Platzsparende Kultivierung
Moose und Algen an der Fassade einzusetzen ist nicht neu. Daher liegt der Schwerpunkt der Bielefelder Forscher auch eher auf dem Substrat, in dem das Grün gedeiht. In ihrem Projekt wollen sie herausfinden, ob Moose und Mikroalgen auf textilem Untergrund wachsen können. Zudem soll ein automatisiertes Steuerungssystem für optimale Wuchsbedingungen entwickelt werden. „So ließen sich Stadtbegrünung, eine Verbesserung des Mikroklimas und das Auffangen großer Regenmengen kombinieren“, sagt Projektleiter Jan Lukas Storck. Das Ganze sei auch auf Innenräume übertragbar.
Die textilen Substrate sollen als Grundlage für eine vertikale platzsparende Kultivierung dienen. Das Material muss alterungsbeständig sein, eine mechanisch gute Tragfähigkeit auch im nassen Zustand aufweisen und Moosen und Algen guten Halt bieten. Zudem darf es nicht schimmeln.
Passive Bewässerung über Kapillarbrücken
Seit dem Projektstart im Februar 2021 konnte der biologisch-technische Assistent Bennet Brockhagen einige Varianten ausprobieren. Die passive Bewässerung über Kapillarbrücken scheint vielversprechend zu sein: „Man kann sich das so vorstellen, dass ein Faden mit hoher Kapillarkraft das Wasser aus einem Reservoir aufsaugt. Der Faden ist wiederum in dem Gestrick eingearbeitet, auf dem die Moose wachsen“, erklärt Brockhagen. „Wir haben unter anderem getestet, welches Material sich am besten eignet und in welchen Abständen diese Kapillarbrücken verarbeitet werden müssen.“
Sein Zwischenfazit: „Wir haben geeignete Substrate gefunden. Aktuell ist unser bestes Material ein zwei- oder dreifädiges Gestrick aus Tencel. Das ist eine synthetische Faser, die aus Holz gewonnen wird. Allerdings speichert das Textil unheimlich viel Wasser und wird sehr schwer. Das muss dann in der Gebäudestatik berücksichtigt werden.“
Versuche im Labor und im Freien
Außerdem hat sich gezeigt, dass Moose einfacher im Handling sind als Algen: „Moose sind sehr viel besser geeignet, Wasser zu speichern, und ihre Wachstumsgeschwindigkeit ist kontrollierbarer als bei Algen“, erklärt der biologisch-technische Assistent. Daher haben die Forscher die Begrünung mit Moosen zunächst in den Fokus gerückt. Versuche laufen dazu nicht nur im Labor, sondern auch im Freien. So testen sie unter anderem, welches textile Material am besten Feuchtigkeit speichert, indem sie kleine Taschen aus verschiedenen Textilien genäht haben. Dort hinein wurden dann die Moose gelegt. Die Moostaschen sind draußen in Fächern einer ebenfalls textilen Aufhängung untergebracht und werden nur durch Regen bewässert.
Auf dem Dach des FH-Gebäudes findet man weitere Versuchsaufbauten: Hier haben die Forschenden heimische Moose auf verschiedene Textilien aufgenäht. Der Versuch, eine Masse aus püriertem Moos und Buttermilch, die als Nährstoffgrundlage dient, auf Textilien aufzutragen, war weniger erfolgreich. „Das Verfahren wird im Internet gern Moos-Graffiti genannt, scheint aber eher in tropischen Regionen mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit zu funktionieren“, stellt Brockhagen fest. Das Moos aufzunähen, sei erfolgversprechender.
Wachstumsbedingungen im Blick
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit: die Wachstumsbedingungen durch Temperatur-, Feuchtigkeits- und Leitfähigkeitssensoren zur Messung der Nährstoffkonzentration genau in den Blick zu nehmen. „Dazu laufen bereits vielversprechende Studierendenprojekte“, so Projektleiter Jan Lukas Storck. Und es soll neben der passiven Bewässerung, bei der sich das Wasser aus einem Reservoir aufgrund von Kapillarkräften gleichmäßig im Textil verteilt und so die Pflanzen stetig mit diesem versorgt werden, auch eine aktive Bewässerung geben.
„Eine automatisierte Variante durch computergesteuerte Bewässerung haben wir ebenfalls bereits realisiert“, berichtet Storck. Studierende haben in eine Art Rahmen das Bewässerungssystem mit entsprechenden Steuerungen verbaut. Die automatisierte Bewässerung inklusive der Kontrolle der Wachstumsbedingungen kann sich der Projektleiter zum Beispiel für große Fassaden an Bürogebäuden oder Wohngebäuden vorstellen, die zentral vom Gebäudemanagement gesteuert werden.
Da kommen die Textilien her
Um den bestmöglichen Untergrund zu finden, arbeitet die Fachhochschule Bielefeld mit der Strickerei Bache Innovative mit Sitz in Rheinberg am Niederrhein zusammen. „Durch die hohe Expertise unseres Partners und dessen Maschinenpark, der dem neuesten Stand der Technik entspricht, ist dieser in der Lage, uns mit individuellen und komplexen Gestricken zu versorgen“, erklärt Bennet Brockhagen. Die Forschungsergebnisse der FH sollen die Firma Bache dabei unterstützen, für einen grünen Bewuchs geeignete Textilien, die über eine hohe Wasserspeicherkapazität verfügen und sich ideal mit Konzepten zur automatisierten Kultivierung verbinden lassen, zu entwickeln und zu vermarkten.
