Zur Lösung dieses Konflikts soll ein sensorgestütztes, adaptives Bewässerungssystem für Dachbegrünungen entwickelt werden, in dem der bisher nur temporäre Wasserspeicher von Retentionsdächern aktiv für das urbane Wassermanagement genutzt wird. Im ersten Projektabschnitt werden unterschiedliche volumetrische Bodenfeuchtefühler auf ihre Eignung zur Messung des Wassergehaltes von extensiven Dachsubstraten geprüft (Abb. 1).
Unter anderem auf Basis solcher Sensordaten soll eine innovative Bewässerungssteuerung entwickelt werden. Zusätzlich zur Bodenfeuchte sollen der Wasservorrat im Unterbau der Dachbegrünung, aktuelle Wetterdaten sowie die Wettervorhersage einfließen. Für die Entwicklung der entsprechenden Steueralgorithmen werden derzeit sechs kleinmaßstäbliche Dachbegrünungsmodelle mit einer Fläche von jeweils 8 m² aufgebaut (Abb. 3).
Zusätzlich zu den Bodenfeuchtesensoren werden in und an den Modellen weitere Klimasensoren verbaut. Desweiteren sind die Modelle wägbar und mit einer Niederschlagssimulationsanlage ausgestattet. Über weitere Wägezellen kann zudem der Regenwasserablauf präzise erfasst werden. Abschließend sollen die auf Basis dieser Modelle entwickelten Bewässerungsstrategien unter Freilandbedingungen validiert werden.
Lohr, D.; Schmitz, H.; Walker, R.; Meinken, E. (2020): Dachbegrünungen als Baustein der Klimafolgenanpassung: Verbesserung der Überflutungs- und Hitzevorsorge durch ein IoT-basiertes Wassermanagement . INUAS-Konferenz Book of Abstracts 2021, S. 310-312.
Raum
ist in urbanen Gebieten eine umkämpfte Ressource. Durch die zunehmende Verdichtung
der Städte und die damit einhergehende Versieglung erwachsen für Städte durch
den Klimawandel zwei große Herausforderungen die zukünftig bewältigt werden
müssen: Urbane Sturzfluten durch Extremregenereignisse und die Bildung
städtischer Hitzeinseln. Begrünte Dachflächen spielen eine zentrale Rolle bei
der Bewältigung dieser Herausforderungen. Zum einen sollen sie die Gefahr von
urbanen Sturzfluten durch eine Verzögerung des Regenwasserabflusses mindern,
zum anderen gleichzeitig die zunehmende Hitzebelastung durch eine hohe Evapotranspiration
reduzieren. Allerdings erzeugt die gleichzeitige Maximierung der Verdunstungsleistung
und des Regenwasserrückhalts einen nur schwer zu lösenden Zielkonflikt dar: Für
eine hohe Verdunstungskühlung ist eine hohe Substratfeuchte notwendig, was aber
das Wasserrückhaltevermögen mindert.
Zur
Lösung dieses Konflikts muss das Wassermanagement begrünter Dachflächen
intelligent gestaltet werden. Hierfür soll ein IoT-basiertes
Bewässerungsmanagement für Dachbegrünungen entwickelt werden, in das lokal erhobene
Messwerte (Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung, Substratwassergehalt),
die kurz- und mittelfristige Wettervorhersage (z.B. anstehende Niederschläge,
potentielle Evapotranspiration) und die zur Verfügung stehende Wasserressource
(Grau-, Trink- oder Regenwasser) einfließen.
Abstract
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Lohr, D.; Schmitz, H.; Walker, R.; Meinken, E. (2021): Dachbegrünungen als Baustein der Klimafolgenanpassung: Verbesserung der Überflutungs- und Hitzevorsorge durch ein IoT-basiertes Wassermanagement
. INUAS-Konferenz 2021 - Urbane Transformationen: Ressourcen, 03.-05.03.2021, virtual 2021.
Medienbeitrag, .; Meinken, E.; Schmitz, H. (2022): Risiko Starkregen: Wie können wir uns vor Sturzfluten schützen? UNKRAUT - Umweltmagazin des BR Fernsehen, Stand: 23.05.2022.
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Medienbeitrag, .; Meinken, E.; Lohr, D.; Hertle, B.; Kell, K. (2021): Faszinierende Pflanzen: Wie wir die Vielfalt retten können. W wie Wissen (ARD).
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