Studien und wissenschaftliche Erkenntnisse über die Welt der lebendigen vertikalen Gärten
Seite an Seite mitITC-CNR
Im Laufe der Jahre haben wir drei wissenschaftliche Studien beim Institut für Bautechnik (ITC-CNR) in Auftrag gegeben. Diese Studien, zusammen mit mehreren internationalen Studien, haben gezeigt, dass ein Vertical Garden positiv zu:
Verbesserung der Luftqualität
Abschwächung der Akustik
Verbesserung des psychischen Wohlbefindens
Luftqualität in Innenräumen
In den letzten Jahren hat die Planung von immer leistungsfähigeren Gebäuden zu einem Rückgang der natürlichen Belüftungslösungen geführt, was den Energieverbrauch erhöht und zum Sick-Building-Syndrom (SBS) beiträgt. Die Integration von Vertikalen Gärten kann die Betriebsstunden mechanischer Belüftungssysteme reduzieren und so die Luftqualität verbessern, ohne dass die Energiekosten wesentlich steigen.
Senkung des CO2-Gehalts
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Es wurde eine Versuchskampagne in einer begrenzten und kontrollierten Umgebung (Testzellen) durchgeführt, um die Fähigkeit zur Absorption und Verringerung der CO2-Konzentration in Innenräumen durch einen vertikalen Garten zu überprüfen.
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Bei durchschnittlichen Innentemperaturen von 18-23°C absorbiert der vertikale Innengarten während der Tageslichtstunden sehr effizient CO2, während er eine begrenzte Menge wieder in die Umwelt abgibt.
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Die Ergebnisse ermöglichen es, die CO2-Absorptionskapazität eines vertikalen Gartens in Innenräumen in Abhängigkeit von der eingestellten Innentemperatur des Raumes aufzuzeigen und somit diese Technologie von einem "Einrichtungselement" zu einem System zu erheben, das auf der Planungsebene zur Optimierung der Luftqualität in Innenräumen und zur Verringerung des Einsatzes mechanischer Belüftungs-/Erneuerungssysteme integriert werden muss.
Absorption von VOC und PM
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Als Partner im Rahmen des ITC-CNR I-ZEB-Projekts "Towards Intelligent Zero Energy Buildings" wurde eine Versuchskampagne in einer begrenzten und speziell vorbereiteten Umgebung durchgeführt. Ein Netzwerk von Sensoren konnte so die Entwicklung der Konzentrationen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und Feinstaub (PM) in Gegenwart eines für die Experimente installierten vertikalen Gartens überwachen.
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Analysierte VOCs:
Formaldehyd: eine häufige Verbindung aus Baumaterialien und Möbeln.
Benzol: häufig in Verbrennungsprodukten und einigen Kunststoffen enthalten.
Toluol: wird in Farben und Klebstoffen verwendet.
Xylol: wird aus Lösungsmitteln und Industriechemikalien gewonnen.
PM analysiert:
PM10: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometern, die eingeatmet werden und sich in den oberen Atemwegen ablagern können.
PM2,5: Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern, die tiefer in die Lunge und den Blutkreislauf eindringen können.
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Der vertikale Garten hat gezeigt, dass er die VOC-Konzentration in der Innenraumluft deutlich senken kann. Insbesondere wurden die folgenden Ergebnisse beobachtet:
Formaldehyd und Benzol: Erhebliche Verringerung aufgrund der Fähigkeit der Pflanzen, diese Verbindungen zu absorbieren und zu metabolisieren.
Toluol und Xylol: Auch bei diesen flüchtigen organischen Verbindungen war ein Rückgang der Konzentrationen zu verzeichnen, wenn auch in geringerem Maße als bei Formaldehyd.
Bezüglich Feinstaub:
PM10 und PM2,5: Die lebende Wand trug zur Verringerung der Feinstaubkonzentration in der Innenraumluft bei. Die Pflanzen und das Substrat des vertikalen Gartens wirken wie ein natürlicher Filter, der Schwebeteilchen auffängt.
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Vertikale Gärten haben sich bei der Absorption von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und Feinstaub als wirksam erwiesen, verbessern die Luftqualität in Innenräumen und tragen zu einer gesünderen Umwelt bei. Die Wirksamkeit hängt jedoch von der Dichte und Vielfalt der verwendeten Pflanzen sowie vom richtigen Management der Bewässerung und Belüftung ab.
Wahrgenommene Luftqualität
Im Rahmen des I-ZEB-Projekts wurden auch mehrere positive Aspekte hinsichtlich der wahrgenommenen Luftqualität in Gegenwart des Vertikalen Gartens hervorgehoben:
Verbesserte Wahrnehmung der Luftqualität: Die Bewohner berichteten, dass sie die Luft im Gebäude frischer und sauberer empfinden.
Verringerung unangenehmer Gerüche: Die Pflanzen im Vertikalen Garten trugen dazu bei, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und andere Schadstoffe zu absorbieren und so unangenehme Gerüche zu reduzieren.
Positive Auswirkung auf das Wohlbefinden: Die Nutzer nahmen eine allgemeine Verbesserung des Umgebungskomforts wahr, was sich positiv auf ihr Wohlbefinden und ihre Produktivität auswirkte.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Integration natürlicher Elemente wie Vertikale Gärten einen signifikanten Einfluss auf die wahrgenommene Luftqualität haben kann und den Komfort und das Wohlbefinden der Bewohner verbessert.
Weitere Belege und Erkenntnisse zu psychologischen und kognitiven Aspekten finden Sie in einer spezifische Bibliographie.
Schalldämpfung in Innenräumen
Die Akustik ist ein zentrales Thema bei der Gebäudeplanung, da sie den Komfort und das Wohlbefinden der Bewohner beeinflusst. In dicht besiedelten städtischen Umgebungen kann Außenlärm die Lebensqualität beeinträchtigen, weshalb wirksame Lösungen zur Schalldämmung und -absorption unerlässlich sind.
In jüngster Zeit hat sich gezeigt, dass die Integration natürlicher Elemente, wie z. B. vertikale Gärten, die akustische Leistung von Gebäuden verbessern kann. Diese Systeme verschönern nicht nur Räume, sondern tragen auch zur Lärmreduzierung und Verbesserung der Luftqualität bei und schaffen so gesündere und komfortablere Umgebungen.
Akustische Leistung
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Die Schallabsorptionsmessungen wurden in einem Hallraum gemäß EN ISO 354 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Vorhandensein von Wasser die Schallabsorption nicht wesentlich beeinflusste, während Pflanzen die Leistung verbesserten, insbesondere kleinblättrige Pflanzen. Nach zwei Monaten in der ZEB blieb die Absorption des Vertikalen Gartens nahezu unverändert.
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Im ZEB-Labor wurden Schalldämmungsprüfungen durchgeführt, wobei der Vertikale Garten als zusätzliche Schicht zwischen zwei Räumen verwendet wurde. Die Messungen erfolgten nach der Norm UNI EN ISO 16283-1:2018. Die Installation des vertikalen Gartens verbesserte die scheinbare Schalldämmung der Trennwand um 6 dB, mit einer signifikanten Verbesserung bei mittleren und hohen Frequenzen.
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Die Nachhallzeit wurde gemessen, um die Wirkung des Vertical Garden auf die Schallabsorption im Raum zu bewerten. Die nach EN ISO 3382-2 durchgeführten Messungen ergaben eine Verringerung der Nachhallzeit unter 200 Hz und über 400 Hz, was die Schallabsorption im Raum verbessert.
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Die Installation des Vertical Garden verbesserte die Schalldämmung und verringerte die Nachhallzeit, was zur Optimierung der akustischen Bedingungen des Raumes beitrug. Diese Ergebnisse unterstreichen die Wirksamkeit der lebenden Wand bei der Verbesserung der akustischen Leistung und machen sie zu einer praktikablen Lösung für die Verbesserung des akustischen Komforts in Innenräumen.
Rechtliche Anforderungen
Durch den Einbau des Sundar Vertical Garden wurde die Schalldämmung der Trennwand verbessert, wodurch die gesetzlichen Anforderungen an die Schalldämmung von Trennwänden zwischen verschiedenen Gebäudeteilen gemäß DPCM 05/12/1997 erfüllt werden konnten. Diese Vorschrift sieht als Grenzwert für Räume, die als Büros genutzt werden, einen R'w ≥ 50 dB vor.
Das Vorhandensein des Sundar Vertical Garden hat die Schallabsorption in dem Raum, in dem er installiert wurde, verbessert, so dass die optimale Nachhallzeit für Büros, die in der italienischen technischen Norm UNI 11532 festgelegt ist, erreicht werden konnte.
Schalldämpfung im Freien
In einer anderen Studie wird die Verwendung von vertikalen Gärten als Lösung zur Schalldämpfung an städtischen Fassaden untersucht. Ziel ist es, den Straßenverkehrslärm durch Schallabsorption und -streuung zu verringern, wobei Messungen in einem Hallraum durchgeführt werden.
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Die Messungen wurden gemäß ISO 354 in zwei Kampagnen in den Jahren 2022 und 2023 mit Pflanzen in verschiedenen Wachstumsstadien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eine Verringerung der Absorption bei den jüngsten Messungen im Bereich von 200 Hz und 250 Hz.
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Die Streueigenschaften wurden im Jahr 2023 anhand der ISO-Norm 17497-1 bewertet. Die Messungen wurden auf einem Drehtisch durchgeführt, und die Ergebnisse zeigen, dass die Werte zwischen 100 und 400 Hz brauchbar sind und in Simulationen bis zu 630 Hz reichen.
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GV wird in städtischen Kontexten eingesetzt, um von seinen Absorptionsfähigkeiten zu profitieren. Drei Szenarien wurden simuliert: reflektierende Fassaden, eine Fassade mit Vertikalem Garten, beide Fassaden mit Vertikalem Garten. Die Ergebnisse zeigen eine durchschnittliche Schallpegelreduzierung von 3 dB für ein Szenario und 4,4 dB für das andere, wobei die für eine Stadtschlucht typischen Reflexionen kompensiert werden.
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Die Verwendung von vertikalen Gärten im städtischen Kontext stellt eine vielversprechende Lösung zur Lärmminderung dar, da sie sowohl in Bezug auf die Absorption als auch auf die Schallstreuung wirksam sind. Simulationen zeigen, dass die Integration von Vertikalen Gärten in Gebäudefassaden die akustische Qualität städtischer Umgebungen erheblich verbessern kann.