Edible Balcony Gardens for Retrofit - Vertical Garden Systems for Cities - Raw Data

Initial Situation, Challenges, and Motivation In social housing, there are often deficits in terms of private outdoor space and opportunities for active greening and self-sufficiency. Existing buildings typically provide only limited exterior spaces and contribute little to improving the microclimate or local food production. Given the growing importance of sustainable resource use, climate adaptation, and social quality of life, there is a need for innovative concepts that can be retroactively implemented in existing buildings to generate ecological and social benefits. The objective is to create multifunctional, cost-effective, and sustainable outdoor spaces those directly engage residents and have ecological impact. Objectives and Innovation The project investigated the retroactive creation of apartment-related outdoor space with opportunities for self-gardening in social housing, considering sustainable rainwater irrigation. At a building requiring renovation, balconies were equipped with vertical planting systems for vegetables, fruits, and herbs. These outdoor spaces simultaneously serve as retreat and recreational areas, microclimate-enhancing building components, and productive horticultural infrastructure, enabling year-round, local food production on a limited footprint. Methodology To evaluate vertical greenery and its effects on user experience, productivity, and microclimate, a comprehensive measurement concept was developed for three sites, including two functional prototypes and one demonstration building. The core of data collection was sensor-based monitoring of climate, substrate, and water, capturing air temperature, humidity, thermal transfer, solar radiation, and water balance. Additionally, visually assessable parameters such as plant appearance and measurable parameters such as plant volume and biomass yield were systematically recorded. Results The results indicate that the examined vertical greening systems have significant potential as multifunctional elements for building greenery and urban food production. Success factors include site-specific planning, appropriate plant selection, optimized planting density, reliable irrigation, and clearly defined objectives (e.g. yield, shading, privacy). For users without prior experience, low-maintenance and perennial plants are recommended. Initial guidance and support during the early phase help ensure proper plant care, irrigation, and harvesting, fostering stable vegetation development. Conclusion and Outlook Vertical greening systems are a promising tool for improving the microclimate, supporting urban food production, and enhancing the ecological and functional quality of buildings. For future applications and research, long-term monitoring is recommended to identify optimization potential in terms of energy efficiency, plant selection, yield, and microclimatic effects. Site-adapted plant selection, module positioning, and planting density are key parameters for successful implementation. The findings demonstrate that, with careful planning and management, vertical greening systems can generate sustainable benefits for residents and the urban microclimate. - GERMAN VERSION - Ausgangssituation, Problematik und Motivation Im sozialen Wohnbau bestehen häufig Defizite hinsichtlich wohnungsbezogener Freiräume sowie Möglichkeiten zur aktiven Begrünung und Selbstversorgung. Bestehende Gebäude bieten meist nur begrenzte Außenräume und leisten nur einen geringen Beitrag zur Verbesserung des Mikroklimas oder zur lokalen Lebensmittelproduktion. Angesichts der zunehmenden Relevanz nachhaltiger Ressourcennutzung, Klimaanpassung und sozialer Lebensqualität besteht ein Bedarf an innovativen Konzepten, die nachträglich in Bestandsgebäuden implementiert werden können, um ökologische und soziale Mehrwerte zu generieren. Ziel ist es, multifunktionale, kosteneffiziente und nachhaltige Außenräume zu schaffen, die die Bewohner:innen direkt einbeziehen und ökologisch wirksam sind. Ziele und Innovationsgehalt Das Projekt untersuchte die nachträgliche Schaffung von wohnungsbezogenem Freiraum mit Selbstgärtner:innen-Möglichkeiten im sozialen Wohnbau, unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Regenwasserbewässerung. An einem sanierungsbedürftigen Bestandsgebäude wurden Balkone mit vertikalen Pflanzsystemen für Gemüse, Obst und Kräuter installiert. Die so geschaffenen Außenräume dienen gleichzeitig als Rückzugs- und Erholungsbereiche, mikroklimawirksame Bauteile und produktive gärtnerische Infrastruktur, wodurch eine ganzjährige, lokale Produktion von Lebensmitteln auf begrenzter Fläche ermöglicht wird. Methodische Vorgehensweise Zur Evaluation der Vertikalbegrünung und ihrer Wirkung auf Aufenthaltsqualität, Produktivität und Mikroklima wurde ein umfassendes Messkonzept für drei Standorte entwickelt, darunter zwei Funktionsmuster und ein Demonstrationsobjekt. Kern der Datenerhebung war ein sensorgestütztes Monitoring von Klima, Substrat und Wasser, einschließlich Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Wärmedurchgang, solarer Strahlung und Wasserbilanz. Ergänzend wurden visuell bestimmbare Parameter an den Pflanzen wie Erscheinungsbild, sowie messbare Parameter wie Pflanzenvolumen und Biomasseertrag systematisch erfasst. Ergebnisse Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Vertikalbegrünungssysteme ein großes Potenzial als multifunktionale Elemente für Gebäudebegrünung und urbane Lebensmittelproduktion besitzen. Erfolgsfaktoren sind standortangepasste Planung, Pflanzenauswahl, abgestimmte Pflanzdichte, zuverlässige Bewässerung und eine klare Definition der Zielsetzungen (z. B. Ertrag, Beschattung, Sichtschutz). Für Nutzer:innen ohne Vorerfahrung eignen sich pflegeleichte, ausdauernde Pflanzen. Eine begleitende Betreuung in der Anfangsphase unterstützt die Pflanzenpflege, Bewässerung und Ernte und fördert eine stabile Vegetationsentwicklung. Schlussfolgerung und Ausblick Vertikalbegrünungssysteme stellen ein vielversprechendes Instrument zur Verbesserung des Mikroklimas, zur Förderung urbaner Lebensmittelproduktion und zur Steigerung der ökologischen sowie funktionalen Qualität von Gebäuden dar. Für zukünftige Anwendungen und Forschungsprojekte ist eine langfristige Beobachtung empfehlenswert, um Optimierungspotenziale in Bezug auf Energieeffizienz, Pflanzenwahl, Ertrag und Mikroklimawirkung zu identifizieren. Standortangepasste Pflanzenauswahl, Modulpositionierung und Pflanzdichte sind zentrale Parameter für eine erfolgreiche Umsetzung. Die Ergebnisse belegen, dass Vertikalbegrünungssysteme bei sorgfältiger Planung und Betreuung nachhaltige Mehrwerte für Bewohner:innen und städtisches Mikroklima generieren können.