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1. Dipl.-Ing. Hans LOIDL
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2. Dipl.-Ing. Horst ZEITLBERGER 1. Dipl.-Ing. Hans LOIDL Wolfsaugasse
6/18 A-1200 Wien XX.
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Österreich 2. Dipl.-Ing. Horst ZEITLBERGER Gentzgasse 129/2/49 A-1180
Wien XVIII.
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Österreich Windwurfsicherung von Großgehölzen auf Pflanzstandorten
ohne Verbindung mit dem gewachsenen Boden (Dachgärten3 Die Erfindung bezieht sich
auf die Windamrfsicherung von Bäumen und Groß sträuchern auf Pflanzstandorten ohne
Verbindung mit dem gewachsenen Boden, an denen das vorhandene Erdvolumen und/oder
die Ausbreitungsmöglichkeit der Wurzeln nicht ausreicht, um eine genügende Windwurffestigkeit
zu gewährleisten.
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Die Bedeutung der sogenannten Wohlfahrtswirkungen der Vegetation
für die Stadt (Gasaustausch, Erhöhung der Luftfeuchtigkeit,
Entlüftung
u"'. ) qtrc: ifrmer mehr erkannt. Hiebei kommt der @@@r@@un vo@ @a@@@@@chen sowohl
öffentlicher @@@@ @@@@@ar@@@@@ @@ @ri@@@@r Anlagen aus städtebauli@@@@ @. @@@an@k@@@isc@@@
@@@@@@@ in zweifacher Hinsicht @@@@@ @@@@utung zu: @rst@@@ erlauben sie bei einigermaßen
konsequenter Ausschöpfung der Möglichkeiten eine wesentliche Vergrößerung des stäctischen
Grünraumes insgesamt.
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Zweitens ermöglichen sie eine optimale Verteilung dieses Grünraums
auch bzw. gerade in den stadtklimatisch ungünstisten, dicht verbauten STa@tteilen
in denen jeder anderweitijen Ausdehnung oder Neuanlage von Grünräumen meist unüberwindliche
Probleme wirtschaftlicher und/oder kommunalpolitischer Art entgegenstehen.
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Die sinnvolle Koordination von Stadterneuerung (Althaussanierung,
eventuell geeignete Aufstockung alter Häuser) und Anlage von Dachgärten bietet sich
geradezu an; sie bedeutet nicht nur erhebliche Senkung der Anlagekosten, sondern
auch bedeutende Hebung des Wohnwertes der neuen Wohnungen und wird damit auch für
private Bauträger interessant.
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Das Pflanzenleben auf einem Dach unterliegt aber aufgrund der exponierten
Lage und der aus statischen Gründen (Belastbarkeit der Dachkonstruktion - Baukostenerhöhung)
meist nur wenig mächtigen Bodenschicht vielfältigen Störfaktoren. Es ist viel weniger
geschützt gegen die unmittelbaren Angriffe von Sonne, Wind uno Regen und leidet
unter den Folgen von Trockenheit, Nährstoffarmut, Bodenverdichtung, stauender Nässe,
Frost, Wurzellockerung und Windwurf vielmehr, als vergleichsweise auf gewachsenem
Boden.
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Durch Beimengung von leichten, pflanzenverträglichen Kunststoffen
(Styromull, llygromull, Superlite etc.) zur Pflanzer@e (bis 50 Vol.-%) kann das
Gewicht des Bodenaufbaues gegenüber den herkömmlichen Bodenaufbauten mit normaler
Gartenerde wesentlich verringert werden, sodaß eine dementsprechend höhere Bodenschicht
bei gleichbleibender Belastung aufgebracht werden kann, wobei diese Kunststoffe
auch die Forderang nach besserer Wasser- und Nährstoffspeicherfähigkeit, odendurchlüftung
und -lockerung erfüllen. Diesen Vorteilen steht aber - durch das geringe Gewicht
des Bodens bedingt -der
Nachteil verminderter kurzelverlankerung
und somit geringerer STandfestigkeit von Gehölzen gegenüber. Diese "Wirkung-Kosten-Scere"
des Bodenauftra@ @ (je höher die verfügbare Bodenschichte, desto besseres @achstum
bei umso geringerer Pflege und Empfindlichkeit der @ehölze auf extreme Wetterlagen
einerseits, desto höher aber andererseits die Aulfast, die Belastung der tragenden
Konstruktion und damit die Baukosten) führte busher dazu, daß höhe Sträucher und
Bäume ween zu geringer Mächtigkeit der flodenschicht und damit hoher Gefährdung
duch Windwurf zumeist nicht oder nur an wenig exponierten Stellen verwendet werden.
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Gerade aber Räume und Großsträucher (Hochgrün) leisten den Hauptanteil
der klimatisierenden und luftreinigenden Wirkung des Stadtgrüns.
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Bisher waren nachstehende Windsicherungen von Großgehölzen gebräuchlich:
Es sind oberirdische Befestigungen, wie Verspannung des Stammes mit Ringschrauben
oder Bandstahllaschen und Seilverankerungen an baulichen Linrichtungen (Brüstungsmauern
etc.)hekannt. Nachteilig ist dabei aber,daß langjährige Refestigungen am Stamm die
Gefahr der Gewebequetschung (bei Umschließen des Stammes) mit sich bringen oder
die Bruchgefahr (bei Durchbohre des Stammes) erhöhen. Die freien Verspannungsseile
stören zudem nutzungsmäßig und visuell im Gartenraum sehr.
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bei Verankerung im Dach in StammnBhe entstehen durch die Anforderung
absoluter Feuchtigkeitsdichtigkeit schwierige und kostspielige Abdichtungsprobleme
an der Dachhaut.
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Ferner kennt man das Festbinden an Baumpfählen aus witterungsbeständigem
material, wobei der Pfahl in einer Hülse steckt, die in Dränschichthöhe in einer
Stahlbetonplatte verankert ist. Diese Ankerplatten müssen bei Großgehölzen entsprechend
groß dimensioniert sein und bringen damit erhebliche zusätzliche Be#lastungen des
Daches und somit erhebliche Bau kostenerhöhung.
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Eine zusätzliche Festigung des Wurzelballens ("Wurzelteller") lurch
oberflächlich aufgelegte Lasten (Findlingssteine, Platten etc.) wird ebenfalls angewendet.
Diese oberflächliche Belastung des Wurzeltellers bringt - soll siw wir -kungsvoll
sein - ebenfalls erhebliche zusätzliche Belastungen
des faches.
Pflanzenphysiologisch sind derartige Druckstellen an der obersten Feinwurzelschicht
sehr ungünstig.
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Weiters wir@ @äufig Verspannung des Wurzelballens durch Stahl - oder
Kunststoffbänder, Verlegen von langen Holzbalken im Dreieck über de, Raumballen
(und überschüttung mit Erdmaterial) vorgeschlage@. Die Verspannungen des Wurzelballens
sind nur dann wirkungsvoll, wenn sie fest im Dach verankert sind; dann entstehen
aber wieder schwierige Abdichtungsprobleme an der Dachhaut (Feuchtigkeitsisolierung).
Zudem können Druck und Reibung (bei Windbewegung) allmählich zu erheblicher wurzeldeformation
führen. Die ferner genannten Balken sinu bei staekem @ in@druck fast wirkungslos.
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Schließlich wird die Verwendung eines engmaschigen Verankerungsnetzes
aus unverrottbaren, wenig elastischen Kunststoffen empfohlen. (Das iietz wird in
die Bodenschicht - etwa im unteren Drittel - eingebaut. !)ieses Gewebe soll von
den Feinwurzeln durchwachsen werden und somit die Verankerung auf eine größere Bodenfläche
ausdehnen). Solche Verankerungsnetze sind pflanzenphysiologisch relativ günstig,
allerdings nur dann tatsächlich entsprechend wirksam, wenn große Flächen damit bedeckt
und dann bepflanzt werden. Es entsteht auf diese Weise eine gewisse Verteilung des
Winddruckes. Durch die notwenaige Verankerung des Netzes in der Erdwanne entstehen
aber wieder Abdichtungsprobleme. Meist wird zusätzliche Belastung ues Wurzeltellers
überdies notwendig.
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Alle diese Maßnahmen beeinträchtigen die Entwicklung des Lauines,
erhöhen die Auflast oder sind wenig wirkungsvoll.
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Die Erfindung behebt alle diese Nachteile dadurch,daß die Windwurfsicherung
durch einen dreidimensionalen, vorzugsweise glocken-, pyramidenstumpf-, kegel- oder
quaderförmigen, formhaltigen Korb von Verstrebungen aus korrosionsbeständigem und
unverrottbarem Material erreicht wird, dessen Standfläche (unten) größer oder wenigstens
ebenso groß ist wie die obere Öffnung. Der Boden dieses Korbes ist entweder vollflächig
ausgebildet oder von einer verrottungsfesten, für das feste Bodenmaterial undurchlässigen
Schichte (vorzugsweise ein ohnedies bei Dachgartenaufbauten zum Einsatz kommendes
Filtervlies) bedeckt.
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besonders zweckmäig ist es, wenn der Baumkorb aus mehreran,
vorzugsweise
vorfabrizierten Elementen besteht, die erst an art ind Stelle miteinander vr',unJrn
werden. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Herstellungsmöglichkeit für
den Sicherungskorb.
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Zur Bildung eines festen Windverankerungssystems auf größeren Flächen
wird weiters vorgeschlagen, mehrere aneinander gerechte Körbe am Standort stabil
miteinander zu verbinden.
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Die Erfindung wird in den angeschlossenen Zeichnungen beispielsweise
dargestellt. @ zeigen, Fig. 1 eine Glockenförmige Ausführungsmöglichkeit einer Windwurfsicherung
im Aufriß, Fig. 2 den zugeordneten Grundriß (Draufsicht), Fig. 3 die Standfläche
(Korbboden) der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Windwurfsicherung, die Fig. 4,
5 und 6 im Aufriß, Grundriß und Untersicht eine pyramidenförmige Ausführungsform
einer Windwurf sicherung, Fig. 7 schematisch die Anwendung einer erfindungsgemäßen
Windwurfsicherung im Zusammenhang mit den wichtigsten anderen Funktionsschichten
eines Dachgartenbodenaufbaues, und Fig. 8 - ebenfalls schematisch - die wesentlichsten
statischen Gesichtspunkte.
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In der Zeichnung ist mit 1 die obere Öffnung eines Korbes bezeichnet.
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Der junge Baum wird durch die obere Öffnung (Halsöffnung) 1 in den
Korb gepflanzt, der aus kreisförmigen (oder vieleckigen)Horizontalverstrebungen
2, damit stabil verbunden, glockenförmig gebogenen, oder auch geraden Mantelverstrebungen
5 und einer ebenfalls gitterförmig aus konzentrischen Kreisen 7 oder Vielecken und
strahlenförmigen Geraden 6 aufgebauten Standfläche 4 besteht. Alle diese Elemente
sind stabil miteinander verbunden, sodaß ein formhaltiges Raumgebilde entsteht.
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Als werkstoff kommt im dargestellten Fall vor allem davorhaft korrosionsgeschittzter
Stahl oder Aluminium oder harte Kunststoffe in Frage.
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Die Stanufläche 4 kann innen mit einem Kunststoffvlles 3 bedeckt
sein.
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In Fig. 7 wird gezeigt, in welcher Weise ein pyramidenstumpfförmig
ausgeführter Korb 8 von stabilisierendem Grobwurzelwerk 12 und dem der Bodenaufschließung
und Versorgung uienenden Feinwurzclwerk 13 bereits relativ gut durchwachsen ist.
Die Dimension des Korbes hat sich an der Größe der Krone 14 des erwachsenen Baumes
zu orientieren. Der Korb 8 steht mit seiner Standfläche 4 in der Dränschichte 10
auf der Dachkonstruktion 11 (inkl. Dachhaut und Schutzestrich). Er ist gefüllt und
umgehen mit Wachstumssubstrat 9 (Erde mit Struktur- und Düngestoffen, je nach Bodenart,
Standort und vorgesehener Vegetationsdecke). Auch in unmittelbarer Nähe des Stammes
15 sir.u entsprechende Sträucher 16 oder krautige Pflanzen 17 (Wiese, Bodendecker,
Schattenstauden) gut entwicklungsfähiy.
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In Fig. 8 wird ebenfalls beispielsweise ein pyramidenstumpfförmiger
Baumkorb 8 gezeigt. Im Kronenraum 14 ergibt sich der Winddruck 19 aus der Windgeschwindigkeit
und der iauptangriffsfläche (Fläche normal zur Hauptwindrichtung innerhalb des größten
Kronenumfanges) 18. Der Winddruck verursacht ein Drehmoment, das ohne Baumkorb seine
Drehachse lm Bereich der nicht mehr elastisch biegsamen Hauptwurzeln in relativer
Stammnähe hätte. Bei gut durchwurzeltem Baumkorb liegt die Drehachse 20 wesentlich
weiter von der Angriffsfläche 18 entfernt an dem der Hauptwindrichtung entgegengesetzten
Lnde der Standfläche 4. Durch die innere Abdeckung der btandfläche 3 wirkt zudem
das gesamte Über der Standfläche befindliche Erdmaterial 9 zusätzlich zum Gewicht
des Baumes als Rückstellmoment. Der Korb besteht aus dauerverrottungs-und korrosionsbeständigem,
steifem (als fertiger Korb formhaltigem) Material - vorzugsweise Stahl (kunststoffbeschicht
etc.), Kunststoffen oder Aluminium. Er wird auf oder in die Dränschichte versetzt.
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Der junge Baum wird durch die obere Öffnung 1 (Halsöffnung) in den
Korb gepflanzt und durchwurzelt ihn allmählich von oben nach unten (vgl. Fig. 7).
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Die Standfläche 4 des Korbes besteht entweder aus einer durchgehenden
Fläche (vorzugsweise bei Kunststoffausführungen),
oder das die
stabile Standfläche bildende Gitterwerk ist mit einer leichten, verrottungsfesten
Abdeckung versehen (vorzugsweise ein wasserdurchlissi(3es Xunststoffvlies oder ähnlich,
wie es ohnehin beim aufbau der sodensdichten für Dachgärten als Filter zwischen
Dränschicht und Wachstumssubstrat großflächig verwendet wir4 Die besondere Bedeutung
des so entstehenden, festen (d.h. für feste Stoffe undurchdringlichen) Bodens des
Korbes besteht darin, daß bei jeder starken Windbewegung des den Korb durchwurzelnden
Baumes sich der Korb nicht durch das lockere :!achstumssubstrat schieben kann, sondern
das gesamte, innerhalb des Korbvolumens bzw. über der Standfläche befindliche soflenvolumen
mitbewegt werden muß.Dieses Erdvolumen wirkt statisch zur Gänze als Gegensoment
zu dem vom Winddruck im Kronenraum (vgl. Fig. 8) verursachten Moment, ohne daß dadurch
das Dach zusätzlich belastet wird.
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Eine zusätzliche Beschwerung etwa des Wurzeltellers mit den eingangs
beschriebenen Nachteilen erübrigt sich dadurch.
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Vorteilhafterweise wird im Normfall die Halsöffnung kleiner sein
als die Standfläche; in diesem Fall wirkt die freie Erdschichte über der schrägen
Mantelfläche des Korbes ebenfalls als zusätzliche Belastung, deren stabilisierende
Wirkuny durch den hohen Reibungswlderstand der Mantelfläche (bestehend aus Gitterwerk
und ErdJubstanz) noch verstärkt wird.
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Die erfindung bietet schließlich noch Vorteile bei der Sicherung
des neugepflanzten Baumes für die ersten 1 - 3 Vegetationsperioden (je nach Standort,
Art und Alter des Gehölzes).
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Das im gewachsenen Boden übliche Festbinden an einem oder mehreren
Baumpfählen ist am Dach wegen der für eine sichere Pfahlverankerung im Erdreich
zumeist zu geringen Boden tiefe und höheren Lockerkeit des Erdmateriales nicht wirkungsvoll.
Bei Anwendung der Erfindung ist die Befestigung z.B.einfach durch mehrseitige Seilverspannung
des Stammes (mit dann dagen) und Befestigung der Seile an der Halsöffnung des Korbes
möglich oder können hiefür stabile Verstrebungen an der ilalsöffnung des Korbes
bereits montiert werden; schließlich sind Ausführungen mit bereits fix montierten
Halterungen für aaumpfähle möglich.
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In allen Fällen bietet die erfindungsgemäße Windwurfsicherung neben
den beschriebenen bau technischen und/oder statischen Vorzügen gegenüber gebräuchlichen
Verfahren auch pflanzenphysiologisch die bisher besten Voraussetzungen für eine
ungestörte Wurzelentwicklung und damit eine gedeihliche Gesamtentwicklung des Gehölzes.
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L e e r s e i t e