Wasserbelastung der Grünfassade: Das Gewicht, das zurückbleibt

Eine begrünte Fassade ist nicht wegen ihrer Pflanzen schwer, sondern wegen des Wassers. Diese Tatsache verändert alles, was danach kommt – von welcher Zahl die Dimensionierung des Bauwerks ausgeht, wer diese Zahl festlegt und was zuerst versagt.

Das Rankgitter ist der geringste Faktor. Bei einer Maschenweite von 76 mm wiegt das Paneel etwa 1.5 bis 2.0 kg/m². Das darüber liegende Pflanzsystem wiegt im gesättigten Zustand etwa 83 kg/m². Rund zwei Prozent der Gesamtlast bestehen aus Metall.

Executive Summary

Die Wasserlast einer begrünten Fassade ist der entscheidende Faktor für die Planung eines vertikalen Gartens, wird aber selten separat dokumentiert. Eine begrünte Fassade trägt zwei Lasten sehr unterschiedlicher Art: eine geringe, permanente Eigenlast der begrünten Wand in Form von Rankgitter, Rahmen und Befestigungen sowie eine hohe Nutzlast durch Pflanzen und das ein- und ausfließende Wasser. Laut veröffentlichten Systemdaten liegt die Wasserlast einer gesättigten, lebenden Wand bei 58 bis 83 kg/m² über 50 bis 80 mm Substrat, im Vergleich zu 1.5 bis 2.0 kg/m² für das Netz. Die Substrattiefe – eine gärtnerische Entscheidung – bestimmt somit die Last, die Drainage und der Luftspalt der begrünten Fassade entscheiden über die Dauer der Spitzenlast, und letztendlich versagt eher die Befestigung als das Drahtgeflecht. Die Referenzspezifikation finden Sie auf der Produktseite für Gartennetze .

Schnelle Antwort:

Eine begrünte Wand wird nicht durch Stahl, sondern durch ihr Wasservolumen dimensioniert. Die Belastung eines gesättigten Substrats beträgt 58 bis 83 kg/m² bei einer Substratdicke von 50 bis 80 mm, während das darüber liegende Seilnetz 1.5 bis 2.0 kg/m² beiträgt. Da nur das Wasser die Last verlässt, erfahren die Befestigungen nach jedem Bewässerungszyklus eine wiederkehrende Lastspitze anstelle einer gleichmäßigen Zugkraft. Die Tiefe bestimmt die Belastung, bevor die Festigkeit die Last beeinflusst; die Maschenweite bestimmt die Dauer der Lastspitze; die Verankerungen versagen, bevor das Netz nachgibt.

Wichtige Erkenntnisse

• Eine vollständig mit Grün bewachsene Fassade wiegt 58 bis 83 kg/m² bei einer Substrattiefe von 50 bis 80 mm; das Netz wiegt 1.5 bis 2.0 kg/m², also etwa zwei Prozent der Last.
• Die Last ist dynamisch, nicht statisch: Sie kommt bei jedem Bewässerungsereignis an und fließt wieder ab, sodass die Befestigungen einem Zyklus und keiner konstanten Zugkraft ausgesetzt sind.
• Die Tiefe wird für die Wurzeln gewählt, die Strukturzahl ergibt sich als Nebenprodukt; daher werden die beiden Entscheidungen in der Regel von verschiedenen Personen getroffen.
• Die Fensteröffnung ist sowohl eine Eigenschaft, die für die Trocknung als auch für den Aufstieg wichtig ist: Durch eine offene Fensterfront gelangen Luft und Tageslicht in das Raumklima, wodurch die Gipfelzeit verkürzt wird.
• Bei einem Defekt im Feld handelt es sich eher um eine Befestigung, die sich aus der Fassade löst, als um einen Drahtbruch, und die meisten Defekte an lebenden Wänden lassen sich auf die Bewässerung zurückführen, bevor sie auf die Pflanzen selbst zurückzuführen sind.
• Das Netz dient als Rankhilfe, nicht als Wachstumsmedium; Bodenrückhaltung, Abdichtung und Drainage gehören zu einem separaten System.

Lastfälle für Bauwerke mit Vegetation, einschließlich der Nutz-, Wind- und Schneelasten, gegen die eine Fassadenbefestigung geprüft wird, werden von der ASCE (American Society of Civil Engineers) veröffentlicht.

Das Netzgewebe ist das leichteste Teil der Konstruktion.

Man könnte instinktiv annehmen, dass leichte Architekturfassaden eine Aussage über das verwendete Netz darstellen. Der Beitrag des Netzes ist real, und er ist minimal.

Ein Seil mit 76 mm Maschenweite wiegt etwa 1.5 bis 2.0 kg/m². Demgegenüber steht ein bepflanztes System mit über 80 mm Substrat, dessen Gewicht laut veröffentlichten Spezifikationen für lebende Wände im gesättigten Zustand bei etwa 83 kg/m² liegt, und ein flaches System mit 50 mm Substrat bei etwa 58 kg/m². Das Paneel, auf das sich die gesamte Fassade bezieht, macht zwei bis drei Prozent des Gebäudegewichts aus. Das Gewicht einer lebenden Wand im gesättigten Zustand wird daher immer für eine bestimmte Substrattiefe und nicht für ein System angegeben, da die Masse nicht im System selbst konzentriert ist.

Das ist wichtig, weil das Rankgeflecht immer wieder so spezifiziert wird, als wäre es das eigentliche Problem. Seine Aufgabe ist es, leicht, durchlässig und stabil genug zu sein, um eine Rebe zu tragen. Das eigentliche Problem sind das Substrat und das Wasser, und dafür gibt es eine andere Konstruktionszeichnung. Die Legierung muss noch ausgewählt werden, und eine feuchte, gedüngte Fassade ist der Knackpunkt: Die Frage nach Edelstahl 304 oder 316 wird eher durch das abfließende Wasser als durch das Klima entschieden.

Wasser ist die einzige Last, die zurückbleibt.

Die meisten baulichen Belastungen sind permanent oder zeitweise. Eine begrünte Fassade trägt eine dritte Art von Last – eine Last, die nach einem Zeitplan hinzugefügt und durch Schwerkraft und Verdunstung wieder abgebaut wird.

Die Lastverteilung muss korrekt sein. Das Eigengewicht der Grünwand, also Rankgitter, Rahmen und Befestigungen, ist gering und unbeweglich. Die Last der nassen Biomasse ist um ein Vielfaches höher und variiert sogar innerhalb eines Tages: Die Wand ist vor der ersten Bewässerung am Morgen am leichtesten und am Ende des Bewässerungszyklus am schwersten. Jede Berechnung der Wasserlast einer Grünwand, die nur einen einzigen Wert liefert, beschreibt lediglich einen Moment und verschleiert den maßgeblichen. Verwenden Sie das Gewicht der nassen Grünfassade als Planungswert und das Gewicht der trockenen Fassade als Lieferwert.

Die Befestigungselemente sind es, die diese Schwäche erben. Von Ankern wird nicht verlangt, ein Gewicht zu halten; sie müssen ein Gewicht halten, das täglich kommt und geht, über Jahrzehnte hinweg, ohne nachgezogen zu werden – der Grund, warum sich eine Befestigung trotz ausreichender Nennlast im sechsten Jahr lockert.

Die Tiefe bestimmt die Last, bevor die Festigkeit wirkt.

Die Pflanzsubstrattiefe wird von demjenigen festgelegt, der die Pflanzen auswählt. Eine Sedummatte benötigt etwa 60 mm, eine ausgewachsene Kletterpflanze mit verholztem Wurzelsystem mehr. Die Belastung verhält sich annähernd linear zur Tiefe, daher wird die benötigte Tiefe frühzeitig festgelegt – eine Entscheidung, die niemand aus dem Statikteam je zu Gesicht bekommt.

Zwei Systeme mit gleicher Öffnung und gleicher Legierung können sich allein durch die Tiefe um fast die Hälfte ihrer Last unterscheiden. Die Angabe der Tiefe vor der Angebotserstellung ist keine Formalität; sie bestimmt die Last.

Die Apertur ist eine Trocknungsspezifikation

Die Kletteröffnung wird als Kletterfrage diskutiert, und die Antwort der Kletterindustrie lautet: weit genug, damit die Vorsprünge hindurchpassen, ohne eingeklemmt zu werden. Daher liegen die Öffnungen der meisten grünen Wände zwischen 60 und 100 mm.

Die zweite Funktion wird seltener erwähnt. Ein offenes Paneel lässt Luft und Tageslicht an das Material gelangen, sodass eine feuchte Wand schneller trocknet und die maximale Temperatur kürzer beibehält. Ein geschlossenes Paneel hingegen beschattet dasselbe Material und verlängert die maximale Temperatur, bis die nächste Bewässerung erfolgt. In diesem Sinne bilden die Fassadenentwässerungsschicht und die Öffnungsweite eine Einheit, und der Luftspalt zwischen Paneel und Wand dient in erster Linie der Trocknung und nicht der Wärmedämmung.

Ein Zaun hält etwas fern; eine Fassadenplatte muss etwas halten und gleichzeitig Luft durchlassen – beides wird gleichermaßen berücksichtigt. Was passiert, wenn eine solche Platte über eine Spannweite statt an einer Wand befestigt wird, wird in unserem Hinweis zu Überkopfnetzen erläutert.

Was die Moderatoren tatsächlich sehen

Die richtige Seillänge zu bestimmen ist der einfache Teil und selten der entscheidende.

Ein 3.2 mm dicker Draht in einem handgewebten Drahtgeflecht trägt eine Bruchlast, die weit über der Belastung einer Fassade liegt. Da jeder Kreuzungspunkt frei bleibt, kostet ein einzelner Drahtbruch nur wenige Prozent der Tragfähigkeit des Drahtgeflechts. Deshalb handelt es sich um ein flexibles Kabelnetz und nicht um ein starres Gitter, und deshalb gibt nicht das Seil nach. Die Lastanker der Fassade geben nach, und zwar aus einem vorhersehbaren Grund: Die Tragfähigkeit wurde anhand des Trockengewichts ermittelt.

Drei Kennzahlen bestimmen die Konstruktion. Die Sättigungsmasse des Substrats, die sich aus der Tiefe multipliziert mit der gesättigten Schüttdichte ergibt und den größten Einzelwert darstellt. Die Bewässerungsmasse an der Fassade, die dem gepufferten Wasser bei voller Ladung entspricht (ein Liter pro Quadratmeter entspricht einem Kilogramm). Und die Last des Fassadenspaliers, die die vom Spalier auf die Tragkonstruktion übertragene Kraft angibt, nicht sein Eigengewicht.

Einmal durchgerechnet, wird das Verhältnis deutlich. Ein 3 mm dickes Seil, das bei einer Wassersättigung von 76 mm über eine 9 m × 18 m große Fläche verläuft, wiegt 240 bis 325 kg Stahl, und die darauf befindlichen Pflanzen wiegen bei einer Wassersättigung von 80 mm elf bis vierzehn Tonnen. Der Stahl ist der einfachere Teil dieser Aussage.

Was der Rahmen und das Seil noch zu tun haben

Es muss ein Rankgitter sein. Ein Edelstahlseilnetz bietet Kletterpflanzen sicheren Halt, da die mehrsträngige Struktur des Seils eine griffige Oberfläche bildet, im Gegensatz zur glatten Oberfläche eines Gitters. Da es sich zudem leicht mit dem Wachstum der Pflanze biegt, wird ein Einschnüren vermieden, wie es ein starres Gitter verursachen würde. Genau das unterscheidet eine Kletterpflanzenstütze von einem Rankgitter, das die Pflanze schließlich überwuchert.

Es muss den Lastpfad zum Rahmen tragen: Draht, Randkabel, Klemmen und Eckdetails, wo sich eine schlecht koordinierte Arbeit zuerst bemerkbar macht.

Und es muss den chemischen Einflüssen standhalten. Eine Fassade ist ein feuchtes, nährstoffreiches Milieu. Daher ist ein korrosionsbeständiges Gewebe aus Edelstahl 316 anstelle einer Standardlegierung erforderlich – nach demselben Prinzip, das auch bei Gehegegittern für Zoos Anwendung findet, nur eben für Pflanzen statt für Tiere. Wenn das Gewebe an derselben Wand eine zweite Funktion erfüllt, beispielsweise Vögel fernhält, wird dieser Aspekt in unserem Hinweis zur architektonischen Vogelabwehr ausführlich erläutert.

Die klare Grenze: Ein Rankgitter ist ein Spalier, kein komplettes Anbausystem. Es hält keine Erde, entwässert kein Substrat und dichtet keine Wände ab. Diese Aufgaben übernehmen das Substrat, die Drainageschicht und die Wurzelsperre. Die Rahmenkonstruktion, an der das Gitter befestigt ist, wird in unserem Hinweis zur Konstruktion von Ranktunneln mit Rankgittern behandelt.

Was gehört in die Bestellung?

Eine Bestellung für eine begrünte Fassade ist eine Lastspezifikation mit einem zugehörigen Bepflanzungsplan.

Geben Sie bitte die Substrattiefe und das Substrat an. Diese eine Zahl bestimmt die Belastung maßgeblich. Ergänzen Sie die Schüttdichte im gesättigten Zustand, falls das Substrat ungewöhnlich ist – leichte mineralische Substrate sinken deutlich unter die Erdoberfläche, daher ändert sich die Belastung bei einem Substratwechsel.

Geben Sie uns die Fläche und die Befestigungspunkte an. Die Plattengröße und die Position der Befestigungen bestimmen die Netzanordnung und die Lastverteilung auf die Tragkonstruktion. Eine verputzte Fläche ist kein Befestigungspunkt.

Geben Sie uns die Bepflanzung an: Kletterpflanzen, Wuchsform, zu erwartendes Endgewicht und ob die Mauer jemals freigeschnitten werden soll. Davon hängt die Maschenweite ab, die wiederum die Trocknung der Mauer beeinflusst. Alle diese Kombinationen stammen aus einer Produktfamilie der Gartennetze.

Senden Sie diese Angaben, und Sie erhalten im Gegenzug eine Öffnungsweite, einen Seildurchmesser, einen Paneelplan und die relevanten Rahmendetails – eher eine Planungsspanne als ein festes Angebot, da Seilnetze aus Edelstahl in Volierenqualität im Allgemeinen zwischen 10 und 22 USD pro Quadratmeter kosten und die Menge diesen Preis stärker beeinflusst als die Ausführung.

Häufig gestellte Fragen

Senden Sie uns die Substrattiefe, das Wachstumsmedium, die Wandfläche und die Befestigungspunkte, und wir dimensionieren die Öffnung, das Seil und den Rahmen entsprechend der tatsächlichen Belastung der Wand.