Laufende Forschungsvorhaben
Urbane Begrünung als Anpassungsmaßnahme an klimatische Veränderungen
Laufende Promotion, seit 2024
Bisherige Untersuchungen zeigen, dass Pflanzen die Hitzebelastungen in Städten durch die beiden wesentlichen Prozesse Verschattung und Evapo-Transpiration eindämmen können. Aufgrund der konstruktiven Eigenschaften wandgebundener Fassadenbegrünungen können unter bestimmten Voraussetzungen diesen Systemen durch die vollflächige Verschaltung der Primärkonstruktion, einer hohen Anzahl an in Frage kommender Pflanzenarten, einer hohen Pflanzendichte und einer großen Evaporationsfläche der Vegetationsträger hohe Kühlleistungen für die Umgebung zugesprochen werden.
Aufgrund mangelnder Untersuchungen zu den unterschiedlichen Systemen ergibt sich jedoch ein unzureichendes Bild der Leistungsfähigkeit und von welchen Parametern diese abhängt.
Bislang wurden wandgebundene Fassadenbegrünungen, aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten, insbesondere als gestalterische Elemente für Prestigeobjekte genutzt. Eine umfassendere Datengrundlage könnte eine bessere Bilanzierung wandgebundener Fassadenbegrünungen ermöglichen und zu einer Relativierung der hohen Konstruktionskosten führen.
Die folgenden Fragen ergeben sich aus dem aktuellen Wissensstand und der Motivation Hemmnisse für die Umsetzung wandgebundener Fassadenbegrünungen zu minimieren:
- Wie unterscheiden sich verschiedene Systeme wandgebundener Fassadenbegrünungen in der Kühlleistung?
- Wie unterscheiden sich Verdunstungsleistungen wandgebundener Fassadenbegrünungssysteme mit Bepflanzung und ohne Bepflanzung?
- Können aus den Untersuchungen Rückschlüsse für die Verwendung
bestimmter Pflanzenarten für eine maximierte Kühlleistung gezogen
werden?
Zur Beantwortung dieser Fragen soll ein Messprogramm mittels Wägeversuchen unterschiedlicher wandgebundener Fassadenbegrünungssysteme und einzelner Pflanzenarten unter kontrollierten Bedingungen in einer Klimakammer am Center for Applied Energy Research e.V. in Würzburg durchgeführt werden. Neben den Klimakammermessungen kann voraussichtlich auch ein Freiland-Versuchsstand mit Wägezellenaufbau an der TU Berlin genutzt werden.
Behandlung von Rosskastanien (Aesculus spp.)
mit Befall von Pseudomonas syringae pv. aesculi mit Mikrosilber
Laufende Promotion, seit 2022
Im letzten Jahrzehnt trat eine neue Krankheit an der Rosskastanie auf, und zwar an allen Rosskastanien-Arten. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Rinde zuerst durch das Bakterium Pseudomonas syringae pv. aesculi streifenförmig zum Absterben gebracht wird (SCHMIDT et al. 2008). Nachfolgend können holzzersetzende Pilze, vor allem der Austernseitling (Pleurotus ostreatus) und der Samtfußrübling (Flammulina velutipes), eine rasch ausbreitende Weißfäule im Holz erzeugen (MÜLLER-NAVARRA et al. 2014).
Diese Komplexkrankheit stellt für die Rosskastanie hinsichtlich der Verkehrssicherheit ein großes Problem dar. Da es für diese Krankheit noch keine Behandlungsmöglichkeiten gibt, verbleibt für derartig befallene Bäume aus Gründen der Verkehrssicherheit lediglich die unverzügliche Entnahme von befallenen Kronenteilen oder die Fällung (DUJESIEFKEN et al. 2016).
Ein Ansatz für die Bekämpfung des Bakteriums kommt aus der Humanmedizin. Dort wird Mikrosilber gegen multiresistente Erreger eingesetzt. Dieses Silber hemmt antibiotikaresistente Bakterien in ihrer Vermehrung. Das Mikrosilber wirkt sowohl gegen grampositive als auch gramnegative Bakterien. Es unterbricht den Transport von Proteinen und damit lebenswichtigen Funktionen, inaktiviert intrazellulare Enzyme und schädigt die DNA von Bakterien in der Hinsicht, dass sie sich nicht mehr vermehren können (CLEMENT & JARRET 1994; GORDON et al 2010). Da Mikrosilber in der Humanmedizin im Bereich der Bekämpfung von klinischen Krankheitserregern, Behandlung von Verbrennungen und auch zum Filtern von Wasser eingesetzt wird, kann eine Schädigung des menschlichen Organismus durch Mikrosilber ausgeschlossen werden (SILVER 2002; GORDON et al. 2010). Eigene durchgeführte in-vitro Vorversuche haben gezeigt, dass 40 ppm des verwendeten Mikrosilbers bei einer Inkubationszeit von 22 Stunden letal für das Bakterium P. syringae pv. aesculi ist.
Die Wahrscheinlichkeit ist derzeit noch groß, dass noch viele Rosskastanien zur Herstellung der Verkehrssicherheit gefällt werden müssen. Um dies zu verhindern, soll bei diesem Forschungsvorhaben die Einbringung von Mikrosilber in den Organismus Baum untersucht werden.
Bauwerksbegrünung als Maßnahme zur Gesundheitsförderung –
Bindung von Luftschadstoffen durch wandgebundene Fassadenbegrünungen
Laufende Promotion, seit 2019
In vielen Städten Deutschlands ist die Luft aufgrund von zu hohen Konzentrationen zahlreicher Luftinhaltsstoffe schädlich für Menschen, Tiere und Ökosysteme. Besonders die Konzentrationen von Sticksstoffoxiden, Feinstäuben und Ozon sind gemessen an den geltenden Grenzwerten zu hoch.
Mit einer erhöhten Luftschadstoffbelastung und der Überschreitung von Grenzwerten kann man unterschiedlich umgehen. Eine mögliche Antwort auf die genannten Risikobereiche kann die Verwendung flächendeckender und weitläufig eingesetzter Bauwerksbegrünungen als Gebäudeoptimierung sein, da sie platzsparend und effektiv in das Stadtsystem integriert werden können.
Hinsichtlich der genauen Potenziale einer Gebäudebegrünung zur Luftfilterungsleistung, fehlen insbesondere bei der wandgebundenen Begrünung noch Daten zur Einschätzung. Die Filterung von Luftschadstoffen durch Pflanzen im städtischen Umfeld wird durch mehrere Parameter wie Exposition, Pflanzenart und Wüchsigkeit beeinflusst. Um einzuschätzen, welchen Beitrag wandgebundene Fassadenbegrünungen in urbanen Lufthaushalten leisten können, werden Vergleichsmessungen in verschiedenen Städten und im Labor durchgeführt.
Die aus den Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse können in die Diskussion über die Leistungsfähigkeit von Gebäudebegrünungen zur Luftschadstoffbelastung einfließen. Städte und Gebäude zu begrünen, ein positives Lebensumfeld und gesunde Lebensverhältnisse zu schaffen sind wesentliche Herausforderungen zukünftiger Stadtentwicklung. Dieses Promotionsvorhaben wird sich mit der Forschung aktiv an diesem Prozess beteiligen.