporen, welches bio-chemisch stabil hergestellt 1st und vorzugsweise In Schichtstärken von 6 bis 15 cm verwendet wird.

Durch die alkalische Reaktion und die bodenchemische Abpufferung wird in vorteilhafter Weise eine nachteilige Bodenversauerung durch chemische Immissionen, wie z. B. »saurer Regen« dauerhaft verhindert. Darüber hinaus fördert die alkalische Reaktion das Bodenleben, welches seinerseits dauerhaft für eine biologische Dränung - Wasserabführung - sorgt. Die zusammen mit dem Substrat 1 verwendeten Pflanzen 5 haben einen besonders flachen Ballen, wodurch das Anwachsen gefördert wird. Die Pflanzen 5 können Im übrigen sowohl ausgepflanzt als auch ausgesät werden.

Insgesamt wird durch die Erfindung eine ökologisch wertvolle, artenreiche Lebensgemeinschaft von Pflanzen - und In deren Gefolge auch von Tieren - ermöglicht, wodurch ein Ersatz für verlorene Naturflächen geschaffen wird.

In der nachfolgenden Pflanzenliste sind als bevorzugte Beispiele solche Pflanzen 5 angegeben,, die sich in vorteilhafter Weise mit dem Substrat 1 verwenden lassen:

Pflanzenliste

1. Stauden, zweijährige, einjährige Fortsetzung

Familie Boraginacae
Echium

Familie Cariophyllacae
Ceratstium
Dianthus
Gypsophila
Saponaria
Silene
Stellaria

Familie Crassuladae

Sedum
Sempervibum

Familie Cruciferae
Alyssum
Arabis
Draba
Iberis

Familie Compösitae
Achillea
Anaphalis

Anthemis

Artemisia

Aster

Crepis

Chrysanthemum

Ca rl i na

Cirsium

Bellis

Helianthemum

Hieracium

Leontopodium

Leontodon

Matricaria

Taraxacum

Familie Euporbiacae Euphorbia

Familie Gentianaceae Gentiana

Familie Geraniaceae Geranium

Familie Labiatae

Calamintha

Origanum

Salvia

Stachys

Teucrium

Thymus

Familie Leguminosae Lotus Trifolium

Familie Polypodiaceae Blechnum Polypodium

Familie Ranunculaceae Pulsatilla Ranunculus

Familie Rosaceae Fragraria Potentilla

Familie Saxifragaceae Saxifraga

2. Moose, Gruppe Laubmoose

Bryum

Barbula

Ceratoton

Campothecitum Encalypta

Orthotrichum Schistidium Tortula Tortella

3. Gräser

Familie Poaceae Agrostis Brornus Calamagrostis Festuca Koeleria Lolium Poa

Sesleria Stipa

Weingaertneria

Familie Cyperaceae Carex

Familie Juncaceae Juncus Luzula

Familie Equisetaceae Equisetum

4. Gehölze

a) Torf

Acer

Betula

Cytisus

Elagneagnus

Hedera

Lonicera

Ligustrum

Ononis

Prunus

Pinus

Juniperus

Rosa

Salix

Sorbus

	Körnunf	Vol-%
a) Kalkschotter	0 bis 45 mm	45
b) Basalt (nicht frostfest)	8 bis 15 mm	5
c) Lava	0 bis 35 mm	40
d) Sand	0 bis 8 mm	5
e) Blähtöne	gemahlen	5

b) Rindenhumus

c) Spezialbentonit

5 Vol-% 5 Vol-% 5000 g/m³

10

Es werden also Pflanzen In besonders harten und reslstenten ökologischen Auslesetypen verwendet. Dabei handeii es sich sozusagen um eine Naturauslese, denn viele Arten entstammen nicht den bekannten gärtnerischen Kultursortimenten und sind somit die Neueinführungen, die bisher lediglich in der freien Natur anzutreffen gewesen sind.

Die besonders ausgewählten Pflanzen werden speziell kultiviert und in standortgerechter Welse auf das Substrat 1 abgestimmt. Dies 1st ein entscheidender Punkt, denn nur wenn die Pflanzen 5 in einem besonderen, auf den Endstandort abgestimmten Kulturverfahren angezogen werden, ist das mit der Erfindung angestrebte Ziel in optimaler Welse zu erreichen.

Die Anzucht der Pflanzen 5 erfolgt In einem besonderen Anzuchtsubstrat, welches aus Sand mit Bentonlt als Zuschlag besteht. Es handelt sich hierbei um kein gärtnerlsches Substrat, und auch eine Besonderheit 1st darin zu sehen, daß das Anzuchtsubstrat nährstoffärmer als das eigentliche Substrat 1 1st.

Durch die besondere Anzucht bzw. durch die Verwendung des erwähnten Anzuchtsubstrats lassen sich In vorteilhafter Weise sogenannte Anwuchsschocks vermeiden. Die Pflanzen 5 werden dabei sozusagen von Anfang an auf harte Standortbedingungen eingestellt. Die Pflanzen 5 haben einen besonders flachen Ballen, wodurch das Anwachsen gefördert wird.

Es konnte festgestellt werden, daß bei der Erfindung die Xeromorphlerung der Pflanzen S gefördert bzw. eine sogenannte Nachxeromorphierung ermöglicht wird. Xeromorphlerung bedeutet, daß die Pflanze physiologische Vorrichtungen besitzt oder ausbildet, welche dafür verantwortlich sind, daß die Pflanzen 5 extreme Umwelteinflüsse überleben können (z. B. Zellwandverdickung, Wachsschutzschichten usw.).

In einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Bestandteile des Substrats nach Körnung und Volumen-Prozenten wie folgt zusammengesetzt:

55

.60

Die vorstehend genannte Mischung kann als . _ Zuschlag die folgenden Stoffe In den angegebenen Mengen enthalten:

Schließlich kann die Mischung als weitere Zuschläge die folgenden Stoffe in den angegebenen Mengen enthalten:

a) organische Dünger

Hornspäne 1 kg/m³

Rhizinusschrot 1 kg/m³

b) Hilfsstoffe

Silicat-Kolloide 0,5 kg/m³

Vermiculite 2 kg/m³

Es sei noch erwähnt, daß die welter oben genannte Verdunstungsschicht 2 etwa 2 bis 4 cm beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung

Claims

Patentansprüche:

1. Substrat für Vegetationen, insbesondere für Dachbegrünungen, mit einem Gehalt an Lava, Sand und gemahlenem Blähton sowie gegebenenfalls weiteren Zuschlägen, insbesondere In Form von Torf, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Kalkschotter und Basalt enthält.

2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basalt ein nicht frostfester Basalt ist.

3. Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzelcnnet, daß auf ihm eine Verdunstungsschicht (2) aufgebracht 1st.

4. Substrat nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf seine Oberfläche SteiDe (6) als Kondensationsmasse aufgebracht sind.

5. Substrat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ihm eine Kiesdränschicht (4) angeordent 1st.

6. Substrat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sein pH-Wert größer als 7 Ist.

7. Substrat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Zuschlag aus bindenden Tonmineralien sowie eine statische Armierung enthält.

8. Verwendung des Substrats nach Anspruch 1 bis 7 als Nährmedium für folgende Höhere und Niedere Pflanzen (5): Kalkholde und/oder Xerophyten und/oder Mesophyten.

9. Verwendung des Substrats nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanzen (5) Stauden, Einjährige und Zweijährige vorgesehen sind.

10. Verwendung des Substrats nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanzen (5) Laubmoose vorgesehen sind.

11. Verwendung des Substrats nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, üaß als Pflanzen (5) Gehölze vorgesehen sind.