Durchbruch bei der CO2-Belüftung könnte städtische Dächer in üppige Gemüsegärten verwandeln

Wissenschaftler finden heraus, dass die Nutzung von CO2-Abfällen aus Gebäudelüftungssystemen Pflanzen auf Dächern zu einem besseren Wachstum verhelfen kann

25.10.2022 - Großbritannien

Während die Städte weltweit wachsen, wird nach Möglichkeiten gesucht, sie grüner, nachhaltiger und lebenswerter zu machen. Dachfarmen und -gärten, die ungenutzte Dachflächen nutzen, sind eine beliebte Option. Sie bieten neue Nahrungsressourcen und kühlen gleichzeitig die Umgebung, erhöhen die Gebäudedämmung und verbessern die Luftqualität. Doch die Bedingungen auf Dächern - stärkere Sonneneinstrahlung, mehr Windeinwirkung, geringere Bodenfeuchtigkeit - führen häufig dazu, dass die Pflanzen kleiner und weniger gesund sind. Ein Team unter der Leitung von Dr. Sarabeth Buckley, jetzt an der University of Cambridge, stellte die Theorie auf, dass die Wiederverwendung des CO2 aus den Abgasen von Gebäuden als eine Art Dünger einige dieser Probleme lösen könnte. Um dies zu erforschen, bauten sie Mais und Spinat auf dem Dach eines Campusgebäudes der Boston University an.

"Wir wollten testen, ob es innerhalb von Gebäuden eine ungenutzte Ressource gibt, die genutzt werden könnte, um Pflanzen in Dachfarmen größer wachsen zu lassen", sagte Buckley, dessen Team seinen Versuchsgarten BIG GRO nannte und seine Arbeit heute in Frontiers in Sustainable Food Systems veröffentlichte. "Die Schaffung günstigerer Bedingungen, die das Wachstum steigern, könnte dazu beitragen, dass Dachfarmen erfolgreicher werden und sich daher besser für die Installation auf Gebäuden eignen."

Gemüsegärten auf Dächern

Mais und Spinat wurden ausgewählt, weil sie häufig essbare Pflanzen sind und weil sie unterschiedliche Photosynthesewege nutzen, von denen einer (C3, der von Spinat, aber nicht von Mais genutzt wird) empfindlicher auf einen erhöhten CO2-Gehalt reagiert und daher stärker vom CO2-Gehalt der Abluftschächte profitieren sollte. Der Mais diente als Kontrolle, um zu sehen, wie sich andere Aspekte der Platzierung in der Nähe der Abluftschächte - zum Beispiel die höhere Temperatur im Verhältnis zur Jahreszeit, in der die Experimente durchgeführt wurden - auf das Pflanzenwachstum auswirken.

Der Dachgarten enthielt auch Kontrollpflanzen, die von großen Ventilatoren ohne Abluft angefacht wurden, falls die Luftbewegung von den Abluftöffnungen ein Faktor sein sollte. Die CO2-Konzentrationen in den Klassenräumen im Gebäude und im Garten wurden regelmäßig gemessen, um festzustellen, wie viel zusätzliches CO2 die Pflanzen erreichten.

"Bei den CO2-Messungen wurden hohe Konzentrationen sowohl in den Klassenzimmern als auch an den Abluftöffnungen auf dem Dach festgestellt, wenn sich Menschen im Gebäude aufhielten", so Buckley. "Der CO2-Gehalt lag in den Klassenzimmern im Durchschnitt über 1000 ppm - dem empfohlenen Grenzwert - und an den Dachabluftöffnungen über 800 ppm - hoch genug, um das Wachstum der Pflanzen zu fördern.

Eine vierfache Portion Spinat

Die Pflanzen wurden während des gesamten Wachstums auf Größe und Anzahl der Blätter sowie nach der Ernte auf feuchte und trockene Biomasse hin überwacht. Selbst als starke Winde den Größenvorteil verringerten, waren die Pflanzen immer noch doppelt so groß wie die Kontrollpflanzen.

"Es gibt noch viele Aspekte dieses Systems, die bestimmt werden müssen, bevor es umgesetzt werden kann, wie z. B. die optimale Gestaltung der Luftzufuhr und das mögliche Ausmaß des verstärkten Wachstumseffekts", mahnte Buckley. "Außerdem nimmt das Wachstum mit zunehmender Windgeschwindigkeit ab, so dass die optimale Windgeschwindigkeit gefunden und in das Systemdesign integriert werden muss."

Der Vorteil der Pflanzen scheint nicht ausschließlich auf die CO2-"Düngung" zurückzuführen zu sein - auch der Mais, der weniger profitieren sollte, wuchs zwei- bis dreimal so groß wie die Kontrollpflanzen. Dennoch bietet die Studie wichtige Möglichkeiten für die Wiederverwendung von CO2, das sonst als Abfall angesehen würde, um den Ertrag städtischer Farmen zu steigern und sie vor rauen Bedingungen zu schützen.

"Wir hoffen, dass dieses System weiterentwickelt und schließlich in Dachgärten und Farmen eingesetzt werden kann", so Buckley. "Wenn das geschieht, werden hoffentlich mehr Dachfarmen installiert. Sie könnten eine Vielzahl ökologischer und sozialer Vorteile bieten, wie z. B. Energieeinsparungen für das Gebäude, Kohlenstoffabbau, Klimaschutz, Reduzierung der städtischen Hitze, lokale Lebensmittelproduktion , Möglichkeiten zur Gemeinschaftsbildung sowie ästhetische und psychische Vorteile."

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