Grünfassaden plus – Mehrwert für Gebäude und Räume

Unter dem Terminus „Grünfassaden plus“ werden an derTechnischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Kombinations­möglichkeiten von Begrünungen mit gebäude- und solartechnischen Systemen untersucht. Die experimentellen Arbeiten in interdisziplinären Teams und mit seminaristischen Studien in der Lehrforschung zeigen große Potenziale solcher Zusammenfügungen. Mit dem funktionalen und gestalterischen Einsatz von Pflanzen in der Vertikalen lassen sich die Konzepte von multifunktionalen Lösungen im Bereich der Fassaden erweitern.

1 Allgemeines

„Ist alles so schön grün hier“ – könnte man in Anlehnung an den Nina-Hagen-Song „TV-Glotzer“ aus den späten 1970er-Jahren mittlerweile schreiben. In verschiedenen Ausstellungen der letzten Jahre wurde der Wandel der Innenstädte von asphaltschwarz und betongrau in grünende Quartiere und blühende Hochhausgärten bildhaft aufgezeigt (u. a. Berlin, Nikolaiviertel mit Alexanderplatz, und Frankfurt/Main, Hauptwache mit Bankenviertel [1]). Aber auch in der Praxis lassen sich Veränderungen feststellen. Die österreichische Hauptstadt ist europaweit Vorreiter und setzt seit 2021 zahlreiche Begrünungsmaßnahmen im städtischen Raum um, nach dem Motto des örtlichen MuseumsQuartiers: Wien goes Green [2]. Ebenso finden sich in Deutschland Städte mit ambitionierter Zielsetzung für Gebäudebegrünung (Bild 1). So entsteht im Stuttgarter Neckarpark ein Stadtteil mit zahlreichen begrünten Fassadenflächen, die bereits im Bebauungsplan eingefordert werden.

Und doch, betrachtet man die jährlichen Erhebungen vom Bundesverband GebäudeGrün e. V. zum erreichten Stand, fällt auf, dass die Potenziale quantitativ noch nicht annähernd ausgeschöpft sind. So beträgt der Anteil neu begrünter Dächer gerade mal 12,8 % von der gesamten in 2024 errichteten Flachdachfläche [3]. Bisweilen ist auch qualitative Kritik zu vernehmen. So wird Fassadenbegrünung insbesondere in Südamerika als Zeichen von Gentrifizierung wahrgenommen, denn Green Standards sind nicht für Arme gemacht [4]. Auch in Deutschland warnen Stimmen, dass „(d)ie Ergrünung von Wohnvierteln von Besserverdienenden … nicht auf Kosten von Menschen in ärmeren Wohnvierteln geschehen (darf)“ [5]. Zur 19. Architekturbiennale 2025 in Venedig war Begrünung auch Thema beim Team Stresstest (Deutscher Pavillon). So kritisiert Gabriele G. Kiefer, dass die sogenannten Living Walls oder vertikalen Gärten „oft nur Deko“ seien und spricht von „Greenwashing-Fassade(n)“ [6]. Nicht zuletzt liest man, dass bei Novellierungen von Landesbauordnungen „der bewusste Verzicht auf die Einführung ‚bremsender‘ Neuregelungen, wie die erwogene Verpflichtung zur Fassadenbegrünung“ als hilfreich für beschleunigtes Bauen positiv herausgestellt wird [7].

Gleichwohl sind Gebäudebegrünungen angesichts der Folgen der Klimakrise auf das städtische Mikroklima auch in Deutschland von großer Relevanz. Die vielfältigen Vorteile und der enorme Nutzen von begrünten Flächen, insbesondere in Ballungsgebieten angesichts der rapiden Zunahme von Temperaturen sowie Hitzetagen, sind unbestritten. Neben Baumpflanzungen erweist sich zur Reduktion von Hitzestress im verdichteten urbanen Außenraum eben besonders „Fassadenbegrünung […] als effektiv“ [8].

2 Grünfassaden plus

Im Kontext nachhaltiger und energieeffizienter Konzepte haben Fassaden in den letzten zwei Jahrzehnten enorm an Bedeutung gewonnen. Deren funktionale Aufwertung reicht über die Begrünung [9] bis zur solaren Aktivierung und Aufnahme dezentraler Gebäudetechnik. Dabei fällt auf, dass diese Ansätze bislang weitgehend nur getrennt in Gebäuden eingesetzt werden.

Allerdings sind die Nutzungsmöglichkeiten im Bereich der Fassaden, besonders in verdichteten städtischen Strukturen, baulich häufig stark eingeschränkt und gegenüber Dachflächen durch eine Vielzahl zusätzlicher (multi-)funktionaler Ansprüche charakterisiert. Somit entstehen beim wichtigsten baulichen Subsystem mit verschiedensten Schutz- und Steuerungsaufgaben für Energieeffizienz und Nutzerkomfort auch häufig Flächenkonkurrenzen. Dies erfordert in verstärktem Maße die Untersuchung von Kombinationsmöglichkeiten und Synergien, um auf begrenztem Platz möglichst effektive und wirksame Fassadenlösungen für Gebäude und Quartier realisieren zu können.

Hier setzen die Arbeiten an der Fakultät Architektur der TH Nürnberg (nachfolgend „Ohm“) zu Grünfassaden an. Das Ziel ist, durch Multifunktionalität den Einsatz von Pflanzen in der Vertikalen zu stärken. Über die vielfältigen „Leistungen eines Quadratmeters Fassadenbegrünung“ [10] hinaus untersuchen interdisziplinäre Teams die Schnittstelle zu gebäude- und solartechnischen Systemen. Für diese Arbeiten wurde der Terminus Grünfassaden plus eingeführt, um die zusätzlichen Leistungspotenziale von Begrünungen herauszustellen.

3 Grünfassaden und dezentrale Fassadenlüftung

Die vielfältigen ökologischen Vorteile begrünter Fassadenoberflächen sind hinlänglich beschrieben, dagegen sind die Potenziale kompakter dezentraler Fassadenlüftungseinheiten (DFL) weniger bekannt, siehe [11]. Insbesondere in Schul- und Verwaltungsgebäuden werden solche Systeme installiert, weil so auf großvolumige Medienführung innerhalb der Gebäude verzichtet werden kann. Allerdings stagniert die Entwicklung seit Jahren. Ganzjährig benötigen DFL-Geräte weniger Primärenergie als zentrale Lüftungsgeräte. Der Kühlenergiebedarf ist im direkten Vergleich durch kompakte Bauweise und erhöhte Temperaturen im Ansaugbereich jedoch größer.

Mit Pflanzen lassen sich durch Verdunstungskühlung, Verschattung und Konvektion die Temperaturen an Fassadenoberflächen deutlich reduzieren. Daher ist die Begrünung auch interessant für die Kombination mit dezentraler Lüftungstechnik. Voruntersuchungen (07/2015) an der Ohm zeigten, dass dadurch erhebliche Einsparpotenziale bei Energiebedarf, Kühlleistung und CO₂-Emissionen bestehen.

3.1 GreenFaBS

Im Rahmen des Forschungsprojekts EnOB: GreenFaBS [12] konnte an der Ohm die Kombination von Begrünung und dezentraler Fassadenlüftung detailliert untersucht werden ([13]). Das Projekt ermöglichte den Aufbau eines (mobilen) Fassadenversuchsstands auf einer Freifläche des Ohm-Technikums in Rednitzhembach (Bild 2). Damit waren die baulichen Einrichtungen in Verbindung mit einer kleinen Wetterstation und hoher Ausstattung an Messtechnik für experimentelle Studien vorhanden.

Dieser Demonstrator mit zwei identischen (kleinen) Büroräumen ermöglicht es, neuartige Ansätze von Fassadentechniken im Maßstab 1 : 1 zu untersuchen. Während der Referenzraum ein Fassadenfeld mit Fenster und opaker Brüstung aufweist, können beim benachbarten Zwillingsraum verschiedene Systeme kombiniert und installiert werden. Somit wird es möglich, deren bauphysikalische und gestalterische Potenziale unter realen Witterungsbedingungen direkt miteinander zu vergleichen.

Zunächst wurden Lösungsstrategien erarbeitet. Dabei sollte möglichst das breite Spektrum an Begrünungstypologien eingesetzt werden. Ein Hauptunterscheidungskriterium bei Fassadenbegrünungen ist die Permeabilität. So kann auch bei wandgebundenen Systemen die (Unter-)Konstruktion durchlässig für Licht bzw. Luft konstruiert sein. Dies ist insbesondere im Bereich von transparenten und transluzenten Fassadenflächen von Bedeutung. Folgende Varianten wurden betrachtet:

• zwei wandgebundene Systeme (Vertiko GmbH, Buchenbach und Verticalgreendesign VGD GmbH, Berlin, s. Bild 3)
• Misch-/Regalsystem (Fa. Kramer Gartenbau, München, s. Bild 4a)
• bodengebundenes System (Jakob Rope Systems, Ostfildern mit Kletterpflanzen, s. Bild 4b)

Bei den Untersuchungen wurde Außenluft für die DFL-Geräte jeweils einmal im oberen sowie im unteren Brüstungsbereich angesaugt. Messzeiträume in Rednitzhembach waren Mai bis Juli 2020 und Juni bis Juli 2021. Parallel erfolgte am Ohm-ieg (Institut für Energie und Gebäude) die Erstellung detaillierter Modelle in der thermisch-energetischen Gebäudesimulationsumgebung TRNSYS und der numerischen Strömungssimulationsumgebung ANSYS/FLUENT.

3.2 Ergebnisse

Sowohl die experimentellen Studien mit den vier Begrünungssystemen als auch die Simulationsberechnungen bestätigen in der Kühlperiode von Mai bis September ein Einsparpotenzial beim Kühlenergiebedarf und bei den CO₂-Emissionen. Für die Musterräume liegt dieses zwischen 23 und 43 % (Bild 5). Im Vergleich dazu ergeben sich für ein simuliertes Einzelbüro aufgrund abweichender baukonstruktiver Parameter aber geringere Werte (7 bis 25 %).

Dies bedeutet, dass der Energiebedarf gegenüber einer Fassade ohne Begrünung auch vom dahinterliegenden Raum (u. a. dessen Geometrie, Fensterflächenanteil, Wärmedurchgangskoeffizient, Nutzung) abhängt. So führt zum Beispiel ein besserer Wärmedurchgangskoeffizient der Fassade hinter dem Begrünungssystem zu einem geringeren Einsparpotenzial.

Die unterschiedlichen Ergebnisse der einzelnen Begrünungssysteme sind auf deren geometrische, biophysikalische und spektrale Eigenschaften sowie auf die jeweils berücksichtigten Pflanzenarten zurückzuführen. Hierbei spielen vor allem der Oberflächenwiderstand der Blätter und der Wassersättigungsgrad des Sub­strats eine Rolle. Daher zeigen die wandgebundenen Systeme in den Versuchsreihen ein größeres Kühlpotenzial.

Im Anschluss an diese ersten Einschätzungen auf Basis von Messergebnissen und Simulationsstudien wurden an der Versuchseinrichtung für energetische und raumklimatische Untersuchungen VERU des Fraunhofer IBP weitere Untersuchungen mit einer wandgebundenen Begrünung durchgeführt. Im 2. Obergeschoss des Gebäudes befinden sich südseitig zwei identische Versuchsräume à 20 m², die speziell für energetische Vergleichsmessungen konzipiert sind.

Diese Messungen erfolgten schwerpunktmäßig im September 2020 sowie zwischen Anfang August und Mitte September 2021. Hier zeigt sich, dass die Einsparung bei der thermischen Energie (wasserseitig) der DFL im Testraum zwischen 10 und 25 % gegenüber dem Referenzraum beträgt. Bezogen auf den gesamten Auswertezeitraum von 44 Tagen ergibt sich eine Einsparung von etwa 14 %. Ferner belegen die Untersuchungen zwei weitere Effekte durch die Pflanzen: Einerseits führt die Begrünung zu einer Reduzierung der Ansauglufttemperatur der DFL-Geräte (um bis zu 3 bis 4 K) (Bild 6). Andererseits trägt die Verschattung zu einer niedrigeren Fassadentemperatur bei, wodurch sich die solaren Einträge in den Raum reduzieren (Bild 7).

Ziel des Projektteams ist es, auf Basis der bisherigen experimentellen Ergebnisse diese Schnittstelle in der Baupraxis, beispielsweise im Rahmen der Sanierung von Schulgebäuden, zu überprüfen, jeweilige funktionale und konstruktive Besonderheiten aufzuzeigen und mit der Ermittlung von bauphysikalischen Kenndaten zur Implementierung in Simulationsprogramme den Einsatz von begrünten Fassaden zu erhöhen. Darüber hinaus wäre eine sinnvolle Ergänzung der Kombination von Pflanzen und DFL auch (als Low-Tech-Ansatz) die Betrachtung von freier Lüftung und Begrünung. (Unter dem Arbeitstitel „Green4School – Grünfassaden in Verbindung mit natürlicher und/oder dezentraler, fassadenintegrierter Lüftungstechnik als Low-Tech-Lösungsstrategie zur Verbesserung des thermischen Komforts in Bildungsbauten“ bestehen aktuelle Arbeitszusammenhänge.)

4 Grünfassaden und Stromerzeugung (Photovoltaik)

In Konzepten künftiger klimaneutraler Städte stellen Solarsysteme für den Gebäudebereich wichtige und leistungsfähige Bausteine für eine technisch und wirtschaftlich machbare, zu 100 % erneuerbare Energieversorgung dar. Thermische Solarkollektoren und vor allem PV-Module sind wichtige Elemente des solaren Bauens und gelten mittlerweile als selbstverständliche Bestandteile energieeffizienter Gebäude und avancierter Fassadenkonstruktionen [14]. Um den Energiebedarf in dicht bebauten Städten mit steigender Stockwerkszahl decken zu können, reichen die vorhandenen Dachflächen für die notwendige Photovoltaik häufig nicht mehr aus. Durch die zusätzliche Belegung der Fassade können weitere Flächen für die Stromproduktion aktiviert werden. Damit rückt die solare Energiegewinnung in die Wahrnehmung der Bewohner und wird auch im Stadtraum und Quartiersumfeld sichtbar.

Begrünung und Photovoltaik wurden in den vergangenen Jahren mehrfach untersucht. Dabei verfolgten zwei Forschungsprojekte den Ansatz einer funktionalen Trennung in der Fassade ([15, 16]). An der Ohm führte man die Untersuchung von Kombinationsmöglichkeiten dagegen fort. Anknüpfend an Forschungsarbeiten an der TU Wien [17] setzte man neben Kletterpflanzen auch das Misch-/Regalsystem und eine wandgebundene Begrünung ein. Vor allem die beiden wandgebundenen Systeme sollten gegenüber den Kletterpflanzen über eine höhere Evaporationsleistung verfügen (Bilder 8, 9).

4.1 GreenPV

Im Rahmen der Projektstudie „GreenPV“ [18] wurden an dem Fassadenversuchsstand von Ohm-AR semitransparente PV-Module verwendet. Durch die rahmenlose Konstruktion und die transparente Rückseite ist eine ausreichende Solarstrahlung für die dahinter angeordneten Pflanzen sichergestellt. Die Versuchsreihen wurden mit zwei verschiedenen Abständen der Photovoltaik-Module zur Begrünung durchgeführt: 33 cm und 52 cm.

Der Ansatz zielt auf Synergieeffekte durch die Nutzung der jeweils positiven Eigenschaften beider Fassadensysteme: die Photovoltaik als technische Komponente und wesentlicher Baustein einer dezentralen, gebäudenahen Energieversorgung und die vertikale Begrünung zur Verbesserung des wohnungsnahen Umfelds mit den Potenzialen zur passiven Kühlung. Ziel der experimentellen Untersuchung der Kombinationen war die Klärung der Frage, in welcher Größenordnung solare Erträge durch die Reduktion der Modultemperatur mittels Kühleffekten gesteigert werden können. Auch galt es, die Auswirkungen im Fassadenzwischenraum hinter dem PV-Modul auf die Pflanzen zu beobachten.

4.2 Ergebnisse

Die Versuche zeigen, dass die Oberflächentemperatur auf der Rückseite der PV-Module durch die Begrünung im Maximum um bis zu 4,0 K verringert wird (Bild 10). Ebenso wird deutlich, dass das Misch-/Regalsystem sowie das wandgebundene System eine etwas größere Reduzierung bewirken als die Kletterpflanzen. Dies ist auf den zusätzlichen Kühleffekt durch das feuchte Substrat bzw. das durchfeuchtete Geotextil zurückzuführen. Bei allen Systemen lässt sich ein Einfluss des Abstands der PV-Module zum Begrünungssystem auf die Oberflächentemperatur erkennen. So bewirkt hier ein größerer Abstand zumindest eine etwas stärkere Abminderung der maximalen Oberflächentemperaturen. Diese sind jedoch stark von den zum Messzeitpunkt vorliegenden klimatischen Bedingungen abhängig; so führen höhere Außentemperaturen zu größeren Werten.

Die einzelnen Begrünungssysteme leisten auch eine Abminderung der Lufttemperaturen zwischen den PV-Modulen und den Pflanzen im Vergleich zum unbegrünten Referenzfall. Es zeigt sich auch hier, dass mit den beiden wandgebundenen Systemen eine etwas größere Reduzierung erfolgt. Damit bestätigt sich, dass die PV-Module den Hitzestress der Pflanzen reduzieren. Während der Messungen im Sommer 2022 und 2023 waren bei den Versuchsanordnungen keine negativen Auswirkungen auf den Wuchs sichtbar, trotz der relativ starken Abkopplung vom Umgebungsklima (Bild 11). Darüber hinaus lässt sich feststellen, dass die Begrünung auch Einfluss auf die empfundene Raumtemperatur hat. Im Durchschnitt kann diese um bis zu 1,1 K abgesenkt werden.

Dennoch führt die Kombination mit den jeweiligen Begrünungssystemen lediglich zu geringfügigen PV-Mehrerträgen. Den Höchstwert liefert das Misch-/Regalsystem bei geringem Abstand zwischen Photovoltaik und Pflanzen mit einer Steigerung von etwa 0,5 %. Die gemessenen Werte sind indessen so gering, dass sie sich innerhalb der Messfehlertoleranz der Messsensorik befinden. D. h., die jeweiligen Begrünungen können zwar die Oberflächentemperaturen auf der Modulrückseite in einem gewissen Maß reduzieren, aber das hat keinen größeren Einfluss auf die erzielbaren PV-Erträge. Diesen Zusammenhang bestätigen auch Forschungen zum Solargründach; so wurde bei umfangreichen Untersuchungen in Winterthur festgestellt (10/2014–05/2016), dass die Ertragssteigerung mit ± 0,7 % ebenfalls sehr gering ausfällt [19].

Bezüglich der Kombination von Begrünung und Photovoltaik in der Fassade ist jedoch ein anderer Aspekt von zentraler Bedeutung: die im Stadtraum wirksame Verdunstungsleistung der Pflanzen in der Vertikalen. Bei einer dichten und wandparallelen Belegung mit PV-Modulen vor begrünten Flächen ist die Evapotranspiration deutlich eingeschränkt und damit wird die Kühlleistung zur Verminderung von Hitzestress im Straßenraum stark beeinträchtigt.

Hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der beiden Fassadensysteme bestehen vielfältige Möglichkeiten. Der Abstand der PV-Module zur Begrünung kann bis zu einer raumhaltigen Fassade erweitert werden und durch die Neigung der PV-Module werden Zugänglichkeit sowie Verdunstungsleistung verbessert. Durch die optimierte Exposition des Moduls zur Sonne sollten auch Ertragssteigerungen zu realisieren sein. Die Gestaltung dieser Lagebeziehungen konnte im Rahmen der Projektarbeiten nur in ersten grundsätzlichen Überlegungen betrachtet werden. Aus verschiedenen Lösungsansätzen wurden in Ergänzung noch Aufbauten mit zwei verschiedenen Modulneigungswinkeln und dem Misch-/Regalsystem untersucht. Hinsichtlich der auch für das Erscheinungsbild zu dokumentierenden Veränderungen entschied man sich für eine stärker ausgestellte (30°) (Bild 12) und eine vergleichsweise gering geneigte Variante (7,5°), die den flächigen Charakter der ursprünglichen vertikalen Anordnung nuanciert erweitert.

Die Ergebnisse bestätigen für den flacheren Anstellwinkel höhere Erträge gegenüber der vertikalen Anordnung (im Betrachtungszeitraum etwa 11 %). Die stärkere Neigung führte indessen aufgrund der spezifischen Einbaubedingungen am Versuchsstand zusätzlich zu Eigenverschattungen bei den PV-Modulen und damit zu signifikanten Ertragseinbußen. Ein optimierter Aufbau (Modulabstand und/oder -neigung) lässt hier jedoch deutliche Mehrerträge gegenüber einem Einbau in der Senkrechten erwarten.

5 Sonnenschutz

Begrünungen können des Weiteren einen hohen Beitrag zum sommerlichen Wärmeschutz vor verglasten Flächen leisten und Innenräume vor Überhitzung schützen. Damit werden Einsparungen im Gebäudeenergiehaushalt ermöglicht und durch das grüne Umfeld ebenso das Wohlbefinden von Nutzer:innen gestärkt. Die BOKU Wien bearbeitete zwischen 2021 und 2025 das Forschungsprojekt „GLASGrün“ zur nachträglichen Verschattung durch sommergrüne Pflanzen. An zwei Gewerbebauten konnte nachgewiesen werden, dass Kletterpflanzen die Sonneneinstrahlung um bis zu 65 % (Maximalwert Mitte August 2024) abmindern [20, 21].

In der Bau- und Alltagspraxis zeigt sich vielerorts, dass bei Bildungs-, Büro- und Verwaltungsbauten mit großflächigen Glasfassaden der Sonnenschutz nicht (wirksam) funktioniert. Dieser wird künftig noch eine viel wesentlichere Rolle beim Bauen einnehmen. Untersuchungen zeigen, dass „Gebäude in Deutschland … noch nicht ausreichend auf den voranschreitenden Klimawandel vorbereitet werden – weder bei Sanierungen noch beim Neubau“ [22]. Darüber hinaus basieren normative Vorgaben noch auf relativ alten Klimadaten (1988 bis 2007); damit „sind selbst heutige Neubauten oft nicht einmal fit für die gegenwärtigen Sommer, erst recht nicht für die Sommer der Zukunft“ [22].

5.1 GreenShade

Im Masterseminar „GreenCampus-Ohm“ [23] wurden diese Potenziale exemplarisch in Verbindung mit Hochschulgebäuden der Ohm untersucht (Bild 13). Zur Auswahl standen zwei Bestandsgebäude, die für nachträgliche Begrünung geeignet sind und bei denen erhöhter Bedarf für Verbesserungen des sommerlichen Wärmeschutzes und der Verschattung vorliegt, sowie das im November 2025 eröffnete Ohm Innovation Center. Ausgehend von objektspezifischen konstruktiven Anforderungen der Gebäude und Bedürfnisanalysen der jeweiligen Nutzer:innen erarbeiteten die Studierenden verschiedene Szenarien für Begrünungen mit Kletterpflanzen in Trogsystemen. Die Entwürfe wurden anhand eines Fassadenausschnitts zeichnerisch konstruktiv und atmosphärisch vertieft, einschließlich Vorschlägen für die Bepflanzung, und im Modell ausgearbeitet (Bild 14).

Diese ersten Konzepte für drei Hochschulbauten sollen in dem avisierten Projekt „GreenShade“ [24] wissenschaftlich vertieft und thematisch erweitert werden. Das betrifft u. a. neben Kletterpflanzen auch den innovativen Ansatz mit Misch-/Regalsystemen vor transparenten Fassadenflächen und deren Einfluss auf den räumlichen Komfort. Im Zuge einer ganzheitlichen, interdisziplinären Forschungsperspektive soll Nachhaltigkeit auch aus soziologischer und psychologischer Sicht betrachtet werden. Dazu sind quantitative sowie qualitative Studien zur Akzeptanz und Wahrnehmung der Begrünung geplant. Dabei wird es auch um Fragen der Pflege der Pflanzen und Verantwortungsübernahme durch die Nutzer:innen gehen. Es sollen theoretische und empirische Grundlagen dafür geschaffen werden, ob und wie der begrünte Raum vor der Glasfassade auch als eine Art Mikrogarten gesehen werden kann, mit dem Nutzer:innen direkt interagieren. Positive Impulse für das Wohlbefinden, eine verbesserte Akzeptanz und Einsparungen bei laufenden Kosten, auch durch frühzeitiges Erkennen von Fehlfunktionen, können die Folge sein.

In diesem Kontext geht es ebenso um Low-Tech-Ansätze im Bauen. Insbesondere bei der Konditionierung der Gebäude und Räume wird seit Jahren wieder eine apparatemäßige Aufrüstung verfolgt. Thermische und visuelle Behaglichkeit werden an Systeme der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) delegiert. Damit wird eine Entwicklung aus den 1970er-Jahren konterkariert, bei der es schon einmal um eine Abkehr vom Primat der TGA ging.

Das Temperaturniveau in Wohnungen ist in den vergangenen 100 Jahren um etwa 4 K gestiegen. Runa T. Hellwig, die zu suffizienter Raumklimapraxis forscht, stellt heraus: Fehlt eine adäquate Rückkopplung zum eigenen Verhalten, „kann (das) dazu führen, dass die Nutzenden sich aus ihrer Verantwortung für das eigene Raumklima ziehen“ [25]. Die Folge sind dysfunktionales Verhalten und erhöhte Ansprüche an den thermischen Komfort. Diese Einschätzungen lassen sich auch auf die visuelle Behaglichkeit übertragen.

Wie es anders geht, kann man von Beispielen wie Kißlegg lernen. Das zweigeschossige Gebäude der örtlichen Autobahnpolizei wurde 2017 erweitert. Die neue Südfassade vor den Büroräumen bilden geschosshohe PV-Lamellen, gleichermaßen Sonnenschutz und Stromgenerator. Durch die Nachführbarkeit über die vertikale Achse kann der Ertrag der Solaranlage gesteigert, aber auch die Tageslichtnutzung moderat angepasst werden. Architekten und Bauherren entschieden sich als robuste und kostengünstige Lösung für eine manuelle Bedienung. In den Medien wurde diese funktional und ästhetisch schlüssige Low-Tech-Lösung als „Hammer der Woche“ diskreditiert, siehe [26].

Gerade beim Thema Begrünung erscheint aufgrund der vielen positiven Eigenschaften und zustimmenden Bewertungen eine stärkere Einbeziehung von Nutzer:innen, von Schüler:innen bis zu Hochschulmitarbeiter:innen evident zu sein. Daraus könnte insbesondere im Bereich von Bildungsbauten eine Art Plussummenspiel entstehen. Verantwortungsübernahme ermöglicht durable und komfortable Gebäude- und Raumkonditionierungen und eröffnet eine weitreichende Sensibilisierung für Klimaanpassungsmaßnahmen für Raum und Gebäude sowie für Quartier und Stadt.

6 Plus-Nutzungen und Multifunktionalität

Noch immer scheuen viele Bauherren und Planer im Fassaden­bereich sowohl den Einsatz von Begrünung als auch von Photovoltaik, häufig begründet durch deren hohen Komplexitätsgrad und die mitunter schwierige Koordination der zusätzlichen Gewerke. Das liegt bei den Grünfassaden (insbesondere wandgebundene Systeme) auch an hohen Erstinvestitionen und erheblichen Folgekosten für Pflege und Wartung. Daher wurde in dem Forschungsprojekt „GreenFaCe“ der Einsatz moderner (teil-)automatisierter Systeme untersucht und eine Konzeptstudie für einen Roboter vorgeschlagen (Bilder 15, 16), der prinzipiell für verschiedene Begrünungsvarianten und unterschiedliche Fassadentypen einsetzbar ist [27, 28]. Angesichts der gesellschaftlichen Herausforderungen von Energiewende und Klimaanpassungsstrategien gewinnen beide Techniken eine enorme Relevanz. Gerade deren vielfältige Kombinationsmöglichkeiten mit dezentraler Fassadenlüftung und Sonnenschutzfunktionen eröffnen ein zusätzliches Spektrum von positiven Effekten.

Ergebnisse der durchgeführten thermisch-energetischen Gebäudesimulation im GreenFaBS-Projekt zeigen, dass eine vollflächige (geschosshoch, ein Fassadenraster) Pflanzenfläche einen größeren Effekt aufweist als nur eine begrünte Brüstung. Jedoch fällt diese Wirkung hinsichtlich des Energiebedarfs eher gering aus. So führt ein vollständig begrüntes Fassadenfeld „nur“ zu einem um 4,0 % geringeren Kühlenergiebedarf. Dies eröffnet bei der Planung von Funktionsflächen in der Fassade gewisse Freiheitsgrade. Diese Flächen könnten zusätzlich für den Einsatz von PV-Modulen genutzt werden. Bei flächenparalleler Anordnung ist die Frage der Zugänglichkeit für die regelmäßige Pflege von Pflanzen und Wartung der Systemtechnik zu berücksichtigen. Ebenfalls nimmt der positive Einfluss der Begrünung auf den gebäudenahen Außenraum bei großflächigem Einsatz von Photovoltaik in der Fassade ab.

Angesichts der zentralen Aufgaben im Baubereich, gleichermaßen bei Neubauten und in der Bestandssanierung, ist das Thema der Flächenkonkurrenz bedeutsam: Welche Fassaden benötigen die verschiedenen Schnittstellen bzw. Plus-Nutzungen, um den Anteil der verschiedenen Systeme und Techniken zu optimieren? Daher gilt es, die Entwicklung von multifunktionalen Energiefassaden, insbesondere auf Basis der vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF), um Begrünungstechniken zu erweitern. Darüber hinaus muss zwingend das Thema Sonnenschutz vor großflächigen Glasfassaden um den Einsatz von Pflanzen ergänzt werden. Hierbei lassen sich Anforderungen an thermische und visuelle Behaglichkeit zusätzlich hervorragend erfüllen.

Angesichts der multiplen Herausforderungen von Energie- und Ressourcenwende sowie Klimaanpassungsstrategien im Bauen werden multifunktionale Lösungen im Bereich der Fassaden gleichermaßen für Umfeld, Gebäude und Innenraum immer wichtiger. Die bisherigen Ergebnisse der Grünfassaden-plus-Aktivitäten lassen große funktionale, ökologische und ästhetische Potenziale erkennen, die in den nächsten Schritten um Aspekte der sozialen Nachhaltigkeit zu erweitern und in der Baupraxis zu validieren sind.

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Literatur

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26. Krippner, R. (2019) Urbane Dächer unter Strom. Anmerkungen zur (Un-)Versöhnlichkeit von (Alt-)Städten und Photovoltaik. In: Karsten, B.; Corinna, J. [Hrsg.] Landschaftskonflikte. RaumFragen: Stadt – Region – Landschaft. Wiesbaden: Springer VS, S. 442–460.
27. Krippner, R.; Koch, M.; Schmidt-Vollus, R. (2025) GreenFaCeinVorlaufforschung 2024. Nürnberg: Technische Hochschule, S. 55–71. https://www.th-nuernberg.de/veroeffentlichungen/schriftenreihe
28. Ohm TH Nürnberg (2025) GreenFaCe – Einsatz von Robotik zur Automatisierung von Pflegearbeiten bei wandgebundener Fassadenbegrünung (01/2024–12/2024). Abschlussbericht. https://www.th-nuernberg.de/fakultaeten/ar/forschung/konstruktion-und-technik/abgeschlossene-forschungsprojekte

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Autor:in

Prof. Dr.-Ing. Roland Krippner, Dipl.-Ing. Architekt BDA, roland.krippner@th-nuernberg.de
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm,
Forschungsgruppe Fassadentechnologie und Holzarchitektur, Promotionszentrum Integrales Bauen (PZIB)