-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Immissionsreduktion, insbesondere zur Feinstaubbindung.
-
Eine Reduzierung der Belastung der Luft durch Immissionen wie Feinstaub oder Stickoxiden ist von großem Interesse, um mögliche Gesundheitsgefährdungen durch solche Schadstoffe nach Möglichkeit zu minimieren. Dies gilt insbesondere für die Außenluft in Ballungszentren (Metropolregionen), beispielsweise großen Städten, in denen Menschen und dort lebende Tiere, beispielsweise Haustiere, es nur schwer vermeiden können, sich schadstoffbelasteter Luft auszusetzen. Darüber hinaus kann auch eine Reduktion von Kohlendioxid erwünscht sein.
-
Es ist versucht worden, zum Zweck der Minimierung von Luftschadstoffen Vertikalbegrünungssysteme einzusetzen, die auch als „grüne Wände“, Pflanzenwände oder „Mooswände“ bezeichnet werden.
-
Aus der
DE 20 2017 104 038 U1 ist beispielsweise ein Moos umfassendes Begrünungssystem zur Verankerung an einem statisch tragenden Element, z.B. einer Wand, bekannt, bei dem vertikal orientierte Moosmatten vorgesehen sind, so dass ein mit Moos bedecktes vertikales Element, z.B. eine Wand, ausgebildet wird.
-
In der
DE 10 2013 107 786 B4 ist ein Vertikalbegrünungssystem mit einer vertikalen Trägerplatte beschrieben, bei dem eine oder mehrere Moosplatten als Abdeckung der Trägerplatte dienen.
-
In
DE 10 2014 114 307 A1 ist eine Pflanzenwand zur Feinstaubbindung in urbanen Bereichen beschrieben, bei der Pflanztöpfe an einer Pflanztopfträgerfläche befestigt sind. Die Pflanzenwand weist horizontale Winddurchtrittsöffnungen auf, die mindestens teilweise von Luftspalten gebildet werden, die dadurch ausgebildet sind, dass die Pflanztöpfe voneinander beabstandet angeordnet sind.
-
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist die Bereitstellung einer für eine wirksame Verbesserung der Luftqualität großer Luftmengen insbesondere in Metropolregionen erforderlichen Kapazität nur eingeschränkt möglich und zudem vergleichsweise aufwändig und teuer.
-
Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die eine wirksame Immissionsreduktion unter möglichst geringem Aufwand bei verträglichen Kosten insbesondere in Metropolregionen und Megacities als Ökosystemdienstleistung ermöglicht.
-
Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung einer Vorrichtung zur Immissionsreduktion, insbesondere zur Feinstaubbindung, bereit, umfassend eine vertikale Haltevorrichtung, an der eine Mehrzahl von flächigen Trägern angeordnet ist, die vertikal übereinander angeordnet sind und jeweils eine obere Trägerfläche mit einer darauf angeordneten Moosschicht und eine gegenüberliegende untere Fläche aufweisen, wobei die obere Trägerfläche horizontal ausgerichtet oder in vertikaler Richtung um maximal 45° geneigt ist, und wobei benachbarte flächige Träger soweit in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind, dass zwischen der Moosschicht eines flächigen Trägers und der unteren Fläche eines darüber liegenden flächigen Trägers ein freier Spalt verbleibt.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und vergleichsweise kostengünstig herstellbar und dazu geeignet, große bemooste Flächen bereit zu stellen, um eine wirksame Verbesserung der Qualität großer Luftmassen zu ermöglichen, wie dies insbesondere in Städten erforderlich ist. Die Vorrichtung ist besonders gut, jedoch nicht ausschließlich, dazu geeignet, die Konzentration von Feinstaubpartikeln in Luft zu reduzieren. Es ist bekannt, dass Moose Feinstaub aus der Luft aufnehmen und verstoffwechseln, und dabei unter Reduktion von Kohlendioxid Sauerstoff produzieren. Es können von Moosen jedoch auch andere Schadstoffe, wie beispielsweise Stickoxide (NOx), aus der Luft entfernt werden. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Erzeugung von Sauerstoff dienen, der bei der Photosynthese freigesetzt wird.
-
Die Vorrichtung kann alleinstehend oder an einer Wand oder dergleichen angeordnet sein. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen modularartig zu größeren Einheiten zusammengestellt werden.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgestaltet, dass die bemoosten Flächen besonders leicht für schadstoffbelastete Luft sowie für Licht zugänglich ist sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verzichtet auf Pflanztöpfe oder ähnliches und ordnet eine Moosschicht freiliegend auf einem im Wesentlichen horizontalen oder geneigten Träger an. Die Vorrichtung ist mindestens zweiseitig offen, so dass die Träger von der zu reinigenden Luft überstrichen werden können, wodurch sich beispielsweise Feinstaubpartikel strömungsbedingt auf der Moosschicht ablagern und somit aus der Luft entfernt werden können. Neben einer besseren Versorgung der Moosschicht mit der zu reinigenden Luft ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine ausreichende Versorgung mit Licht. Zwar können Moose auch unter vergleichsweise schlechten Lichtverhältnissen gedeihen. Dennoch ist eine ausreichende Lichteinstrahlung auch für Moose lebenswichtig.
-
Unter „Immissionsreduktion“ wird hier eine Verringerung der Luftkonzentration mindestens eines Luftschadstoffes wie beispielsweise Feinstaub oder NOx (NO2, NO, N2O) verstanden.
-
Unter einem „flächigen Träger“ wird hier ein Träger verstanden, der sich im Wesentlichen in zwei Dimensionen und vergleichsweise wenig in der dritten Dimension erstreckt. Ein flächiger Träger im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise starr und fest, und bildet eine Oberfläche aus, auf der eine Moosschicht angeordnet werden kann. Das schließt nicht aus, dass der Träger oder dessen Oberfläche uneben sind, beispielsweise eine gekrümmte oder geschwungene Form aufweist.
-
Der Ausdruck, wonach die obere Trägerfläche „in vertikaler Richtung geneigt ist“, bedeutet, dass der Träger um seine Längsachse so gekippt ist, so dass die obere bemooste Fläche in Richtung der Schadstoffquelle bzw. in Richtung eines erwarteten Stroms schadstoffbelasteter Luft weist.
-
Der Ausdruck, wonach „benachbarte Träger soweit in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind, dass zwischen der Moosschicht eines Trägers und der unteren Fläche eines darüber liegenden Trägers ein freier Spalt verbleibt“, bedeutet, dass benachbarte, d.h. unmittelbar übereinanderliegende Träger so weit voneinander beabstandet sind, dass zwischen der Moosschicht des einen Trägers und der Unterseite des darüber liegenden Trägers ein freier, d.h. nicht von Moos eingenommener Spalt verbleibt, durch den Luft frei über die darunter liegende Moosschicht strömen kann sowie ausreichend Licht zu der Moosschicht gelangen kann. Der Begriff „übereinanderliegend“ in Bezug auf die Träger schließt einen horizontalen, beispielsweise treppenartigen, Versatz der Träger zueinander ein. Es ist jedoch im Rahmen der voliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die Träger im Wesentlichen ohne horizontalen Versatz übereinanderliegend angeordnet sind.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Haltevorrichtung und/oder die Träger zugleich Einrichtungen zur Wasserzufuhr und Wasserverteilung, z.B. Leitungen und Sprühköpfe, aufnehmen. Dies ist insbesondere in Regionen bevorzugt, in denen zumindest zeitweise, beispielsweise saisonal, die natürlicherweise durch Luftfeuchtigkeit, Regen etc. verfügbare Wassermenge nicht ausreicht, um die Moose mit ausreichend Wasser zu versorgen. In diesem Fall ist es auch bevorzugt, wenn ein Wasserspeicher vorgesehen ist, der dazu dienen kann, in einer Situation mit natürlichem Wassermangel dennoch ausreichend Wasser vorzuhalten. Leitungen für die Wasserzufuhr können beispielsweise so ausgestaltet und angeordnet sein, dass die Träger zumindest teilweise darauf gelagert werden können.
-
Jede Mooschicht kann auch mit Feuchtesonsoren bestückt sein, deren Signale über ein leitungs- oder funkbasiertes Netzwerk (z.B. Internet der Dinge, IoT) an eine in der Trägerstruktur angeordnete Beregnungsanlage weitergeleitet werden. Auf diese Weise ist eine an die jeweilige Situation angepasste Befeuchtung der Moosschichten möglich.
-
Die Vorrichtung kann gegebenenfalls erforderliche elektrische Energie, z.B. für den Betrieb der oben beschriebenen Beregnungsanlage, auch selbst mittels entsprechender Solarmodule oder dergleichen bereitstellen. Mit der Vorrichtung kann ebenfalls Regenwasser gesammelt und zur Befeuchtung des Mooses genutzt werden.
-
Für die Moosschicht kommen aus dem Stand der Technik bekannte Moosarten in Fragen, beispielsweise der Gattung Polytrichum. Es ist bevorzugt, jeweils regional (z.B. in Ostasien) heimische Moosarten einzusetzen, da diese bereits am Besten an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst sind.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die flächigen Träger im Querschnitt geschwungen, beispielsweise sigmoidal geformt. „Sigmoidal“ heißt hier allgemein leicht s-förmig, wobei der Träger bevorzugt so orientiert ist, dass der vordere Abschnitt eine Mulde bildet, die zur Schadluftquelle bzw. zur Hauptströmungsrichtung hin liegt, während der hintere Abschnitt sich nach oben wölbt. Auf diese Weise ist der Träger in vorteilhafter Weise so ausgestaltet, dass eine effiziente Ablagerung von Schadstoffen erfolgt, die in dem Luftstrom vorhanden sind, der beispielsweise durch Druck- und Sogeffekte durch den freien Spalt und über den Träger hinwegströmt. Andere Formen des Trägers sind jedoch auch möglich. Darüber hinaus weist der Träger vorzugsweise zumindest an seiner Vorder- und Hinterseite hochgezogene Wände auf, so dass der Träger in einer bevorzugten Ausführungsform wannen- oder schalenartig ausgebildet ist.
-
Der Träger kann um maximal 45° geneigt angeordnet sein, so dass die bemooste Fläche stärker zu der Schadluftquelle hin gewendet ist. Vorzugsweise liegt die Neigung allerdings bei ≤ 40°, ≤ 30°, ≤ 20°, ≤ 15° oder ≤ 10°.
-
In bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der freie Spalt in vertikaler Richtung eine durchschnittliche lichte Höhe H von 15-50 cm, bevorzugt 20-45 cm, weiter bevorzugt 20-40 cm und besonders bevorzugt 25-35 cm auf. Die Höhe des Spaltes ist so gewählt, dass die zu reinigende Luft einen möglichst ungehinderten und optimalen Zugang zur Moosschicht hat und die Moosschicht ausreichend mit natürlichem Licht versorgt werden kann, ohne dass es einer künstlichen Beleuchtung bedarf.
-
Der flächige Träger ist bevorzugt aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt, kann aber auch beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Als Kunststoffe kommen vorzugsweise Recyclingkunststoffe oder leicht recyclebare Kunststoffe in Frage.
-
Die Moosschicht kann direkt oder indirekt auf der oberen Trägerfläche angeordnet sein. Bei einem geeigneten, beispielsweise porösen, Trägermaterial kann die Moosschicht direkt auf der oberen Trägerfläche angeordnet sein. Vorzugsweise sind zwischen der oberen Trägerfläche und der Moosschicht jedoch noch eine Substratschicht und eine Vliesschicht angeordnet. Die Substratschicht ist vorzugsweise unmittelbar auf der oberen Trägerfläche angeordnet, während die Vliesschicht direkt auf der Substratschicht und unterhalb der Moosschicht angeordnet ist. Die Vliesschicht ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Zellfäden (Rhizoide) der Moose dort hineinragen und Halt finden können. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Substratschicht ein möglichst großes Wasserhaltevermögen besitzt. Vorzugsweise ist die Substratschicht aus einem organischen Material (z.B. Kokos), einem mineralischen Material (z.B. Ton-Granulat) oder aus einem biogenen Kunststoff gefertigt, der möglichst haltbar, aber biokompatibel ist.
-
Es ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, keine Gefäßpflanzen zusätzlich zu den Moosen einzusetzen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher auf die zusätzliche Anordung von Gefäßpflanzen in der Moosschicht verzichtet.
-
Besonders bevorzugt sind die flächigen Träger mit der Haltevorrichtung leicht lösbar verbunden, so dass die Träger einzeln entnehmbar sind. Hierzu kann beispielsweise eine Art Bajonettverschluss oder ähnliches vorgesehen sein. Auf diese Weise können einzelne Träger mit der darauf befindlichen Moosschicht im Bedarfsfall leicht entnommen und ausgetauscht werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Haltevorrichtung so ausgestaltet, dass die Abstände der flächigen Träger zueinander einstellbar sind. Hierzu können in einem bestimmten Rastermaß Befestigungseinrichtungen an der Haltevorrichtung vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Träger an der Haltevorrichtung befestigt werden können. Auf diese Weise kann auch eine Anpassung, z.B. hinsichtlich der Trägeranzahl und -abstände, an den jeweiligen Einsatzort oder die jeweilige Einsatzsituation vorgenommen werden. Selbstverständlich können dadurch auch nach einer Installation noch Anpassungen vorgenommen werden.
-
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung, die mindestens eine, vorzugsweise aber eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfasst, wie sie oben beschrieben sind. Bevorzugt umfasst die Anordnung eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die modulartig zu einem Luftreinigungssystem, beispielsweise für Straßenzüge und/oder belastete Quartiere, kombiniert werden können. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die Bereitstellung von Luft mit verringertem Schadstoffgehalt als Ökosystemdienstleistung.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung oder Anordnung kann zur Immissionsreduktion, vorzugsweise zur Reduktion der Luftkonzentration von Feinstaubpartikeln und/oder Stickoxiden eingesetzt werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine erfindungsgemäße Anordnung können dazu an einem geeigneten Ort, beispielsweise einer Straße, entweder alleinstehend oder fixiert an einer Wand, einem Hang oder dergleichen, angeordnet werden, so dass die umgebende Luft die auf den Trägern befindliche Moosschicht überströmen kann, gegebenenfalls auch befördert durch Druck- und Sogeffekte durch den Straßenverkehr. Luftschadstoffe können so optimal von den Moosschichten gebunden und aus der Luft entfernt werden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden rein zur Veranschaulichungszwecken anhand der angehängten Figuren näher erläutert.
- 1 Vereinfachte Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 2 Vereinfachte Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 3 Vereinfachte räumliche Ansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 4 Vereinfachte Schnittansicht durch einen Träger einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 5 Vereinfachte Vorderansicht (A) und Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
1 zeigt eine vereinfachte seitliche Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Gezeigt sind sechs in einer vertikalen Haltevorrichtung 2 vertikal übereinander angeordnete flächige Träger 3, die hier im Querschnitt sigmoidal geformt und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Die flächigen Träger 3 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich in Längsrichtung in einer Ebene senkrecht zur Papierebene. Auf der oberen Trägerfläche 4 des Trägers ist eine Moosschicht 5 angeordnet, wobei zwischen der Moosschicht 5 und der oberen Trägerfläche 4 noch eine hier nicht eingezeichnete Vliesschicht 8 und Substratschicht 9 angeordnetsind (s. 4). Mit ihrer hier nach links orientierten Vorderseite 10 sind die Träger 3 in Richtung der Schadluftquelle bzw. zur Hauptströmungsrichtung (s. Pfeil) der zu reinigenden Luft ausgerichtet. Durch die im Querschnitt sigmoidiale Form der Träger 3 sind eine Art Vertiefung oder Mulde 12 und eine Erhebung 13 gebildet, die hier zur Vorderseite 10 bzw. zur Rückseite 11 des Trägers 3 hin gelegen sind. Der hintere Teil des Trägers 3 ist somit höher gelegen als der vordere Teil des Trägers 3, wodurch die Ablagerung von Luftschadstoffen, insbesondere von Feinstaub, aus der von der Vorderseite 10 zur Hinterseite 11 des Trägers strömenden Luft auf der Moosschicht 5 verbessert wird. An den Vorderseiten 10 und Rückseiten 11 sind Wände hochgezogen, so dass die Träger 3 im Querschnitt allgemein u-förmig ausgebildet sind. Die Träger 3 sind soweit in vertikaler Richtung voneinander beabstandet, dass ein freier Spalt 7 mit einer Höhe H gebildet ist, durch den die Luft frei strömen kann. Die Vorrichtung verfügt über eine Befeuchtungseinrichtung 14, die beispielsweise perforierte Rohre umfasst, auf denen die Träger 3 mit ihrem hinteren Abschnitt gelagert sind. Die Rohre sind an der Haltevorrichtung 2 befestigt. Die Befeuchtungseinrichtung 14 dient hier somit zumindest teilweise auch zur Lagerung der Träger 3. Feuchtesensoren 15 dienen zur Messung der Feuchtigkeit in der Moosschicht 5 oder deren unmittelbarer Umgebung und sind Teil eines Steuerungssystems zur Wasserversorgung der Moosschicht 5.
-
2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, bei die Träger 3 in vertikaler Richtung geneigt sind. Hierzu sind bei der hier dargestellten Ausführungsform mit im Querschnitt sigmoidal geschwungenen Trägern 3 die Träger 3 gegenüber der Horizontalen um einen Winkel α um ihre Längsachse gekippt, so dass die Vorderseiten 10 der Träger 3 deutlich tiefer liegen als die Hinterseiten 11 der Träger 3.
-
3 zeigt eine vereinfachte räumliche Ansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Der besseren Übersicht halber ist ein Teil der vorderen Haltevorrichtung 2 entfernt. Hier sind Träger 3 mit einer nahezu quadratischen Fläche gezeigt. Es ist allerdings bevorzugt, wenn die Träger 3 sich in Längsrichtung, d.h. in Richtung parallel zu den Vorder- und Hinterseiten 10, 11 länger erstrecken und eine größere Fläche bereitstellen. Die hier sehr schematisch und vereinfacht dargestellte Haltevorrichtung 2 kann komplexer aufgebaut sein und neben Einrichtungen für die Befestigung der Träger 3 auch Einrichtungen zur Befestigung einer Befeuchtungseinrichtung 14 für die Wasserversorgung der Moosschichten umfassen.
-
4 zeigt einen Querschnitt durch einen Träger 3 in einer bevorzugten Ausführungsform sowie eine vergrößerte Darstellung eines Endbereichs. Der Träger 3 besteht aus einer im Querschnitt sigmoidalen Kunststoffplatte mit an den Vorder- und Rückseiten 10, 11 hochgezogenen Wänden. Auf der oberen Trägerfläche 4 ist hier eine z.B. aus Kokos bestehende Substratschicht 9 angeordnet. Auf der Substratschicht 9 ist wiederum eine Vliesschicht 8 angeordnet, die wie der Träger 3 aus einem Kunststoff besteht. Die Vliesschicht 8 dient der besseren Verankerung der Moosschicht 5. Der Träger 3 weist in seinem hinteren Teil eine nach unten zur Moosschicht 5 auf einem darunter liegenden Trägers 3 weisende Befeuchtungseinrichtung 14 auf. Ein Feuchtesensor 15, der an der Befeuchtungseinrichtung 14 befestigt ist, ragt durch den Träger 3, die Substratschicht 9 und die Vliesschicht 8 hindurch bis zur Moosschicht 15, um die dort herrschende Feuchte zu messen. Die Messwerte werden mittels hier nicht dargestellter Leitungen oder per Funk an eine Steuerung weitergeleitet, über die beispielsweise mittels ebenfalls nicht dargestellter Pumpen eine Beregnung der Moosschicht 5 bewirkt werden kann.
-
5 zeigt vereinfacht eine Vorderansicht (A) und eine Seitenansicht (B) einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 100. Die sigmoidal geformten Träger 3 einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 (links) sind hier im Wesentlichen horizontal angeordnet, so dass die Vorderseiten 10 und die hinteren Teile der Trägers 3 mit den Erhebungen 13 sichtbar sind. Eine weitere Vorrichtung 1 ist rechts neben der ersten Vorrichtung 1 angedeutet. Die Seitenansicht in 5 B zeigt lediglich die Haltevorrichtung 2, da hier eine Seitenwand vorgesehen ist, die den Blick auf die Träger 3 verdeckt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202017104038 U1 [0004]
- DE 102013107786 B4 [0005]
- DE 102014114307 A1 [0006]
