Projektförderung
Hintergrund
Begrünte Fassaden gelten als eines der wirksamsten Werkzeuge, um Städte auf die zunehmenden Hitzewellen der Zukunft vorzubereiten: Sie wirken wie eine zusätzliche Gebäudeisolierung, binden Luftschadstoffe, dämpfen den Verkehrslärm, verbessern die Aufenthaltsqualität und fördern dabei noch die Biodiversität. All das wird mit minimalem Flächeneinsatz erzielt und lässt sich in den Bestand integrieren. Trotz dieser Vorteile sind Grünfassaden nur vereinzelt in Städten zu finden. Ein Hauptgrund hierfür liegt in der Pflege.
Aktuell wird die Fassadenbegrünung ausschließlich manuell mit Hubsteigern oder von professio-nellen Industriekletterern gepflegt. Beide Verfah-ren sind aufwändig, teuer und binden hochqualifizierte Fachkräfte für eine lange Zeit. Zu den wiederkehrenden Aufgaben zählen das Entfernen abgestorbener Blattmasse – wichtig für die Ästhe-tik ebenso wie für den Brandschutz, da trockenes Material eine erhöhte Brandlast darstellt –, das Beseitigen unerwünschten Bewuchses wie einge-wehter Baumsämlinge, das Ersetzen abgestorbener Pflanzen sowie, je nach Fassadensystem, das Ausbringen von Depotdünger.
In Summe machen die laufenden Pflegekosten Jahr für Jahr 5 bis 10 % der ursprünglichen Installationskosten aus. Diese dauerhafte finanzielle und organisatorische Belastung ist heute ein zentraler Vorbehalt gegenüber Grünfassaden.
Lösungsansatz
Das Forschungsprojekt GreenGuardian begegnet diesem Problem mit einem vollautomatischen Pflegesystem. Zentrales Element darin stellt ein Seilroboter, eine besondere Form paralleler Kinematiken, dar: Mehrere Seile, die in einem Rahmen um die Fassade gespannt sind, halten eine Plattform in einer definierten Position. Durch koordiniertes Auf- und Abwickeln der einzelnen Seile lässt sich diese Plattform gezielt im Raum bewegen. Da Seile bei geringem Eigengewicht sehr hohe Lasten übertragen können, lassen sich mit dieser Bauweise auch sehr große Arbeitsräume von über 100 Metern realisieren – ideal, um ganze Gebäudefassaden ohne Gerüst zu bearbeiten.
Auf der so grob positionierten Plattform sitzt ein kleiner, seriell aufgebauter Roboter, der die eigentliche Pflegearbeit übernimmt. Ausgestattet mit Sensorik zur Zustandserfassung der Pflanzen sowie aktiven Werkzeugen, schneidet, sät und düngt dieser Roboter innerhalb seines lokalen Arbeitsbereichs gezielt einzelne Pflanzen und schneidet wichtige Flächen wie Fenster frei. Der Seilroboter führt ihn dabei Schritt für Schritt über die gesamte Wand, sodass eine vollständige Pflege gewährleistet ist. Durch einen modularen Aufbau lässt sich das System mit nur geringem Aufwand errichten und wieder abbauen. Ein Pflegesystem kann somit eine Vielzahl an verschiedenen Grünfassaden pflegen.
Zielsetzung
Ziel von GreenGuardian ist es, aus diesem Konzept eine prototypische Gesamtlösung zu entwickeln. Dazu zählen im Einzelnen die Entwicklung einer für Fassaden geeigneten Seilrobotergeometrie, die Konstruktion geeigneter Pflegewerk-zeuge für Schnitt, Aussaat, Düngung und Pflanzentausch sowie die Entwicklung einer KI-basierten Pflegestrategie. Diese umfasst die Lokalisierung einzelner Pflanzen an der Fassade, die automatisierte Bewertung ihres Gesundheitszu-stands und die gesamte Bewegungsplanung von Seilroboter und Manipulator.
Dadurch sollen die Pflegekosten von Grünfassaden deutlich sinken. Das macht Fassadenbegrünung für Bauherren attraktiver und dürfte mittelfristig zu einer Zunahme begrünter Fassadenflächen führen. Damit leistet GreenGuardian einen wesentlichen Beitrag zur ökologischen Transformation und Klimaresilienz unserer Städte.
Ihr Ansprechpartner
Johannes Clar
M.Sc.Gruppenleiter "Mechatronische Systeme und Prozesse"