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U. Pont, E. Heiduk, H. Zechmeister, S. Schmidt, J. Gätz, D. Moser, K. Zmelik, D. Wolosiuk, M. Schuss, C. Sustr, K. Kiesel, A. Mahdavi:
"BE-MO-FA - Sondierung für die Entwicklung von moosbewachsenen Gebäudefassadenpaneelen";
Report for Berichte aus Energie- und Umweltforschung (Veröffentlichungen im Rahmen des Stadt der Zukunft Programms) bzw. Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG; Report No. zu veröffentlicher Endbericht #1, 2015; 147 pages.

Abstract

This document reports on the efforts conducted in the framework of the "BE-MO-FA" project. This project focused on the development of moss-covered facade panels by selecting and testing of appropriate (i) Moss species, (ii) new water storage and adhesive substrate materials, (iii) materials for support panels, and (iv) technical construction details, to achieve (i) year-round green, (ii) sustainable, (iii) maintenance-friendly, and (iv) inexpensive green building facades.

Starting point/Motivation

There is a large demand for green facades on buildings and urban structures, both by city dwellers and by planners. Currently such realizations are barely seen or realized successfully. The major two strategies deployed come with some downsides:
. Climbing plants (with and without trellises) needs root space beneath the facade surface and often cause damage to the adjacent building. Moreover, they require a large amount of maintenance.
. Façade-integrarted plant pots are rather expensive. it results in high maintenance costs and implies technically problematic construction details (thermal bridges).

A special case is the coverage by algae and lichen on ETICS (exterior thermal insulation compound systems). This unintended "greening" is often perceived as unwanted dirt. In the framework of this project it will not be discussed in detail.

Contents and Objectives

This project was intended to discover a third strategy for green facades: Moss-covered façade panels are explored. In this context, major requirements toward such facades were defined:
. Facades should be green the whole year
. The Plants should be durable (long-life) and their maintenance extensive
. The construction and maintenance of the overall façade should be inexpensive.

Methods

The described objectives are explored via selection and empirical testing of different input materials and construction forms. These include
. Suitable moss species
. Materials for water storage and adhesive substrate for support panels
. Materials for support panels
. Development of technical construction details.

Results

The results of the project should act as starting point for a follow-up project focusing on realisation of facades with business partners. Generally speaking, the project proofed the
high potential of moss plants for building greening purposes. They offer different ways to integrate the plants into the building´s envelope within differen architectural design options. Moreover, the advantageous effects of the implementation of such plants, such as sound absorption, dust control, air-humidity balancing, dampening summer-overheating and urban heat island effects, and psychological benefits for the building´s users have to be considered.

Prospects / Suggestions for future research

The developments and realizations explored in this project can act as starting point of future development efforts. Some of the options were identified as dead-ends, which might help to
avoid problems in future projects. In general the high potential of moss plants for simple and extensive greening option for buildings can be considered as promising, therefore future
efforts should be initialized.

Kurzfassung

Dieser Report beschreibt die Bemühungen, die im Zuge des BE-MO-FA-Projektes durchgeführt wurden. Es handelt sich bei dem Projekt um eine Sondierung zur Entwicklung von moosbewachsenen Fassadenpaneelen durch Auswahl und Erprobung von geeigneten (i)
Moosarten, (ii) neuen Feuchtespeicher- und Haftsubstraten, (iii) Materialien für Tragpaneele und (iv) hochbautechnischen Konstruktionsdetails für (i) ganzjährig grüne, (ii) dauerhafte, (iii) pflegeextensive und (iv) kostengünstige Gebäudefassaden.

Ausgangssituation/Motivation

Die Begrünung von Gebäuden und städtischen Strukturen ist ein großes Bedürfnis in der Bevölkerung und bei Planern. Oftmals ist eine Realisierung von extensiv oder intensiv begrünten Dächern nicht möglich und eine Begrünung der Fassade ist oftmals nur schwer realisierbar. Für Fassadenbegrünungen sind im Moment zwei Strategien dominant, die allerdings beide starken Einschränkungen unterworfen sind:
. Der Bewuchs mit Kletterpflanzen (mit und ohne Rank-Hilfen) benötigt Wurzelraum unterhalb der Fassadenfläche und verursacht oft Pflegeaufwand und Bauschäden.
. Die Montage von Pflanzbehältern an der Fassade ist kostenintensiv und gestalterisch einschränkend, darüber hinaus entsteht ein hoher Pflegeaufwand und die hochbautechnischen Lösungen sind mitunter sehr problematisch (Wärmebrücken).

Der Sonderfall Bewuchs durch Algen und Flechten auf WDVS [Wärmedämmverbundsystemen] wird in der Regel eher als Verschmutzung denn Begrünung empfunden und wird daher nicht
weiter besprochen.

Inhalte und Zielsetzungen

Mit diesem Projekt soll eine weitere Strategie zur (gewünschten) Gebäudebegrünung mittels moosbewachsenen Fassadenpaneelen erforscht werden, die folgenden Ansprüchen genügen soll:
. ganzjährig begrünte Fassaden
. dauerhaft und pflegeextensiv
. kostengünstiger Bau und einfache Erhaltung.

Methodische Vorgehensweise

Die unter Zielsetzungen genannten Inhalte werden durch die Auswahl und Erprobung von
. geeigneten Moosarten,
. neuen Feuchtespeicher- und Haftsubstraten an oder in den Tragpaneelen,
. den Materialien der Tragpaneele und der
. Entwicklung hochbautechnischer Konstruktionsdetails
mittels wissenschaftlichen Wachstumsversuchen auf Probeflächen sowie hochbautechnischer Entwicklungsarbeit durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die Erkenntnisse aus der Beobachtung und Entwicklungsdokumentation von Pflanz- und Materialproben und hochbautechnische Konstruktionsdetails sollen in einem Nachfolgeprojekt mit
Wirtschaftspartnern eine konkrete Produktentwicklung möglich machen. Moosbewachsene Fassadenpaneele für Gebäudefassaden haben grundsätzlich ein hohes Potenzial für Fassaden und
Gebäudehüllenbegrünung, interessante Gestaltungsmöglichkeiten bei vielen - mit den Eigenschaften der Pflanzen verbundenen Vorteilen (Schallabsorption, Feinstaubbindung, Luftfeuchtigkeitsausgleich, Abmilderung von urbanen Hitzeinseln, sommerliche Temperaturabfederung, etc.)

Ausblick

Viele der Entwicklungen und Ausführungen die in diesem Projekt erforscht wurden, können als Ausgangspunkt für weitere Entwicklungen dienen. Einige Sackgassen bzw. Rückschläge
waren zu verzeichnen, aber auch aus diesen lässt sich durchaus einiges ableiten. Generell ist Moospflanzen ein hohes Potential als einfache und wartungsextensive Begrünungsmöglichkeit zu bescheinigen.

Moose, Fassadenbegrünung, Bewuchsversuche, Fassadentechnologie

Project Head Ardeshir Mahdavi:
Sondierung für die Entwicklung von moosbewachsenen Gebäudefassadenpaneelen