Innovationen beim Hausbau

26. Februar

Wir alle wollen wohnen. Doch unsere Behausungen sind alles andere als umweltfreundlich. 50 Prozent der produzierten Energie und abgebauten Ressourcen weltweit werden für den Bau und den Betrieb von Gebäuden verwendet. 40 Prozent der globalen CO2-Emissionen und etwa 50 Prozent des Abfalls fallen auf die Bauindustrie zurück. Forschende tüfteln daher an innovativen Materialien, um den Hausbau klimafreundlicher zu machen. Wir stellen vier interessante Ansätze vor.

Drucken statt bauen: Mit dem 3D-Drucker können Häuser schneller und potenziell auch günstiger gebaut werden als auf konventionellem Wege. Erste Gebäude aus dem Drucker wurden bereits in Deutschland eingeweiht, darunter ein Rechenzentrum in Heidelberg. Doch noch steht die Technologie am Anfang und nutzt als Baumaterial herkömmlichen Beton. Bindemittel für Beton ist Zement – und der ist für rund acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich.

Forschende in den USA haben eine klimafreundliche Alternative entwickelt. Während im üblichen Beton für den 3D-Druck 30 bis 60 Prozent klimaschädlicher Zement stecken, besteht der neue Baustoff zu 70 bis 80 Prozent aus biobasiertem Material, so das Team der Oregon State University. Hauptbestandteil ist Lehm, der mit Hanffasern, Sand und Pflanzenkohle versetzt wurde.

Die Materialien könnten vor Ort gewonnen werden, was die Klimabilanz weiter verbessere. Und wo Beton auf Zementbasis 28 Tage zum Aushärten benötige, sei die lehmbasierte Alternative bereits nach drei Tagen fest und tragfähig. Daher könne sie nach Erdbeben und anderen Naturkatastrophen schnell neue Unterkünfte schaffen. Und generell dabei helfen, den Behausungsbedarf der wachsenden Weltbevölkerung zu decken. Bis es so weit ist, muss das neue Material aber noch gründlich getestet und auch die Kosten gegenüber konventionellem Beton weiter gesenkt werden.

Alternative bereits nach drei Tagen fest und tragfähig. Daher könne sie nach Erdbeben und anderen Naturkatastrophen schnell neue Unterkünfte schaffen. Und generell dabei helfen, den Behausungsbedarf der wachsenden Weltbevölkerung zu decken. Bis es so weit ist, muss das neue Material aber noch gründlich getestet und auch die Kosten gegenüber konventionellem Beton weiter gesenkt werden.

Während Hanf beim nachhaltigen Betonersatz der US-Forschenden ein Material unter anderen ist, setzt man andernorts hauptsächlich auf die traditionsreiche und multifunktionale Naturfaser. Unternehmen in Deutschland, Frankreich und Südtirol stellen Dämmplatten und Steine aus der Pflanze her. Letztere bestehen aus einer Mischung aus Hanffasern und Kalk und werden in einem Holzfachwerk- oder einem Stahlbetonskelett verbaut.

Hanfsteine wie -platten bieten eine ganze Reihe von Vorteilen. Angefangen bei ihrer sehr guten Wärmedämmung: Sie halten im Winter die Wärme drinnen und im Sommer die Hitze draußen. Außerdem sind sie schalldämpfend, schimmelresistent, feuerbeständig und feuchtigkeitsregulierend. Ähnlich wie Lehm sorgen sie also für ein gesundes Raumklima. Positiv für das globale Klima: Die anspruchslosen und schnell wachsenden Hanfpflanzen kommen auf eine negative CO2-Bilanz. Das heißt, sie binden mehr Kohlendioxid als bei Anbau und Herstellung freigesetzt wird. Und während konventionelle Dämmstoffe wie Styropor oder Mineralwolle bei einem Abriss oder Umbau teils als Sondermüll entsorgt werden müssen, lassen sich die Hanfsteine problemlos kompostieren oder zu Rohstoff für neue Steine zerkleinern.

Zwar sind die Baukosten für ein Hanfhaus momentan noch rund zehn Prozent höher als für ein konventionelles aus Beton. Über seine gesamte Lebensdauer soll es diesen Kostennachteil aber wieder wettmachen. In Südafrika wurde bereits ein Hochhaus aus Hanf hochgezogen. Auch in Kanada, der Schweiz und in Frankreich wird mit der wiederentdeckten Naturfaser gebaut. Unsere französischen Nachbarn sind die größten Nutzhanfproduzenten in der EU – mit deutlichem Abstand vor Deutschland und den Niederlanden. Hierzulande stehen Hanfhäuser beispielsweise auf Rügen und an der Schwäbischen Alb. Gebaut wurden sie von Henrik Pauly, der sich als Deutschlands erster Hanfingenieur einen Namen gemacht hat.

Häuser halten gewöhnlich mehrere Menschenleben. Das gilt aber längst nicht für alle ihre Bestandteile, insbesondere im Innenraum: Holzverschalungen, Gipswände, Böden, Rohre oder Leitungen müssen über die Lebensdauer des Gebäudes hinweg immer wieder ausgetauscht werden. Das braucht Zeit, Energie und Ressourcen. Und da es sich dabei meist um Verbundstoffe handelt, lassen sie sich oft auch nur schlecht recyceln. Doch was wäre, wenn sich kurzlebige Strukturen mit langlebigen Stützwänden verbinden und bei Bedarf problemlos wieder lösen und austauschen ließen – wie mit einem Klettverschluss? Genau an dieser Idee tüftelt ein Team der TU Graz im Projekt ReCon. „Das zentrale Prinzip von ReCon ist die Rückbaubarkeit von Gebäuden durch klar definierte, trennbare Schnittstellen“, sagt Projektleiter Matthias Lang-Raudaschl vom Institut für Architekturtechnologie. „Dadurch lassen sich viel Bauschutt und Materialverbrauch verhindern.“

Das Klettbetonsystem, das die Forschenden entwickelt haben, funktioniert wie die kleinen Verschlüsse, die unsere Schuhe, Rucksäcke oder Jackenärmel zusammenhalten – nur in größerer Dimension. An den Enden der langlebigen Bauteile sitzen pilzkopfförmige Strukturen. In diese können elastische Schlaufenelemente der kurzlebigen Strukturen eingehakt und bei Bedarf wieder ausgehakt werden. Erste Tests im Labor verliefen vielversprechend: Alle im Projekt entwickelten Klettelemente zeigten demnach eine Haftzugfestigkeit, die mit industriellen Produkten vergleichbar ist. Bis wir Decken und Wände tatsächlich an- und abkletten können, wird es aber wohl noch eine Weile dauern. Zunächst müssen Methoden entwickelt werden, um die nachhaltigen Verschlüsse für Gebäudeteile in industriellem Maßstab zu fertigen.

Das Start-up TRIQBRIQ ist hier schon einige Schritte weiter. Mit ihren klimafreundlichen und kreislauffähigen Holzbausteinen haben die Tübinger diverse Nachhaltigkeitspreise gewonnen und es bis in die „Sendung mit der Maus" geschafft. Die Module hören auf den Namen Briqs und erinnern an hölzerne Lego-Bausteine im XXL-Format. Gefertigt werden sie aus Holz, das bei Abrissen oder Renovierungen anfällt. Auch sogenanntes Schwach- und Schadholz wird für die Herstellung verwendet. Ersteres heißt so, weil es zu schwach um die Baumbrust ist und sich deshalb nicht für Möbel oder Ähnliches eignet.

Letzterem haben Schädlinge wie der Borkenkäfer den Garaus gemacht, was in Zeiten des Klimawandels immer mehr Fichten in unseren Breiten trifft. Wurden diese Hölzer bislang zumeist verbrannt, können sie für die Briqs ohne Qualitätseinbußen genutzt und das in ihnen gebundene CO2 so dauerhaft gespeichert werden. Verarbeitet wird das Holz in regionalen Sägewerken, was den CO2-Fußabdruck der Module weiter verkleinert.

Auf der Baustelle werden die Briqs dann wie Legosteine zusammengesteckt und mit Holzdübeln verriegelt. Weil das erheblich schneller geht, also weniger Arbeitszeit kostet, als eine Mauer aus Stein oder Beton hochzuziehen, soll das Prinzip preislich mit der konventionellen Bauweise mithalten können. Und weil die Briqs ohne jeden Kleber auskommen, können sie bei einem Umbau oder Abriss einfach wiederverwendet oder in ihre Bestandteile zerlegt werden.

Mehrere Einfamilienhäuser wurden mit den Kreislaufbausteinen bereits errichtet, aber auch ein dreigeschossiges Apartmenthaus in Tübingen, in dem obdachlose Menschen eine Wohnung finden. In Braunschweig kann man seit Mai 2025 im weltersten Supermarkt in Holzbausteinweise seine Einkäufe erledigen. Im Berliner Bezirk Spandau wird aktuell noch gebaut. Hier entsteht ein temporäres Stadtteilzentrum aus den nachhaltigen Bausteinen. Die Eröffnung ist für Ende März geplant.