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Details Steilwall

 

 

Der Steilwall - Die Chance mit geringem Platzverbrauch eine begrünbare Lärmschutzeinrichtung zu schaffen 

Definition des Begriffes Steilwall

Unter einem Steilwall wird ein längliches, bepflanztes Erdprisma verstanden, das den von einer Straße ausgehenden Schall daran hindert, ungemindert auf direktem Wege in einen vor Lärm zu schützenden Raum zu gelangen. Wegen des Einsatzes künstlicher Stützkonstruktionen ist die Neigung der Seiten des Erdprismas wesentlich steiler, als die durch die Scherfestigkeit des eingebauten Bodens bestimmte natürliche Böschungsneigung. (in Anlehnung an KRELL, 1980)

Aus Gründen der Platzersparnis entwickelte man in den 60er und 70er Jahren die ersten Steilwälle. Er ist eine Weiterentwicklung
a) aus dem Erdwall, mit einer maximalen Böschungsneigung von 1: 1,5 und
b) der Krainerwand, also einem Element aus der Ingenieurbiologie, mit dem man
      versucht extreme Böschungsneigungen zu stabilisieren.
So rechnet man überschlägig, dass ein Steilwall 25% der Fläche eines Erdwalles benötigt. Es sind aber auch schon wesentlich steilere Konstruktionen auf dem Markt.
Ein Steilwall besteht im allgemeinen aus einer Wurzelraumzone, außen und einem Erdkern im Inneren.

 

Anforderungen und Aufgaben eines Steilwalles

Für die Zulassung eines Steilwalles als Lärmschutzbauwerk ist ein schallschutz-technischer Prüfbericht erforderlich, sowie der Nachweiß der Standsicherheit gemäß ZTV-Lsw 88 und DIN 1054 / 1055.

Der schallschutztechnische Prüfbericht für Steilwälle ist zwar vorgeschrieben, aber im Gegensatz zu Lärmschutzwänden nicht normiert, was einen großen Nachteil für die Vergleichbarkeit darstellt. Ein vegetationstechnischer Tauglichkeitsnachweis ist ebenfalls nicht notwendig, deshalb besteht bei vielen Konstruktionen eine große Diskrepanz zwischen den eindrucksvoll begrünten Schaubeispielen im Werbeprospekt und den Anwendungsbeispielen in der Realität.

Die schalltechnische Anforderungen:
Ein Steilwall erbringt aufgrund seiner großen Masse mit einem Flächengewicht >40kg/m² die Anforderungen zur Schalldämmung gemäß ZTV-Lws 88. Es ist keine Laborprüfung notwendig.

Die weitere Einteilung der Steilwälle nach dem Grad der Schallabsorbtion richtet sich nach der Oberflächenbeschaffenheit der Stützkonstruktion.

Wichtig für die Einteilung sind:
1. Der Anteil an schallharter Oberfläche, dieser Anteil sollte möglichst gering sein.
2. Strukturierung der Oberfläche, durch Unebenheit oder Längstrillen.
    Unstrukturierte Oberflächen besitzen einen höheren Grad der Reflektion.
3. Rauhigkeit der Oberfläche; es gilt, je rauher die Oberfläche, desto höher der Grad 
    der Absorbtion.

Insgesamt ist es ein gravierender Mangel, dass es für Steilwälle kein verbindliches genormtes Untersuchungsverfahren gibt zur Festlegung des jeweiligen Grades der Schallabsorbtion, da so die Vergleichbarkeit der Systeme wesentlich schwieriger ist, als z.B. bei Lärmschutzwänden.

Vegetationstechnische Anforderungen:
Es gibt überhaupt kein Prüfverfahren, das die Vegetationstauglichkeit überprüft. Hier wird ausschließlich auf die regulativen Kräfte des Marktes vertraut, was zur Folge hat, das nur sehr wenige Steilwälle errichtet werden und sehr viel mehr Lärmschutzwände (vgl. Kap.2.5).

Dieses Manko ist schon so alt wie der Lärmschutzwall selber, 1979 schreibt z.B. KRELL: "Da derzeit die Meinung noch darüber auseinander gehen, ob die gewünschten (Zier-) Pflanzen auf oder in Steilwällen ohne laufende künstliche Bewässerung auskommen, (...), sollte vor der Entscheidung für ein bestimmtes Steilwallsystem die Frage geprüft werden, ob u.U. eine Schallschutzwand mit beidseitiger Vorpflanzung, eine zweckmäßigere Lösung darstellt."

Etliche Systeme werden den weiteren Aufgaben der Steilwälle nicht gerecht, nämlich die fahrbahnnahe, artenreiche Begrünung und Eingliederung in die Umgebung sicherzustellen.

Der Steilwall ist auch ein Instrument mit dem man, mit geringem Platzverbrauch, Planungsfehler, wie die Nichtbeachtung des Lärmschutzes, nachträglich im Rahmen der Lärmsanierung korrigieren kann, ohne die Anwohner zusätzlich zu belästigen, wie es bei einer Lärmschutzwand häufig der Fall ist.

 

Der Minimumfaktor Wasser und wie man seine Verfügbarkeit optimiert

Verhältnis Basisbreite / Verdunstungsfläche
Für einen Erdwall mit Regelböschung ergibt sich bereits ein ungünstiges Verhältnis von Basisbreite zu Verdunstungsfläche. Es ergeben sich 20% mehr Verdunstungsfläche, dieses Faktum ist für eine Reihe Pflanzen schon Ursache für ihr Nichtgedeihen am Erdwall.

Beim Steilwall wird dieses Missverhältnis noch verstärkt. Je steiler er errichtet wird, um so größer wird das Missverhältnis. Es sind schon Steilwälle auf dem Markt mit einem Neigungswinkel von 80° - 85°. Allgemein geht man heute davon aus, dass eine Begrünung ohne zusätzliche Bewässerung im Optimalfall bis 70° möglich ist.

Wasseraufnahme
Es muss unterschieden werden zwischen Systemen mit horizontaler Regenaufnahmefläche und Systemen mit schräger Regenaufnahmefläche. Der größte Teil der angebotenen Systeme besitzt aus schalltechnischen Gründen schräge Regenaufnahmeflächen. Dies ist vegetationstechnisch beurteilt ein großer Fehler, denn bei schräger Regenaufnahmefläche kann nur ein Bruchteil der tatsächlichen Regenmenge vom Boden aufgenommen werden, der Rest fließt ungenutzt als Oberflächenwasser ab. Entscheidend ist dieses Manko bei Starkregenereignissen im Sommer, wenn nach ausgedehnten Trockenphasen ein Starkregenereignis folgt und die ausgedörrte schräge Regenaufnahmefläche nur einen geringen Teil der Regenmenge aufnehmen kann.
Bei horizontaler Regenaufnahmefläche hingegen kann langsam die gesamte Regenmenge aufgenommen werden und die Pflanzung kann die nächste Trockenperiode besser überstehen.

 

Wasserspeichervermögen
Dieses hängt in erster Linie natürlich vom verwendeten Substrat ab, dazu in Kap. 3.5 mehr. Aber auch von der Größe des Wurzelraumvolumens, denn ein geringes Wurzelraumvolumen bedeutet auch geringeres Wasserspeicherpotential. Gut für die Pflanze ist der direkte Anschluss an den Erdkern, sodass sich die Wurzeln dorthin orientieren können. Ebenso wichtig ist aber ein genügend großes Wurzelraumvolumen direkt unterhalb der Pflanze, denn das dort gespeicherte Wasser kann durch die Kapillarkräfte direkt zur Pflanzenwurzel transportiert werden. Die Kapillarkräfte wirken nämlich fast ausschließlich vertikal und nur zu einem geringen Anteil horizontal.
Systeme mit schräger Regenaufnahmefläche besitzen einen ungünstigeren Winkel zur Sonne, und es ergibt sich eine höhere Verdunstung, als bei Systemen mit horizontaler Regenaufnahmefläche. Dies wiederum führt zu einer geringeren Wasserspeicherung.
Durch die starke Austrocknung bzw. den geringen Wassergehalt in Erdsubstrat,  kommt es im Steilwall zu größeren Temperaturschwankungen, als in der Umgebung, was zu erheblichen Problemen bei einer dauerhaften Bepflanzung führen kann.

Mulchung
Erhöht wird die Wassserspeicherkapazität auch durch Mulchung, aber auch hier sind Systeme mit schräger Regenaufnahmefläche benachteiligt, weil der Mulch häufig erst durch die Zugabe von Klebstoff hält und das erhöht natürlich die Herstellungskosten. Durch eine Mulchung wird ebenfalls unerwünschte Wasserkonkurrenz in Form von auflaufenden Wildkräutern unterdrückt. Zur Mulchung werden heute oft Holzhächsel oder Baumrinde verwendet. Durch diese Mulchmaterialien erhöht sich für die Pflanzung die Gefahr einer Infektion mit Schwächeparasiten, gerade Pflanzungen in Extrempositionen mit negativer Disposition sind diesbezüglich als anfällig anzusprechen. Es ist also jeweils eine Abwägungssache, ob mit diesen Materialien gemulcht wird.

Künstliche Bewässerung
Viele Steilwallanbieter übersehen die vorgenannten vegetationstechnischen Grundsätze. Das Ergebnis sind nicht begrünbare, technische Bauwerke. Der nächste Schritt ist dann der Einbau von künstlichen Bewässerungsanlagen. Diese sind teuer, pflegeintensiv (Pflanzenwurzeln wachsen in die Bewässerungsschläuche und verstopfen diese) und bewässern zudem die Anlage noch unregelmäßig, so dass es zu zahlreichen Kahlstellen kommt (SCHEER,1993/1).
Letztlich muss auch die Frage gestellt werden, ob es ökologisch noch vertretbar ist, Wasser oder gar Trinkwasser zur ständigen künstlichen Bewässerung von Lärmschutzanlagen zu verwenden.

 

Unterschiede in der Begrünbarkeit durch die Ausrichtung des Steilwalles

Wesentliche Bedeutung für die Schwierigkeit der Begrünung eines Steilwalles hat die Exposition desselben zur Sonne.

Südexposition:
Die schwierigste Exposition stellt die Südexposition dar. Hier ist die höchste Sonneneinstrahlung, d.h. die höchste Verdunstungsrate. Die Pflanzen sind an dieser Exposition der größten Temperaturamplitude ausgesetzt, sowohl über den Tag, wie auch über das Jahr betrachtet. Auch die Gefahr einer winterlichen Verbrennung/Austrocknung ist an der Südexposition am größten.

Ostexposition:
Das größte Problem dieser Exposition ist der häufige Regenschatten in unseren Breiten mit überwiegend Westwinden. Auch besteht eine große Gefahr im winterlichen Austrocknen durch die Winter-Morgensonne. Zu ihrem Vorteil liegt sie oft im Windschatten, was ihre Verdunstungsrate herabsetzt

Westexposition:
Diese Exposition ist deutlich leichter zu begrünen, da sie besser mit Niederschlägen versorgt ist, als die Vorgenannte und ein günstigeres Beschattungsinterwall besitzt. Andererseits ist sie ungeschützt den häufigen Westwinden ausgesetzt, was die Verdunstung erhöht. 

Nordexposition:
Die kühlste und schattigste Exposition ist auch die am leichtesten zu begrünende Exposition, mit der kleinsten Temperaturamplitude und der geringsten Verdunstungsrate. Sie ist für eine große Anzahl von Pflanzen allerdings zu schattig und kühl.

Wallkrone:
Ebenfalls für erhebliche Probleme bei der Begrünung eines Steilwalles sorgt immer wieder die Wallkrone. Sie ist allen Sonnenstrahlen und Winden ausgesetzt und besitzt gleichzeitig bei einigen Systemen das geringste Wurzelraumvolumen.

Es gibt aber auch Systeme, bei denen ausschließlich die Wallkrone über ausreichend Wurzelraumvolumen und Regenaufnahmefläche verfügt.

  

Substrate für Extremstandorte

Substrate für Extemstandorte, wie sie der Lärmschutzwall darstellt, müssen besonderen Kriterien genügen. Sie müssen raum- bzw. strukturstabil sein, d.h., sie dürfen weder durch Frost, Erschütterungen, organische Abbauprozesse oder andere Einwirkungen ihre Form verlieren, indem sie absacken, verschlämmen, verkrusten oder verhärten. Sie müssen über eine gute Wasserbenetzbarkeit und gute Wasserspeicherung verfügen. "Das Niederschlagswasser sollte gut in den Kern abgeleitet und von dort wieder gut verfügbar nachgeliefert werden können. Das Substrat muss gegensätzliche Anforderungen erfüllen: zum einen Wasser speichern, zum anderen auch für Wasser durchlässig sein." (BEISCHL, 1994)

Bischoff schreibt dazu 1989, "(...) Ein stärkeres Wasserspeichervermögen des Substrates ist deshalb (angesichts des begrenzten Wurzelraumes) erforderlich, etwa durch den Einsatz von Torf, Kompost, Rindenkompost oder Hygromull; oder aber durch die Verwendung von feinteilreichem Boden."

In den 80er Jahren gab es eine Reihe von Versuchen mit organischen Bodenverbesserungsmitteln. Diese erwiesen sich allesamt als nicht strukturstabil. Es kam zu starken Sackungen und Wurzelabrissen. Auch die Wiederbenetzbarkeit dieser Mittel nach Austrocknung ist sehr gering.

Mit feinteilreichem Boden wurde bisher ungern gearbeitet, da dieser zum Verschlämmen neigt und der Bearbeitungszeitpunkt genau beachtet werden muss.

Heute werden die Versuche mit Blähton, Blähschiefer oder vulkanischen Gestein gemacht. Diese scheinen Erfolg versprechender. Die Ergebnisse bleiben abzuwarten und in der Praxis wird auch der Kostenfaktor eine entscheidende Rolle spielen.

Außerdem muss ein Substrat zur Steilwallbegrünung erhöhte Pufferungseigenschaften aufweisen gegen Auftausalze, Schwermetalle und andere Belastungen durch den Autoverkehr.

Schwarz kommt 1994 zu der Aussage "Substrate, die allen Anforderungen entsprechen sind Wunschvorstellungen. Das Idealsubstrat wird nur sehr schwer realisierbar sein. Man könnte sich vorstellen, dass ein optimales Substrat folgendermaßen zusammengesetzt ist: 50% feste, nicht zersetzbare Anteile und 50% Porenanteil, davon je zur Hälfte als Wasserspeicher und als Luftporen ausgebildet. Daneben soll es für die Verwendung in Steilwällen entsprechende Nährstoffversorgung, sowie Pufferungsvermögen aufweisen und unkrautfrei sein, um nur einige Eigenschaften zu erwähnen. (...) Exakte Rezepturen zu Substratmischungen und deren Auswirkungen sind derzeit wegen mangelnder Forschungsergebnisse auf dem Gebiet "Substrat-Steilwallbegrünung" nicht greifbar."

Zu den gleichen Aussagen kommt auch Kiermeier und resümierend fasst er zusammen, dass die Substratfrage eigentlich ungelöst sei.

 

Der Nährstoffgehalt im Substrat

In der Literatur und Forschung gibt es zu diesem Thema noch weniger Hinweise oder Ergebnisse, als zum Thema Substrat.

Um über den Nährstoffgehalt Aussagen treffen zu können, muss man zunächst das Pflanzenziel festlegen, d.h. welcher Art und Erscheinung sollen die Pflanzen sein. Hilfreich ist es auch festzustellen, welcher Standort dem Standort Steilwall am meisten ähnelt, hieraus können gegebenenfalls Parallelen gezogen werden.

Am nächsten in Bezug auf Standort und Pflanzenziel kommt dem Steilwall die extensive Dachbegrünung. In beiden Fällen stellt der Faktor Wasser den Minimumfaktor dar. Erwünscht sind jeweils keine mastigen Pflanzen, sondern gedrungene, tockenheitsresistente und frostharte Pflanzungen.

Beim Standort Steilwall kommt zusätzlich noch die Umweltbelastung hinzu, diese wird aber am besten von Pflanzen bewältigt, die optimal auf die vorgenannten Faktoren eingestellt sind.

Außerdem ist bei beiden Standorten ein strukturstabiles Substrat gewünscht mit Fähigkeiten der Wasserspeicherung, wie auch der Wasserdurchlässigkeit.

Aus diesen Kriterien lässt sich ableiten, dass eine mäßige Versorgung mit Stickstoff sinnvoll erscheint, um zu mastigen Pflanzenwuchs zu verhindern. Zur Stärkung der Vitalität und Frostresistenz ist eine gute Versorgung mit Phosphor und Kalium anzustreben, neben Kalium ist auch die Versorgung mit Calcium zur Erhöhung der Trockenheitsresistenz wichtig.

Damit es aber langfristig zu einem ausgewogenen Nährstoffhaushalt und hinreichendem Pufferungsvermögen kommt, ist die Bodenstabilisierung von besonderer Bedeutung. Auf sie haben die Nährstoffe Phosphor, Calcium und Magnesium nachhaltigen Einfluss.

 

Die Pflanzenauswahl am Steilwall - Kriterien und Beispiele

Bei der Pflanzenauswahl ging man jahrelang von falschen Voraussetzungen aus. Aufgrund der Entwicklung des Steilwalles aus der Böschungssicherung, legte man die Kriterien der Ingenieurbiologie bei der Pflanzenauswahl zugrunde: Aufnahme überschüssigen Wassers, schnelle Bewurzelung, Festlegung instabilen Materials, Verhinderung von Erosion und Elastizität gegen hohe mechanische Beanspruchung. Genau betrachtet sind aber diese Kriterien hier nicht relevant. Schnell und starkwüchsige Pflanzen sind am Steilwall sogar unerwünscht

Einige Anbieter vegetativer Lärmschutzwände versuchen weiterhin mit großen Salix-Arten oder Grasmatten eine Begrünung durchzusetzen. Dies ist sehr kostenintensiv und dabei noch artenarm. Es setzt eine künstliche Bewässerung voraus und einen regelmäßigen Rückschnitt. Die positiven Ergebnisse dieser Arbeiten halten sich insgesamt betrachtet in Grenzen.

Die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Pflanzenauswahl am Steilwall setzt deshalb auch andere Zeichen. In Weihenstephan (Prof. Dr. Kiermeier und Prof. Dr. Fischer) und speziell in Veitshöchheim (Dr. Kolb und Dipl.-Ing. Schwarz) konzentriert man sich auf trockenheitsresistente, kompaktwüchsige Pflanzen, die ohne stationäre Beregnungsanlage auskommen. Ziel ist es ein weites Artenspektrum zu erhalten, um standortgerecht arbeiten zu können.

"Durch artenreiche Pflanzungen sollte der Standort "Steilwall" lebendig gestaltet werden, denn es gilt für diesen Extrembereich das gleiche Prinzip, wie bei allen anderen Pflanzplätzen: "Je artenreicher die Vegetationsgesellschaft, um so stabiler wird sie." (SCHWARZ, 1994)

In Veitshöchheim wird vermehrt der Einsatz von Stauden versucht, diese können zur Erweiterung des Artenspektrums sinnvoll sein.

Kiermeier und Fischer nennen 1990 Ligustrum vulgare 'Atrovirens Kompakt', Ribes alpinum für Nordseiten, sowie Zwergweiden. 1993 wird diese Liste erweitert und konkretisiert,

- durch die heimischen Arten und deren Sorten: Amelanchier ovalis, Clematis recta,
   cytisus nigricans 'Cyni', Ligustrum vulgare 'Lodense', Lonicera xylosteum
   'compacta', Rosa avensis, Rosa gallica, Rosa scabriuscula und Salix purpurea
   'Pendula',

- durch die Gebrauchs- und Ziergehölze: Buddleja davidii 'Nanho Blue', Clematis x
   jouiniana 'Praecox', Cornus stolonifera 'Kelsey's Dwarf', Lycium barbarum,
   Potentilla fruticosa 'Goldteppich', Potentilla fruticosa 'Jolina', Spiraea betulifolia,
   Spiraea billardii 'Triumphans', Spiraea decumbens, Syringa meyeri 'Jose',

- und sogar durch einige immer- und wintergrüne Gehölze: Buxus sempervirens
   'Valdar Valley', Hypericum androsaemum 'Orange Flair', Ligustrum vulgare
   'Lodense', Mahonia aquifolium 'Apollo' und Mahonia aquifolium 'Smaragd'.

Eine umfangreichere und detailliertere Pflanzenliste betreffs Risiko-Bewältigung, Erscheinungsbild, Exposition und Lage lieferte bereits 1981 Remlinger.

 

Pflegemaßnahmen - ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor

Wie bei allen Pflanzungen richtet sich der notwendige Pflegeaufwand nach der Qualität der Pflanzenauswahl. Ist die Pflanzenauswahl standortgerecht, verringert sich der Pflegeaufwand immens.

Dies ist bei der Planung bereits zu bedenken, denn ein hoher Pflegeaufwand ist später ein Argument gegen die Errichtung von Steilwällen und ein Argument für rein technische Lärmschutzbauwerke.

Der Pflegeaufwand steigt durch zusätzliche Bewässerungen, sei es von Hand oder durch eine künstliche Bewässerungsanlage (Betriebs-, Instandhaltungs- und Wartungskosten), durch Nichtbeachtung des Lichtraumprofils der Straße, bzw. häufigen Rückschnitt und auch durch Behinderungen bei den Pflegemaßnahmen, bedingt durch die Konstruktion. Das meint, dass es schwierig ist einen Rückschnitt durchzuführen oder die Entfernung von ungewolltem Wildkrautaufwuchs erschwert wird, weil die Anlage schlecht begehbar ist oder es gar zusätzlicher Hilfsmittel (Hebebühne) bedarf zur Durchführung der Pflegemaßnahmen.

Die Fertigstellungspflege dauert in der Regel ein Jahr. Der Anbieter der vegetativen Lärmschutzwand 'Salix Limes' übernimmt freiwillig fünf Jahre Gewährleistungspflege (SCHEER, 1993/3)

Bei der Unterhaltungspflege kommt erschwerend hinzu, dass sie zum Teil unsachgemäß durchgeführt wird, da das Personal der mit der Pflege beauftragten Straßenbehörden nicht immer gärtnerisch ausreichend qualifiziert ist.

Es sind Fälle bekannt, bei denen die Salzbelastung durch Überdüngung die Salzbelastung durch Auftausalze bei weitem Überstieg ( KUNTSCHER, 1994 und LAMBRECHT, 1994).

Der Pflegeaufwand kann nur verringert werden, durch eine standortgerechte Pflanzenauswahl und die Errichtung pflegeleichter Steilwallkonstruktionen, die auch vegetationstechnischen Anforderungen genügen.

 

Die Gestaltung der Stützkonstruktion

Die Gestaltung der Stützkonstruktion sollte mit zunehmendem Alter der Anlage an Bedeutung verlieren, da dann die Gestaltung durch die Pflanzen übernommen wird, zumindest in den Sommermonaten. Für den Winteraspekt ist die Gestaltung der Anlage in Form und Farbe so lange von Bedeutung, bis auch das Geäst der Pflanzung  in der Lage ist, die künstliche Stützkonstruktion zu verdecken.

Deshalb sind auch in diesem Bereich die RSL-90, bzw. die Empfehlungen für die Gestaltung von Lärmschutzanlagen an Straßen von 1985, herausgegeben von der Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen, zu beachten. Darin wird empfohlen, in natürlichen oder naturnahen Materialien, Formen und Farben zu arbeiten. Dies bedeutet, die Wälle sollen in ruhigen Formen gearbeitet sein und als Farbspektrum sollten eher unauffällige Rotbraun- bis Braunbeigetöne oder Grüntöne gewählt werden.

 

Einteilung der Steilwälle nach der Art der Konstruktion, mit Hinweisen zu schalltechnischen und vegetationstechnischen Eigenschaften

Die Hersteller versuchen über verschiedene Systeme den Anforderungen, die an Steilwälle gestellt werden, gerecht zu werden. In den meisten Fällen stehen dabei schalltechnische Überlegungen und die statische Sicherheit im Vordergrund.

Die Entwicklungen auf dem Steilwallmarkt hat in den letzten Jahren zwar immer neue Produkte hervorgebracht, jedoch lagen die Unterschiede mehr auf der Seite der Materialverwendungen und Materialkombinationen, so dass sich auch heute noch fast alle auf dem Markt befindlichen Produkte einem der vier Systemtypen zuordnen lassen , die Krell vor 15 Jahren zusammenstellte.

Einzig das Gitter - Korb - System kann als neuartige Konstruktion eingestuft werden, obwohl auch bei diesem etliche Elemente aus verschiedenen bereits bekannten Systemen wieder auftauchen. Neu ist aber ist aber die Vereinigung dieser Elemente auf einem System.

Im folgenden werden die einzelnen Systeme vorgestellt, mit ihren schalltechnischen Eigenschaften und Anmerkungen zu ihren vegetationstechnischen Eigenschaften.

Das Stützregal- oder Stützwabesystem
"Bei diesem Stützsystem ruht das Füllmaterial (...) auf horizontalen oder nahezu horizontalen Tragebenen. Diese Tragebenen können (...) Böden am Rande des Steilwalles (Regal) oder durch schalldicht aufeinander gestapelte Rohre, deren äußere Form rechteckig oder sechseckig (Wabe) ist, sein.
(...) Die Verdichtung der Steilwallfüllung wirft bei Wabensystemen Probleme auf." (KRELL)
Der Anteil an schallharter Oberfläche ist bei diesem System sehr niedrig, sodass sie als sehr gut und hochabsorbierend eingestuft werden.
Ihre vegetationstechnische Eignung muss bezweifelt werden, da sie neben einer fast 100%ig vertikalen Öffnung, einen sehr großen Regenschatten überliegender Etagen und  eine schräge Regenaufnahmefläche vorweisen. Erschwerend hinzu kommen noch die Probleme bei der Verdichtung, die Wurzelabrisse nach sich ziehen.

Das Stützbohlsystem
Durch Stützbohlen wird dem Füllmaterial seitlicher Halt gegeben, dadurch vergrößert sich der Anteil an schallharter Oberfläche im Vergleich zum vorgenannten System.
Es sind aber auch in diesem System gearbeitete Produkte auf dem Markt, die den Anforderungen der Schalltechnik entsprechend als hochabsorbierend eingestuft wurden.
Vegetationstechnisch betrachtet muss aber auch hier Skepsis angebracht sein, denn bei diesem System liegen große Flächen im Regenschatten überliegender Etagen, was es den Wurzeln erschwert bis in den Erdkern vorzudringen, zusätzlich wird auch hier mit einer schrägen Regenaufnahmefläche gearbeitet, wodurch die tatsächlich zur Verfügung stehende Wassermenge stark reduziert wird. "Wichtig bei diesem System ist eine ausreichende Neigung der Seiten (...). Allzu steile Systeme stellen nicht mehr als eine Betonwand dar, in deren Fugen höchstens trockenheitsresistente Kräuter und einjährige Arten eine Chance haben."(BISCHOFF, 1989)

Das Stützkäfigsystem
Bei diesem System wird um das Füllmaterial in eine Stützmatrix gegeben, um den erwünschten steilen Böschungswinkel zu erzielen. Durch die sich nach oben verjüngende Form kann es leicht zu Verdichtungsproblemen kommen. Ein späteres Nachfüllen bei diesem System ist schwierig.
Durch den hohen Oberflächenanteil an nicht schallharten Materialien, sind die heutigen Produkte auf dem Markt hochabsorbierend.
Sie verfügen über ein sehr ungünstiges Verhältnis der Basisfläche zur Verdunstungsfläche, was besonders an Süd- und Ostseite zu erheblichen Trockenheitsproblemen führen dürfte. Ebenfalls nachteilig ist die schiefe Regenaufnahmefläche zu bewerten. Ein vegetationstechnisches Plus liegt allerdings in der direkten Anbindung des Wurzelraumes an den Erdkern, außerdem entsteht kein Regenschatten durch überliegende Etagen. Auch bei Stützkäfigsystemen ist es wichtig einen nicht zu steilen Böschungswinkel zu wählen. Bei zu steilem Winkel gilt das gleiche, wie für Stützbohlensysteme.

Das Bottich- oder Röhrenstapelsysteme
Bottiche oder Röhren (Bottiche ohne Boden) werden versetzt übereinander gestapelt. Es entstehen Steilwälle, die durch die meist runde Form der Bauelemente, eine extrem starke Plastizität und Unruhe in der Mauerfläche erhalten. Durch den hohen Anteil an schallharter Oberfläche besitzen sie schalltechnisch betrachtet die schlechtesten Eigenschaften der vier Steilwallsysteme und werden zumeist als reflektierend bis absorbierend eingestuft.
Von der vegetationstechnischen Seite aus betrachtet muss man differenzieren zwischen Bottich- und Röhrenstapelsystemen. Während Bottichstapel aufgrund ihres abgeschlossenen Wurzelraumes als ungeeignet für Steilwälle betrachtet werden müssen, haben Röhrensysteme mit Ihren Bodenanschluss einige Vorteile gegenüber den übrigen drei Systemen. Wichtig ist allerdings die ausreichende Größe der Röhre bzw. des Wurzelraumes, ist dies nicht der Fall, ist die Gefahr des totalen Austrocknens groß.
Vorteile der Stapelsysteme sind die waagerechte Regenaufnahmefläche, es entsteht kein Regenschatten durch überliegende Etagen und ein günstiges Verhältnis der Basisbreite zur Verdunstungsfläche.

Das Gitter-Korb-System
Dieses System wird bei Krell im "Handbuch für Lärmschutz an Straßen und Schienenwegen" aus dem Jahre 1980 noch nicht genannt. Es ist eine Weiterentwicklung und vereint verschiedene Elemente und Vorteile der unter 2., 3., und 4. beschriebenen Systeme.
Selbsttragende, verzinkte Drahtgitterkörbe (ähnlich Gabionen) werden in nach oben abgestufter Bauweise übereinander gestapelt. Die Flankensicherung geschieht durch ein Vlies. Schalltechnisch wird dieses System als hochabsorbierend eingestuft, wegen des nur sehr geringen Anteils an schallharter Oberfläche.
Vegetationstechnisch fällt die horizontale Regenaufnahmefläche, sowie die direkte Verbindung zum Erdkern positiv auf. Der entscheidende Faktor bei diesem System ist allerdings das Vlies. Es entscheidet über Vegetationstauglichkeit oder Untauglichkeit. Die Frage ist, ob das Vlies verdunstungshemmend ist oder nicht, hieraus ergibt sich ein sehr gutes oder sehr schlechtes Ergebnis für die Vegetation.

 

Unterschiedliche Baustoffe für die Steilwallkonstruktion sowie exemplarisch die jeweiligen Anbieter

Die Bundesanstalt für Straßenwesen unterscheidet derzeit in vier Baustoffgruppen, die zur Anwendung im Steilwallbau gelangen:

1.) Stahl / Erde - Systeme
Anbieter sind zum Beispiel:
- MOWI GmbH / 48143 Münster
- Rothfuss GmbH / 71282 Hemmingen
- Werler Drahtwerke GmbH / 59446 Werl

2.) Beton / Erde - Systeme
Anbieter sind zum Beispiel:
- BKN GmbH / 92318 Neumarkt
- Ehl Beton GmbH / 56642 Kruft
- Evergreen GmbH / 74072 Heilbronn

3.) Holz / Erde - Systeme
Anbieter sind zum Beispiel:
- Salix Limes Vegetative Bausysteme GmbH / 13597 Berlin
- Karl Schlüter KG / 27339 Riede

4.) Kunststoffrecycling / Erde - Systeme
- BMS - System Vertriebszentrale / 82041 Oberhaching
- Lüft GmbH / 55257 Budenheim

Es könnten auch noch weitere Unterscheidungen gemacht werden, so bietet zum Beispiel die Firma Textomur / 58300 Wetter eine Baustoffkombination aus Geotextilien / Stahl und Erde an, dies wird jedoch von der Bundesanstalt zu den Stahl / Erde - Systemen gezählt.

 

Anforderungen an die Standsicherheit - das Fundament

Neben den Anforderungen der Schalltechnik und denen der Vegetationstechnik muss ein Steilwall auch die Anforderungen an die Standsicherheit gewährleisten. Diese hängt zum einen von der Konstruktion selber ab. Gerade am Anfang der Steilwallentwicklung waren Konstruktionen auf dem Markt, die aufgrund von Baufehlern oder Konstruktionsfehlern zusammengebrochen sind. Zum anderen sind Art und Dimensionierung der Fundamentierung entscheidend für die dauerhafte Standsicherheit. Je nach Fabrikat sieht das vorgesehene Fundament  anders aus. Im Bereich der Steilwälle findet man alle Arten von Fundamenten: vom massiven Betonfundament, über das Streifenfundament aus Beton oder Mineralschotter bis hin zur fundamentlosen labilen Bauweise. Entscheidend ist, dass die Fundamentierung in Art und Umfang den DIN-Normen für Gründungs- und Standsicherheit entsprechen. Es kommen folgende DIN-Normen zur Anwendung:

- DIN 1054 Baugrund; zulässige Belastung des Baugrundes

- DIN 1055 Lastannahmen für Bauten

- DIN 4084 Baugrund; Gelände- und Böschungsberechnungen

 

Der Markt und die durchschnittlichen Kosten einer Steilwallanlage

Es gibt in der Bundesrepublik Deutschland im Jahre 1993 an Bundesfernstraßen insgesamt nur rund 30km Lärmschutz durch Steilwälle, das sind 1,6% der lärmgeschützten Fläche. Dieser überschaubare Marktanteil wird zur Zeit aufgeteilt unter 22 beim Bundesamt für Straßenwesen registrierte Anbieter.

Hinzu kommen noch Anwendungen an landeseigenen und kommunalen Straßen, sowie im privaten Bereich. Für dieses Gebiet liegen leider keine konkreten Zahlen vor. Man kann aber auch hier von einem geringen Marktvolumen ausgehen und von einem ähnlich niedrigen prozentualen Anteil der Steilwälle von nur 1,6% im Vergleich zu Erdwällen (24,8%) und Wänden (63,6%).

Betrachtet man die Bundesländer, entfallen 56,6% der Marktanteile allein auf Nordrhein - Westfahlen, weitere 25,6% auf das Saarland (13,3) und Baden - Württemberg (12,3). Die restlichen 17,8% teilen sich in kleinen Anteilen auf die übrigen 13 Bundesländer auf.

Insgesamt gibt es bis 1993 an deutschen Bundesfernstraßen 126816m²  durch Steilwälle schallgeschützte Fläche. Diese Fläche verursachte Kosten in Höhe von 82,21 Mio. DM, in einem Zeitraum von 12 Jahren. Das entspricht 6,85Mio. DM/a.

Daraus ergeben sich durchschnittliche Kosten von 648,00 DM / m² schallgeschützte Fläche. Das ist rund 25% mehr Kosten als beim Lärmschutz durch Wände.

 

 

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