Biobasierte Bauweisen und naturbasierte Lösungen (Nature-Based Solutions) bilden einen integralen Bestandteil moderner Passivhauskonzepte. In Verbindung mit präziser Leichtstahl-Bauweise bieten extensive Gründächer und lebende Fassadensysteme handfeste ingenieurtechnische Vorteile: effektiven Regenwasserrückhalt, deutliche Reduktion sommerlicher Aufheizung, verbesserten Schallschutz und messbare Ertragssteigerungen von Photovoltaikanlagen durch Biosolar-Kopplung. SerVilla vereint hochtragfähige Stahlskelettstrukturen mit den Qualitätsstandards moderner Gründacharchitektur.
1. Extensive versus intensive Dachbegrünung nach FLL-Richtlinien
Gemäß den Vorgaben der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (FLL) wird zwischen zwei Systemvarianten differenziert:
- Extensive Begrünung (Sedum, Moose und Kräuter): Substrathöhen von 80 bis 150 mm, Trockengewichte von 60 - 90 kg/m² und wassergesättigte Lasten von 100 - 140 kg/m². Sie sind weitgehend pflegefrei, überstehen extreme Trockenperioden und passen perfekt zur Tragwerksökonomie des Leichtstahlbaus.
- Intensive Dachgärten: Schichtdicken von 250 bis über 1000 mm mit gesättigten Flächenlasten von 300 - 900 kg/m². Sie ermöglichen Rasenflächen und Gehölze, erfordern jedoch verstärkte primäre Stahlträgerprofile und engere Stützenraster.
2. Statische Bemessung im Leichtstahlbau nach Eurocode 3
Dachkassetten und Fachwerkbinder werden auf die maximalen wassergesättigten Bemessungslasten ausgelegt:
Hierbei steht gk für das Eigengewicht des Tragdecks, ggruen,sat für das Gewicht des wassergesättigten Gründachaufbaus, sk für die charakteristische Schneelast und wk für Windkräfte. Mit Profilabständen von 400 oder 600 mm nehmen SerVilla Leichtstahlprofile gesättigte Lasten von 150 kg/m² bei Einhaltung der strengen Durchbiegungsbegrenzung von L/350 problemlos auf.
3. Biosolar-Dach: Synergie aus Begrünung und Photovoltaik
Dunkle Bitumen- oder Folienflachdächer heizen sich im Sommer auf bis zu 75°C auf. Silizium-PV-Module verlieren pro Grad Temperaturanstieg über 25°C rund 0.4 % ihres Wirkungsgrades:
- Die Verdunstungskälte (Evapotranspiration) der Sedumbepflanzung kühlt das Mikroklima auf der Dachoberfläche auf 28°C - 32°C herunter.
- Die gekühlten Solarmodule arbeiten im optimalen Kennlinienbereich und erzielen 5 % bis 8 % höhere Stromerträge.
- Gleichzeitig bietet der wechselnde Schattenwurf der Module wertvollen Lebensraum für Insekten und trockenheitsresistente Pflanzenspezies.
4. Regenwasserrückhalt (Retention) und urbaner Kühleffekt
Extensive Gründächer reduzieren den Spitzenabflussbeiwert auf Cs ≈ 0.30:
- 60 % bis 75 % des jährlichen Niederschlags werden im Substrat und in den Speichermulden zwischengespeichert und verdunstet.
- Die Entwässerungsnetze und Vorfluter werden bei Starkregenereignissen signifikant entlastet.
- Durch den Wegfall reflektierender Bitumenoberflächen wird dem sommerlichen Wärmeinseleffekt wirksam entgegengewirkt.
5. Schichtenaufbau nach FLL-Vorgaben
| Schicht / Funktion | Material & Spezifikation | Stärke | Gewicht (Gesättigt) |
|---|---|---|---|
| 1. Vegetationsschicht | Sedum-Sprossenmischung (spurium, album) | 30 - 50 mm | ≈ 10 kg/m² |
| 2. Extensivsubstrat | Bims, Blähton und organische Anteile | 80 - 120 mm | 85 - 110 kg/m² |
| 3. Filtervlies | Mechanisch verfestigtes Polypropylenvlies (150 g/m²) | 1 - 2 mm | ≈ 1 kg/m² |
| 4. Drän- und Speicherelement | Noppenbahn aus HDPE mit Speichermulden | 20 - 40 mm | 20 - 30 kg/m² (gefüllt) |
| 5. Wurzelschutzbahn | FLL-geprüfte EPDM- oder wurzelfeste Elastomerbahn | 1.5 - 2.0 mm | ≈ 2.5 kg/m² |
| 6. Stahldeck / Tragwerk | Verzinktes Profilblech auf SerVilla Kassetten | Projektspezifisch | Tragfähigkeit > 250 kg/m² |
6. Vertikale Fassadenbegrünung mit Seilführungen
Über korrosionsfreie Edelstahl-Seilsysteme, die thermisch entkoppelt an den tragenden Stahlwandständern montiert werden, lässt sich eine wirksame Fassadenbegrünung realisieren:
- Sommergrüne Kletterpflanzen beschatten die Gebäudehülle und senken die Fassadenaußentemperatur um bis zu 12°C.
- Im Winter ermöglicht der Laubfall das Eindringen erwünschter passiver Sonnenwärme.
- Galvanische Trennungen mittels ZM310-Zink-Magnesium-Konsolen und EPDM-Isolatoren schließen Korrosionsrisiken dauerhaft aus.
