DE202019004478U1 - Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel zur Begrünung von geneigten Dachflächen - Google Patents
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Abstract
Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A) zur Begrünung von bevorzugt geneigten Dachflächen, mit einer konturfolgenden Auflagefläche (3), einer nach unten abgewinkelten Fläche zur Hinterlage an der Dachpfanne (2) zur Montage und Befestigung sowie einem Aufsatzpflanzkasten (4), welches nachträglich auf die bestehende Dacheindeckung / Dachpfanne (1) aufmontiert und anschließend oder vorher bepflanzt werden kann.
Description
- Die Erfindung beschreibt ein Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel zur Begrünung von bevorzugt geneigten Dachflächen. Das Aufsatzpflanzsystem ist entweder als nachträglich einfach zu montierendes Bauteil für alle gängigen Dachpfannen und Dachziegel konzipiert oder er ist fest mit der Dachpfanne oder der Dachziegel verbunden und kann bepflanzt, einen nicht unerheblichen Beitrag zum Schutz der Umwelt leisten. Vordergründig sollen Dachflächen, welche mit dieser Erfindung ausgestattet sind, die Grünfläche und somit die Wirkfläche der Photosynthese vergrößern und sind so in der Lage zusätzlich zur vorhandenen Vegetation, wie Wälder oder Grünflächen, die vorhandene CO2 Konzentration der Luft zu reduzieren. Die Erfindung trägt somit nicht unerheblich zur Klimaverbesserung sowie zur CO2 Reduzierung mit.
- Gründächer, im Moment hauptsächlich als Flachdachanlagen ausgeführt, helfen im Allgemeinen, den Anteil an CO2 in der Luft, und damit einen der Hauptverursacher der globalen Erwärmung, zu reduzieren.
- Grünpflanzen sind in der Lage durch Photosynthese das in der Luft vorhandene CO2 in Sauerstoff und Energie (Traubenzucker) umzubauen (Oxygene Photosynthese - Bildung O2).
Dabei läuft dieser Prozess gemäß folgender Formel ab:6CO2 + 6 H2O = C6H12O6 (Traubenzucker) + 6 O2 - Dabei sind nicht alle Pflanzen gleich effektiv. Eine 150 Jahre alte Buche zum Beispiel, 35 m hoch mit einer ausladenden Krone von 35 m Durchmesser, besitzt ca. 900.000 Blätter mit ca. 1.800m2 Blattoberfläche. Diese Blattoberfläche kann unter normalen Vegetationsbedingungen (Sonnenstunden, Wasser) aus 28 kg Kohlendioxid (CO2) und 600 Liter Wasser (H2O) pro Tag ca. 21.000 Liter Sauerstoff (O2) produzieren, was bei einem durchschnittlichem Sauerstoffverbrauch von 875I pro Tag pro Mensch für 24 Menschen ausreicht.
- Während eine ausgewachsene Buche also durch Photosynthese 28 kg CO2 pro Tag pro Gesamtblattfläche, somit ca.15,5g pro Tag und m2 umbaut, sind es bei Algen nur noch 12g CO2 pro m2 und Tag und bei einfachen
Moosen (z.B. Dach Drehzahnmoos -Tortula Ruralis) nur noch knapp unter 10g CO2 pro m2 pro Tag. - Für die folgende Wirkberechnung des erfindungsgemäßen Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel wird eine Bepflanzung mit relativ anspruchsloser Bepflanzung (extensive Bepflanzung, z.B. Sedum-Pflanzen) wie Gräser oder Moose und einer Photosyntheseleistung von 10g CO2 pro m2 pro Tag zugrunde gelegt.
- Deutschland besitz ca. 17 Mio. Einfamilien / Mehrfamilienwohnhäuser mit im Durchschnitt ca. 200m2 Dachfläche was eine maximale zu begrünende Fläche von 3,4 Mrd. m2 (3.400 km2) Dachfläche bedeuten würde, wobei Industriebauten in dieser Berechnung noch komplett unberücksichtigt wurden.
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- Gemäß akkreditierten Daten aus Labortests ist eine Grünfläche von 1 m2 weiter in der Lage ca.0, 375 kg CO2 pro Jahr zu absorbieren / in hergestellter Biomasse zu speichern, was bei der zu Grunde gelegenen Dachfläche und darauf befindlichen Vegetation von 3,4 Mrd.m2 nochmals eine temporäre Reduzierung des freien CO2 Gehaltes in der Luft von 1,275 Mio. t. CO2 bedeutet.
8,5 Mio. t CO2 Umbau durch Photosynthese 1,275 Mio. t CO2 temporäre Speicherung in hergestellter Biomasse 9,775 Mio. t CO2 Reduzierung pro Jahr - Deutschland produziert ca. 700 Mio. t CO2 durch Mobilität, Energie und Industrie.
- Die vorliegende Erfindung wäre gemäß der oben aufgeführten Berechnung somit in der Lage 1,4% des in Deutschland produzierten CO2 mengentechnisch zu reduzieren.
- Aktuell werden Umweltschäden / Klimaschäden, welche durch CO2 entstehen bzw. beseitigt werden müssen, preislich mit 180 € pro Tonne CO2 bewertet.
- Die vorliegende Erfindung wäre somit ebenfalls in der Lage einen Umweltschaden bedingt durch eine erhöhte CO2 Konzentration in Höhe von- 1,76 Mrd. € pro Jahr alleine in Deutschland abzuwenden!
- Über den beschrieben CO2 reduzierenden Effekt hinaus, hat eine Anwendung des erfindungsgemäßen Aufsatzpflanzsystems für Dachpfannen und Dachziegel zur Begrünung von bevorzugt geneigten Dachflächen noch weitere signifikante Vorteile.
- Temperaturmanagement: Weiter dient die Erfindung gerade in großen städtischen Ballungsgebieten als eine der effektivsten Möglichkeiten, um die LuftTemperatur in der städtischen Umgebung zu reduzieren. Während des Sommers sind die Temperaturen in den Städten etwa 5-7 °C höher als im ländlichen Bereich. Auf einem traditionellen Dach z.B. kann die Temperatur bis zu 40 °C höher sein als auf einem begrünten Dach. Nach Untersuchungen, welche vom Tyndall Centre for Climate Change durchgeführt wurden, sind mind. 10% mehr Grünflächen in den Städten erforderlich, um den Aufheizungs-Effekt zu mindern.
- Naturschutz und Biodiversität / zusätzlicher natürlicher Lebensraum: Wenn die Ausbreitung städtischer Lebensform weiter zunimmt, ist die Gewährleistung der Artenvielfalt eine der Hauptanforderungen auch an die Kommunen. Gründächer bieten einen zusätzlichen Lebensraum für verschiedene Pflanzen- und Tierarten sowie Nutztierarten, wie z.B. der Biene und Hummel und können so zur Wiederherstellung des durch die Urbanisierung gestörten ökologischen Gleichgewichts beitragen.
Begrünte Dächer dienen als Minderungsmaßnahme, Ersatzlebensraum und Trittsteinbiotope und haben ihren festen und bewährten Platz bei der Eingriffs-Ausgleichs-Regelung - Regenwasser Management: Ein großer Vorteil von Dachbegrünungen ist die Reduzierung und zeitliche Verzögerung des Regenwasserabflusses. Dieses führt im Sommer zu einem Rückgang der abzuführenden Wassermenge um bis zu 90 %, welche sonst direkt in die Kanalisation fließen würde. Gründächer helfen so z. B. Kosten für Regenrückhaltebecken oder ähnliche Maßnahmen des Wassermanagements zu begrenzen. Das Rückhaltevermögen (Retention) und auch die zeitliche Verzögerung verringern die Gefahr von Hochwasser.
Je nach Begrünungsart werden im Schichtaufbau 40-99% des Jahresniederschlags zurückgehalten, zum größten Teil verdunstet. - Regenwasser Reinigung: Durch natürliche Bio - Filtration vermindern Gründächer die Gewässer-Verunreinigung durch Schadstoffe. 95% der Blei-, Kupfer- und Cadmiumsulfid-Belastung und 19% des Zinks aus dem Regenwasser verbleiben in der Wachstumsmatte, was zur Verbesserung der lokalen Wasserqualität beiträgt. (Kohler & Schmidt Forschung (1990)) Minderung der Abflussspitzen Spitzenregen können bis zu 99 % gemindert werden. Das Überschusswasser wird zeitlich verzögert abgeleitet. Das Rückhaltevermögen (Retention) und auch die zeitliche Verzögerung verringern die Gefahr von Hochwasser.
- Saubere Luft / Filtration: Eine Dachbegrünung dient als grüne Lunge zur Reinigung der Luft, Die Pflanzen auf den Gründächern können auch Feinstaub, Smog, Schwermetalle und flüchtige, organische Verbindungen aus der lokalen Atmosphäre binden und haben somit eine positive Wirkung auf die Qualität der Luft und die Gesundheit der Bewohner. Forscher schätzen, dass 1m2 Gründach pro Jahr ca. 0,2 kg Schwebeteilchen aus der Luft filtert. Luftschadstoffen und Feinstaub werden von den Pflanzen aus der Luft gefiltert.
- Wärmedämmung / Energiekosteneinsparung:
Die Dachbegrünung dämmt als zusätzliche Wärmedämmung im Winter und dient im Sommer als Hitzeschutz und trägt so als natürliche Klimaanlage zu Energieeinsparungen bei. Die Verdunstung des gespeicherten Wassers sorgt zusätzlich für Kühlung und Luftbefeuchtung. - Dachschutz: Die Dachbegrünung bietet einen zusätzlichen Schutz vor Wettereinflüssen und Temperaturunterschieden des Daches.
Der Begrünungsaufbau schützt die Dachabdichtung vor Wind, Hagel und Extremtemperaturen. Die Lebensdauer der Dachabdichtung und der Dachpfannen Dachziegel kann verdoppelt werden, Instandhaltungs- und Sanierungsarbeiten müssen erst später durchgeführt werden. - Schallschutz: Erhöhter Schallschutz durch eine gute Schalladsorption der Vegetation. Luftschalldämmung und verminderte Schallreflexion aufgrund der Masse des Begrünungsaufbaus und der Pflanzenstruktur.
- Förderung: Je nach Region gibt es für das Anlegen von begrünten Dächern sogar Fördergelder von Städten, Gemeinden oder Ländern. Dachbegrünungen spielen darüber hinaus eine wichtige Rolle beim nachhaltigen Bauen, vor allem, wenn es um eine Zertifizierung nach dem DGNB Zertifizierungssystem geht. Das DGNB Zertifizierungssystem dient der objektiven Beschreibung und Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden und Quartieren. Bewertet wird die Qualität im umfassenden Sinne, über den kompletten Gebäudelebenszyklus hinweg. Das DGNB Zertifizierungssystem ist international anwendbar.
- Die Grundsystematik zur Bewertung der Nachhaltigkeitsqualität von Gebäuden wurde gemeinsam von der DGNB und dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) 2009 entwickelt. Während das BMVBS diese Grundlage passgenau für die Eigenbewertung von Bundesbauten präzisiert hat, entwickelte die DGNB daraus ein vollständiges Zertifizierungssystem für verschiedenste Gebäudenutzungen.
Das Nachhaltigkeitskonzept des DGNB Systems ist weit gefasst. Es betrachtet durchgängig alle wesentlichen Aspekte des nachhaltigen Bauens. Diese umfassen die sechs Themenfelder Ökologie, Ökonomie, soziokulturelle und funktionale Aspekte, Technik, Prozesse und Standort. - Dabei fließen die ersten drei Themenfelder gleichgewichtet in die Bewertung ein. Damit ist das DGNB System das einzige, das dem wirtschaftlichen Aspekt des nachhaltigen Bauens ebenso große Bedeutung zumisst wie den ökologischen Kriterien. Die Bewertungen basieren stets auf dem gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes.
Entscheidend: Das DGNB System bewertet keine einzelnen Maßnahmen, sondern die Gesamtperformance eines Gebäudes. Die Zertifikate werden in Platin, Gold und Silber ausgestellt kommen für Neubauten ebenso wie für Bestandsimmobilien in Betracht. - Alle diese Vorteile sind integriert im erfindungsgemäßen Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel zur Begrünung von bevorzugt geneigten Dachflächen. Zusätzlich zur vorhandenen Vegetation wie Wälder oder Grünflächen, kann die Erfindung also die Wirkfläche der Photosynthese vergrößert und so die vorhandene CO2-Konzentration der Luft reduzieren bzw. ist in der Lage erhöhte CO2-Werte abzubauen und hilft gleichzeitig die Luftqualität zu verbessern. Die Erfindung trägt somit einen nicht unerheblichen Beitrag zur Klimaverbesserung sowie zur CO2 Reduzierung bei.
- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs
1 und folgende gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den anhängigen Ansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß wird das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel(A) als nachträglich einfach zu montierendes Bauteil für alle gängigen Dachpfannen und Dachziegel (1 ) konzipiert. In einer weiteren Ausführungsform ist das Aufsatzpflanzsystem(A) fest mit der Dachpfanne oder der Dachziegel (1 ) verbunden. - Im nachfolgenden Umsetzungsbeispiel wird die Erfindung in Anwendung dargestellt, wobei
1 eine Ansicht des neuen Aufsatzpflanzsystems für Dachpfannen und Dachziegel(A) als nachträglich einfach zu montierendes und zusammenhängendes Bauteil für alle gängigen Dachpfannen und Dachziegel (1 ) und2 das System abgehoben von der tragenden Dachpfanne bzw. Dachziegel (1 ) aufzeigt.
3 zeigt das System ohne Aufsatzpflanzkasten zur einfachen Verblendung der bestehenden Dacheindeckung. - Das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel
(A) wird bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, wobei hier UV- und witterungsstabile Kunststoffe wie zum Beispiel Polypropylen eingesetzt werden sollten um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Weiter können zur Stabilisierung des Aufsatzpflanzsystems für Dachpfannen und Dachziegel(A) auch Glasfaser oder andere mechanisch stabilisierende Additive dem Kunststoff beigesetzt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sollte das Aufsatzpflanzsystem aus recycelten Kunststoff hergestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel(A) auch aus Metalle wie z.B. Aluminium hergestellt werden, wenn besondere ästhetische und mechanische Anforderungen gestellt oder gewünscht sind. - Das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel
(A) besteht aus zusammenhängenden Funktionsbaugruppen (2 -4 ). Der Aufsatzpflanzkasten (4 ) nimmt im erfindungsgemäßen Anwendungsfall die Vegetationstragschicht auf, also die Pflanzerde oder das Pflanzgranulat, in der die Pflanzen angesät oder eingepflanzt werden. - Der Aufsatzpflanzkasten (
4 ) ist durch das Fertigungsverfahren, bevorzugt durch Kunststoffspritzguss, mit der Konturauflagefläche mit Klemmfläche zur Unterlage unter der jeweils oberen Dachpfanne / Dachziegel (3 ) fest zu einem Bauteil verbunden. Zur Herstellung des Aufsatzpflanzsystems für Dachpfannen und Dachziegel(A) können jedoch auch Druck und Präge sowie Thermoformingverfahren zur Anwendung kommen. - In einer weiteren Ausführungsform kann der Aufsatzpflanzkasten (
4 ) auch stoffschlüssig mit der Konturauflagefläche (3 ), also durch kleben oder verschweißen, verbunden sein. Weiter sind mechanische Verbindungen wie verschrauben, vernieten oder verstemmen ebenso wie verclipsen, verklammern oder verklemmen möglich. - Am oben Ende der Konturauflagefläche (
3 ) ist zur Montage und Fixierung eine nach unten abgewinkelte Fläche zur Anlage und Befestigung (2 ) angebracht. Mit dieser Fläche wird das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel(A) mit der Dachpfanne oder dem Dachziegel (1 ) durch Hinterlage verbunden. Durch zusätzliche Klemmung und Auflage der jeweils darüber liegenden Dachpfanne oder Dachziegel (1 ) auf die obere Konturauflagefläche (3 ) entsteht eine weitere Befestigung. - Das Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel
(A) kann zur Ableitung von überschüssigen Wasser über Überlaufgeometrien und Bohrungen sowie unterseitig angebrachte Öffnungen verfügen, welche das Wasser über das konventionelle Bedachungssystem ableiten oder es von einen Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel(A) in den jeweils darunterliegenden Aufsatzpflanzkasten (4 ) des Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel(A) überleitet. - Zum Schutz vor Wurzeldurchschlag der Pflanzen aus dem Aufsatzpflanzkasten (
4 ) durch je nach Ausführungsform notwendige Montageöffnungen zwischen dem Aufsatzpflanzkasten (4 ) und der Konturauflagefläche mit Klemmfläche zur Unterlage unter der jeweils oberen Dachpfanne / Dachziegel (3 ) kann eine wasserdurchlässige aber durchwurzelhemmende Schicht notwendig sein. Diese können als Vliese oder Gewebe ausgeführt sein. - Neben dem bevorzugten Herstellungsverfahren wie Spritzguss gibt es bei besonders gewünschten Ausführungen des Aufsatzpflanzsystems für Dachpfannen und Dachziegel
(A) bzw. bei speziellen Dachpfannen bzw. Dachziegelgeometrien auch noch die Möglichkeit Rapid-Prototyping Verfahren anzuwenden. Diese können das oder die Bauteile teilweise kostengünstig und flexibel produzieren.
Die unter dem Begriff des Rapid Prototyping seit den 1980er Jahren bekannt gewordenen Verfahren sind in der Regel Urformverfahren, die das Werkstück schichtweise aus formlosem oder formneutralem Material unter Nutzung physikalischer und/oder chemischer Effekte aufbauen. - Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile eignen sich auch alle Rapid-Prototyping-Verfahren, die im Folgenden aufgeführt sind.
Fused Deposition Modeling (FDM) ABS, Polylactide Laminated Object Modelling (LOM) Papier, Kunststoffe, Keramik oder AI Laser Engineered Net Shaping (LENS) Metalle Laserauftragschweißen Metalle Multi Jet Modeling (MJM) wachsartige Thermoplaste, UV-empfindliche Photopolymere, Sand, Metall/ Glaspulver Polyamidguss Polyamide Selektives Laserschmelzen (SLM) Metalle, Kunststoffe, Keramiken Selektives Lasersintern (SLS) Thermoplaste: Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylchlorid, Metalle, Keramiken Space Puzzle Molding (SPM) Kunststoffe Stereolithografie (STL oder SLA) flüssige Duromere oder Elastomere Binder Jetting (3D-Druck) Pulver und Granulate - Bezugszeichenliste
-
- (A)
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel
- 1.
- Dachpfanne oder Dachziegel
- 2.
- abgewinkelte Fläche zur Anlage und Befestigung
- 3.
- Konturauflagefläche mit Klemmfläche zur Unterlage unter der jeweils oberen Dachpfanne / Dachziegel
- 4.
- Aufsatzpflanzkasten
- 5.
- Verblendungsplatte ohne Aufsatzpflanzkasten
Claims (10)
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A) zur Begrünung von bevorzugt geneigten Dachflächen, mit einer konturfolgenden Auflagefläche (3), einer nach unten abgewinkelten Fläche zur Hinterlage an der Dachpfanne (2) zur Montage und Befestigung sowie einem Aufsatzpflanzkasten (4), welches nachträglich auf die bestehende Dacheindeckung / Dachpfanne (1) aufmontiert und anschließend oder vorher bepflanzt werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzpflanzsystem über eine konturfolgende Auflagefläche (3) verfügt, welche der Kontur der jeweiligen Dacheindeckung / Dachpfanne (1) angepasst ist und derat ausgestaltet eine größtmögliche Auflagefläche zur Dacheindeckung / Dachpfanne (1) liefert. - Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der konturfolgenden Auflagefläche (3) eine abgewinkelte Fläche (2) angebracht ist, mit welcher das Aufsatzpflanzsystem hinter die Dachpfanne (1) klemmend angebracht und aufmontiert werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatzpflanzkasten (4) mit der konturfolgenden Auflagefläche (3) und der abgewinkelten Fläche zur Anlage und Befestigung / Montage als zusammenhängendes, untrennbares Bauteil darstellt.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer erweiterten Ausführungsform der Aufsatzpflanzkasten (4) nachträglich auf der konturfolgenden Auflagefläche (3) mit der abgewinkelten Fläche zur Anlage und Befestigung / Montage (2) aufmontiert werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatzpflanzkasten (4) über Wassereinlauf und Ablaufgeometrien verfügt, welche Regenwasser oberseits einleiten und unterseits ableiten lassen.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer erweiterten Ausführungsform die konturfolgenden Auflagefläche (3) mit der abgewinkelten Fläche zur Anlage und Befestigung / Montage (2) ohne Aufsatzpflanzkasten (4) als einfache Verblendungslösung als Verblendungsplatte (5) der bestehenden Dacheindeckung verwendet werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzpflanzsystem (A) bevorzugt aus Kunststoff, besonders bevorzugt aus recyceltem Kunststoff hergestellt ist und vielfältig eingefärbt, lackiert oder anderweitig beschichtet werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzpflanzsystem (A) in einer weiteren Ausführungsform aus Metallen hergestellt ist und anschließend lackiert oder anderweitig beschichtet werden kann.
- Aufsatzpflanzsystem für Dachpfannen und Dachziegel (A), nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzpflanzsystem (A) in einer weiteren Ausführungsform aus Rapid Prototyping Verfahren hergestellt ist und anschließend lackiert oder anderweitig beschichtet werden kann.
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