Beim nachhaltigen Bauen waren uns unsere Vorfahren voraus – mit Häusern aus Lehm, Holz oder Stroh. Traditionelle Verfahren und Materialien werden heute wiederentdeckt. Dazu kommen faszinierende Neuentwicklungen wie Hanfbeton oder Baustoffe, die mit Algen oder Pilzen produziert werden. Wir geben einen Überblick über ökologisches Bauen gestern, heute und morgen.
Beton ist aufgrund seiner Vielseitigkeit, Stabilität und Haltbarkeit der am häufigsten verwendete Baustoff weltweit. Doch Beton ist ein Klimakiller. Der Grund: Für die Herstellung muss Kalkstein auf etwa 1500 Grad Celsius erhitzt und dafür viel Energie eingesetzt werden. Darüber hinaus setzt dieser Prozess noch große Mengen CO₂ frei. Die Betonherstellung ist also doppelt klimaschädlich. Die Betonproduktion verursacht rund sechs bis acht Prozent des globalen CO2-Ausstoßes. Erschwerend kommt hinzu, dass der für die Betonproduktion benötigte Sand auf der Erde nur begrenzt zur Verfügung steht und der Baustoff nur eingeschränkt und nur mit großem Energieaufwand recycelt werden kann.
Es gibt also gute Gründe, um sich nach nachhaltigen Alternativen zum Beton umzuschauen.
Ökologische Baustoffen werden nicht nur klimafreundlicher produziert, sie tragen durch ihre gute Dämmwirkung auch zur Energieeffizienz von Gebäuden bei. Ein weiterer Grund, warum sich Häuslbauer für sie entscheiden, ist Wohngesundheit. Ökobaustoffe sind in der Regel als reines Naturprodukt frei künstlichen Zusätzen oder Schadstoffen. Sie speichern Wärme, nehmen Feuchtigkeit auf und geben sie ab und sorgen so für ein angenehmes Raumklima.
Bei der Suche nach gesunden und nachhaltigen Materialien fällt der Blick zunächst auf traditionelle Bauweisen. Denn unsere Vorfahren haben bereits nachhaltig gewohnt und gebaut. Heute werden viele dieser Baustoffe und Techniken aufgegriffen und weiterentwickelt. Aber es gibt auch ganz neue Entwicklungen.
Seit der Zeit, als in der Jungsteinzeit die frühesten Siedlungen und Städte entstanden, verwenden Menschen Lehm als Baustoff – entweder pur oder gemischt mit organischem Material wie Dung oder Stroh. Lehmziegel wurden oft sonnengetrocknet und dann zu einfachen Strukturen zusammengesetzt. In Europa waren Fachwerkhäuser mit Lehmfüllungen weit verbreitet. In vielen Teilen Afrikas und des Nahen Ostens wird Lehm bis heute als Baustoff genutzt. Lehm ist ein nachhaltiger und besonders gesunder Naturbaustoff.
Darum ist Lehm nachhaltig:
Lehm ist ein in vielen Regionen der Welt reichlich vorhandener natürlicher Rohstoff. Lange Transportwege und die damit verbundenen Emissionen entfallen.
Lehm kann mit wenig Energieaufwand zu Baumaterial verarbeitet werden.
Lehm isoliert gut, besonders in Kombination mit Stroh oder anderen natürlichen Fasern. Es speichert Wärme und Kälte speichern und langsam wieder abgeben. Das trägt zu einer stabilen Innentemperatur bei und reduziert den Energiebedarf zum Heizen oder Kühlen.
Lehmbaustoffe können problemlos recycelt werden. Sie können abgebaut oder mit Wasser aufgelöst und wiederverwendet werden.
Das sind die Vorteile von Lehm:
Lehm hat die Fähigkeit, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen und wieder abzugeben. So reguliert er das Raumklima und sorgt für eine angenehme Luftfeuchtigkeit. Lehm enthält keine Schadstoffe, die in die Raumluft abgegeben werden könnten.
In den letzten Jahrzehnten erlebt Lehm als nachhaltiger Baustoff ein Comeback, meist in Form von luftgetrockneten Lehmziegeln oder Lehmplatten.
Das 2014 fertig gestellte Ricola Kräuterzentrum im Kanton Basel, geplant vom renommierten Architekturbüro Herzog & de Meuron, brachte den traditionellen Baustoff in der Bauwelt wieder ins Gespräch. „Das neue Kräuterzentrum ist vor allem aus Lehm gebaut, der vor Ort abgebaut wird. Damit ist das Gebäude sozusagen ein Stück geometrisierte Landschaft“ sagen die Architekten.
Auch der österreichische Architekt Martin Rauch setzt sich für den Stampflehmbau ein, eine jahrtausendealte Bautechnik, wie er auf seiner Website erklärt. Ähnlich wie beim Bauen mit Beton wird die Lehmmasse in eine Schalung gegossen. Anschließend wird die Masse verdichtet – gestampft. Gestampfter Lehm sei sehr massiv, schreibt Rauch, seine Dichte entspreche der von Beton. Rauch entwirft nicht nur Häuser aus Lehm und verwendet dabei neue Baustoffe und Bauelemente auf Lehmbasis.
Gebrannte Ziegel aus Ton wurden erstmals um 4.000 vor Christus in Mesopotamien verwendet. Ton ist ein Bestandteil von Lehm. Beide Materialien haben ähnliche Eigenschaften. In puncto Nachhaltigkeit kann der Ton mit Lehm jedoch nicht mithalten, denn Ton wird gebrannt. Seine Herstellung erfordert also einen höheren Energieaufwand.
Durch das Brennen von Tonziegeln bei hohen Temperaturen wird der Ton verfestigt. Er wird dadurch stabiler und widerstandsfähiger gegenüber Witterungseinflüssen. Er besticht durch seine Wertbeständigkeit, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit. Tonziegel sind bis heute auch in Österreich eines der beliebtesten Baumaterialien, besonders in Form von Dachziegeln.
Darum ist Ton nachhaltig:
Tonbaustoffe bestehen zu 100 Prozent aus natürlichen Rohstoffen. Sie können lokal abgebaut werden, lange Transportwege und damit verbundene Emissionen fallen nicht an.
Ziegel können aus abgerissenen Gebäuden geborgen und für neue Bauprojekte wiederverwendet werden. Das Problem dabei sind Mörtel- und Putzreste.
Am Ende ihrer Lebenszeit zerfallen sie, ohne Schadstoffe in die Umwelt abzugeben.
Ziegel speichern Wärme und tragen zu einer gleichmäßigen Innentemperatur bei. Sie kühlen im Sommer und wärmen im Winter. Sie sorgen für Energieeffizienz und einen geringen Energieverbrauch für Heizung und Kühlung.
Zusätzlich können Dämmstoffe in die Hohlräume der Ziegel integriert werden. Das spart Platz für eine zusätzliche Dämmschicht.
Das sind die weiteren Vorteile von Tonziegeln als Baustoff:
Tonziegel speichern Feuchtigkeit und geben sie bei Bedarf wieder ab. Damit sorgen sie für ein angenehmes Raumklima.
Gebäude aus Tonziegeln benötigen nur wenig Wartung, sind witterungsbeständig und haben eine lange Lebensdauer.
Eigentlich könnten Tonziegel nahezu unendlich oft wiederverwendet werden, doch das scheitert bislang an den anhaftenden Mörtel- und Putzresten. Die „Bauhütte Leitl-Werke” hat eine Lösung für dieses Problem entwickelt: einen Ziegel, der sich zerstörungsfrei zurückbauen und erneut verbauen lässt. Für diese innovative Entwicklung gewann das Familienunternehmen aus Eferding 2021 einen Energy Globe Award.
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Holz gehört zu den ältesten Baustoffen. In den dicht bewaldeten Alpenregionen prägt es bis heute die regionale Architektur. Holz wurde für Blockhäuser, Dachkonstruktionen und zusammen mit Lehm für den Bau von Fachwerkhäusern verwendet, in den Alpen auch zum Decken von Dächern.
Darum ist Holz nachhaltig:
Holz ist ein nachwachsender Rohstoff und speichert CO2. Wenn nicht mehr Holz geschlagen als neu angepflanzt wird, hat es eine sehr gute Klimabilanz.
Holz ist in vielen Regionen lokal verfügbar. Das führt zu kurzen Transportwegen und geringen Emissionen. Vor allem Holz aus nachhaltiger, ortsnaher Forstwirtschaft ist in puncto Nachhaltigkeit top.
Holz ist bei guter Pflege langlebig und kann häufig wiederverwendet werden, besonders wenn es nicht behandelt oder gestrichen wurde.
Das sind die weiteren Vorteile von Holz als Baustoff:
Holz ist bei guter Pflege langlebig und kann häufig wiederverwendet werden.
Holz ist stabil und trotzdem verhältnismäßig leicht.
Holz reguliert die Luftfeuchtigkeit und trägt zu einem gesunden und angenehmen Raumklima bei.
Holz ist wieder voll im Trend – und gerade in Österreich reichlich verfügbar. Durch innovative Holzwerkstoffe und Verfahren eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten. Die Holz-Hybridbauweise kombiniert Holz mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton. Dabei wird Holz meist für Wände, Decken und Dachkonstruktionen verwendet, Beton und Stahl für Fundamente, Böden und vertikale Tragstrukturen.
Sogar Hochhäuser werden in Holz-Hybridbauweise errichtet. Das 84 Meter hohe Wiener Hoho besteht zu 75 Prozent aus diesem Baustoff. Eine Menge Holz – trotzdem ist die verwendete Holzmenge innerhalb von 75 Minuten in österreichischen Wäldern nachgewachsen.
Seit den 2000er-Jahren haben sich Brettsperrholzplatten (CLT) etabliert. Die mehrschichtigen Massivholzplatten sind so stabil, dass sie es mit Beton und Stahl aufnehmen können. Österreich gehört zu den wichtigsten Produzenten. CLT-Elemente werden vorgefertigt und können schnell montiert werden. Sie ermöglichen komplexe mehrstöckige Holzgebäude. Ihre natürlichen guten Dämmeigenschaften machen es insbesondere für den Niedrigenergie- und Passivhausstandard interessant.
Ein großer Teil der Fertighäuser in Österreich wird aus Holz gebaut, zum Beispiel von Anbieter wie Variohaus. Bei der Holztafelbauweise werden die auf einem Holzrahmen basierenden Bauelemente im Werk vorgefertigt und auf der Baustelle nur noch zusammengebaut. So werden enorm kurze Bauzeiten möglich. Auch beim Bau von Modulhäusern kommen sie zum Einsatz.
Mit Stroh baut die Menschheit seit Urzeiten. Es besteht aus trockenen Halmen und Blättern, die beim Anbau beispielsweise von Getreide anfallen. Stroh ist also ein nachwachsender Rohstoff. Dabei ist ein wichtiger Aspekt, dass Stroh als Abfallprodukt in der Landwirtschaft nicht mit der Nahrungsmittelherstellung konkurriert.
Die Menschen vermischten früher Stroh mit Lehm und füllten mit der Mischung beim Fachwerkbau die Holzkonstruktion aus. Sie verwendeten Stroh auch zum Decken von Dächern. Erst im 19. und frühen 20. Jahrhundert kam man in Nordamerika auf die Idee, ganze Gebäude aus Strohballen zu errichten. Diese Technik findet heute wieder großes Interesse.
Darum ist Stroh nachhaltig:
Es ist ein nachwachsender Rohstoff und bindet CO2.
Stroh bietet eine sehr gute Wärmedämmung, trägt damit zur Energieeffizienz von Gebäuden bei und reduziert Heizkosten.
Nach einem Rückbau kann Stroh wiederverwendet, kompostiert oder in einer Müll- beziehungsweise Mitverbrennungsanlage oder in einer Biogasanlage verwertet werden.
Das sind die Vorteile von Stroh als Baustoff:
Stroh ist kostengünstig
Strohballen können Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben, sorgen also für ein angenehmes und gesundes Raumklima.
Anders, als man denken würde, sind Bauten aus Strohballen keiner höheren Brandgefahr ausgesetzt als andere Baustoffe. Mangels Sauerstoffzufuhr brennen gepresste Strohballen nicht.
In Österreich setzt sich unter anderem das Austrian Strawbale Network für die Verbreitung des Strohballenbaus ein.
Im Jahr 2014 errichtete der Architekt Georg Bechter in Dornbirn in Vorarlberg ein preisgekröntes Wohnhaus aus riesigen, übereinandergestapelten Strohballen. Innen wurden sie mit Lehm, außen mit Kalk verputzt. Die Wände des Hauses sind damit komplett kompostierbar. Auch das Dach wurde mit Stroh gedämmt. Durch die hervorragende Dämmwirkung des Strohs kommt das Haus ohne moderne Haustechnik aus. Lediglich ein Kachelofen beheizt das rund 175 Quadratmeter große Gebäude.
Holz, Lehm oder Stroh sind großartige Materialien, die in Zukunft mehr Anwendung finden werden. Aber herkömmlichen Beton weitgehend ersetzen können sie nicht. Deshalb wird an sogenannten „Biobricks” gearbeitet. Also Bausteine, die ähnliche Eigenschaften wie Beton haben, aber aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden und biologisch abbaubar sind.
Hanfbeton
Hanf ist eine uralte Kulturpflanze, die heute als Rohstoff für ökologisches Baumaterial wiederentdeckt wird. Hanfbeton, auch Hanfkalk oder englisch Hempcrete genannt, besteht aus dem holzigen Inneren der Hanfstängel, vermischt mit Kalk und Wasser.
Hanf ist nicht nur ein nachwachsender Rohstoff, er wächst darüber hinaus noch besonders schnell – etwa 50-mal schneller als Holz. Er benötigt dabei weniger Wasser, Dünger und Pestizide als viele andere Nutzpflanzen.
Hanf hat sogar eine negative CO₂-Bilanz: Hanfpflanzen nehmen während ihres Wachstums mehr CO₂ auf, als bei der Herstellung und Nutzung freigesetzt wird. Es bindet etwa 60 bis 90 Prozent mehr CO₂, als es verursacht.
Ähnlich wie Stroh haben Hanfbeton und Hanfkalk hervorragende Wärmedämm- und Schalldämmeigenschaften. Wer mit Hanfbeton baut, braucht keinen zusätzlichen Dämmstoff.
Das sind die Vorteile von Hanfkalk und Hanfbeton:
gute Wärmedämmung, daher auch ohne zusätzliche Dämmschicht sehr energieeffizient
gute Schalldämmung
reguliert die Luftfeuchtigkeit, nimmt Feuchtigkeit auf und gibt sie gleichmäßig wieder ab.
frei von Schadstoffen, resistent gegen Insekten
wasserdicht und feuersicher
Hanfkalk wird zum Beispiel auf Außenwände gespritzt, um sie gegen Schall und Kälte zu isolieren. Es kann wie herkömmlicher Beton in Wände oder Fundamente gegossen, in Schalungen eingebracht oder zu vorgefertigten Hanfsteinen, Bauplatten oder zu Fertigbauteilen verarbeitet werden. Ein niederländischer Anbieter brachte im Jahr 2019 das erste Fertighaus aus Hanfbeton auf den Markt.
Hanfbeton ist zwar sehr fest und formstabil, verfügt aber nur über eine geringe Druckfestigkeit. Mit Hanfbeton-Steinen lassen sich auch Wände mauern, die statischen Lasten eines Hauses tragen sie jedoch nicht. Wer sie in einem mehrgeschossigen Bau einsetzen möchte, braucht ein Betonskelett oder ein Holzständerwerk, wie man es vom Fachwerkbau kennt.
Sehr gut eignet sich Hanfbeton für Renovierungs- und Sanierungsmaßnahmen, beispielsweise für die Innendämmung von Wänden bei einer energetischen Sanierung oder für Trennwände, Schallwände und die Trittschalldämmung von Unterböden.
Das bisher größte Hanfkalk-Bauwerk ist „The Bright Building“, ein preisgekröntes vierstöckiges Campusgebäude der Universität Bradford in England. Die Holzkonstruktion des Gebäudes verfügt über 350 Quadratmeter Außenwände aus Hempcrete. Die Wände binden 110 Kilogramm CO₂ pro Quadratmeter Wand.
Noch ist Hanf ein Nischenbaustoff, auf dem sich aber in Österreich schon einige Anbieter wie zum Beispiel hanftopia.at oder www.hanfdaemmung.at etabliert haben. In den Baumärkten ist der Baustoff noch nicht angekommen. Dadurch sind die Kosten bisher höher als bei konventionellen Baustoffen und es gibt noch Unsicherheiten hinsichtlich der Baunormen und -vorschriften.
Beton aus Algen
Das US-Start-up Prometheus arbeitet an einem Bio-Beton, der mit Hilfe von Mikroalgen produziert wird. Das Verfahren wurde an der Universität von Boulder in Colorado entwickelt. Die Algen bilden durch Photosynthese aus Wasser, Sonnenlicht und CO₂ ein Material, das dem in Korallenriffen und Muschelschalen ähnelt. Dieses Material wird getrocknet und zu Pulver verarbeitet – die Basis für zu 100 Prozent CO₂-freien Biobeton.
Die Bio-Bausteine des Unternehmens könnten eine attraktive Alternative zu traditionellen Betonblöcken werden. Die Angaben von Prometheus klingen vielversprechend:
Der Biobeton des Unternehmens ist bis zu 20 Prozent leichter als herkömmlicher Beton. Das spart beim Transport sowohl Kosten und CO₂-Emissionen. Bei der Wärmedämmung ist das Algenprodukt doppelt so gut. Die Druckfestigkeit ist mit der von traditionellem Beton vergleichbar. Dabei ist die Biegefestigkeit des Bio-Betons drei- bis viermal größer. Die Biegefestigkeit bezeichnet die Belastung, die ein Material ohne Dehnung oder Bruch aushalten kann. Diese Biegefestigkeit, so hofft Prometheus, wird dem Material neue Anwendungsgebiete eröffnen, die über die von traditionellem Beton hinausgehen. Das Projekt ist gegenwärtig im Pilotstadium. Im Jahr 2024 soll die Produktion anlaufen.
Bauen mit Pilzen? Klingt kurios. Tatsächlich geht es dabei nicht um den sichtbaren Teil von Pilzen, sondern um die unterirdischen Wurzelfäden, die sich zum sogenannten Myzel verflechten. Das Pilzgeflecht dient als Bindemittel für anderes organisches Material.
Für die Herstellung von Pilzbausteinen werden herkömmliche Waldpilze verwendet. Die werden zusammen mit einem Substrat aus organischen Abfällen wie Stroh, Hanffasern, Maisstängeln oder Sägemehl sowie einer Nährlösung in Behälter gefüllt. Innerhalb von maximal vier Wochen durchziehen die feinen Wurzelfäden zunehmend das Substrat und bilden eine feste Struktur. Das Resultat kommt dann zum Trocknen und Aushärten in den Ofen.
Das Karlsruher Institut für Technologie arbeitet an Alternativen zu herkömmlichen ODF-, MDF- oder Spanplatten mithilfe von Pilzen. Anstatt frisch gefällte Bäume zu verarbeiten, recycelt die Pilz-Methode landwirtschaftliche organische Abfälle oder Holz. Das Pilzmyzel dient als natürliches Bindemittel.
Baustoffe aus Pilzmyzel habe viele Vorteile: Sie sind schnell und umweltfreundlich herzustellen, kompostierbar, widerstandsfähig und trotzdem leicht. Leider sind sie bisher noch nicht wasserdicht. Sie kommen daher nur für Innenräumen in Frage. Auch bei der Stabilität nehmen es Pilzprodukte noch nicht mit Beton auf. Nur bei geringer Traglast können Pilzbausteine Ziegel und Beton ersetzen. Bisher werden Pilzbausteine oder Platten daher nur für die Dämmung und Isolierung eingesetzt.
An der Technischen Universität in Berlin arbeitet die Mikrobiologin Prof. Dr. Vera Meye an an der Entwicklung pilzbasierter Werkstoffe. Sie plant für das Jahr 2030 das erste Pilzhaus: Der Holzbau wird komplett mit einem Material gedämmt sein, das aus Pilzen und Pflanzenresten aus der Land- und Forstwirtschaft besteht. Dieser Dämmstoff soll das bisher meist verwendete Styropor ersetzen, das auf der Basis von Erdöl hergestellt wird. Die Pilzmaterialien sollen auch Rigipsplatten im Innenausbau ersetzen. Meyer Lieblingspilz ist der Zunderschwamm, der auf geschwächten oder toten Birken und Buchen wächst. Sein Vorteil: er ist wasserabweisend – und gesundheitlich unbedenklich. Denn Giftpilze hätten als Baumaterial keine Chance auf Zulassung.
Was sind die Vorteile von ökologischen Baustoffen?
Ökologische Baustoffe stammen entweder aus nachwachsenden Rohstoffen oder solchen, die in der Natur reichlich vorkommen. Sie werden ohne große Emissionen hergestellt, können problemlos recycelt und am Ende ihres Lebenszyklus entsorgt werden, ohne dass das zu Umweltbelastungen führt. Ein wichtiger Aspekt ist Wohngesundheit. Ökologische Materialien sondern keine Schadstoffe ab, regulieren die Feuchtigkeit der Innenräume und sorgen für ein angenehmes Raumklima.
Was ist der Unterschied zwischen Lehm- und Ton als Baumaterial?
Ton ist ein mineralisches Material und ein Bestandteil von Lehm. Lehmziegel werden an der Luft getrocknet, Tonziegel dagegen werden bei hohen Temperaturen gebrannt. Dadurch wird das Material verfestigt und damit widerstandsfähiger. Es wird außerdem unempfindlich gegen Schimmel, Pilze und Insektenbefall.
Lehmziegel haben im Vergleich eine geringere Festigkeit und sind anfälliger für Erosion durch Wasser und Wind. Sie erfordern regelmäßige Wartung und Schutzanstriche.
Noch besser als Ton nimmt Lehm Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf und gibt sie wieder ab und sorgt für ein angenehmes Raumklima. Lehm absorbiert den Schall, ist antielektrostatisch und teilweise sogar antiseptisch. Lehm ist ohne Qualitätsverlust beliebig oft wiederverwendbar. Man muss ihn nur zerkleinern und mit Wasser anfeuchten, um ihn erneut zu verarbeiten.
Wie nachhaltig ist das Bauen mit Naturstein?
Stein ein natürlicher und extrem langlebiger Baustoff mit guten Wärmedämmeigenschaften. Das Bauen mit Naturstein ist nachhaltig, wenn die Steine regional und verantwortungsvoll abgebaut und energieeffizient verarbeitet werden. Natursteine können aus alten Häusern problemlos entnommen und wiederverwendet werden. Für einen massenhaften Einsatz kommt das Material nicht infrage, Abbau und Verarbeitung sind zu aufwändig.
