Oberflächenfunktionalisierung 2.0: Algenbiofilm-Fassaden für reinere Luft und ein verbessertes Stadtklima

Zielstellung der Forschungsarbeiten ist die Entwicklung eines modularen Fassadenbegrünungssystems, das nicht auf der Anpflanzung höherer Pflanzen, sondern auf der Kultivierung von Algenbiofilmen direkt auf Fassadenplatten aus Beton basiert. Subaerische Biofilme sind auf freibewitterten Oberflächen seit Menschengedenken vielfach verbreitet und weisen auf ein erhöhtes Feuchtigkeitsangebot hin. Liegt über einen längeren Zeitraum Wasser in flüssiger Form vor, können Algenbiofilme einen flächigen grünen oder roten Farbüberzug bilden. Nach längeren Phasen der Trockenheit erscheinen sie dagegen schwarz oder grau. In interdisziplinärer Zusammenarbeit sollen funktionalisierte Fassadenelemente aus Beton mit hoher Biorezeptivität entwickelt werden, die anschließend gezielt mit Algenbiofilmen besiedelt und während ihrer Lebensdauer sensorgesteuert mit gespeichertem Regenwasser bewässert werden. Statt ungewollten Algenbewuchs mit Bioziden zu bekämpfen, soll der anthropogene Lebensraum bewusst gestaltet werden und durch die Etablierung großflächiger Biofilme gezielt zur Reduktion von Luftschadstoffen, zur Dämpfung des Hitzeinseleffekts und zur Erhöhung der Artenvielfalt genutzt werden. Die neuen Fassadenelemente sollen sich weiterhin durch eine ganzjährig ansprechende Optik, akzeptable Herstellungs- und Wartungskosten und ein geringes Flächengewicht auszeichnen. Sie sollen dauerhafte Lösungen für den Neubau und die Sanierung bieten und vollständig rezyklierbar sein. Im Rahmen der Forschungsarbeiten werden das Substrat aus Beton und die Artenauswahl für die Etablierung stabiler und optisch ansprechender Biofilme in Labor- und Freibewitterungsversuchen optimiert. Das Potential zur Bindung von Luftschadstoffen sowie die Produktion von Verdunstungskühle in Abhängigkeit der Klimarandbedingungen werden messtechnisch erfasst und im Vergleich zur Referenzfläche quantifiziert. Zum Schluss sollen Prototypen produziert und durch eine Gruppe von Architekten begutachtet werden.