• CityTree

    Ein natürlicher Luftfilter

Welche Ziele?

Städte… sind an die zunehmenden Klimaextreme angepasst.

Städte… halten Grenzwerte für Luftschadstoffe ein.

Städte… bieten ihren Einwohnern Lebens-und Aufenthaltsqualität.

Städte… leisten einen aktiven Beitrag zu Umweltschutz und Ressourceneffizienz.

3 Technologien für bessere Luft!

1. Pflanzentechnologie

2. Anlagentechnologie

3. Örtliche Leistungsoptimierung

Pflanzentechnologien

Deckbepflanzung

Die natürlichen Eigenschaften von Pflanzen sind die Filterung von Feinstaub (PM) aus der Luft und Aufnahme von NOx und CO2 durch den natürlichen Stoffwechsel. Vertikal kultiviert können sie quellunabhängig die Feinstaubbelastung um bis zu 30% verringern.

Deckbepflanzung

Die Deckbepflanzung übernimmt die Aufgaben

  • der Produktion von O2,
  • der Aufnahme von CO2 und NOx,
  • der Entschleunigung der Luft für erhöhte Sedimentation und Feinstaubbindung,
  • der Schattierung der Moose für idealen Wuchs und so der Anpassung an den jeweiligen Standort (Klima, Sonne, Luft)

Mooskulturen

Chemische Prozesse lassen sie ohne Wurzeln wachsen und ermöglichen eine elektrostatische Anziehung von PM. Dadurch werden täglich bis zu 20g/m² PM dauerhaft als Phytomasse gebunden. Durch einen Bakterienfilm werden anorganische Verbindungen, wie Salze aufgenommen.

Moossubstrat

Moos weist gegenüber Erde oder Blähton bessere Wasserhaltefähigkeit und Wurzeldurchlüftung auf und ist das einzige lebendige Substrat. So kann auf Erde verzichtet werden.
Nach kurzer Zeit wächst es zu einer geschlossenen Filteroberfläche zusammen, die auch im Winter PM 10 abscheidet.

Symbiosen

Das Bepflanzungskonzept besteht aus einer Symbiose aus Deckbepflanzung und lebendem Moossubstrat. Die ausgewählten Laub-und Nadelgehölze, Stauden, Gräser und Blühpflanzen wachsen ohne Erde direkt im Moos. Dadurch werden die jeweiligen Effekte multipliziert.

Stadtklima

Starkregenereignisse werden abgemildert und es erfolgt eine kontinuierliche Wasserrückgabe in die Atmosphäre.
In unmittelbarer Umgebung wird die Temperatur um bis zu 17 K gesenkt.
Damit wird ein Beitrag zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels geleistet

Schichtenwärmestrom und sensible Wärme sind bei hydroponischen
Begrünungssystemen (26%) niedriger als bei normalem Stadtgrün (48%).

Hitzeregulierung

Extreme Hitze ist eine immer häufiger auftretende Gesundheitsgefährdung. In den Tagen der Hitzeperiode 2003 verstarben 200 Menschen mehr als im Mittel. Pflanzen sorgen mit ihrer Verdunstungs-und Verschattungsleistung für einen erträglicheren Aufenthalt.

Anlagentechnik

Topfsystem

Um die optimale Vitalität und Struktur der Moos-Pflanzenkombination auch vertikal zu erzeugen, wird ein Einzeltopfsystem verwendet.
Die 1682 einzelnen Pflanzentöpfe werden einzeln bewässert undschaffen optimale Flächenleistung. Sicherungen gegen Diebstahl sind integriert.

Bewässerung

Sie besteht aus einem automatisierten, patentierten und TÜV-geprüften Versorgungssystem mit bis zu 72 Sensoren, einem Tank und einer digitalen Schnittstelle.
Durch die autonome Steuerung und Fernüberwachung wird der Wartungsaufwand reduziert.

Autarkie

Die Stahlkonstruktion zur Aufnahme der Töpfe hat die Abmessungen 3,95m x 2,90m x 0,65m, woraus eine Pflanzfläche von über 14,5m² resultiert.
Die Anlage trägt ohne Bodenverankerung aus eigener Schwere.Regenwassernutzung und solare Stromerzeugung schaffen Autarkie.

    Integration

    Die Stahlkonstruktion kann mit Holz, Aluminium, Streckmetall oder Kunststoff verkleidet werden.
    Die gezielte Pflanzenwahl und der modulare Aufbau ermöglichen die Anpassung an verschiedene urbane Gegebenheiten.

    Nachhaltigkeit

    Bei der Nutzung über 10 Jahre an einer stark befahrenen Straße und der Verwendung winterharter Pflanzen stehen dem CO2-Verbrauch von 4t* eine Bindung von 240t gegenüber.
    Dies ist vor allem auf das Treibhauspotenzial (GWP) von Ruß zurückzuführen.

    *Berechnung nach www.probas.umweltbundesamt.de

    Kombination

    Mehrere CityTreeskönnen grüne Bänder durch die Städte bilden.Sie bieten Insekten und anderen Kleintieren einen wertvollen Aufenthaltsort, wodurch das Ökosystem gestärkt wird.
    Durch die Reduktion der Schadstoffbelastung wird bestehendes Stadtgrün vitaler.

    Örtliche Leistungsoptimierung

    Die Filterleistung wird durch die Aufnahmefähigkeit des Mooses und den Partikeltransport zum Moos definiert.
    Dieser wird durch eine CFD-Analyse optimiert.

    Geoinformationssystem

    Anhand der baulichen Struktur und Geographie eines Hotspot-Bereichs wird ein 3D-Modell erstellt.
    Weitere Layer (Schichten), wie Windrichtungsverteilung, Klima, jahreszeitliche Vegetationsschwankung und Verkehrfließen ein.

    CFD-Simulation

    Bei niedrigen Windgeschwindigkeiten, die im Allgemeinen zu hohen Konzentrationen führen, ist die durch den Verkehr induzierte Turbulenz von entscheidener Bedeutung. Diese werden mit FVM-/CFD-Simulation (CFD = Numerische Strömungsmechanik) ausgewertet.

    Grüne Barrieren

    Grüne Barrieren, auch wenn Sie unterbrochen sind, können die Luftkonzentration um 25% senken. Dem gegenüber führt die Pflanzung von Bäumen in diesem Bereich zu einer Steigerung der Luftbelastung.

    Verkehrseinfluss

    Vorbeifahrende Fahrzeuge erzeugen Drucksprünge an der Oberfläche der Anlage und führen dieser Partikel zu.
    Die erzeugte Druckdifferenz zwischen Vorder-und Rückseite sorgt für den Transport der Partikel durch die Oberfläche hindurch, wodurch diese abgeschieden werden.

    Höhenprofil

    Im Hotspotbereich wird bis zu 50% des PM10 vom Verkehr aufgewirbelt und sedimentiert vor allem unter 4m Höhe.Bei einer Verkehrslast von bis zu 70 000 Fahrzeugen (3% LKW) gelangt so ein konstanter Partikelstrom an die Wand.

    Standortauswahl

    Auf Basis von CFD-Modellen ( wie z.B. ANSYS Fluent) werden verschiedene Aufstellungsvarianten ausgewertet. Durchlüftungsbarrieren werden so vermieden und die Filterleistung bestimmt.
    So kann vorab die Schadstoffabnahme abgeschätzt werden.

    Reduktion

    Durch die Aufstellung kann insbesondere der durch den Verkehr induzierte Feinstaub und NO2 aufgenommen werden. Pro Anlage können bis zu 200g PM10 in 24h gebunden werden. Damit sollen vor allem morgens und abends signifikante Minderungen der Spitzen möglich sein.

    Potenzialanalyse

    Für DTV[50km/h]: 38100 (SLKW:5%), L/B/H: 72/14/22m
    Abschätzung der Reduktion der verkehrsverursachten PM10-Belastung gemäß induziertem Druck in Abhängigkeit vom Abstand zur Fahrbahn und Anzahl der Anlagen. (NO2 Reduktion läuft analog)