Neue Materialien in tradierten Prozessen
Interview
Wie lässt sich der Einsatz von Lehm im Bauwesen über einzelne Pionierprojekte hinausdenken? Zwischen Materialeigenschaften, Konstruktionsprinzipien, Vorfertigung und industrieller Produktion stellt sich die Frage, welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit Lehmbau im grösseren Massstab funktioniert.
Die Hitzewelle dieses Sommers hat vielen vor Augen geführt, dass bei der Eindämmung des Klimawandels und der Anpassung an seine Folgen in Europa noch Handlungsbedarf besteht. Inwiefern kann Lehm dazu beitragen?
Christof Ziegert: Zunächst einmal bewirkt er, dass bei dem, was wir bauen, weniger CO₂ freigesetzt wird, denn sein Fussabdruck ist wesentlich geringer als der von anderen Baustoffen. Er liegt bei 6 % und – je nachdem, wie getrocknet wird – bei 30 bis 35 % des Fussabdruck sogenannter konventioneller Baustoffe.
Hinzu kommen seine guten raumklimatischen Eigenschaften. An heissen Tagen vermissen wir die hygrische und thermische Stabilität in Gebäuden, vor allem im Holzbau. Dort können wir mit Lehmbaustoffen Masse reinbringen. Es wäre auch möglich, diese Masse mit anderen Baustoffen einzubringen, wie zum Beispiel Kalksandstein etc. Aber bei Lehm kommt zur thermischen Trägheit eine besonders gute hygrische Stabilität hinzu: Sein Luftfeuchtesorptionsvermögen ist etwa fünfmal höher als das von Gipsbaustoffen und dreieinhalbmal höher als das von Kalkzementbaustoffen.
Ein Grund für den zögerlichen Einsatz von Lehm sind Vorurteile und fehlendes Wissen über seine Eigenschaften. Wie bewährt sich Lehm als Feuchtepuffer – etwa auch bei öffentlichen Bauvorhaben mit erhöhten Anforderungen an das Raumklima?
Die deutsche Lüftungsnorm nennt im Wesentlichen drei Gründe, warum wir in Gebäuden lüften müssen. Der erste ist die Abfuhr von Schadstoffen, der zweite die Versorgung mit Frischluft und der dritte die Abfuhr von Feuchtigkeit. Bezüglich Feuchtigkeit und Schadstoffen haben Lehmbaustoffe ein Alleinstellungsmerkmal. Bei bestimmten Schadstoffgruppen besteht eine erhöhte Absorptionsrate, da diese mit der Absorption von Feuchte einhergeht.
Das zweite Argument ist die Feuchtigkeitsregulierung. Duschen, Kochen, Wäschetrocknen, Lüften und das Wetter beeinflussen die Luftfeuchtigkeit im Raum. Je stärker die Innenoberflächen das abpuffern, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass die hygrischen Innenraumbedingungen auf einem gesunden Niveau liegen. Lehmbaustoffe helfen dabei, dieses schmale Komfortband zwischen 40 und 60 % relativer Luftfeuchte einzuhalten.
... und das dritte Argument?
Das ist das Einzige, das für die Lüftung noch zählt, nämlich, dass wir frische Luft benötigen. Mit Lehmbaustoffen können wir je nach Nutzungsintensität eines Raums die Luftwechselraten heruntersetzen. Beispielsweise kann ich Wohnräume mit einer Luftwechselrate von 0.5 statt mit 2, 3 oder 5 planen und damit die Lüftungswärmeverluste erheblich reduzieren. Bei der geplanten Sanierung des Gropiusbaus in Berlin haben die Simulationen der TU Dresden ergeben, dass man durch den Einsatz von Lehmputz viel Technik spart und damit auch Kosten reduziert.
Christof Ziegert ist gelernter Maurer und Bauingenieur. Er gründete 2003 das Büro «ZRS Architekten Ingenieure» mit. Zudem ist er Berater und Sachverständiger für Schäden im Lehmbau, Obmann des Normenausschusses «Lehmbau» bei DIN, Expert Member der ICOMOS-Arbeitsgruppe ISCEAH (International Scientific Committee on Earthen Architectural Heritage) sowie Honorarprofessor für Lehmbau an der FH Potsdam. An der Bauhaus-Universität Weimar ist er wissenschaftlicher Leiter des Zertifikatsstudiums Lehmbau. Er hält regelmässig Vorträge bei der IG Lehm und unterrichtet Lehmbau im Studiengang Regenerative Materials an der ETH Zürich.
Inwiefern hat sich die Wasserlöslichkeit von Lehm von einem Nachteil in einen Vorteil verwandelt?
Diesbezüglich hat ein spannender Wandel stattgefunden. Die klassische Industrie hielt Lehm wegen seiner Wasserlöslichkeit lange für zu riskant. Dabei gibt es einfache konstruktive Massnahmen, um ein Gebäude vor Wasser zu schützen – mit Verkleidung oder Verputz vor der Dämmung, mit einer Sockelzone aus wasserfestem Material etc.
Umso interessanter ist, dass unter anderem die Ziegelindustrie erkannt hat, dass das Rezyklieren ihrer Produkte, zum Beispiel von Hochlochziegeln, nur möglich ist, wenn eine wasserlösliche Verklebung genutzt wird. Versucht man, eine Mauer mit den bisher verwendeten, zementgebundenen Klebern rückzubauen, reisst man den Stein auseinander und er wird zum mineralischen Abfall. Eine mit Lehm vermörtelte Ziegelwand lässt sich dagegen später befeuchten, sodass die Ziegel unbeschädigt zurückgebaut, gewaschen und wiederverwendet werden können. Eine erste Firma hat dafür in Deutschland bereits das allgemeine bauliche Prüfzeugnis erhalten.
«[...] nun können mit tragenden Lehmsteinen in Deutschland bis zu sechs Geschosse erstellt werden.»
Lehmsteinwände sind vergleichsweise dick. Ist das für Planer und Investorinnen ein Problem?
Aus Sicht der Tragwerksplanung haben wir mit Lehmsteinwänden eine etwas geringere Mauerwerksdruckfestigkeit. Und das führt zu geringfügig dickeren Wänden.
Im Kalksteinbau beispielsweise erhalten wir bei einem viergeschossigen Gebäude 11.5 cm Wandstärken. Und im Lehmbau benötigt man 17.5 cm. Das spielt für viele Investorinnen eine grosse Rolle, denn da zählt jeder Quadratzentimeter Wohnfläche.
Aber Wände müssen ja nicht nur tragen, sondern auch gegen Brand und Schall schützen. Wenn wir dies einbeziehen, erhalten wir bei einer Wohnungstrennwand sowohl bei Kalksandsteinen als auch bei schweren Schallschutzziegeln sowie beim Lehmstein Querschnitte von 24 cm. Damit spielen Schall- und Brandschutz bei den Wandstärken eine grössere Rolle als die reine Tragfunktion. Und da ist Lehm genauso leistungsfähig wie andere Baustoffe.
Was sind die Vor- und Nachteile von Holzbauten mit Lehmsteinausfachungen?
Der wesentliche Vorteil von schweren Ausfachungen der Innenwände eines Holzbaus mit Lehmsteinen liegt im Bauprozess. Man bringt die Lehmbaustoffe ein, wenn die Hülle schon geschlossen ist. Die schwere Ausfachung mit Lehmbaustoffen kommt jedoch zwischen drei und vier Geschossen an ihre Grenzen. Denn je nachdem, wie das dimensioniert wird, muss das Holztragwerk die grosse Eigenlast der Lehmbaustoffe abtragen. Bis zu drei Geschossen ist das mit vernünftigen Holzquerschnitten machbar.
Allerdings erhält man durch diese schweren Ausfachungen die thermische Trägheit eines Massivbaus und hat damit viel mehr Trägheit als ein mit Lehm- oder Gipskartonplatten beplankter Holzbau.
Beim Bürogebäude der Abfallverwertungsanlage Augsburg entschieden Sie sich für tragende Lehmsteine ...
Die schweren Lehmsteine, die als Ausfachungen eines Holzrahmens vermauert werden, können auch tragen. Daher ist ein Holztragwerk eigentlich gar nicht notwendig und um den Witterungsschutz in der Bauphase kann man sich auch anders kümmern, zum Beispiel, indem man zuerst die Einhausung errichtet und dann darin das Haus baut.
Im tragenden Lehmsteinbau können wir in Deutschland nach Norm, der DIN 18940, viergeschossige Gebäude errichten. Im Oktober dieses Jahrs hat ein Hersteller sogar die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für die Gebäudeklasse 5 erhalten. Das heisst, nun können mit tragenden Lehmsteinen in Deutschland bis zu sechs Geschosse erstellt werden.
Ein weiterer Vorteil des massiven Lehmsteinbaus ist, dass die Anschlussproblematik zwischen Holzstütze und Lehm wegfällt. Denn bei der Kombination von Holz und Lehm muss man einerseits das Schwinden dieser grossen Holzquerschnitte überbrücken und andererseits für Luftdichtigkeit sorgen.
Könnte die Vorfertigung von Stampflehmwänden einen Effizienzschub bringen?
Es gibt einige Firmen im deutschsprachigen Raum, die mittels Robotern Vorfertigung im Stampflehmbau betreiben. Das hat allerdings noch nicht zu einer deutlichen Preissenkung der Bauteile geführt, da der Aufwand für die Transportsicherung und die Retusche der Fugen erheblich ist.
Der wesentliche Vorteil ist, dass man diese hochpräzisen Bauteile unter geregelten Bedingungen im Werk herstellen kann und die Lieferung zur Baustelle just in time erfolgt. So müssen die anderen Gewerke nicht auf den Stampflehmbau warten.
«Der Einsatz von Lehmbaustoffen ist dort am einfachsten, wo die verarbeitenden Firmen ohne grosse Umstellung [...] innerhalb einer Produktgruppe wechseln können.»
Wo muss man ansetzen, um Lehm im Bauwesen stärker zu etablieren – bei den Konstruktionen, Produkten oder Prozessen?
Der Einsatz von Lehmbaustoffen ist dort am einfachsten, wo die verarbeitenden Firmen ohne grosse Umstellung und ohne den Einsatz neuer Maschinen innerhalb einer Produktgruppe wechseln können. Zum Beispiel statt Kalkputz Lehmputz zu verwenden: In einem Zweitagesseminar kann eine Firma ihre Mitarbeitenden relativ einfach schulen. Statt Gipskartonplatten Lehmplatten an die Wand zu schrauben, ist ebenfalls ein smarter Umstieg und statt Ziegel- und Kalksandsteinen Lehmsteine zu vermauern, ist von der Technik her auch nicht anders. In der Praxis zeigt sich, dass wir auf diesen Feldern am schnellsten in die Skalierung kommen, wohingegen bei anderen Techniken, wie zum Beispiel dem Stampflehmbau, eine spezielle Ausrüstung notwendig ist, die man erst einmal anschaffen muss. Bei einer solchen Investition muss man sicher sein, dass man in diesem Geschäftsfeld dauerhaft tätig sein möchte.
Aber auch der Stampflehmbau hat Vorteile. Zum Beispiel lässt er sich gut vor Ort mit Lehm aus der Baugrube herstellen. Und zumindest der Wille zur Verwendung von lokal vorhandenem Lehm ist gemäss meiner Einschätzung gestiegen. Das hängt auch mit Kosten zusammen, denn die Deponierungskosten steigen. Baugrubenaushub auf dem Gelände, im Landschaftsbau oder als Massenbaustoff im Gebäude einzusetzen, liegt nahe. Besonders einfach lässt er sich als Lehmschüttung in der Decke verwenden, weil es dabei keine Anforderungen an die Baustoffzusammensetzung gibt.
Sie stehen in engem Kontakt mit Schweizer Lehmexpertinnen und -experten. Wie hat sich diese Zusammenarbeit entwickelt?
Zwischen den Lehmfachpersonen, die in der IG Lehm Schweiz organisiert sind, und dem deutschen Dachverband Lehm gibt es einen jahrzehntelangen Austausch. Er entstand zu einer Zeit, als die Schweiz bei den Regelwerken für den Lehmbau führend war. 1994 erschien die Dokumentation SIA D 0111, die leider nicht weitergeführt worden ist und die wir in freundlicher Zusammenarbeit mit den Schweizer Kollegen als Grundlage für unser erstes Regelwerk, die «Lehmbau Regeln», nutzten. Inzwischen haben wir eine komplette Normenreihe zu Lehmbaustoffen und Lehmbauweisen. Dieses Wissen kommt nun wieder zurück in die Schweiz.
Zudem freue ich mich, dass es in der Schweiz jetzt auch gross angelegte Forschungsvorhaben im Bereich des Lehmbaus gibt, wie zum Beispiel «Think Earth». Das ist ein umfangreiches Projekt, welches sich sowohl mit den Grundlagen der Materialien Lehm und Holz als auch mit neuen Rezepturen, Konstruktionen, Normen und der Implementierung in den Markt beschäftigt.
