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Substrat und Verwendung des
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Substrats als Nährmedium für Pflanzen Die Erfindung betrifft ein
Substrat als Nährmedium für Vegetationen, insbesondere ein Substrat für eine Dachbegrünung
mit Pflanzen, wobei das Substrat ein Gemisch ist, welches Lava, Sand und gemahlene
Blähtone enthält und gegebenenfalls mit Zuschlägen - wie Torf - versehen ist.
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Außerdem befaßt sich die Erfindung mit der Verwendung des Substrats
als Nährmedium für höhere und niedere Pflanzen.
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Mit zunehmendem Umweltverständnis gewinnt die Gestaltung der Umwelt
- auch im eigenen persönlichen Bereich- heute eine immer größere Bedeutung, und
angesichts der zu beobachtenden allgemeinen Baulandverknappung sowie angesichts
gewandelter Wohnformen erlangen z.B. Vegetationen auf den Dächern von Häusern (Dachgarten)
oder auch Terrassengärten eine zunehmende Bedeutung.
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Insbesondere die Dachbegrünung ist inzwischen ein wichtiger Faktor
geworden, wobei sowohl ebene Dachflächen als geneigte Dachflächen mit Pflanzen begrünt
werden können.
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In der Fachwelt werd-en die positiven Wirkungen von Dachbegrünungen
schon seit längerem anerkannt. Als Beispiel der günstigen Eigenschaften seien genannt:
-Verbesserung der optischen Wirkung einsehbarer Dachflächen und damit eine Vermittlung
von Naturgefühl in einer versteinerten technischen Umwelt, -Ausgleich von Temperaturextremen
im
kleinklimatischen Bereich und Verminderung der Rückstrahlungsintensität
- Einsparung von Energie durch Ausgleich von Temperaturextremen Einschränkung der
physikalischen und mechanischen Beanspruchung der jeweiligen Dachkonstruktion durch
Temperaturausgleich, Erhöhung der Luftfeuchtigkeit, - Rückgewinnung überbauter Flächen
als Lebensraum für Pflanzen und Kleintiere und somit Erhöhung der ökologischen Qualität.
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Die bisher bekanntgewordenen Begrünungen von Dachflächen kann man
als sogenannte intensive Dachbegrünungen bezeichnen, das heißt, es handelt sich
hier um solche Dachbegrünungen, die pflegebedürftig sind. In der DE-OS 25 55 686
ist eine Gartenanlage, insbesondere ein Dachgarten, mit einer Vegetationsschicht
beschrieben, bei welcher zum Zuführen der benötigten Luft in dem Wurzelbereich der
Pflanzen eine gesonderte Belüftungsvorrichtung vorgesehen ist.Die bekannte Anlage
ermöglicht zwar eine Dachbegrünung mit den voranstehend genannten Vorteilen, allerdings
nur auf Kosten eines erheblichen Aufwandes, der vor allem durch die autostatische
Bewässerung bedingt ist. Außerdem sind infolge der relativ großen Schichtdicken
besondere statische Verstärkungen der Dachfläche erforderlich. In der Praxis hat
sich gezeigt, daß an der Dachhaut häufig Schäden auftreten, welche durch die gewichtsstarke
und relativ komplizierte Konstruktion der Dachbegrünung bedingt sind. Als nachteilig
ist ferner anzusehen, daß bei der bekannten Dachbegrünung neben der künstlichen
Bewässerung laufend gedüngt,
geschnitten usw. werden muß.
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Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine
Dachbegrünung oder dergleichen zu ermöglichen, welche frei von den gravierenden
voranstehend beschriebenen Nachteilen ist. Es soll ein Substrat geschaffen werden,
welches im Gegensatz zur bekannten intensiven Dachbegrünung eine sogenannte extensive
Dachbegrünung ermöglicht, also eine solche Dachbegrünung, die selbsterhaltend'ist
und keiner bzw.nur sehr wenig Pflege bedarf. Ferner soll das Substrat mit relativ
geringen Schichtdicken auskommen, um keine zu großen statischen Belastungen der
Dachfläche hervorzurufen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind dem im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Substrats als weitere Stoffe Kalkschotter und Basalt, vorzugsweise
nicht frostfester Basalt, beigemischt. Eine besonders günstige Zusammensetzung des
Substrates ist im Anspruch 2 angegeben, wobei die dortigen Werte selbstverständlich
sowohl nach oben als auch nach unten hin überschritten werden können.
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In Versuchen hat sich jedoch gezeigt, daß die im Anspruch 2 genannten
Werte ein besonders günstiges Substrat als Nährmedium für Vegetationen ermöglichen.
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Die Erfindung beruht auf der durch Beobachtungen festgestellten Tatsache,
daß eine Vegetation extremste Standorte jeglicher Art zu besiedeln vermag, wenn
zumindest zeitweise die Versorgung mit sogenannten Minimumfaktoren ( z.B. Wasser)
gewährleistet ist.Demgemäß ermöglioht das
neuartige Substrat eine
Bio-technische Bauweise, bei der im Prinzip keine vegetationstechnischen Optimierungen
vorgenommen werden, die ansich in herkömmlicher Weise jeder Pflanzenart ein physiologisches
Optimum bieten.Der Erfindung liegt nämlich die weitere Erkenntnis zugrunde, daß
solche Kulturoptimierungen unter pflanzensoziologischen Gesichtspunkten keine dauerhaften
Vegetationsdecken hervorbringen können.
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Die Erfindung beschreitet vielmehr den Weg, daß die jeweiligen Bedingungen
des Standortes -also z.B. einer Dachfläche- in ihren kennzeichnenden Faktoren anerkannt
und nicht durch kostenaufwendige Techniken verändert werden. Solche kennzeichnenden
Faktoren sind z.B. : geringe Aufbaustärken für Vegetationsschichten und damit eine
geringe Dachlast (gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung beträgt die
Schichtdicke des neuen Substrats nur zwischen 6 und 15 cm); ausschließliche Wasserversorgung
durch Niederschläge; extreme klimatische Belastungen durch erhebliche Temperaturunterschiede,
Windturbulenzen und Windaustrocknung. Die vegetationstechnische Gestaltung des jeweiligen
Standortes für das Substrat orientiert sich bei der Erfindung also an den nicht
zu ändernden kennzeichnenden, das heißt begrenzenden Faktoren. Diese werden nur
im engsten Rahmen durch die Substratzusammensetzung kompensiert, damit die standortgerechte
Entwicklung der Vegetation nicht gestört wird ( z.B. zuviel Stickstoff ). Insgesamt
simuliert das neue Substrat praktisch die Bodenbedingungen von Pflanzen an extremen
Naturstandorten.
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In ausführlichen Versuchen konnte die Bestätigung gefunden werden,
daß das neuartige Substrat in orteilhafter Weise folgende Anforderungen erfüllt:
- wasserspeichernd (auf Grund der Feinporen) - wasserabführend (Grobporen) - nährstoffarm
(relativ zu den bisher bekannten Substraten) - nährstoffreisetzend (Mineralisierung,
Verwitterung) - nährstoffspeichernd (durch Tonminerale) - strukturstabil und windfest
- frostfest im tragenden Korngerüst.
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Entgegen den bisher bekannt gewordenen Substraten besitzt das neuartige
Substrat außerdem einen relativ hohen pH-Wert, der etwa zwischen 7 und 8 liegt.
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Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist die Verwendung des neuen
Substrats in Verbindung mit speziellen Höheren und Niederen Pflanzen. Bevorzugt
werden Kalkholde und/oder Xerophyten und/oder Mesophyten vorgesehen, welche vegetationstechnisch
zusammen mit dem Substrat ein eigenes biologisches System bilden.
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Die "Zusammenfassung" des Substrats und die besondere Auswahl und
Anzucht der Pflanzenarten machen jegliche spätere Unterhaltungspflege überflüssig.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß das neue Substrat und die ausgewählten Pflanzenarten
zusammen eine untrennbare Einheit bilden. Die Nährstoffversorgung erfolgt ausschließlich
durch natürliche Freisetzung.
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Als Pflanzen für das neue Substrat kommen bevorzugt Stauden, 2-jährige
und 1-jährige zur Anwendung. Zweckmäßig ist außerdem auch die Verwendung von Gräsern,
von Moosen (Gruppe Laubmoose) und von Gehölzen. Spezielle Typen dieser jeweiligen
Pflanzenfamilien sind nachstehend in der Beschreibung genannt.
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Mit der Erfindung können nicht nur Flachdächer auf Neubauten wie auch
-als Nachrüstung- bereits herkömmlich fertiggestellte Dächer in optisch ansprechenderweise
mit Vegetation besiedelt werden, vielmehr ist es auch möglich, geneigte Dächer zu
begrünen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Substrat
einen Zuschlag aus bindenden Tonmineralien sowie eine zusätzliche statische Armierung
-z.B. Maschendraht oder Kunststoff matten enthält.
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Andere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand des
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert,welche schematisch
eine Dachflächenbegrünung in einem Maßstab 1:25 zeigt.
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Dem Substrat 1 gemäß der in den Ansprüchen angegebenen Rezeptur sind
größere Steine 3 - die als Bestandteil zu dem Substrat 1 gehören- beigemischt.An
der Oberfläche befindet sich eine Verdunstungsschutzschicht 2, die vorzugsweise
immer dann vorgesehen wird, wenn die Dachbegrünung im Sommer oder im Frühjahr angelegt
wird. Durch
die Verdunstungsschutzschicht 2 wird dann eine übermäßige
Verdunstung verhindert, um das Entstehen einer Vegetation in vorteilhafter Weise
zu fördern.
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Die Verdunstungsschutzschicht 2 kann als sogenannter Mehrkomponenten
- Verdunstungsschutz ausgebildet sein, der aus einem Gemisch von Acrylaten, Alginaten,
Bentoniten und Klebern besteht, welche sich langsam bis auf eine Dauerkomponente
abbauen.
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Neben den schon erwähnten Steinen 3 sind an der Oberfläche zusätzlich
größere Steine 6 vorgesehen, um so die Feuchtigkeitsspeicherung unter extrem heißen
Temperaturbedingungen zu verbessern. Unter den Steinen kann sich nämlich Feuchtigkeit
sammeln, so daß die Steine als Taukondensationskerne bzw. als Fondensationsmasse
wirken.
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In der Zeichnung ist mit 8 ein Schutzfließ bezeichnet, welches vorgesehen
ist, um eine Wurzelschutzbahn 9 vor Druck zu schützen. Unterhalb der Wurzelschutzbahn
9 befinden sich eine Dachisolierung 10 und eine Dachkonstruktion 11 eines Flachdaches.
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Oberhalb vom Schutzfließ 9 bzw. unter dem Substrat 1 kann wahlweise
eine Kiesdränschicht 4 vorgesehen werden, die in der Zeichnung der Einfachheithalber
nur als sich über die halbe Breite erstreckend dargestellt ist.
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Durch die straffierten Linien ist mit der Bezugsziffer 7 schließlich
noch ein Wasseranstau verdeutlicht, wie
er sich üblicherweise am
Boden bilden kann.
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Im Zusammenhang mit dem Substrat 1 werden höhere und niedere Pflanzen
5 verwendet, insbesondere kalkholde Xerophyten und Mesophyten, wie Flechten, Moose,
Stauden, Gräser, Einjährige, Zweijährige und Gehölze.Das Substrat 1 gewährleistet
die Nährstoffversorgung der Pflanzen 5 durch natürliche Mineralisierung (Humusabbau)
und durch Gesteinsverwitterung (insbesondere durch die nicht frostfeste Lava). Es
sind somit keine Start-und Erhaltungsdüngungen im gärtnerischen Sinne erforderlich.
In der weiter unten aufgestellten Pflanzenliste sind zu den jeweiligen Pflanzenfamilien
bestimmte Arten angegeben, die sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen
haben, zusammen mit dem Substrat 1 eine extensive Dachbegrünung zu ermöglichen.
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Das Substrat 1 hat im Prinzip eine ausreichende Durchlässigkeit, so
daß auch Dächer mit Entwässerungsgefälle keine zusätzliche Dränung erfordern. Ein
Anstau des Niederschlagwassers von wenigen cm (maximal 3 cm) ist von Vorteil, muß
jedoch auf die jeweilige Schichtdicke abgestimmt werden.
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Bei dem Substrat 1 handelt es sich um ein steinhaltiges alkalisches
- der pH-Wert liegt über 7 - Vegetationssubstrat, bestehend aus einem Gemisch mineralischer
Kornfraktionen wie Sande, Kiese, Steine verschiedener geologischer Art, sowie künstlich
hergestellte Gesteinszuschläge unter Verwendung von künstlichen und natürlichen
vegetationstechnischen Hilfsstoffen, Rohhumus, organischen Düngern mit einem besonderen
Gefüge an Fein-Mittel- und Grobporen, welches bio-chemisch stabil hergestellt
ist
und vorzugsweise in Schichtstärken von 6-15 cm verwendet wird.
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Durch die alkalische Reaktion und die bodenchemische Abpufferung wird
in vorteilhafter Weise eine nachteilige Bodenversauerung durch chemische Immissionen,
wie z.B.
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saurer Regen" dauerhaft verhindert. Darüber hinaus fördert die alkalische
Reaktion das Bodenleben, welches seinerseits dauerhaft für eine biologische Dränung
-Wasserabführung- sorgt. Die zusammen mit dem Substrat 1 verwendeten Pflanzen 5
haben einen besonders flachen Ballen, wodurch das Anwachsen gefördert wird. Die
Pflanzen 5 können im übrigen sowohl ausgepflanzt als auch ausgesät werden.
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Insgesamt wird durch die Erfindung eine ökologisch wertvolle, artenreiche
Lebensgemeinschaft von Pflanzen -und in deren Gefolge auch von Tieren- ermöglicht,
wodurch ein Ersatz für verlorene Naturflächen geschaffen wird.
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In der nachfolgenden Pflanzenliste sind als bevorzugte Beispiele solche
Pflanzen 5 angegeben, die sich in vorteilhafter Weise mit dem Substrat 1 verwenden
lassen: Pflanzenliste 1. Stauden, Zweijährige, Einjährige
| Familie Boraginacae Silene |
| Echium Stellaria |
| Familie Cariophyllacae Familie Crassuladae |
| Ceratstium Sedum |
| Dianthus Sempervibum |
| Gypsophila |
| Saponaria |
Fam. Cruciferae Fam. Gentianaceae Alyssum Gentiana Arabis Fam.
Geraniaceae Draba Geranium Iberis Fam. Labiatae Fam. Compositae Calamintha Achillea
Origanum Anaphal is Salvia Anthemis Stachys Artemi s ia Teucrium Aster Thymus Crepis
Fam. Leguminosae Chrysanthemum Lotus Carlina Trifolium Cirsium Fam. Polypodiaceae
Bellis Blechnum Helianthemum Polypodium Hieracium Fam. Ranunculaceae Leontopodium
Pulsatilla Leontodon Ranunculus Matricaria Fam. Rosaceae Taraxacum Fragraria Fam.
Euporbiacae Potentilla Euphorbia Fam. Saxifragaceae Saxifraga 2. Moose, Gruppe Laubmoose
Bryum Orthotrichum Barbula Schistidium Ceratoton Tortula Campothecitum Tortella
Encalypta
3. Gräser 4. Gehölze Fam. Poaceae Acer Agrostis Betula
Bromus Cytisus Calamagrostis Elagneagnus Festuca Hedera Koeleria Lonicera Lolium
Ligustrum Poa Ononis Sesleria Prunus Stipa Pinus Weingaertneria Juniperus Fam. Cyperaceae
Rosa Carex Salix Fam. Juncaceae Sorbus Juncus Luzula Fam. Equisetaceae Equisetum
Es werden also Pflanzen in besonders harten und resisteren ökologischen Auslesetypen
verwendet.
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Dabei handelt es sich sozusagen um eine Naturauslese, denn viel Arten
entstammen nicht dem bekannten gärtnerischen Kultursortimenten und sind somit die
Neueinführungen, die bisher lediglich in der freien Natur anzutreffen gewesen sind.
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Die besonders ausqewählten Pflanzen werden speziell kultiviert und
in standortgerechter Weise auf das Substrat 1 abgestimmt. Dies ist ein entscheidener
Punkt, denn nur wenn die Pflanzen 5 in einem besonderen, auf den Endstandort abgestimmte
Xulturverfahren
angezogen werden, ist das mit der Erfindung angestrebte Ziel in optimaler Weise
zu erreichen.
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Die Anzucht der Pflanzen 5 erfolgt in einem besonderen Anzuchtsubstrat,
welches aus Sand mit Bentonit als Zuschlag besteht. Es handelt sich hierbei um kein
gärtnerisches Substrat, und auch eine Besonderheit ist darin zu sehen, daß das Anzuchtsubstrat
nährstoffärmer als das eigentliche Substrat 1 ist.
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Durch die besondere Anzucht bzw. durch die Verwendung des erwähnten
Anzuchtsubstrats lassen sich in vorteilhafter Weise sogenannte Anwuchsschocks vermeiden.
Die Pflanzen 5 werden dabei sozusagen von Anfang an auf harte Standortbedingungen
eingestellt. Die Pflanzen 5 haben einen besonders flachen Ballen, wodurch das Anwachsen
gefördert wird.
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Es konnte festgestellt werden, daß bei der Erfindung die Xeromorphierung
der Pflanzen 5 gefördert bzw. eine sogenannte Nachxeromorphierung ermöglicht wird.
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Xeromorphierung bedeutet, daß die Pflanze physiologische Vorrichtungen
besitzt oder ausbildet, welche dafür verantwortlich sind, daß die Pflanzen 5 extreme
Umwelteinflüsse überleben können (z. B. Zellwandverdickung, Wachsschutzschichten
usw.).