Entwicklung eines Modells zur Bewertung der ökologischen, ökonomischen und energetischen Auswirkungen fassadengebundener Begrünungssysteme

Abstract

Fassadengebundene Begrünungssysteme können einen Beitrag zu einer umweltfreundlichen Stadtentwicklung leisten, sowohl im Rahmen von Bestandssanierungen als auch durch direkte Integration in den Neubau. Als multifunktionale Systeme verbessern sie nicht nur die bauphysikalischen und energetischen Eigenschaften des Gebäudes und tragen als Schadstofffilter zu einer Verbesserung der Luftqualität bei, sondern bewirken auch eine Attraktivierung des Stadtbildes. Anknüpfend an eine bereits abgeschlossene Diplomarbeit am Forschungsbereich, die sich mit der Bewertung der ökologischen Auswirkungen von Vertikalbegrünung anhand einer Lebenszyklusanalyse beschäftigt, werden in dieser Arbeit auch die ökonomischen Auswirkungen untersucht. Betrachtet werden die bodengebundene Fassadenbegrünung und drei fassadengebundene Begrünungssysteme: das modulare, das troggebundene und das Matten-Begrünungssystem. Für jedes System wird ein gesamter Lebenszyklus von der Herstellung über den Betrieb bis zur Entsorgung betrachtet. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Modells, mit welchem objektbezogen abgeschätzt werden kann, mit welchem ökonomischen Aufwand, ökologischen Nutzen so- wie energetischer Einsparung zu rechnen ist. In einer Kosten-Nutzen-Analyse erfolgt eine Unterteilung der Auswirkungen jeweils in persönliche und soziale, um einerseits den Effekt auf die Hauseigentümerin bzw. den Hauseigentümer direkt sowie andererseits den volkswirtschaftlichen Nutzen bewerten zu können. Die hierzu notwendige monetäre Bewertung der Umweltauswirkungen erfolgt nach unterschiedlichen Methoden in Abhängigkeit der individuellen Ausgangssituation. So berechnet sich die Energieeinsparung durch die Begrünung unter anderem in Abhängigkeit des Wärmedurchgangskoeffizienten der Bestandskonstruktion sowie des Gebäudestandorts. Die Auswirkungen durch die Verbesserung der Luftqualität werden anhand des willingness to pay-Konzepts indirekt ermittelt. Zur Bewertung der Kosten und Nutzen über den gesamten Lebenszyklus des Systems zum heutigen Zeitpunkt wird die Kapitalwertmethode herangezogen. Um das Modell vorzustellen und seine Möglichkeiten aufzuzeigen, werden abschließend vier denkbare Anwendungsfälle untersucht. Hierbei werden sowohl die ökonomischen als auch die ökologischen Auswirkungen erläutert. Dabei wird deutlich, dass nach derzeitigem Stand keines der drei fassadengebundenen Vertikalbegrünungssysteme bezüglich des quantifizierbaren Nutzen als wirtschaftlich lohnend bezeichnet werden kann. Für eine Vielzahl der Nutzen ist jedoch bisher lediglich eine qualitative Bewertung möglich, welche bisher nicht im Modell berücksichtigt wird. Es bedarf daher weiterer Forschung bezüglich dieser Auswirkungen und nachfolgender Entwicklung des Modells.

Façade greening systems can contribute to an environmental friendly urban development, both in the context of retrofitting of existing buildings and through direct integration in new constructions. As multifunctional systems, they not only improve the building physics and energy consumption of the building, but also contribute to air quality im- provement as pollutant filters, making the cityscape more attractive. Following on from a diploma thesis in this research area, which deals with the assessment of the ecological effects of vertical greening trough a life cycle analysis, in this work also the economic effects are investigated. The study focuses on the ground-bound façade greening and the following three living wall systems: the modular, the trough-bonded and the matted greening system. For each system, a complete lifecycle from manufacture over operation to disposal is considered. The aim of this work is to develop a model, which can be used to estimate the economic efforts, the ecological benefits and energy savings to be expected. In a cost-benefit analysis, the effects are subdivided into personal and social ones in order to be able to assess the effect on the owner of the building on the one hand and the national economic benefits on the other. The monetary assessment of the environmental impacts required for this purpose is carried out according to different methods depending on the individual situation. Thus, the energy savings achieved by greening are calculated, inter alia, depending on the heat transition coefficient of the existing structure and the building location. The effects of improving the air quality are determined indirectly using the willingness to pay-concept. The capital value method is used to evaluate the costs and benefits over the entire life cycle of the system at the present time. In order to present the model and to demonstrate its possibilities, four conceivable application cases are examined. Both the economic and ecological effects are explained. It becomes clear that none of the three living wall systems can be described as economically worthwhile in terms of the quantifiable benefits of façade-bound vertical greening. However, for a large number of benefits, only a qualitative assessment is currently possible, which has not yet been taken into account in the model. Further research on these effects and the subsequent development of the model is therefore needed.