Atmende Wände und Fachwerk mit Kieselalgenstruktur

Zukunft des Bauens beginnt in Bremerhaven

Aufwändige Einzellösungen für Lüftungssysteme, Wärmedämmung, natürliches Licht – was heute noch zukunftsweisend in der Architektur und Bauwirtschaft ist, könnte morgen schon Schnee von gestern sein. Mit dem BEA-Projekt startet in Bremerhaven ein Forschungsvorhaben, das den Hausbau und die Gebäudetechnik revolutionieren soll.

„Wir nehmen das Vorbild der Natur und übertragen die ausgefeilten Konstruktionen von Meeresorganismen in die technische Welt“, erklärt Dr. Christian Hamm, Projektleiter und am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) verantwortlich für den Bereich Bionischer Leichtbau. „Das kann zum Beispiel die extrem stabile Struktur der winzigen Kieselalge sein, die unglaubliche Belastungen aushält – eben übertragen auf einen größeren Rahmen.“

Neues Forschungsprojekt BEA

Die Erkenntnisse der AWI-Forscher zur Leichtbauweise in der Natur kommen jetzt im Projekt „Bremerhavener Experimentalhaus für eine bioinspirierte, klima- und menschenfreundliche, ressourceneffiziente Architektur“ zu Anwendung, kurz BEA. Aufgeteilt ist das zunächst zweijährige Forschungs- und Entwicklungsvorhaben in fünf verschiedene Phasen. Neben dem Aufbau eines Standortes zur praktischen Anwendung der entwickelten Baumaterialien, geht es vor allem auch um die Entwicklung der zukunftsweisenden und nachhaltigen Gebäude-Elemente.

„Beim Hausbau werden aktuell noch viele Dinge eingesetzt, die zwar von der Grundidee her gut, aber gleichzeitig aufwändig sind und immer noch viel Energie kosten – wie zum Beispiel Be- und Entlüftungsanlagen in Gebäuden – trotz Wärmetauscher“, sagt Christian Hamm. „Wir hingegen wollen Wände konstruieren, die wirklich atmen“. Möglich machen soll das eine Membran-Konstruktion, die zwar Feuchtigkeit aus dem Gebäude hinauslässt, aber nicht von außen in das Haus hinein. „Das kann man sich vorstellen wie atmungsaktive Sportbekleidung“, so Hamm. Auch der Luftaustausch werde dann über die neuartige Technologie gewährleistet.

Fachwerk als Vorbild

Gleichzeitig greifen die AWI-Forscher auf traditionelle Bauweisen und bereits vorhandene Erfahrungen zurück: das Fachwerk. Allerdings wird das Ständerbauwerk der Zukunft nicht mehr aus dem Eichenwald kommen, sondern gedanklich aus dem Meer. „Die durchbrochenen Strukturen von Silikat-Schwämmen oder auch Kieselalgen ermöglicht eine extrem Leichtbauweise, die mit entsprechendem Material aufgefüllt werden kann“, erzählt Christian Hamm. Tatsächlich ist von klassischem Lehm als Naturmaterial die Rede – allerdings in der HighTech-Version. „Es gibt zum Beispiel ein natürliches Vorkommen in Dänemark, wo eine Mischung aus Lehm und porösen Silikatschalen eine Art Wärmedämmlehm ergibt “.

Ziel des BEA-Projektes ist, ressourcenschonend mit nachwachsenden und natürlichen Werkstoffe zu bauen und vor allem auch die CO₂-Emissionen zu senken. Der Baubereich verursacht aktuell weltweit jährlich rund 11 Prozent des CO₂-Ausstoßes – unter anderem durch die energieintensive Produktion von Beton.

Produktion im 3D-Druck und Gussverfahren

Produziert werden sollen die Prototypen der zukunftsweisenden Bauelemente per 3D-Druck und in Gussverfahren. „Auch hier nehmen wir natürlich möglichst nachhaltige Materialien“, so Hamm. Um die entwickelten Elemente unter realen Bedingungen testen zu können, wird extra ein passender Standort aufgebaut. „Geplant sind u.a. mehrere 20-Fuß-Container, die zentral im Bremerhavener Fischereihafen stehen. Auch sollen Teststrukturen in anderen Stadtteilen wie z.B. im Goethequartier installiert werden. Hier werden die neuen Wand- und Strukturelemente eingebaut und gleichzeitig stehen die Container als Arbeitsorte zur Verfügung“, sagt Christian Hamm. Ein Austausch mit den Nutzern ist ausdrücklich gewünscht. Eine Besonderheit von BEA ist es, dass Forschung, Baumaßnahmen und Nutzung kombiniert werden, ergänzt Hamm.

So könnten auch beispielsweise Start-Ups einen Platz finden, die sich zukünftig im Green Economy Gewerbegebiet auf der Luneplate in Bremerhaven ansiedeln wollen. „Die Interessenslagen sind auf derselben Linie. Es geht um die nachhaltige und umweltfreundliche Zukunft von Gebäudekonstruktion, Produktionsbetrieben und damit auch Arbeitsplätzen“, sagt Nils Schnorrenberger, Geschäftsführer der BIS-Wirtschaftsförderung Bremerhaven, die das Vorhaben maßgeblich begleitet.

FBG und Stäwog als Partner

Finanziert wird das zweijährige BEA-Projekt über eine Förderung aus REACT-EU-Mitteln im Rahmen der Ausschreibung Green Mobility, Klima- und Ressourcenschutz durch die BIS Wirtschaftsförderung Bremerhaven. Die Kosten belaufen sich auf rund 740.000 Euro. Als Partner vor Ort unterstützen die Fischereihafen-Betriebsgesellschaft (FBG) und die Städtische Wohnungsgesellschaft Bremerhaven (Stäwog) das Forschungsvorhaben.