Bau- und Wandelementbeschreibung

BAUEN
MIT
HARKUN
INNOVATIVES HOLZFACHWERK
Benno Hartmann-Walk - Studie 2015:
Innovative Wandelemente in HarKun-Holzfachwerkbauweise
HarKun - Wohnhaus im Garten
Information für Freunde des Bauens mit Naturmaterialien
am Beispiel eines Musterhauses, erbaut von
Benno Hartmann-Walk
Abb. 1: HarKun - Musterhaus: Frontansicht der Südseite mit Veranda
HarKun Baubiologie / Benno Hartmann-Walk e.K.
Verkauf von ökologischen Baustoffen, Naturfarben, Tapeten, Parkett, Kork,
Linoleum, Teppichboden und aller Lehmbaustoffen, sowie Ausführung sämtlicher
Verlege- u. Malerarbeiten. Werkzeug und Maschinenverleih für Heimwerker.
Baubiologische Beratung für Architekten, angehende Bauherren und interessierte Handwerker. Seminare zum ökologischen Bauen mit Naturmaterialien
48231 Warendorf - Münsterstr. 59 / [email protected] / mobil: 0160-9222 0969
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Benno Hartmann-Walk - Studie 2015:
Innovative Wandelemente in HarKun-Holzfachwerkbauweise
Vorgeschichte:
Das auf dem Titelblatt abgebildete Gebäude ist 2014 in einer innovativen
Holzfachwerkbauweise geplant und frei gestaltet worden. Die praktische Umsetzung entstand
im gleichen Jahr in einer münsterländischen Ortschaft, Es demonstriert als eine Art
Referenzobjekt / Musterhaus eine Nutzung als Wohngebäude in einem Garten.
HarKun-Wandelemente / Baubeschreibung:
Gebäude mit Wandelementen aus Konstruktionsvollholz (Kvh 40/60mm)
Acht Wandelemente stehen auf einem Fundament aus vier 30 cm starken Holzelementen, die
unterlüftet sind. Statt Plattenmaterialien sind diagonale Versteifungen in das Fachwerk
eingebaut. Die 24 cm tiefen Hohlräume der Elemente sind wie die Fundamentelemente mit
Holzleichtlehm 300 kg/cbm verfüllt. In die Holzrahmen der Wanddurchbrechungen sind vier
gebrauchte 60 Jahre alte Kiefernfenster mit Einfachverglasung montiert. Das Gebäude ist über
eine Veranda durch eine zweiflügelige Werkstatttür zu betreten. Es besteht aus einem Raum
mit ca. 40 m² Grundfläche.
HarKun-Wandelemente / Ausführung Dach
Das gewölbte Dach ist aus vier Holzelementen zusammengesetzt, die durch einen Ringanker
mit den Außenwänden verbunden sind. Es ist erstellt mittels eines Geflechtes aus gekämmten
Kvh 40/60 Hölzern im 30 x 30 cm Raster (vgl. Abb. 2 + 3). Eine kreuzweise verschraubte
Dachschalung aus Glattkantbrettern 18/95 mm gibt der Dachkonstruktion die nötige Festigkeit.
Eine zweite unterlüftete Holzschalung mit Bitumenbahnenabdichtung schützt die Dämmschicht
vor der Witterung.
Alle Außenseiten des Gebäudes sind diffusionsoffen und gewähren einen allseitigen Luft- und
Gasaustausch. Die Baumaterialien sind Holz, Lehm und Hanf. Metalle sind lediglich als
Schrauben und Scharniere verwendet worden.
HarKun-Wandelemente / Ausführung Heizung
Zum Beheizen steht ein kleiner 4 KW Holzofen zur Verfügung. Die Abgase werden über einen
doppelwandigen Edelstahlschornstein nach außen abgeführt.
Abb. 2: Innenansicht der Fachwerkonstruktion und des Unterdaches
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Innovative Wandelemente in HarKun-Holzfachwerkbauweise
Abb. 3: Dachkonstruktion mit Holzschalung
HarKun-Wandelemente / Konstruktionsprinzip:
Leichtes, Lasten tragendes und querversteiftes Holzfachwerk, das besonders für eine
diffusionsoffene Bauweise geeignet ist. Mehrere Ebenen werden durch Verschrauben der
Holzlatten in senkrechter und diagonaler Richtung erzeugt. Prinzip: Die Abstände der Hölzer
bestimmen die Festigkeit und Dicke der Konstruktion. Ein umlaufender verschraubter Rahmen
verbindet die Steher und erzeugt eine Flächenbegrenzung.
Abb. 4 + 5: Lasttragendes Wandelementfachwerk aus Konstruktionsvollholz (Kvh 40/60mm - Holzlatten)
Übliche Wandelemente / Standards der bislang gebräuchlichen Technik:
Der Holzrahmen- oder Holzständerbau ist zur Zeit eine gebräuchliche Baukonstruktion im
Bereich Einfamilienhäuser, kleiner Gebäude und An- und Aufbauten an bestehenden Bauwerken. Dabei werden Vertikale Steher oder Stützen und zwei horizontale Balkenlagen aus
Holz in Stärke der Dämmschicht (180 bis 300mm) mittels Metallverbindern verbunden. Die
Steher sind zu einem Raster befestigt, das die effektive Beplankung der Hölzer zu einer Wandfläche ermöglicht. Um Kältebrücken zu reduzieren werden immer häufiger Doppel-T-Träger
verwendet. Wandelemente im heute üblichen Holzständerbau benötigen zur Aussteifung gewöhnlich Plattenwerkstoffe wie OSB-, Sperrholz- oder Holzfaserplatten, die eine Diffusion
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hemmen, sowie Windrispenbänder aus Metall mit Spannvorrichtung oder eine Diagonalverschalung. Metallbänder sind anfällig für Kondensat und bei häufigen Wanddurchbrechungen
nicht geeignet. Bei Verwendung von Plattenmaterialien sind zudem Baufolien, Baupapiere und
Klebebänder sowohl für die Winddichtigkeit als auch zum Ausgleich für das unterschiedliche
Diffusionsgefälle der Wandkonstruktion notwendig, um Kondensat in der Dämmung zu
verhindern. Trotzdem zeigt sich negativ, daß Luftfeuchte selbst bei synthetischen Dämmstoffen
wie Styropor, Polyurethan, Mineralwolle, etc. in die Dämmschicht vordringt. Die Folge:
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wegen fehlender Kapillarität führt dieser Vorgang langfristig zur Durchfeuchtung der
genannten Materialien.
Die verwendeten Folien und Dichtungsbahnen sind gewöhnlich aus Kunststoffen
hergestellt, und regulieren die Feuchte durch Dampfdiffusion und nicht kapillar. Durch
unterschiedliche Dampfbremsschichten wird die Kapillarität des Dämmstoffes
unterbrochen. Wasser kann lediglich als Gas die Ebene passieren. Der Einbau von
feuchten Materialien ist daher sehr, sehr bedenklich.
Die Winddichtigkeit der Folie bremst den Gasaustausch, sodass ein Luftwechsel durch
die Wand kaum stattfindet. Die Dämmung ist zwar durch die Winddichtigkeit in ihrem
Dämmwert geschützt, die wechselnde Luftbewegung, ein „Atmen“ zwischen Außen und
Innen wird jedoch unterdrückt. Zugespitzt formuliert: der Hausbewohner sitzt nach dem
Bezug seiner Wohnung in einer Art „Plastiktüte“...
Denn üblicherweise wird in diesem Zusammenhang innen eine Installationsebene
zusätzlich montiert, um die empfindlichen Außenwandschichten nicht zu verletzen. Doch
wie bei einem Kettenglied immer das schwächste Glied die maximale Tragkraft
bestimmt, so bestimmt hier die diffusionsdichteste und jegliche Kapillarität
unterbrechende Schicht die Dampf- und Feuchtetransportgeschwindigkeit.
Durch diese Konstruktionsart wird der errechnete theoretische Dämmwert in der Praxis
nicht erreicht, denn bei der Erfassung des tatsächlichen Gesamtenergieverbrauches
schlägt der Lüftungsbedarf erfahrungsgemäß mit etwa 30% der Energiekosten zu
Buche. Darum wird beim heute üblich gewordenen Bauen beinahe immer dem
Bauherren der Einbau einer zusätzlichen - und damit kostensteigernden - kontrollierten
und durch Sensoren geregelten Lüftung mit Wärmerückgewinnung empfohlen.
HarKun-Wandelemente / Die alternative Neuerung:
Wie aus Abb. 3-5 ersichtlich, ermöglicht die Verwendung von kleinen Holzquerschnitten und die
einfache Verschraubung oder Vernagelung gerade und gebogene Formen bei geringem
Holzverbrauch und Verschnitt. Statische Prüfungen der HarKun-Elemente an der FH-Köln
erlauben die Aussage, dass sogar die Herstellung eines mehrgeschossigen Gebäudes mit
unseren Wandelementen möglich ist. (vgl. M. Dümmer, Köln 2014)
Durch Veränderung der Holzquerschnitte oder der Anzahl der Steher kann die Tragfähigkeit der
Konstruktion um ein mehrfaches gesteigert werden. Daher kann die Frage, ob unser Konstruktionsansatz alle elementaren Gebäudebelastungen (Drucklasten, Verwindungssteifheit,
Scheerkräfte, Statik, etc.) gewährleistet, eindeutig mit Ja beantwortet werden. Es kann
tatsächlich auch mit relativ kleinen Holzquerschnitten (Kvh 40x60mm) eine hohe Standfestigkeit
erzielt werden.
Reverenz: Prüflabor FH - Köln
Bei den Prüfungen an der Fachhochschule Köln, durchgeführt durch die Prüfingenieure Prof.
Dr.-Ing. Ansgar Neuenhofer und Prof.Dipl.-Ing. Hannelore Damm, sowie dem Bauingenieur
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Martin Dümmer (vgl. Lit.-verzeichnis) konnte das von uns zur Verfügung gestellte HarKunWandelement von 3,00m Höhe, 2,20m Breite und 0,24m Dicke aus Konstruktionsvollholz Fi/Ta
alle Erwartungen der Prüftechniker - man vermutete maximal ca. fünf Tonnen Drucklast - weit
übertreffen. Es zeigte sich: Erst ein Pressdruck von 35 Tonnen auf die HarKun-Konstruktion
führte schließlich zum Nachgeben bei einer Durchbiegung von ca. 0,40m. Das Prüfstück blieb
aber trotz der enormen Druckkräfte unbeschadet und ging nach Anheben des Druckstempels
sogar wieder exakt in seine Ausgangsform zurück. Ein solches Prüfergebnis lässt daher
durchaus positive Aussagen zur Erdbebensicherheit zu.
HarKun-Wandelemente / Fakten zum Wärmedurchgang
Wie in der Schnittbilddarstellung (vgl. Abb. 6) deutlich ersichtlich, ist durch den Versatz der
einzelnen Ebenen der Wärmedurchgang durch das HarKun-Wandelement gleichmäßig verteilt.
Er ist durch die gesamte Konstruktion kaum geschwächt wie bei einer durchgehenden
Balkenlage mit geringerem Dämmwert. Die einzelnen Stützen sind hauptsächlich in
Dämmmaterialien eingebettet.
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Es besteht die Möglichkeit unterschiedliche Dämm- und Massespeicher-schichten
anzuordnen je nach klimatischen Verhältnissen. Zudem können Dämmmatten und
Schüttgut miteinander kombiniert werden. Im Speziellen besteht die Möglichkeit
Dämmung und Putzträger in einem Arbeitsgang zu installieren.
Bei Verwendung von Naturmaterialien ist dabei die ideale Kombination von Diffusion der
Gase und Kapillarität der Feuchte zu erzielen. Die Erfahrungen im Strohballenbau
zeigen auf, dass unter Verwendung einer derartigen Konstruktion die Wärmeverluste
durch Lüftungsbedarf auf ein Minimum reduziert werden.
So ist zu erklären, wie ohne Lüftungsanlagen und Dreifachverglasungen bei geringerem
rechnerischen Dämmwert von ca. 0,15 W/m²K der Gebäudehülle der Passivhausstandard
erreicht werden kann.
Exkurs: „Passivhaus“
Dazu darf angemerkt werden, dass die Bezeichnung „Passivhaus“ im Grunde genommen
verschleiert, wie viel Energie und zur Herstellung, Unterhaltung und Entsorgung für
Lüftungsanlagen, Solarer Photovoltaik, elektronischer Steuerung, Synthetischer
Dämmstoffe und die Erhaltung und Pflege gedämmter Putzfassaden erforderlich ist. Vom
finanziellen Aspekt aus betrachtet, wird zudem der von einer Photovoltaikanlage, einer
thermischen Solaranlage und entsprechender Heizkessel oder Erdwärme entnehmender
Heizsystheme eine Unterstützung durch andere Menschen in Form von Steuer und
Stromendgeld erzielt. Diese Gelder werden ebenfalls mit Energie erwirtschaftet.
Unterberücksichtigung der Herstellungsenergie und der Erstellungskosten liegt diese
Konstruktion sogar vor dem wirklichen Energieverbrauch eines Passivhauses, dass einige
Jahre bewohnt werden muss, um mit der Energiedifferenz aus den Ersparnissen während
der Nutzungszeit eine Belüftungs- und Energie produzierende Anlage erstellen zu
können.
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HarKun-Wandelemente / Ausführung der Dämmung
Weitere Vorteile eines Bauens mit HarKun-Wandelementen zeigen sich, wenn es um die heute
so zentrale Frage nach der Wohnhaus-Dämmung geht:
• Beim Einsatz der HarKun-Einzelelemente ist das Befüllen der Dämm- und Trägerschicht
durch einfaches Schütten leicht und zügig zu erreichen. Das begünstigt die zeit- u.
kostensparende (halb-)industrielle Vorfertigung. Die dazu benötigte Schalung kann
wegen der geringen Abstände der Hölzer mit dünnen Vliesen, Schilfrohrmatten, Weidengeflecht, Putzträgergewebe, Lehm- oder Holzwolle-Leichtbauplatten oder Strohmatten
versehen werden, die gleichzeitig als Putzträger Verwendung finden. Selbst der Einbau
von erdfeuchtem Material wäre wegen fehlender Dampfbremsen und Sperrschichten
durchaus möglich.
• Besonders geeignet sind deshalb Naturbaustoffe wie Holzspäne, Hanf, Flachs, Schilfrohr, Gräser, Stroh und andere Pflanzenfaserstoffe als Rohstoffe in Verbindung mit
etwas Lehm. (Vgl. Schnittbild-Schema; Abb. 6)
• Die Winddichtigkeit wird durch die Verdichtung als Dämmfüllung und durch die Putzschichten erreicht. Ähnlich dem beim Strohballenbau sind die innere und äußere Putzschicht die Ebenen für Winddichtigkeit zugleich aber sehr kapillar, dampf- und luftdurchlässig.
Bleibt noch anzumerken: anders als im Strohballenbau ist die HarKun-Konstruktionsweise sehr
flexibel und nicht von vorne herein an ein bestimmtes Raster gebunden, wie es die
vorgegebenen Maße von Strohballen mit sich bringen.
HarKun-Wandelemente / Ausführung der Fassade
Wird eine Verschalung statt eines Putzes aus Holz oder Klinker verwendet, kann die Winddichte
Ebene auch von Innen vor der Befüllung kostengünstig maschinell aufgespritzt werden. Eine
hinterlüftete Fassade beeinträchtigt nicht den diffusionsoffenen Wandaufbau.
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Dieses hat Einfluss auf das Raumklima, denn der geringe sd-Wert und die ungebremste
Kapillarität der Außenwand senken den Lüftungsbedarf und ersparen somit Energie zur
Wärmeerzeugung. Das Raumklima wird jedoch nicht nur durch die Luftfeuchtigkeit
bestimmt.
Die Reinigung der Luft von Staub und Gerüchen wird durch die Filterwirkung der
Naturmaterialien erreicht. Nachweislich bindet Lehm effektiv Gerüche, während Pflanzen
ätherische Öle, Harze und Wachse enthalten und eine Keimbelastung minimieren. Die
Inhaltsstoffe dieser Materialien sind zugleich ein natürlicher stoffeigener Schutz zur
Erhaltung der Substanz.
Die Wandgestaltung Innen kann bei Hinterlüftung der Innenschale beliebige und auch
diffusionsdichte Materialien wie Glas, Kunststoffe und Metalle Verwendung finden, ohne
das Wohnklima zu sehr zu verändern.
HarKun-Wandelemente / Ökobilanz - Kostenbilanz
Das Verwenden von (lokal vorhandenen) Naturmaterialien als Rohstoff bietet sich aus
ökologischen Gründen besonders an. Zugleich minimiert diese Art des ressourcen- und
umweltbewußten Bauens nicht nur den „ökologischen Fußabdruck“, sondern macht die
Herstellung eines Gebäudes deutlich preiswerter als ein Bauen ohne Verwendung
nachwachsender Rohstoffe.
Die Beschaffung der Materialien richtet sich nach den Ressourcen der Region. Denn: das
mehrschichtig verschraubte Holzfachwerk ermöglicht die Beschickung der Wand mit
unterschiedlichen schweren und leichten Materialien, sodaß die Konstruktion und
Bauausführung der Wandelemente sich leicht an das jeweilige Klima anpassen kann. Dämmund Speicherschichten sind je nach lokalen Erfordernissen variabel einzubauen.
Bei der Herstellung eines Wandelementes entstehen im Übrigen kaum Abfälle und Verschnitt.
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Die günstige Energiebilanz speist sich im wesentlichen aus:
- Materialbeschaffung und Transport aus dem regionalen Umfeld,
- Verarbeitung der Materialien im regionalen Umfeld,
- Trocknen der Hölzer,
- elektrischer Energie durch Verwendung von einfachen Maschinen zum Sägen,
Schrauben, Heben, usw.
Zeitsparend und kostengünstig - wie beim traditionellen Holzrahmenbau - können auch die
HarKun-Wandelemente in industrieller Fertigung hergestellt und als vormontierte Fertigteile an
die Baustelle geliefert werden.
Diffusionsoffener Wandaufbau:
Ein diffusionsoffener Wandaufbau strebt nach den Erforschungen baubiologischer Institutionen
(vgl. LIT.-Verzeichnis) einen sd-Wert von kleiner 1,0 m äquivalenter Luftschichtdicke an. Je
kleiner der Wert, um so geringer ist der Widerstand, der dem Feuchtetransport entgegenwirkt.
Dies lässt gewisse Aussagen zum Gasaustausch zu:
Gase haben das Bestreben einen Konzentrationsausgleich zu schaffen. Verbrauchte Luft
strebt zur Frischluft und umgekehrt. In der Wand begegnen sich die Gase und somit wird
diese zum Luft- und Wärmetauscher. Interessant wäre es an dieser Stelle wissenschaftlich
nachzuprüfen, wie viel Gas und wie viel Wärme in welche Richtung fließen.
Bei welchem Dämmstoff und bei welcher Dämmstärke sind die effizientesten Resultate zu
erzielen?
In Versuchen am Institut für Baubiologie in Neubeuern wurde dieser Bezug festgestellt. So
ist es möglich, durch den geringen Luftwiderstand der Konstruktion den Durchgang von
Sauerstoff in das Innere des Gebäudes zu erwirken, wenn ein Sauerstoffverbraucher aktiv
ist. Es kommt zum Gasaustausch. Eine Kerze ist nicht zum Erlöschen zu bringen, wenn ein
SD-Wert unter 1,0 m einen 1 cbm großen Raum beleuchtet. Bei einer 24 cm dicken Wand
unserer HarKun-Bauart liegt der sd-Wert unter 1,0 m.
Diffusion und Kapillarität sind gleichzeitig und gemeinsam wirksam für eine trockene Wand.
Ein Beispiel:
Ein feuchter Schwamm in einer Holzkiste trocknet schlecht, selbst wenn Luft die Kiste
umströmt. Ist die Kiste an zwei gegenüberliegenden Seiten geöffnet, entsteht durch
Verdunstung an der Oberfläche ein Unterdruck im feuchten Schwamm und das Wasser rückt
nach. Gleichzeitig durchströmt nachkommende Luft das feuchte Millieux, wird von Feuchte
gesättigt und transportiert diese nach außen, was zu einer raschen Trocknung führt. Wechselt
der Luftstrom die Richtung, können das Wasser und die Luft zur anderen Seite entweichen.
Bleibt jedoch eine Seite der Holzkiste geschlossen, wie eine Dampfbremse auf der Innenseite
der Außenwand, findet dieser Sog nicht seinen schnellen Ausgleich. Das Abtrocknen der
Außenseite durch den Wind bewirkt dabei, das der Kapillqaritätsfluss abreist und weiter innen
liegendes Wasser noch langsamer abdunstet. Eine weitere Dampfbremse entsteht auf der
Außenseite. Das Gleiche geschieht in umgekehrter Richtung, wenn sich die Temperatur- und
Feuchtigkeitsverhältnisse umkehren. Warme Außenluft drückt die Feuchtigkeit in das kühlere
Innere und dort trifft sie auf die dampfbremsende Schicht. Aus diesen Gründen sind die
gebräuchlichen Konstruktionen mit den Dampf und Wind bremsenden Schichten sehr
empfindlich.
Durch Blowerdoor-Tests - es wird im Gebäude ein Unterdruck erzeugt - kann man sämtliche
Fehlstellen oder Leckagen aufzeigen. Diese müssen unbedingt beseitigt werden, da es
Bauschäden zu vermeiden gilt. Es bedarf an den Wand-, Boden-, Dach-, Fenster und
Türanschlüssen dabei besonderer Aufmerksamkeit bei der Verarbeitung der Klebebahnen und
Folien.
Die Variante von Diffusion und Kapillarität einerseits und von „offener Holzkiste“ aus
Naturbaustoffen andererseits, hat sich seit Jahrhunderten bewährt. Sie ist unempfindlicher,
robuster und erlaubt gewisse Undichtigkeiten.
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Unterschiede: ökologisches Baumaterial / synthetisch-industrielle Baustoffe
Der Widerstand der Baustoffe für Transmissionen weißt große Unterschiede auf. Er ist
abhängig von der Dichte und Beschaffenheit des Materials. Synthetische Stoffe aus
Kunststoffen, Metallen und Glas brechen die Kapillarität oder leiten diese Transmissionen
konstruktionsbedingt an die Oberfläche innenseitig (wenn der Körper hohl ist) und / oder
außenseitig weiter. Die genannten Stoffe selbst nehmen kein oder nur wenig Wasser und
andere Flüssigkeiten auf. Daher liegt ein geringes bis gar kein Quellverhalten bei Feuchte vor.
Das Material kann nicht zum „Feuchtespeicher“ mutieren. Gleichmäßiges Raumklima wird
angestrebt. Für diesen Effekt sind gewisse Reserven an Wasser vorzuhalten.
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Natürliche Materialien aus Mineralstoffen wie z.B. Tone und Erden, Pflanzen und
Tierkörpern sind in der Lage, Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase zu absorbieren und
wiederum frei zusetzten. Sie reagieren mit ihrer selbstregulatorischen Eigensteuerung
auf Umwelteinflüsse.
Im Gegensatz dazu stehen synthetischen Stoffe, bei denen man diese Einflüsse
ausschließen kann und will. Sie erfüllen ihre Aufgabe im Wesentlichen dort, wo gerade
Chemikalienbeständigkeit, Dichtigkeit, Temperatur und Abrieb gefordert werden.
Zwar reagieren synthetische Stoffe ebenfalls auf Umwelteinflüsse wie Hitze, Kälte,
Abrieb, elektrische und magnetische Ströme; ihre Funktion bleibt dabei zunächst weitgehend erhalten. Doch synthetische Stoffe , z.B. Kunststoffe geben Weichmacher ab
und verspröden, Duroplaste bilden molekulare Verkettungen durch ultraviolettes Licht
und altern. Lösemittel mit höherem Flammpunkt schleichen langsam aus.
Bei Metallen fließen elektrische Ströme und Korrosionserscheinungen treten auf.
Magnetische Felder verändern natürliche Magnetfelder. Ihre Funktion als Wasserleitung,
Abwasserrohr, Fensterdichtung etc. bleibt zunächst wirksam. Doch während und nach
Alterungsprozessen verlieren sie in der Regel ihre spezielle Funktion und die Stoffe
werden unbrauchbar.
Natürliche Baustoffe altern zwar auch, bieten aber zahlreiche gute Recyclingmöglichkeiten, z.B. durch Kompostierung, mittels Pilzen, Kleinstlebewesen und
Insekten, begünstigt durch Feuchtigkeit und Wärme, oder durch Verkieselung,
Versteinerung. Die Rückführung in den natürlichen Kreislauf bringt keine
Schwierigkeiten mit sich.
Ein Wort zum ökologischen Fußabdruck
Beim Bauen haben derzeit synthetische Materialien bei der Gebäudeabdichtung, Sanitär- ,
Elektro- und Heizungsinstallation ihre besondere Berechtigung. Zwar gibt es zum Beispiel seid
langem funktionsfähige aus Holz gebaute Dachrinnen und Wasserleitungen, Fundamente im
Wasser- und Erdbereich und sogar Kamine aus Holz, doch in der gängigen Baupraxis haben
diese Varianten für die heutigen Gebäude und Anlagen aus Gründen der Haftung, der
Verfügbarkeit im Handel und der fehlenden Erfahrung in der Anwendung nahezu keinerlei
Bedeutung.
Zur Herstellung synthetischer Materialien ist jedoch in der Regel ein hoher Energieverbrauch
erforderlich. Für das Erstellen von Anlagen und Gebäuden mit solchen Baustoffen und
Installationen ist die dazu aufgewendete gesamte Energiebilanz letztendlich oft höher als die
eigentlich erhoffte Ersparnis durch die jeweilige Funktion des Bauteils. Man bilanziere
beispielsweise einmal bei Batterien, Solarpaneelen oder hochwirksamen Dämmungen, die
wiederum nur funktionieren, wenn Folien, Kleber und Dichtungen aus energieintensiver
Industrieproduktion Verwendung finden. Nicht nur beim Blick auf die Skyline von Frankfurt„Mainhatten“ zeigt sich: vielfach sind bei unseren heutigen Bauten aufwendige Klima- und
Lüftungsanlagen als technische Lösungen unausweichlich, um diese Anlagen und Gebäude
überhaupt nutzen zu können.
Die Vorteile „moderner Baustoffe“ liegen einerseits zwar klar bei der Verfügbarkeit, Anwendungserfahrung, Bequemlichkeit und Montagekostenersparnis. Andererseits gilt: bei der
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Verwendung von Naturstoffen ist die benötigte Energie zur Herstellung von Anlagen und Gebäuden in erster Linie dem Transport und der mechanischen Bearbeitung geschuldet. Eine
spätere Veränderung und Beseitigung von Bauteilen dieser Art ist dabei weniger intensiv als bei
synthetisch produzierten Bauteilen, die nach der Nutzung energieaufwendig wieder verfügbar
gemacht werden oder - weil ohne Folgenutzungsmöglichkeit - deponiert / sonderdeponiert
werden müssen. Sie verlassen den Energiekreislauf; die einstmals aufgewendete Herstellungsenergie wird zum Verlustposten; die Ökobilanz für diese Stoffe verschlechtert sich.
Weil sich aber die Bautechniken ständig verändern, sind die Bauteile aus synthetischen
Materialien und Verbundwerkstoffen nicht wirklich zukunftssicher. Die Folge: Relais, Schalter,
Stromkabel, Abwasserrohre, elektronische Steuerungen bedürfen entweder aufwendiger
Recylingprozesse und Spezialbehandlungen oder erzeugen erhebliche Deponie- bzw.
Entsorgungskosten. Dennoch bereiten sie Sorgen: in der Zukunft ... (So sprechen viele schon
von einem „Styropor-Dämmwahn“ in der Baubranche, denn spätere Generationen auszubaden
haben ...)
HarKun-Wandelemente / Neue Optionen ökologisch orientierter Baustoffwahl
Wie oben beschrieben, ist eine offene Konstruktion mit Naturbaustoffen langfristig unempfindlicher, robuster und zukunftssicherer. Die in der Beschreibung genannte Grundkonstruktion
einer Gebäudehülle bietet die Möglichkeit, eine unspektakuläre Verschiebung der
Baustoffauswahl zu Gunsten der natürlichen, nachwachsenden, wiederverwendbaren und
später kompostierbaren Materialien zu erreichen, ohne an der Modernität zu rütteln.
Besonders vorteilhaft: das für HarKun-Wandelemente geeignete Material kann ohne
aufwendige Vorfertigung als kaum veränderter Rohstoff direkt benutzt und kombiniert werden.
Als Beispiele seien genannt:
Pflanzenfasern verschiedener Länge und Güte
aus Stroh, Holz, Hanf, Gräsern, Laub, Flachs, Kork, Schilf, Baumwolle, Seegras, Chinagras,
Mais, Getreidespelzen, Torf, Moose, Lupinen, Wurzeln, Algen, Rinde, Bambus, Jute, Sisal,
Kokos, Kirschkerne, Weidenruten, Haselnusssträucher, Sonstige und Pflanzen Mischungen
oder Erzeugnisse wie
Schilfrohrmatten, Strohmatten, Strohballen, Bastmatten, Jutematten oder Gewebe,
Kleiderreste, Wäsche, Stoffe, Säcke aus Naturfasern, Furniere, Sperrholz, Bretter, Bohlen,
Latten, Paletten, Holzweichfaserplatten, Hanfdämmmatten, Papierzellulose, Seile, ect.
Pflanzlich erzeugte Stoffe
wie Stärke, Gluten, Baumharze, Lignin, Pflanzenöle, Kokosfett, Carnaubawachs, ect.
Tierische oder tierisch erzeugte Materialien
wie Tierhaare, Leder, Wolle, Därme, Milch, Kasein, Molke, Horn, Knochen, Dung,
Fischknochen, Schellack, Bienenwachs, Wollfett, ect.
Mineralische Stoffe
wie Ton, Lehm, Kalk, Gips, Betonit, Kieselgur, Muschelkalk, Asche, Erdpigmente,
Eisenoxide, Schiefer, Sandstein, Granit, Bims, Marmor, Flusskies, Sand, Silikate,
Feldsteine, Trass, Lava, etc.
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Klimazonen und lokale Ressourcen
Die verschiedenen Klimazonen auf unserem Planeten erfordern spezielle Bauweisen und
Bauarten. In heißen und trockenen Gegenden spielt die Wärmedämmung eine untergeordnete
Rolle. Erdbeben gefährdete Gebiete benötigen einsturzsichere Konstruktionen. Polare
Klimazonen wecken Bedarf an Wärme und Licht. Starke Winde erfordern eine hohe Stabilität
und aerodynamische Konstruktionen.
- Ein Betonbauwerk in Sibirien oder in der Sahara erfüllt ohne hohen Energieverbrauch
technischer Anlagen nicht eine menschengerechte Nutzung.
- Der Verbrauch synthetischer Dämmstoffe in Nordamerika hat die Nutzung von Energie
fressenden Klimaanlagen zur Folge.
In den verschiedenen Klimazonen finden man jedoch die meisten Baumaterialien vor Ort als
natürliche Rohstoffe. Es muss nicht europäisches oder Amerikanisches Holz verwendet
werden, um derartige Konstruktionen aus Konstruktionsvollholz (KvH) herzustellen. Da der
Bedarf an holzartigem Material gering ist für eine Grundkonstruktion und die Querschnitte
der zum Einsatz benötigten Steher und Stütze klein, können fast überall auf der Erde solche
oder ähnliche Bauweisen benutzt werden.
- In der Mongolei finden sich Sträucher, Steppengras, Lehm, Kalke, Rinden, Tierhäute und
Sande vor Ort.
- Sibirien verfügt über endlose Wälder, Torfvorkommen, Kalk- und Lehmböden.
- Im Kongo mangelt es nicht an Holz und Erden.
- In Japan und Taiwan gibt es Wald, Gesteine und aus dem Meer Algen, Muschelkalk und
Fische.
- Im Jemen weist eine uralte Baukultur mit riesigen Lehmbauten auf gewisse Kenntnisse
hin.
- Die Spanier benötigen Erden zum Bauen gegen die Hitze.
- Die Schotten können mit Feldsteinen außen der Feuchtigkeit in Innen mit Holz dem Klima
standhalten.
- Die Marokkaner verwenden Lehm und geringe Mengen Holz.
- Die Mitteleuropäer und Nordamerikaner haben die größte Auswahl an Naturbaustoffen zu
ihrer Verfügung. Gleichzeitig besitzen sie eine perfekte Infrastruktur und technische Mittel
jeder Art.
Vorüberlegungen der experimentellen Konstruktion
Die Erstellung des Gebäudes erfolgte künstlerisch, dass bedeutet ohne Bauzeichnung und
Planung. Folgendes wurde jedoch angestrebt:
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Ein intuitives Gestalten der Gebäudehülle
Die Verwendung natürlicher Baumaterialien
Eine möglichst diffusionsoffene Bauweise alle Außenbauteile
die Möglichkeit, das Gebäude wieder einfach zu demontieren (u. transportieren)
Den Innenraum während der Lebensphasen umgestalten zu können
den Energieverbrauch zu minimieren
eine Nutzung intuitiv und eigenständig ohne komplizierte Technik
eine kostengünstige und nachhaltige Bauweise
eine flexible und doch industrielle und / oder handwerkliche Erstellung
Diese Bedingungen wurden durch die Realisierung umgesetzt und lassen die Aussage zu, dass
baubiologische Gebäude erstellt werden können, die mit modernen und technisch
aufgerüsteten Systemen konkurrieren können.
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Benno Hartmann-Walk - Studie 2015:
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- Anhang ● CAD-Entwurf
Abb. 6: Aufriß / Schnittbild / CAD-Entwurfszeichnung: Wandelement Kvh 40/60mmm
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Benno Hartmann-Walk - Studie 2015:
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● Profil:
Benno Hartmann-Walk,
lebt nach Lehr- und Wanderjahren als Tischlergeselle seit 1988 wieder in
seiner Heimatstadt Warendorf im Münsterland. Er übernahm den Betrieb
seines Vater, eines Stellmacher- u. Karosseriebaumeisters (Stichwort:
„Von der Kutsche zum Caravan“) und betätigte sich bis 1992 auch als
Formen- und Modellbauer mit der Kunststoffverarbeitung.
1993 begann er mit dem Fernstudium „Baubiologie“ beim Institut für
Baubiologie und ökologie in Neubeuern (IBN). Das Schulungswissen
wurde direkt in der Praxis umgesetzt.
Zusammen mit seiner Frau eröffnete er 1994 den Warendorfer Biomarkt
und kümmert sich seither um das Angebot aller baubiologischen Waren für
seine Kunden. Zehn Jahre lang war er auf verschiedensten Baustellen
auch handwerklich tätig und sammelte Kenntnisse in Alt- und Neubauten.
Neben vielen Baubiologie-Beratungen und Kursen für angehende
Bauherren in ökologisch orientiertem Bauen, entwickelt er seit Jahren neue
Studien rund um’s Thema Baubiologie.
Sein besonderes Interesse gilt Produkten wie das HarKun-Wandelement
oder die Entwicklung von Rotorblättern für Windkraftanlagen aus dem
Material Holz; außerdem interessieren ihn z.B. auch neue umweltbewußte
und nachhaltige Möglichkeiten im Bereich Werkstoff-Verbindungen mit u.
aus Holz ...
VITA:
- Jahrg. 1960
- Abitur 1980
- Schreinergeselle seit 1983
- Schreinermeister seit 1993..
- Formenbauer seit 1986...
- Biomarkt seit 1994.
- Bauberater seit 2000....
- Kursangebote wie: „WohnRäume - WohnTräume: Umbauen - Anbauen - Neubauen“, seit 2000
Kontakt: www.harkun.de
mobil: 0160 - 9222 0969
fax: 02581 - 60307
Münsterstr. 59
48231 Warendorf
● Literatur / Quellen:
- Dümmer, Martin: Analytische und experimentelle Untersuchung eines neuartigen Wandsystems in
Holzbauweise (Bachelorarbeit FH-Köln bei Prof. Damm / Prof. Neuenhöfer / Prof. Hoscheid)Köln, 2013
- Hartmann-Walk, Benno: Wärmedämmung von Gebäuden; unveröff. Studie, 2013
- Hartmann-Walk, Benno: HarKun-autonome Gebäude; Studie 2014
- Wenzel, Sabine: Dicke Luft - Schadstoffe in Innenräumen, Stuttgart 1997
- Dachverband Lehm e.V.: Lehmbau Regeln .Auflage 2009
- Fraunhofer IRB.Verlag: Bauforschung T 3304 – Abschätzung der Feuchtezuschläge auf die
. Wärmeleitfähigkeit von Umkehrdachdämmungen auf Basis von Objektuntersuchungen und
hygrothermischen Berechnungen .1.Auflage 2014..
- Dipl.Forstwirt Klaus Vogel: Dissertationstitel: Die Eignung von Holz als Wärmedämmstoff – MaximilianUniversität München 1999
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