Baumaterialien Module PDF

Guten Morgen, alle zusammen. Herzlich willkommen zur zweiten Woche des Moduls Baumaterialien. Heute werden wir uns einen Großteil der Doppellektion dem Thema Lehmbau widmen. Lehmbau ist ein Material, das nicht zu den geläufigen gehört, sondern ein wiederentdecktes, älteres Material ist. Bevor wir un...

Guten Morgen, alle zusammen. Herzlich willkommen zur zweiten Woche des Moduls Baumaterialien. Heute werden wir uns einen Großteil der Doppellektion dem Thema Lehmbau widmen. Lehmbau ist ein Material, das nicht zu den geläufigen gehört, sondern ein wiederentdecktes, älteres Material ist. Bevor wir uns jedoch diesem spezifischen Material zuwenden, möchten wir zunächst eine allgemeine Einführung durchführen. Im Laufe des Semesters werden wir mehrere solcher Einführungen haben, die sich übergreifend mit verschiedenen Themen oder Materialien befassen. Wir werden diese Themen dann in den jeweiligen Materialien nochmals einzeln behandeln. Heute befassen wir uns mit übergeordneten Materialeigenschaften, genauer gesagt mit dem ökologischen Fußabdruck von Baumaterialien. Dieses Thema wird gegenwärtig intensiv diskutiert, doch es ist noch nicht lange so stark in den Fokus gerückt wie momentan. Viele Menschen beginnen sich jetzt damit auseinanderzusetzen. Aber was bedeutet es eigentlich, wenn man Material A oder Material B verwendet? In den anschließenden Bildern betrachten wir einen vergleichbaren Tragwerksentwurf – beide sind Rahmenstrukturen, die Stützen und Träger umfassen, sowie Wände und Decken, die an verschiedenen Stellen eingehängt oder zweigeschossige Bereiche offenlassen. Einmal besteht das Gebäude aus Holz und einmal aus Beton. Die Frage, die sich stellt, dreht sich um den ökologischen Fußabdruck. Welches der beiden Materialien ist ökologischer? Wie kann man das tatsächlich quantifizieren und messen? Welchen ökologischen Fußabdruck hat welches Material? Und wie kann man das als Entscheidungskriterium verwenden? Die Antwort darauf hängt nicht nur von den Materialien selbst ab, sondern auch davon, wie man sie einsetzt und um welchen Gebäudetyp es sich handelt. Die Spannweite, die Belastungen usw. spielen eine Rolle. Grundsätzlich hat aber jedes Material seinen eigenen Produktionsprozess, aus dem sich normalerweise diese ökologischen Fußabdrücke ergeben. In den darauffolgenden Bildern vergleichen wir zwei weitere Beispiele, um einen Blick auf größere Gebäude zu werfen. Wo verbirgt sich am meisten Material? An diesen Stellen müssen wir den Vergleich tatsächlich vornehmen. Es ist nicht nützlich, Materialien anhand von Türgriffen zu vergleichen. Stattdessen konzentrieren wir uns auf jene Bereiche, in denen das meiste Material verwendet wird, wenn wir Gebäude in Betracht ziehen. In den folgenden Beispielen handelt es sich um extreme Fälle, zwei Gebäude mit jeweils 80 Metern Höhe. Hier ist es klar ersichtlich, wo das meiste Material vorhanden ist: zum einen in den Decken, in den Quadratmetern der Deckenflächen, die sich über alle Geschosse erstrecken, und zum anderen in der Fassade, wo es viel Material in Form von großen Flächen gibt. Danach kommen die Innenwände. Obwohl sie nicht sichtbar sind, haben sie einen mindestens genauso großen Einfluss wie die Deckenkonstruktionen. Es gibt jedoch einen weiteren Bereich, der ein bedeutender Bestandteil des Materialbedarfs eines Gebäudes ist und sich unterhalb des Bodens befindet. Dieser Bereich, der Keller, ist durch die Materialwahl stark begrenzt. Die Entscheidungen, die wir wirklich treffen können, werden hauptsächlich im oberirdischen Bereich getroffen, in den Deckenkonstruktionen, in den Fassaden usw. Dort haben wir Spielraum und können auch aus ökologischen Gründen Entscheidungen treffen. Nehmen wir zum Beispiel Material A und Material B. Hier kommen sogenannte Lebenszyklusanalysen ins Spiel, die im Englischen als "Lifecycle Assessments" und im Deutschen als "Ökobilanzen" bezeichnet werden. Diese Methode kann nicht nur für Baumaterialien angewendet werden, sondern ist eine allgemeine Herangehensweise, die für verschiedene Konsumgüter funktioniert. Es gibt Ökobilanzen für Verpackungsmaterial, Lebensmittel, Kosmetik, Kleidung und vieles mehr. Sogar Unternehmen und Länder führen Ökobilanzen durch. Es handelt sich hierbei um eine übergeordnete Methodik, um die Umweltauswirkungen eines bestimmten Produkts oder einer Dienstleistung zu erfassen. Für ein Baumaterial gibt es eine Einteilung in 4 grundlegende Kategorien, A, B, C und D. Kategorie A bezieht sich auf die Herstellung des Materials und umfasst den gesamten Lebenszyklus des Materials. 1 Dies beinhaltet die Gewinnung der Rohstoffe, die Techniken und Maschinen, die für die Rohstoffgewinnung benötigt werden, sowie die Aufbereitung des Rohmaterials in einer Fabrik oder Anlage. Die meisten Materialien durchlaufen einen industriellen Fertigungsprozess, um zu einem Baumaterial zu werden. Nach der Herstellung erfolgt ein Transport zum eigentlichen Bauplatz, wo das Material zur Herstellung des Gebäudes genutzt wird. Dieser Aspekt wird als Kategorie A betrachtet. Kategorie B umfasst die Nutzung des Materials innerhalb des Gebäudes und bezieht sich auf den Energieverbrauch während der Nutzung, wie z.B. Strom, Wasser, Öl oder Gas. Es beinhaltet auch den Umbau, die Sanierung, die Reparatur und den Austausch verschiedener Komponenten im Gebäude. Kategorie C bezieht sich auf den Abbruch des Gebäudes am Ende seiner Lebensdauer. Es umfasst den Rückbau des Gebäudes selbst, den Transport der Abbruchmaterialien und deren Verwertung. Die Verwertung kann eine thermische Verwertung, Deponierung oder Wiederaufbereitung des Materials sein. Kategorie D ist der Aspekt des Lebenszyklus, der sich mit der Möglichkeit der Wiederverwendung, Wiederverwertung und des Recyclings des Materials befasst. Jedoch ist die effiziente Umsetzung dieser Maßnahmen nicht bei allen Materialien gleich gut gelöst. Eine Lebenszyklusanalyse ermöglicht es, die Umweltauswirkungen in jedem Schritt zu bewerten, indem sie die Auswirkungen quantifiziert und vergleichbar macht. Dies ermöglicht einen mathematischen Ansatz zur Beurteilung der ökologischen Auswirkungen verschiedener Materialien anhand von Zahlen. In der Schweiz gibt es eine Datenbank, die diese Informationen für eine Vielzahl von Baumaterialien bereitstellt. Diese Datenbank erfasst eine große Anzahl von Materialien und strukturiert sie in die genannten Kategorien. Sie umfasst den gesamten Lebenszyklus der Materialien, von der Rohstoffgewinnung und Produktion bis hin zum Abbruch und der Verwertung oder Deponierung des abgebrochenen Materials. Es ist jedoch zu beachten, dass die Bauweise und Nutzung des Materials weitere Einflussfaktoren sind, die nicht direkt einem bestimmten Material zugeordnet werden können. Daher werden diese Aspekte in der Datenbank nicht berücksichtigt. Die bereitgestellten Informationen basieren auf den Kategorien A und D und werden vom Bund zur Verfügung gestellt. Die KBOB ist eine komplexe Abkürzung, deren genaue Bedeutung mir nicht bekannt ist. Es handelt sich um eine Koordinationskonferenz der Bau- und Liegenschaftsorgane öffentlicher Bauherren. Diese Konferenz repräsentiert einen Zusammenschluss von öffentlichen Bauherren, einschließlich Bund, Stadt, Kantonen und Gemeinden, die für öffentliche Gebäude verantwortlich sind. Die KBOB fungiert als Aufsicht für eine Datenbank, die im Allgemeinen als KBOB-Datenbank bekannt ist. Diese Datenbank kann direkt heruntergeladen werden und enthält eine äußerst komplexe Excel-Tabelle. In dieser Tabelle sind verschiedene Informationen aufgelistet. Es gibt Materiallisten sowie Kategorien von Umweltdeklarationen und Messmethoden. Grüne Einträge in der Tabelle zeigen Umweltaspekte an, die über den CO2-Fußabdruck hinausgehen. Hier werden Schwierigkeiten bei der Verwendung und Entsorgung von chemischen Substanzen sowie Produktionsprozesse berücksichtigt, die nicht leicht handhabbar sind. Beispielsweise können Säuren oder Basen, die in der Produktion verwendet werden und nicht ordnungsgemäß entsorgt werden können, oder Produkte, die Quecksilber enthalten, in diese Umweltkategorie fallen. Auf der anderen Seite steht die Primärenergie, die in den Produktionsprozess einfließt und nicht erneuerbar ist. Dies wird in Kilowattstunden und Öläquivalenten ausgedrückt. Darüber hinaus gibt es die CO2-Äquivalente, die sich auf Treibhausgasemissionen beziehen, die während der Produktion und des Rückbaus auftreten. Materialien werden durch den Primärenergieverbrauch und die CO2-Äquivalente pro Kilogramm Material bewertet. Es ist wichtig zu 2 beachten, dass die Vergleichbarkeit dieser Zahlen eingeschränkt ist, da die Materialdichte variiert. Zum Beispiel ist Beton doppelt bis zweieinhalb Mal so schwer wie ein Backstein gleichen Volumens. Daher können die Zahlen nicht direkt eins zu eins verglichen werden. Die Vergleiche müssen anhand von Bauteilen durchgeführt werden. Ein Beispiel in Fachzeitschriften sind unterschiedliche Deckenaufbauten, wie die herkömmliche Flachdecke aus Beton, Holzdecken auf Balken oder Stahlträgern, Betonrippendecken, Verbunddecken und Holzdecken mit Gewölben. Bei der Bewertung von Kosten und anderen Faktoren zeigt sich, dass Holzdecken im Vergleich zu den anderen Optionen etwa 10 bis 20% günstiger sind. Es ist jedoch zu beachten, dass dies kein signifikanter Kostenunterschied ist, sondern lediglich eine Ersparnis von etwa 10 bis 20% im Vergleich zu den anderen Bauweisen. Die aktuelle Situation lässt sich nicht auf einen Anteil von nur 10 bis 20% reduzieren, sondern umfasst etwa 3%. Diese Zahl liegt zwischen den üblichen Werten und den ungefähren Kosten der anderen Optionen. Bei genauer Betrachtung der grauen Energie oder Äquivalente von CO 2 wird deutlich, dass die Energieanforderungen beträchtlich sind, ebenso wie der Energie- oder CO 2 -Gehalt, der darin enthalten ist. Tatsächlich zeigt sich ein Faktor von mehr als 2 im Vergleich zu den nächst besten Alternativen, und die Betondecke enthält fast das Fünffache an Energie im Vergleich zur Holzdecke. Die Analyse der darunter liegenden Werte und der Abstände (B und L), die die Spannweiten zwischen den Stützen darstellen, ergibt folgendes: Die Beta-Decke und die Betonrippendecke haben etwa die gleiche Größe von ungefähr 7,5 mal 7,5 Metern. Hingegen kommt die Lehmdecke nur auf 5 mal 6,5 Meter. Dies führt zu einer deutlich geringeren Reichweite, mehr Stützen, und Elementen, die den Raum beeinträchtigen und dementsprechend werden die Räume kleiner. Es wird spannend, insbesondere wenn wir Rippendecken und Holzbetonverbunddecken betrachten. Die pure Betonlösung spannt weiter, ist in Bezug auf CO 2 nahezu gleichwertig und bei Primärenergie sogar besser als die Option mit Holzanteil. Die Balken, die wir unten haben, sind in Bezug auf CO 2 vernachlässigbar, da sie keine großen Mengen ausmachen. Das Gewicht wird durch die Platte beeinflusst, die oben angebracht ist und in beiden Versionen etwa gleich ist. Gleichzeitig ist Beton tragfähiger als Holz und daher lässt sich nicht mehr so eindeutig argumentieren, dass Holz immer besser und Beton immer schlechter ist. Es hängt stark davon ab, welche Entscheidungen und Kombinationen getroffen werden und welche Anforderungen bestehen. Für bestimmte Räume, wie zum Beispiel ein Klassenzimmer mit einer Spannweite von 89 Metern, können keine zusätzlichen Stützen platziert werden. Es kommt also immer darauf an, welchen Gebäudetyp man erstellen möchte. Um ökologische Optimierungen durchzuführen, gibt es inzwischen kostenlose Online-Tools, die es ermöglichen, Materialien und Schichten einzugeben und verschiedene Konfigurationen zu durchspielen, um die Auswirkungen auf den Aufbau zu sehen. Die ökologische Bewertung und Gewichtung unterschiedlicher Baumaterialien wird immer wichtiger und wird in den kommenden Jahren nicht abnehmen, sondern eher zunehmen. Je früher wir uns damit auseinandersetzen und je selbstverständlicher es wird, desto weniger außergewöhnlich bleibt es. Es gehört einfach zum normalen Entwurfsprozess, diese Aspekte zu berücksichtigen. Nun kehren wir zu einem bestimmten Material zurück. Als mineralische Kategorie, von der die meisten Baumaterialien stammen und die uns am häufigsten zur Verfügung steht, müssen wir mit den Materialien arbeiten, die in großen Mengen vorhanden sind. Die Definition der mineralischen Materialien ist wissenschaftlich fundiert und umfasst Steine und deren Erzeugnisse. Stoffe. Beim letzten Mal haben wir uns mit Natursteinen beschäftigt, das sind die oben gezeigten Steine. Jetzt gehen wir sozusagen auf die andere Seite und betrachten den Lehm, der ebenfalls ein naturbelassenes Material ist. In der nächsten Woche werden wir uns dann die gebrannten Lehmziegel und Backsteine ansehen. Heute befinden wir uns hier in der Kategorie "Lehm" und betrachten, was Lehm ist und wie er für den Bau verwendet werden kann. 3 Lehmhäuser sieht man bei uns nicht allzu oft. Es gibt gelegentlich einige neue Interpretationen und auch ein paar alte, aber als europäischer Traditionsbaustoff ist Lehm eher weniger verbreitet. Dort, wo wir Lehm am weitesten verbreitet finden, tendiert dazu, in trockenen Zonen vorzukommen, sowohl in tropischen und subtropischen Regionen als auch in Wüstengebieten. Traditionell ist der Lehmbau dort stark verankert und weit verbreitet. Einige Beispiele sind die chinesische Mauer, von der einige Abschnitte tatsächlich aus Lehm errichtet wurden, anstatt aus Stein oder Ziegel. Ein weiteres bekanntes Beispiel sind ganze Städte aus Lehm im Jemen. Diese Städte haben nicht nur kleine Hütten, sondern auch mehrstöckige, riesige Gebäude, die an Hängen oder Felskanten stehen. Von unten betrachtet haben sie oft mehrere Stockwerke über einem großen Sockel, der seit langer Zeit besteht. Sie besitzen sehr dicke Mauern und nur wenige Fenster, da die Belastung, die sie tragen müssen, immer größer wird. Unten befinden sich oft Speicher- und Kellerräume, während weiter oben Wohnräume sind. Lassen Sie uns nun genauer betrachten, was Lehm ist und woraus er besteht. Lehm ist das Endprodukt eines Erosionsprozesses eines Gesteins. Zuerst haben wir den Fels, auf den Regen fällt und die Sonne scheint. Im Winter friert das Wasser und sprengt den Fels. Das kennen wir, auch die Alpen bestehen aus erodierten Felsen. Zuerst werden größere Felsbrocken durch Flüsse transportiert, dann wird daraus Kies. Dieser Prozess setzt sich fort, bis aus dem Kies schließlich Sand entsteht. Wenn der Sand weiter erodiert, wird er schließlich zu Ton, was quasi das Endstadium des Gesteins ist. Weiter geht es nicht mehr. Ton kann unter bestimmten Bedingungen wieder zu Fels werden, wenn er tief genug sinkt und durch Druck gepresst wird. In der Schweiz finden wir Tonfelsen, aber im Allgemeinen ist das Prozessende erreicht. Es kann nicht noch feiner werden. Lassen Sie uns nun einzelne Bestandteile genauer betrachten, beginnen wir mit Sand. Sand ist in theoretischer Hinsicht definiert durch seine Korngröße, die zwischen 0,02 und 2 mm liegt und in einigen Fällen bis zu 4 mm erreichen kann. Es spielt keine Rolle, aus welchen chemischen Elementen oder Verbindungen der Sand besteht. Es handelt sich in erster Linie um eine Größendefinition. Sand enthält viel Quarz, da es ein stabiles Element ist, aber es enthält auch andere Bestandteile. Es gibt auch den Sonderfall des reinen Quarzsands, der sehr selten vorkommt. Je weiter der Sand erodiert ist, desto mehr Quarz enthält er. Oft muss man jedoch in tieferen Bodenschichten nach reinem Quarzsand suchen, um Glas herzustellen. Viele von uns haben bereits mit Sand gebaut, sei es am Strand oder im Sandkasten. Wir haben eine gewisse Intuition dafür, was erforderlich ist, um mit Sand zu bauen. Feiner Sand, der etwas feucht ist, haftet besser. Er sollte nicht zu trocken sein, denn sonst bricht alles auseinander, und wenn die Wellen kommen, wird alles weggespült. Diese Dinge sind bekannt und wir können sie genauer betrachten, um festzustellen, ob der Umgang damit richtig ist. Unsere erste Hypothese lautet, dass feiner Sand besser hält. In diesem Fall haben wir jedoch eher grobkörnigen Sand verwendet. Wir haben einen kleinen Kegel aufgestellt und festgestellt, dass er 10 Gramm aushält, aber bei 20 Gramm zerbricht. Wenn wir dasselbe mit sehr feinem Sand machen, können wir immerhin bis zu 100 Gramm daraufstellen. Der Kegel wird zwar etwas verformt und gedrückt, aber er steht immer noch. Das bedeutet, dass unsere Hypothese in etwa richtig ist: Je feiner die Körner, desto höhere Kohäsion haben sie. Die Körner halten stärker zusammen, da es mehr kleinere Körner gibt, die im selben Volumen mehr Kontaktpunkte haben. Außerdem sorgen die Feuchtigkeit und die kapillaren Brücken zwischen den feinen Zwischenräumen dafür, dass das Wasser quasi als Kleber zwischen den einzelnen Körnchen wirkt. Je feiner diese Wasserbrücken zwischen den Körnern sind, desto größer ist die übertragene Kraft. Aus diesem Paradoxon der kapillaren Wasserkräfte ergibt sich, dass feinere Körner grundsätzlich besser tragen können. Unsere zweite Hypothese bezieht sich auf den Feuchtigkeitsgehalt, den wir nun genauer untersuchen wollen. Wenn wir die Sandkörner mit Wasser benetzen, interagieren sie miteinander. Wenn die Körner trocken sind und wir sie leicht schütteln, passiert nichts. Jedes Korn bewegt sich unabhängig. Wenn wir jedoch 4 Feuchtigkeit hinzufügen, werden sie vom Wasser angezogen und bewegen sich aufeinander zu. Wenn wir dann schütteln, werden sie nicht mehr unabhängig voneinander bewegt, sondern das Wasser beginnt, sie zusammenzuhalten. Das Wasser wirkt wie ein Kleber oder eben über Kapillarkräfte, die die einzelnen Teilchen zusammenhalten. Dies kann man genauer analysieren, indem man dies mit nur zwei Kugeln und einem kleinen Tropfen Wasser dazwischen betrachtet. Nun betrachten wir Ton. Wir könnten ihn ausschalten, aber die Brücke, die er bildet, hält immer noch nicht. Es springt auseinander, wenn man die Kügelchen bewegt, aber ich weiß gerade nicht, wo es bei dem jeweiligen Objekt ist. Dies sind nur Bilder als Anschauungsmaterial, da die Videos in den Unterlagen nicht gut erkennbar sind. Die Bilder zeigen, wie das Wasser die Elemente wirklich zusammenhält, und das ist der Grund, warum feuchter Sand besser trägt als trockener. Im trockenen Zustand haben die Körner anfangs nichts miteinander zu tun. Es muss ein Gleichgewicht bestehen, damit sie zusammenhalten. Wie wir zuvor über die Korngröße gesprochen haben, müssen Luft und Wasser richtig abgestimmt sein. Sind wir zu trocken, hält es nicht. Ist es jedoch komplett nass, fehlt die Luft und der Luftdruck, der das Ganze etwas zusammendrückt. Daher benötigen wir die richtige Mischung aus Korngröße, Luft und Wasser, damit alles funktioniert und wir einen stabilen Haufen erhalten. Die meisten von uns haben dies bereits gemacht und können es gut, aber wir können uns in dem Moment noch nicht daraufstellen, da der Haufen dann wieder zusammenfällt. Also ist es derzeit noch kein reines Material. Die Verwendung von Sand allein würde keine stabilen Häuser ermöglichen, da es nicht ausreichend robust ist, wie von unserer Institution festgestellt wurde. Daher benötigen wir eine Substanz, die das gesamte Konstrukt fester zusammenhält. Dies wird durch Kies erreicht. Kies besteht aus unterschiedlich großen Steinen und chemischen Zusammensetzungen. Es ist eine rein graduelle Definition und, wie wir zuvor gesehen haben, eignet es sich besser für den Bau als zu rundliche Materialien. Die Begründung dafür liegt in den Theorien der sogenannten Kugelpackungen. Diese Prinzipien sind sowohl für den Lehm- als auch für den Betonbau von Bedeutung. In der Betonherstellung, die wir in 23 Wochen genauer betrachten werden, spielt die Mischung verschieden großer Steine eine wesentliche Rolle. Wir haben zwei Behälter, einen mit Kies und einen mit Sand. Wenn wir anfangen, sie miteinander zu mischen, stellen wir fest, dass das Volumen der Mischung kleiner ist als die Summe der beiden Volumina separat. Dies liegt daran, dass die kleinen Kugeln anfangen, die Zwischenräume zwischen den größeren Kugeln zu füllen, wodurch das Gesamtvolumen reduziert wird. Dabei entstehen sieblinienartige Strukturen, die uns Aufschluss darüber geben, in welchen Verhältnissen die verschiedenen Größen gemischt werden sollten, um eine möglichst dichte Packung zu erzielen. Ein Problem entsteht jedoch aufgrund der engen Anordnung der Kugeln. Dadurch wird das Material steif und verliert seine Formbarkeit. Die großen Kugeln können nicht mehr ineinander verschoben werden, da keine Zwischenräume mehr vorhanden sind. Um diesem Problem entgegenzuwirken, stellen wir uns vor, dass die großen Kugeln etwas voneinander entfernt platziert werden und die Zwischenräume mit kleineren Kugeln gefüllt werden. So können die großen Kugeln sich innerhalb der Masse aus kleinen Steinen etwas bewegen und verformen, wodurch das Bauteil eine Form erhält. Im Gegensatz dazu können wir dem steifen Material keine Form mehr geben, es kann nicht gegossen oder weiterverarbeitet werden. Es ist zu hart, ähnlich wie ein unveränderbarer Stein, der nur vom Meister bearbeitet werden kann. Die oben beschriebene Methode der Kugelpackungen verschafft uns die Flexibilität, das Material zu gießen, zu formen und anzupassen. Dieses Konzept wird mit Hilfe von fotoelastischen Körnern verdeutlicht. Diese Körner bestehen aus einem speziellen Kunststoffmaterial und machen die Kräfte sichtbar. Wenn wir auf sie drücken, können wir sehen, wie sich die Kräfte innerhalb des Trichters verteilen. Kraft wird übertragen, wo sich die Körner bewegen oder berühren, insbesondere wo zwei Kugeln aufeinandertreffen. Durch das Füllen der Zwischenräume mit kleineren Kugeln können noch mehr Kräfte übertragen werden, da die Anzahl der Kontaktpunkte zunimmt. Dadurch wird die Kraft gleichmäßiger auf den dargestellten Kies oder die Kieselsteine verteilt. 5 Gut, jetzt haben wir also eine Mischung aus Sand und Kies. Was wir hier sehen, ist im Grunde genommen ein Erdhaufen. Obwohl wir etwas Wasser hinzufügen können, um eine feuchte Konsistenz zu erreichen und daraus eine grobe Form zu modellieren, fehlt uns immer noch die wichtigste Zutat, nämlich Ton. Ton ist das Material, das wir normalerweise zum Töpfern verwenden. Im reinen Zustand ist er sehr klebrig und erfordert die Zugabe von Wasser, um geschmeidig zu sein. Nichtsdestotrotz bleibt er schwierig zu verarbeiten. Der Ton klebt überall fest und ist sehr feucht. Er ist das Endprodukt von fein erodiertem Gestein über Millionen von Jahren. Durch seine Klebrigkeit kann er die Steine zusammenhalten, indem er sie verbindet. Wenn wir die Sandkörner weiter verfeinern und erodieren, werden sie zu kleinen Plättchen, die zusammengeklebt werden können. Unter dem Mikroskop betrachtet, erscheint der Ton nicht mehr sandig oder körnig, sondern besteht aus winzigen, dünnen Scheibchen, die kleiner als 2 Mikrometer sind. Wasser ermöglicht die Verbindung zwischen den Plättchen. Aufgrund der größeren Kontaktfläche ist die Haftung zwischen den Plättchen stärker als die zwischen zwei Sandkügelchen. Durch das Drücken der Plättchen wird ihre Verbindung unwiderruflich. Dieses Phänomen kann man beobachten, wenn man dünnere Glasscheiben nimmt und Wasser dazwischen zieht. Die Scheiben halten fest zusammen und lassen sich nur seitlich voneinander trennen. Der Ton bildet aufgrund des im Inneren gespeicherten Wassers eine solche scheibchenartige Struktur, die ihn zusammenhält. Nun könnte man sich fragen, warum wir überhaupt Sand und Kies verwenden, wenn dieser Ton bereits alle gewünschten Eigenschaften besitzt. Das liegt daran, dass reiner Ton spröde und anfällig für Bruchstellen ist. Man könnte das vom Töpfern her kennen: Wenn man ein Gefäß herstellt und es der Sonne aussetzt, kann es schnell reißen. Ton trocknet langsam und schrumpft dabei erheblich. Beim Brennen schrumpfen die tonhaltigen Gefäße um etwa 20-30% aufgrund des Verdampfens der Feuchtigkeit. Diese Schrumpfungseigenschaften sind unpraktisch beim Bauen, da man dann alles viel größer dimensionieren müsste, um den Schrumpfungsprozess einzubeziehen. Um dies zu vermeiden, mischen wir Sand und Ton, um Lehm zu erhalten. Die Definition von Lehm basiert auf dieser Mischung. Unter dem Mikroskop betrachtet sieht Lehm am Ende so aus. Also haben wir hier Sandkörner, die auf der Seite als ein Sandkorn fungieren. Das zweite befindet sich auf der rechten Seite. Der Zwischenraum besteht aus Tonplättchen, die die Sandkörner zusammenhalten. Diese Tonplättchen werden wiederum vom Wasser zusammengehalten. Die Sandkörner wirken als Gerüst und verhindern das Schwinden, was zu weniger Rissen führt. In einem geeigneten Verhältnis erzeugen diese Komponenten ein sehr stabiles Material. Im nächsten Abschnitt werden wir uns damit befassen, wie wir aus diesem Gemisch bestimmte Formen herstellen können. In der ersten Stunde haben wir bereits darüber gesprochen, woraus das Gemisch besteht und warum es Tragfähigkeit aufweist. Jetzt werden wir spezifischer und betrachten verschiedene Techniken. Es ist zu beachten, dass nicht alle Komponenten in jeder Technik enthalten sind. Zum Beispiel kommt Kies je nach Technik vor. Die Grundbasis des Lehms besteht aus Sand und Ton, während Kies variieren kann. In Bezug auf den Lehmbau gibt es vier Haupttechniken: Stampflehm, Lehmziegel, Ausfachungen von Holzfachwerkbauten und Bindemittel. Wir werden uns jedoch erst in zwei Wochen mit dem Bindemittel beschäftigen. Eine der Techniken, die wir besprechen werden, ist der Stampflehm, der in Europa am weitesten verbreitet ist. Eine weitere Technik sind Lehmziegel, auch bekannt als Adobe oder Grünlinge. Wir werden auch kurz über die Ausfachungen bei Holzfachwerkbauten sprechen. Französisch, eine Technik, bei der der Lehm in Schalungen gestampft wird, ähnelt der Vorläufermethode von Beton. Bei dieser Technik wird die Wand schrittweise erstellt, indem Lehm in beiden Seiten der Schalung eingefüllt, gestampft und getrocknet wird. Dabei entstehen Löcher für die Holzbalken und Keile, um die Schalung oder Bretter an Ort und Stelle zu halten. 6 Ist dies eine Technik, die einen aufwendigen und ziemlich langsamen Erstellungsprozess erfordert? Normalerweise werden dafür sehr dicke Wände verwendet oder es wird auf die traditionelle Methode mit Steinen zurückgegriffen. Man füllt etwa 1415 Zentimeter Lehm ein und verdichtet ihn, wodurch die ursprünglichen 14 Zentimeter auf 10 bis 12 Zentimeter reduziert werden. Dies geschieht durch starkes Andrücken, wodurch die Luft entweicht und eine bessere Festigkeit gewährleistet wird. Auf traditionelle Weise können etwa eine Person pro Tag einen Quadratmeter schaffen. Der Fortschritt ist sehr langsam, wenn man dies maschinell verdichtet. Bei maschineller Bearbeitung kann man vielleicht 5 Quadratmeter pro Tag erreichen. Das ist immer noch sehr langsam, verglichen mit herkömmlichen Mauern oder dem Betonbau, bei dem man täglich mehrere Quadratmeter Schalung erstellen kann. Zusätzlich besteht die Herausforderung darin, dass der Lehm sehr lange trocknen muss, bevor er seine Tragfähigkeit erreicht. Dies ist einer der Gründe, warum diese Technik heutzutage nicht mehr häufig angewendet wird, da die lange Wartezeit zu hohe Kosten verursacht. Bauherren sind nicht gerne auf die Fertigstellung ihres Gebäudes angewiesen, und wenn es Techniken gibt, die nur ein Drittel der Zeit benötigen, fragen sie sich, warum sie so lange warten sollten, was nur unnötige Kosten verursacht. Einige Beispiele gibt es in Frankreich, besonders in der Mitteleuropa-Region. Die meisten Pisebauten in Frankreich stammen aus dem 18. und 19. Jahrhundert, es gibt jedoch nur wenige, die aus dem Mittelalter stammen. Die meisten Gebäude stammen wahrscheinlich aus dem 18. bis 19. Jahrhundert. Hier ist ein rustikales Beispiel für ein Landwirtschaftsensemble, bestehend aus einem Wohngebäude und einer unverputzten Scheune. Der Lehmbau ist deutlich erkennbar, und beim Wohnhaus wurden die Löcher hinten zugespachtelt, um Zugluft zu vermeiden. Bei der Scheune sind die Löcher offen gelassen, da es kein Problem darstellt, wenn etwas Luft hindurchströmt. Es gibt auch hochwertigere Lehmbauten, wie kleine Schlösschen auf dem Land, bei denen der Lehmbau unter Putz verborgen ist. Kirchen sind ein weiteres Beispiel, bei dem der Putz teilweise vorhanden ist und man auf der Wetterseite den rohen Lehm sieht. In der Region Schweiz gibt es einige Lehmbauten, insbesondere in der Romandie, wo sich die Technik von Frankreich aus verbreitet hat. Auch in der Westschweiz findet man einige Lehmbauten. In der Deutschschweiz erkennt man dies meist nicht sofort, da die Häuser normale Steinmauern mit verputzten Holzbalkendecken sind. Es wird vermutet, dass es noch weitere Lehmbauten gibt, von denen wir nichts wissen, da sie erst bei Umbauten oder größeren Sanierungen entdeckt werden. Gleiches gilt für die Beispiele aus der Westschweiz. Man erkennt nicht auf den ersten Blick, dass es sich um eine exotischere Bautechnik handelt, da wir daran gewöhnt sind. Aber sie existieren, hauptsächlich aus dem 19. Jahrhundert. Damals begann eine gewisse Welle dieser Bauweise, die jedoch vom Betonbau abgelöst wurde und sich nie richtig durchgesetzt hat, wie wir heute sehen können. Moderne Strohballenbauweise ist bereits seit mehreren Jahren, sogar Jahrzehnten, existent. Unter den Pionieren befindet sich der Architekt Roger Bolzhaus, der häufig mit einem Lehmbauunternehmer zusammenarbeitet. Sie haben ihren Sitz in Schliez, Vorarlberg, nur wenige Meter hinter der Grenze. Diese Experten verfügen über umfangreiche Erfahrung auf diesem Gebiet. Bei unserem Besuch an einem leicht nebligen Tag konnten wir bereits eine gewisse Herausforderung erkennen. Die Lehmkonstruktion gestaltet sich schwierig, insbesondere bei starkem Regen, da er sich dann nur schwer wieder trocknet. Obwohl es an diesem Tag nicht stark geregnet hat, war es etwas neblig und feucht. Daher ist es wichtig, alles entsprechend abzudecken und zu überwachen. Diese Beispiele verdeutlichen den Prozess. Sind dies bereits die Videos? Richtig, nun kommt der Stampfmechanismus von oben. Heutzutage geschieht dies automatisch durch Pumpen, welche den Lehm einspritzen, und dann wird er auf der rechten Seite gestampft. Dabei wird noch teilweise manuell mit einem Handstampfer gearbeitet. Es dauert immer noch nicht wesentlich schneller als vor 200 Jahren, da es sich größtenteils um Handarbeit handelt. Es gab auch Versuche, den Prozess zu automatisieren. Bei meinem letzten Besuch waren sie noch dabei, die Großmaschine aufzubauen, die im Hintergrund zu sehen ist. Diese vorgefertigte Schalung zieht sich entlang der gesamten Länge der Industriehalle, welche etwa 30-50 Meter lang ist. Am Ende wird an dieser Stelle ein Roboterarm installiert sein. Aktuell liegt er hier, aber wenn er hochgefahren wird, bewegt er sich hin und her. Wo der Arm nicht ist, erfolgt 7 die nächste Schicht. Es wird Lehm eingespritzt, und wo der Arm vorbeifährt, wird jede Schicht automatisiert gestampft, um so die Wandhöhe zu erreichen. Am Ende wird die Wand vertikal zerteilt, geschnitten und als vorgefertigte Stücke auf die Baustelle gebracht. Das ist viel einfacher und kostengünstiger, da es in der geschützten Umgebung der Halle stattfindet und das Stampfen nicht mehr im Freien durchgeführt werden muss, was bei schlechtem Wetter zu einer Pause im Lehmbau führen würde. Was hinten zu sehen ist, die Wand, ist natürlich klar für einen Lehmbauer. Diese Halle ist etwa 20 Meter hoch und eine riesige Lehmkonstruktion - sie funktioniert sehr gut. Das ist ein weiteres Beispiel für moderne Lehmbauweise von der ETH, das zeigen wir später. Man kann sehen, wie die Deckenelemente aussehen, nicht die Wandelemente. Das ist ein Versuch, das Ganze zu programmieren und vollständig automatisiert durch Roboter stampfen zu lassen. Das waren die ersten Prototypen, vor etwa 2 oder 3 Jahren. Der Arm fährt hoch und muss sich dann wieder umdrehen. Man sieht den Stampfkopf, den man zuvor in der Halle liegen gesehen hat, wie er sich umdreht und zurückfährt. Es ist immer noch nicht besonders schnell, aber immerhin schneller als wenn es von Hand gemacht wird. Der Roboter arbeitet im 24-Stunden-Betrieb und ist langfristig kosteneffizienter als die manuelle Arbeit. Er fährt jetzt ein paar Mal hin und her. Es handelt sich immer um dasselbe - einige Gebäude, um zu zeigen, wie diese Technik sich anfühlen oder besser erkennen lässt. Ein gutes Beispiel dafür ist das Wohnhaus Rauchen in Schliez, das sehr bekannst ist. Vorne ist das Bolzhaus, in dem der Eigentümer der Lehmbaufirma lebt. Er hat sein eigenes Lehmbauhaus gebaut, um der Welt zu zeigen, dass es funktioniert und dass man keine Angst davor haben muss. Hier sehen wir jetzt verschiedene Dinge. Auf der einen Seite fällt uns auf, dass Kies in unserem Stampflehm eine wichtige Rolle spielt. Es gibt verschiedene Gründe dafür. Zum einen verbessert es die Gesamtmischung des Materials, wenn einige gröbere Körner enthalten sind. Dadurch benötigen wir weniger Sand und Ton, während es gleichzeitig die Kräfte besser überträgt und zur Stabilität sowie Festigkeit beiträgt. Gegenüber einer Kies-freien Mischung erzielen wir höhere Festigkeiten. Zusätzlich spielen die horizontalen Schichten eine bedeutende Rolle. Diese Schichten, die in Abständen von etwa 40-50 Zentimetern vorkommen, sind hier aus Steinplatten gefertigt, gelegentlich auch aus gebrannten Ziegeln oder anderen benötigten Materialien. Diese Schichten dienen dazu, Erosion zu verhindern. An der Wand ist die Erde sichtbar, da sie keine glatte Oberfläche aufweist. Besonders an den Stellen, an denen der Regen auftrifft, erkennt man Auswaschungen der feineren Bestandteile. Dort ist eine größere Menge an Kies und lehmigem, tonartigem Material zu sehen. Das größte Problem besteht darin, dass das Wasser entlang der vertikalen Fassade hinabrinnen kann, wenn es auf diese Schichten trifft. Dieses schnelle Hinabrinnen des Wassers führt zur stärksten Auswaschung. Es ist nicht nur der direkte Regen, sondern auch das mit hoher Geschwindigkeit abfließende Wasser. Um dem entgegenzuwirken, dienen diese Schichten als Barrieren, um den Regen zu bremsen. Sie verhindern, dass das Wasser weiterhin senkrecht hinunterläuft. Dieses Zurückschlagen des Regens von der Kante bewirkt, dass er seitlich herabtropft und somit nicht weiter abfließt. Neben den Schichten erfüllt der Kies einen weiteren Zweck. Wenn die feineren Bestandteile durch Auswaschung oberflächlich abgetragen werden, bleibt der Kies länger an der Oberfläche zurück. Die Regentropfen treffen nicht so stark auf größere Kieselsteine, wodurch diese weniger schnell weggespült werden. Im Gegensatz dazu lässt sich Sand und Ton leichter entfernen, was Teil dieser Technik ist. Die anfangs glatten Wände werden im Laufe der Zeit rau. Dieser raue Charakter und die Bauweise verdeutlichen die Zusammenarbeit mit den Naturkräften. Detailaufnahmen zeigen die herausstehenden Schichten sowie das Auftauchen des Kieses im Laufe der Zeit. Ein ähnliches Beispiel ist die Vogelwarte in Sempach. Das Gebäude ist sehr schön geworden. Hier sind die Schichten bündig in den Kalk eingelassen, was die Herstellung vereinfacht. Wenn diese Schichten nicht vorspringen, ist der Bauprozess schneller, aber es entfallen auch die Barrieren. Auf der Wetterseite des Gebäudes kommt es zu Auswaschungen durch Regen und Wind, bis die Schichten herausstehen, wie es erforderlich ist. Danach hört die Auswaschung auf; es wird also nicht immer schlimmer. 8 Nach sorgfältiger Überlegung fehlt mir das Wissen, um eine klare Antwort zu geben. Es könnte theoretisch möglich sein, etwas an dem Substrat zu befestigen und sicherzustellen, dass es nicht zwischen den Schichten hinunterläuft. Dabei wäre jedoch die Frage, wie man es effektiv befestigen und eine gute Abdichtung gewährleisten könnte. Diese Aufgabe gestaltet sich nicht so einfach, da es wahrscheinlich nicht ausreicht, das Substrat einfach in den Lehm einzuschrauben. Momentan wird eine bündige Oberfläche bevorzugt, möglicherweise in Kauf genommen, dass das Substrat solange ausgewaschen wird, bis sich der gewünschte Effekt einstellt. Dies erlaubt einerseits den Schichten, ihre bremsende Wirkung zu entfalten und andererseits das Vorscheinen der größeren Kieselsteine. Das Erreichen einer kieselfreien Oberfläche erfordert dabei eine zusätzliche Schichtdicke von etwa 23 Zentimetern. Ob dies beabsichtigt war oder nicht, kann ich nicht mit Sicherheit sagen, aber der Effekt ist deutlich erkennbar. Zudem sind die unterschiedlichen Fassaden sehr gut sichtbar. Unser Gebäude hat deutlich dominante Wetterseiten im Vergleich zu anderen, wo die Fassaden noch glatt und attraktiv sind. An manchen Stellen, wie zum Beispiel in den Ecken, wurde die Verstärkung zusätzlich verstärkt oder es wurden zusätzliche Elemente eingesetzt, um die Ecken weiter zu stärken. Dies hat man auch bei alten Häusern beobachtet, wo Steine in den Ecken platziert wurden, um Erosionen vorzubeugen und die Stabilität des Gebäudes zu erhöhen. Das war ein Beispiel für die Stammflammentechnik, die hauptsächlich für Wände verwendet wird. Später werden wir weitere Beispiele sehen, die speziell für Wände mit Kies funktionieren und in unseren Breitengraden durchaus umsetzbar sind. Ein weiteres Beispiel sind Ziegel und Platten, die kleiner und handlicher sind. Sie sind im Grunde ungebrannte Backsteine und eine sehr traditionelle Bautechnik, die weltweit verwendet wird. In vielen Regionen wird diese Technik nicht nur von Facharbeitern, sondern auch von Laien angewendet. Man kann dies relativ gut in Eigenregie herstellen. Dazu stellt man Lehm-Mischungen her und füllt sie in Holzformen, die anschließend zum Trocknen in die Sonne gelegt werden. Dies ist vor allem in Regionen mit geringem Niederschlag kein Problem. Es handelt sich um eine etwas weiterentwickelte Technik, die jedoch immer noch viel Handarbeit erfordert, insbesondere bei größeren Formaten. Nach dem Trocknen können die Steine verbaut werden. In einem weiteren Beispiel wird die Herstellung noch stärker automatisiert. Hier kommen Förderbänder zum Einsatz, ähnlich wie bei klassischen Backsteinen. Die Trocknung findet jedoch nicht mehr in der Sonne statt, sondern entweder in Lagerhallen oder in Heißluftöfen. Diese Öfen erreichen nicht die Temperaturen, die den Stein oder Ton brennen würden, vielmehr handelt es sich um Warmluftöfen mit guter Belüftung, in denen die Regale mit Steinen getrocknet werden. Dadurch erfolgt der Prozess etwas schneller und die Steine werden kompakter als bei einer Trocknung im Freien. Diese Bauweise ist grundsätzlich sehr traditionell. In der Schweiz gibt es seit einigen Jahren einen Anbieter namens Tera Block aus Genf, von dem immer mehr positive Berichte zu hören sind. Ihre Ziegel verwenden meistens längliche Formate und werden manchmal mit etwas Zement versehen, während es auch welche ohne Zement gibt. Dies hängt vor allem damit zusammen, dass bei solchen Mauern keine Bremsschicht und kein Kies mehr vorhanden sind, da auf kleinformatige Elemente zurückgegriffen wird. Sind dies nicht Elemente, bei denen wir große Kieselsteine oder kleine formatierte Steine benötigen? Können wir die Kiesmischung, die uns eher behindert als uns hilft, ohne den Zementanteil im Außenbereich verwenden? Ohne Zement würde sie erodiert werden und wäre nicht besonders langlebig, da die Steine nicht ausreichend dick sind. Eine Stampflehmwand ist normalerweise 40-50 Zentimeter dick, daher wäre es nicht problematisch, wenn wir ein paar Zentimeter verlieren. Jedoch ist eine stabile Zementmischung unerlässlich. In unserer geografischen Lage müssen wir Anpassungen vornehmen, um solche Bautechniken im Freien umsetzen zu können. Innenräume können in der Regel ohne Zementmischung gut umgesetzt werden, solange sie trocken sind. Dennoch muss man vorsichtig sein, wenn es um Feuchträume wie Badezimmer und Duschen geht. Solange wir jedoch normale, isolierte und beheizte Innenräume haben, sind Zementstabilisierungen nicht erforderlich. Ein Beispiel für einen Innenhof zeigt eine äußere Fassade, die tatsächlich nicht exponiert ist. Es handelt sich um eine geschlossene Fassade, die zu einem Hof führt. Durch das Fehlen von Kies oder die Verwendung 9 feinerer Materialien entsteht eine steinige Optik, die weniger erdig und archaisch ist als der vorherige Lehmputz. Lehmbauplatten sind eine Zwischenlösung zwischen verschiedenen Materialien. Sie bestehen aus einer feinen Mischung mit Ton, Sand und oft Hanf- oder Jutelagen. Diese Platten können wie herkömmliche Gipsplatten im Leichtbau eingesetzt werden und ermöglichen eine einfache Befestigung an Holzpfosten oder Balken. Für den Innenraum sind sie eine Alternative zur Zementstabilisierung. Es gibt sie in verschiedenen Größen und sie lassen sich gut verwenden, um Wände und Decken zu verkleiden. Bisher haben wir zwei Lehmbautechniken gesehen, die tragend sind: Stampflehm als Tragwerk und Lehmziegel als Teil einer Wand. Die Lehmbauplatten hingegen dienen als nicht-tragende Ausfachung. Eine weitere Technik besteht aus einer dünnen Lehmmischung mit einem hohen Wasseranteil sowie Ton, Sand und Stroh. Dies ist eine traditionelle Methode, um die Rohbauten zu erstellen. Heutzutage wird sie zwar immer noch angewendet, doch sie entspricht nicht den vorgeschriebenen Dämmwerten. Daher ist eine zusätzliche Isolierung mit einer weiteren Schicht vonnöten. Trotzdem geht es in die richtige Richtung und wird oft in Denkmalschutzprojekten verwendet. Das Beispiel eines Hauses aus einem Freilichtmuseum zeigt, wie solche Bauweisen in Nordeuropa und Deutschland weit verbreitet sind. Lehm-Stroh- oder Lehm-HolzschnitzelAusfachungen sind dort üblich. Auf dem Bild ist auch zu erkennen, wie früher das Problem der Erosion gelöst wurde. Dieses Prinzip umfasst sowohl Hütten als auch Stiefel. Man erkennt auch bei älteren Gebäuden, dass wir einerseits ein großes Dach mit einem moderaten Überhang haben. Wenn wir uns zum Teil an die Schweizer Bauernhäuser erinnern, haben sie riesige Vordächer in alle Richtungen, um das Wasser von den Wänden fernzuhalten und um die Wände vor Auswaschungen und Schäden zu schützen. Ein weiteres Merkmal ist ein wasserabweisender Sockel. Wir verwenden keinen Lehm bis ganz nach unten, da dieser in der unteren Region nicht ideal ist, wenn es stark regnet oder sich Schnee ansammelt. Historische Abbildungen zur Strohlehm-Technik zeigen, dass in der Regel zuerst ein gemauerter Sockelbereich vorhanden war, bevor der gestampfte Lehm darauf aufgetragen wurde. Dieser Ansatz ist auch durch die europäischen klimatischen Bedingungen bedingt. In sehr trockenen Gegenden kann man auf diese Methode verzichten. Es gibt auch moderne Entwicklungen und Forschungsarbeiten in diesem Bereich. Eines dieser Beispiele ist der selbstverdichtende Lehm-Beton, der offiziell als "Lame Batter" bezeichnet wird. Obwohl ich mit dem Namen nicht völlig zufrieden bin, handelt es sich hierbei um eine Marketingstrategie. Der darin enthaltene Zusatz ermöglicht es, den Lehmflüssig zu machen. Durch Zugabe von Salz wird die Oberflächenspannung des Wassers reduziert, was für die Zusammenhaltung des Lehms entscheidend ist. Wenn die Oberflächenspannung im Wasser verringert wird, zerfällt der Lehm quasi und wird flüssig, sodass er in eine Schalung gegossen werden kann, ähnlich wie bei Beton. Aus bautechnischer Sicht ähnelt es tatsächlich Beton, benötigt aber eine viel längere Trocknungszeit. Es dauert mehrere Wochen, bis das Wasser verdunstet und der Lehm wieder hart wird. Dies ist derzeit ein Problem. Ein weiterer Aspekt ist, dass das Material in Bezug auf Festigkeit immer noch viel weniger belastbar ist als klassischer Beton. Obwohl die Bautechnik ähnlich ist, unterscheidet es sich hinsichtlich der statischen Eigenschaften. Aus diesem Grund ist der Name etwas problematisch. Beispielsweise wurde darüber bereits in den Medien berichtet, sowohl im "Dagi" als auch in der "NZZ". Die Idee eines nahezu CO2-neutralen Betons ist sehr attraktiv. Es wird zwar keine vollständige Alternative sein, aber insgesamt ist es eine vielversprechende Entwicklung. Ein anderes Beispiel ist ein Haus, bei dem Lehm in der Decke zur CO2-Reduzierung verwendet wird. Dies wird in den folgenden Abschnitten weiter erläutert. Es handelt sich um ein klassisches Holztragwerk mit Balkendecke und Stützen. Zwischen den Holzbalken wurden leichtere Lehmgewölbe eingefügt. Vorher wurde dies mit einem Roboter getestet, indem das Material gestampft und anschließend umgedreht wurde, um es einzubringen. Warum machen wir das? Bei reinen Holzkonstruktionen besteht das Problem der Schallübertragung. Geräusche von Nachbarn sind viel stärker zu hören als bei Massivbauten. Jeder, der in einer Altbauwohnung lebt, kennt das Problem, dass man die Nachbarn von oben gut hört. Um Schall zu dämpfen, ist es notwendig, Masse und Gewicht einzusetzen. Da Holz sehr leicht ist, reicht dies nicht aus. Hier kommt der Lehm ins Spiel. Er bietet einerseits Brandschutz 10 für die darüberliegenden Holzplatten und verhindert andererseits eine Überhitzung des Gebäudes, indem er die Wärme ableitet, die durch die Fenster eindringt. Holz hat eine begrenzte Wärmespeicherfähigkeit, während Stein Wärme ausgezeichnet speichert. Dies ist beispielsweise an einem Haus mit dicken Steinmauern erkennbar, das im Sommer angenehm kühl bleibt. Im Vergleich dazu kann Holz die Wärme nicht effizient speichern, was dazu führt, dass es in einer provisorischen Umkleidekabine neben einem Sportplatz unangenehm heiß wird. Aus diesem Grund sind mineralische Baumaterialien erforderlich, die eine gute Wärmespeicherung ermöglichen. Ein aktuelles Bauprojekt, das derzeit realisiert wird, ist ein Bürogebäude, bei dem oben an der Decke Erde und Holz als Gestaltungselemente verwendet werden. Es ist ein anschauliches Beispiel für die angewandte Konstruktion. Ein anderes Beispiel ist ein laufendes Projekt, bei dem untersucht wird, ob Lehm als tragende Konstruktion für Deckengewölbe in Gebäuden verwendet werden kann. Dies geht über den bisherigen Einsatz von Lehm hinaus, bei dem er hauptsächlich für Brandschutz, Schallschutz und thermische Masse verwendet wird. Hier besteht die Herausforderung darin, Lehm als tragendes Element einzusetzen, da eine Spannweite von etwa dreieinhalb Metern zwischen den Balken besteht. Eine beträchtliche Höhe wird für diese Konstruktion benötigt, einschließlich einer horizontalen Schicht von etwa 54 Zentimetern und zusätzlich 25 bis 30 Zentimeter Lehm. Somit ergibt sich eine Dicke von etwa 85 Zentimetern. Darüber hinaus muss der gesamte Bodenaufbau berücksichtigt werden. Das endgültige Deckenpaket wird voraussichtlich eine Dicke von 90 bis 100 Zentimetern haben. Bei dem Projekt handelt es sich um ein Besucherzentrum im Schloss Charlottenburg in Berlin. Dieses Gebäude hat zwei Etagen mit relativ hohen Decken, was bei Bürogebäuden, die vermietet werden und eine bestimmte Gebäudehöhe aufweisen, kein Problem darstellt. In solchen Fällen wird jedoch ein Meter pro Decke benötigt, im Vergleich zu den üblichen 40 bis 50 Zentimetern. Dies bedeutet, dass bei jeder vierten Etage erheblicher Raum verloren geht. In Bezug auf Vor- und Nachteile der Lehmbauweise gibt es mehrere Gründe, warum darüber diskutiert wird. Es ist ein Bereich, der noch immer eine absolute Nische darstellt und in dem es viele einzigartige Aspekte gibt. Die Zusammensetzung von Lehmbaustoffen variiert jedes Mal, da es sich nicht um ein standardisiertes Industrieprodukt handelt. Die Mischung besteht aus Erde, Ton, Sand und Kies, die jedes Mal individuell gemischt und getestet werden müssen. Zudem erfordert Lehmbau immer noch einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, wie beispielsweise das manuelle Stapeln von decken Abschnitten und das Errichten von Holzträgern und kleinen Gewölben. In Bezug auf die Kosten liegt die Lehmbauweise nahe an einer Standardkonstruktion, jedoch nicht identisch. Der Preisunterschied beträgt in etwa 15-20%, was bedeutet, dass eine Lehmbau-Decke teurer ist als eine herkömmliche Decke. Obwohl es eine gewisse Industrialisierung gibt und teilweise Roboter in großen Hallen vorgefertigte Bauteile herstellen und zur Baustelle transportieren, sind die Kosten für Lehmbau immer noch etwa doppelt so hoch wie für konventionelle Bauweisen. Aus wirtschaftlicher Sicht ist dies eine Hürde, die noch überwunden werden muss. Die Tragfähigkeit ist deutlich niedriger als bei Beton, was bedeutet, dass dickere Wände benötigt werden. Jedoch reicht dies nicht aus, um eine angemessene Isolierung zu gewährleisten. Daher muss trotzdem gedämmt werden. Die Wandstärke kann variieren, ob es sich um 40, 50 oder sogar 70 Zentimeter handelt. In jedem Fall bleibt die Parzelle gleich groß, sodass die Innenräume entsprechend kleiner werden. Die Erosion kann kontrolliert werden, erfordert jedoch besondere Vorsicht in Bereichen mit Überschwemmungs- oder Hangrutschrisiken. In solchen Fällen sollte von dieser Methode abgesehen werden. Ein Lehmbauer in Österreich hat betont, dass das Gebäude bei zu viel Wasser schnell weg sein kann. Um es abzubrechen, wird einfach ein Feuerwehrschlauch verwendet. Daher gestaltet sich die Bewältigung der Erosion bei alltäglichen Situationen wie Rutschungen oder Hochwasser Szenarien eher schwierig. Die Vorteile dieser Bauweise sind weitreichend. Die Verfügbarkeit von Lehm ist in der Schweiz sehr hoch, sodass er leicht zu finden ist. Ein überzeugendes Argument besteht darin, dass der ausgehobene Boden zur Konstruktion des Hauses verwendet wird. Dies wurde erfolgreich bei einem Bürogebäude realisiert, bei dem Lehmgewölbe in Holzträgern 11 verwendet wurden. Jedoch müssen Mischungen gründlich getestet und geprüft werden, um sicherzustellen, dass die richtige Kombination der Materialien erreicht wird. Der Hauptgrund für die derzeitige Wiederbelebung dieser Bauweise liegt in ihrer beinahe unschlagbaren CO2-Bilanz. Lehm besteht im Wesentlichen aus natürlicher Erde, wodurch bei der Verwendung von Lehmbaustoffen so gut wie keine CO2-Emissionen entstehen. Solange kein Zement hinzugefügt wird, kann Lehm auch sehr gut recycelt werden. Ein weiterer Vorteil von Lehm besteht darin, dass er ein angenehmes Raumklima schafft. Er reguliert die Feuchtigkeit, da er als nicht gebrannter Baustoff atmungsaktiv ist und eine hohe Luftdurchlässigkeit aufweist. Er nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf, wenn der Raum zu feucht ist, und gibt sie ab, wenn der Raum zu trocken wird. Dieses Erscheinungsbild lässt sich quantitativ schwer erfassen, jedoch wird häufig festgestellt, dass Räume mit Lehmbaustoffen angenehmer riechen als Räume mit harten, gebrannten Oberflächenmaterialien. Zusammenfassend handelt es sich um eine Bauweise, mit der Sie während Ihres Studiums wahrscheinlich noch öfter in Kontakt kommen werden. Je nach Ihrem Abschluss wird dies möglicherweise bereits zum Standard. In der nächsten Woche werden wir uns mit Ziegeln und Mauerwerk befassen. Ich wünsche Ihnen einen schönen Nachmittag und bis bald. 12