After Rest: Benutzerhandbuch – Roger Bolzhauser et al.

Eine kohlenstofffreie Architektur bietet Vorteile für das Klima

Biobasierte und natürliche Materialien können für Kühlung, Heizung und Belüftung sorgen, die sonst weltweit erhältliche synthetische Produkte bieten würden. Gebäude, die weniger auf mechanische Belüftung angewiesen sind, sollten passive Methoden zur Regulierung von Luftfeuchtigkeit und Temperatur nutzen. Bestimmte Techniken hierfür waren für den Großteil der Baugeschichte das Rückgrat der Alltagsarchitektur. Da die Klimabedingungen auf der ganzen Welt unterschiedlich sind, variieren auch die geeigneten passiven Maßnahmen für einen bestimmten Standort. Dieses Modell der Privatsphäre am Standort wurde durch die Einführung von mit fossilen Brennstoffen betriebenen Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC) abgeschafft. Allerdings ist der Umgang mit Mikroklima nicht völlig in Vergessenheit geraten; Sogar berühmte zeitgenössische Architekten wie Le Corbusier und Louis Kahn unternahmen Anstrengungen, sich an verschiedene Klimazonen anzupassen.

Die Erde ist ein vielversprechendes Material, das thermische Masse mit einem geringen CO2-Fußabdruck liefert. Bei unserer kontinuierlichen Auseinandersetzung mit dem Stampflehmbau bestimmen die örtlichen Gegebenheiten das Potenzial der Architektur. Verdichteter Boden und andere Erdprodukte sollten nur verwendet werden, wenn geeigneter Boden vorhanden ist. Auch der Stampflehmbau muss an das umgebende Klima angepasst werden, da das Klima einen großen Einfluss auf das Verhalten des Materials hinsichtlich Stabilität, Korrosion, Innentemperatur und Luftfeuchtigkeit hat.

Das Rauch-Haus (2004–08) wurde aus Stampflehm errichtet, der vor Ort entnommen wurde. Obwohl ihre strukturelle Integrität auch nach fünfzehn Jahren erhalten blieb, hat das Innenklima im Laufe der Jahreszeiten erstaunliche Ergebnisse gezeigt: Dank ihrer großen thermischen Masse und dem Trägheitsprinzip regulieren die dicken Stampflehmwände Feuchtigkeit und Temperatur gleichmäßiger als Betonwände. Erdwände enthalten eine Kombination aus Tonmineralien, die Feuchtigkeit und Gerüche absorbieren. Andere natürliche Materialien wie Holz unterstützen die Gesundheit, indem sie Keime bekämpfen und die Luftfeuchtigkeit regulieren.

Komforttechnologien sind eine Frage der Energiequellen

Um Gebäude nachhaltiger zu gestalten, bedeutete dies in den letzten Jahrzehnten, sie mit isolierendem Kunststoff zu umhüllen und entweder die auf fossilen Brennstoffen basierende Heizung zu ersetzen oder sie effizienter zu machen. Natürlich ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe eine der direktesten Kohlendioxidemissionen. Das Problem der Nachhaltigkeit in der Architektur liegt jedoch weder in der Heizung selbst noch in den HVAC-Systemen, sondern in der Form der Energie, die das Heizsystem speist. Durch den Einsatz relativ sauberer elektrischer Energie zum Antrieb von Wärmepumpen und Wärmetauschern würden die Kohlenstoffemissionen von Gebäudeheizungssystemen praktisch vermieden. Die Erzeugung und Speicherung elektrischer und thermischer Energie in Gebäuden ist entscheidend für eine emissionsarme Hybridarchitektur. Auch die Methoden der Energieerzeugung und -speicherung versprechen großen Einfluss auf die Formensprache der Architektur.

Einige Gebäudetypen erfordern immer einen umfassenden Einsatz gebäudetechnischer Anlagen, wie z. B. Krankenhäuser, Archive, Labore, Industrieparks und Gebäude mit komplexen klimatischen Anforderungen, wie z. B. Sportanlagen. Das Sportzentrum Oerlikon (2021-2028) in Zürich beherbergt mehrere Schwimmbäder, zwei Eisbahnen und einen Fußballplatz in einem kompakten Gebäude aus Holz und Erde. Der unterschiedliche Wärmebedarf von Eisbahnen und Schwimmbädern wird zum Austausch überschüssiger Wärmeenergie genutzt, die entweder direkt wiederverwendet oder in Türmen außerhalb des Bauwerks gespeichert wird. Um diese technischen Geräte mit Strom zu versorgen, umgibt ein Fries aus Photovoltaikmodulen das Gebäude. Durch die synergetische Koexistenz von passiver und stoßgeothermischer Masse und aktiven technologischen Lösungen entsteht ein Hybridsystem. Die Kombination der neuesten digitalen Designtools und Gebäudetechnologie mit altem Wissen über thermische Masse, Belüftung, Kühlung und Heizung erfordert eine neue Architektursprache.

Zukünftige Industriestandards und -vorschriften werden den Umweltwandel vorantreiben

Während Architekten eine große Rolle dabei spielen werden, eine neue Sprache für eine neue Art von Komfort zu finden, sind die Regierungen immer noch die Treiber für Veränderungen. Moderne Gebäudesysteme auf der ganzen Welt erfordern größtenteils thermomechanische Systeme. Innovation leidet oft unter strengen Bauvorschriften und Bauvorschriften. In diesem Sinne müssen Architekten mit der Politik zusammenarbeiten, um mehr Umweltmöglichkeiten in der architektonischen Gestaltung zu eröffnen. Neue Lösungen müssen nicht nur getestet, sondern auch in den Baunormen klar definiert werden, damit sie breiter eingesetzt werden können. Gute Absichten und Best Practices reichen nicht aus.

Einer der physikalischen Nachteile des Lehmbaus ist seine relative Anfälligkeit gegenüber horizontalen Kräften, wodurch höhere Stampflehmkonstruktionen schwierig zu realisieren sind. Das Ofenturmprojekt im Ziegeleimuseum (2018-2021) in Cham, Schweiz, experimentierte mit einer Methode der vorgespannten Lehmkonstruktion. Durch die Verdichtung vorgerammter Geoelemente wurde eine höhere horizontale Stabilität erreicht. Das Projekt wurde teilweise im Designstudio der TU München entwickelt und anschließend von Studierenden der ETH Zürich entwickelt und getestet. Die Vorspannungsmethode wurde bereits zuvor an der EPFL Lausanne ausprobiert. Experimentelle Ergebnisse dieser ersten Belastungstests wurden gespiegelt und im Cham durchgeführt.

Seitdem wurden die Bewegung und der Standort des Gebäudes untersucht und überwacht, mit dem Ziel, Daten zu sammeln und wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen, die zur Entwicklung neuer Standards führen könnten, die diese Methode des traditionellen Bauens ermöglichen würden. Seit der Erfindung des modernen Stahlbetons vor etwa 150 Jahren haben Generationen von Ingenieuren, Unternehmern und Architekten dazu beigetragen, dass diese Bautechnologie heute nahezu unverzichtbar ist. Wenn kohlenstoffarme terrestrische Produkte den gleichen Umfang an Forschung, industriellem Fortschritt und Standardisierung erhalten, werden Hybridsysteme wie diese nicht nur wettbewerbsfähig, sondern auch überlegen sein. Die aktuellen Vorschriften seit den 1990er Jahren erlauben nur die Errichtung zweigeschossiger Rammbauten. Diese Forschungen haben jedoch zu einer neuen Bauordnung in Deutschland geführt, die ab 2024 den Bau von Gebäuden mit einer Höhe von dreizehn Metern auf dem Boden erlaubt.

Der seit langem im Bausektor stattfindende Umweltwandel führt nicht zwangsläufig zu einer weniger komfortablen Architektur. Während Architekten in der jüngeren Vergangenheit stark auf technologische und energieintensive Systeme setzten, wird es in Zukunft keine einheitliche Lösung geben. Hybridsysteme, die passive und aktive Systeme nutzen und sowohl Low- als auch High-Tech-Ideen berücksichtigen, werden den Weg in eine nachhaltigere Zukunft ebnen.

Nach der Ruhe: Bedienungsanleitung Es handelt sich um ein Projekt, das von e-flux Architecture in Zusammenarbeit mit der University of Technology Sydney, der Technischen Universität München, der University of Liverpool und Transsolar entworfen wurde.