6. Jg. , Heft 2 (Januar 2002)
Formen des klimagerechten Bauens, Tradition und Wandel

Folgt man bestimmten Traditionen, geschieht das entweder aus Gewohnheit, Formalismus oder bindenden Verpflichtungen, selten aus bewusster Überlegung. Das gilt für alle gesellschaftlichen Bereiche, ob es eine Kleidermode betrifft, Automarken oder eine Architekturrichtung. Je nach Einstellung gilt das Traditionelle als konservativ bis reaktionär oder rückschrittlich bzw. als bewahrend. Das Gegenteil gilt als progressiv und verändernd oder als zerstörerisch. Gehört die Propagierung des klimagerechten Bauens zum traditionellen Bereich oder in den Bereich des progressiv Vorwärtsweisenden? Um dies zu entscheiden, müssen wir das klimagerechte Bauen definieren und seine Erscheinungsformen besprechen.

Die Grundaufgabe eines Gebäudes ist es, Menschen, Tiere und Lagergut vor den "Unbilden der Witterung" zu schützen und ein den Bedürfnissen der Nutzer genügendes Raumklima zu schaffen. Diese Schutzfunktion ist vielleicht die erste Funktion, für die ein Gebäude gebraucht wurde. Die Errichtung eines Hauses, mit der man zwischen das Außenklima und den Nutzer des Raumes eine trennende Wand setzt und ihn damit vor den "Unbilden der Witterung" schützt, bekommt aber eine Eigendynamik. Im gleichen Augenblick wird ein neues Klima im Inneren erzeugt, nämlich das Raumklima.

Das Raumklima ist durch eine Abhängigkeit vom Gebäude – im Gegensatz zum Außenklima – formbar. Es ist ein Teil des Gebäudes, also ein Teil des Entwurfs geworden und damit in die Hände des Entwerfers gelegt. Das Raumklima ist Bestandteil des Raumes. Wie andere Raumwirkungen auch, etwa die optische oder akustische Raumwirkung, kann und muss das Raumklima bewusst geplant werden. Die Größen, durch die das Raumklima zu beeinflussen ist, kann man mit

zusammenfassen. Das Außenklima steht dabei an erster Stelle. Es ist Führungsgröße, die den Einflussbereich der anderen Größen bestimmt. Der Energieeinsatz der gebäudetechnischen Ausrüstung (sei es der Kachelofen oder die Klimaanlage) steht den anderen Parametern entgegen, er ergänzt sie oder gleicht sie aus. Je weniger dieser Parameter (Heizen, Kühlen, Klimatisieren) gebraucht wird, desto mehr kann man vom klimagerechten Bauen sprechen. Ein ideales klimagerechtes Gebäude (das gibt es nicht) klimatisiert sich selbst. Dann nämlich wird das Gebäude dem vorherrschenden Außenklima gerecht. Vordergründig hat dieses nichts mit traditioneller Architektur zu tun.

Traditionelle, regionale oder einheimische Architektur entstand aus dem Ort und seinen Einwohnern, dem heute viel zitierten und zu oft zur Rechtfertigung beigezogenen Terminus "genius loci". Sie kann jedoch verschiedene Wurzeln haben und wurde durch vielerlei Faktoren beeinflusst. In der Regel waren die Bauten durch ortsspezifische Einheitlichkeit wegen beschränkter Mittel hinsichtlich Konstruktion, Material und Farbe gekennzeichnet. Die bauliche Kontinuität war – nach dem Berufsnachfolgeprinzip durch die vererbten Handwerkstraditionen – mit den alten Familienstrukturen verbunden. Aber ein nicht unbeträchtlicher Teil war klimabedingt entstanden, weil Energie immer zu allen Zeiten knapp und teuer war. Die alten Baumeister hatten keine Wahl. Um den Anspruch an physisches und psychisches Wohlbefinden durch das Raumklima zu erfüllen, mussten sie einerseits die Fähigkeit des Gebäudes, die Außenklimaparameter zu dämpfen, maximal ausnutzen. Andererseits mussten sie viele "natürliche" Energiequellen und Hilfsmittel heranziehen (Erdwärme, Tierwärme, Personenwärme, Luftschichten, thermischen Auftrieb und natürlich die Sonne). Das hatte einen unmittelbaren Einfluss auf die Formung der Gebäude. Es entwickelte sich eine Formensprache, die wir als autochthone oder klimagerechte Bauweise bezeichnen.

Diese ist über Jahrhunderte gewachsen. So wie sich die Konstruktionen auch nur sehr langsam und kontinuierlich geändert haben, hat man gelernt, in Abhängigkeit vom Außenklima die physiologischen Ansprüche des Menschen an den Raum weitgehend zu befriedigen.

In erster Linie müssen die großen Schwankungen der Außenklimaparameter (Temperatur, Wind, Feuchte, Strahlung) gedämpft werden. In einem zweiten Schritt müssen die unvermeidlichen Differenzen zwischen dem Niveau bestimmter Klimaparameter und dem für die Nutzer erträglichen oder behaglichen Klima abgebaut werden. Diese Grundaufgaben muss im Allgemeinen das Gebäude mit seiner Konstruktion lösen, und nur bei eventuell unvermeidlichen, nicht zu steuernden Überschreitungen der zulässigen Raumklimaparameter muss zusätzliche Energie eingesetzt werden.

Einige Beispiele mögen dies erläutern:

In Klimazonen, in denen die Lufttemperatur wenig schwankt, die Luft aber sehr stark mit Feuchtigkeit belastet ist (feuchtwarme Klimazone), braucht man weder Wärmedämmung, noch thermische Speichermassen. Notwendig ist ein großer Lüftungsförderstrom, um Wärme und Feuchte vom menschlichen Körper abzuführen. Möglich und notwendig sind also Leichtkonstruktionen mit vielen Öffnungen zur Querlüftung. Nützlich ist auch die Unterlüftung, d. h. Aufständerung. Darüber hinaus braucht es einen sehr guten Regenschutz, um den tropischen Wassergüssen zu widerstehen, also große Dachüberstände und steile Dächer.

In trocken-warmen Gebieten spielt der Regen kaum eine Rolle als bauliche Einflussgröße. Das Dach kann flach sein, und es muss nicht unbedingt gedichtet sein, eine Lehmpackung genügt. Da zwischen Tag und Nacht sehr große Temperaturschwankungen vorhanden sind, lohnt es sich, diese zu dämpfen und damit im Raumklimabereich mittlere Temperaturen zu erreichen. Man braucht also große Speichermassen im Innern des Gebäudes. Die starke Sonnenstrahlung muss abgehalten werden, daher sind weiße Oberflächen, kleine Fenster und ebenfalls eine schwere Außenkonstruktion angebracht. Das Schwierigste ist es, die warme Luft am Tage abzuwehren, aber nachts zu versuchen, die kühlere Luft herein zu bekommen. Alles dieses hat Bauformen hervorgebracht, die das Merkmal der Klimabeeinflussung tragen.

In der gemäßigten Klimazone dominiert weder eine bestimmte Klimagröße, noch haben wir es mit Extremwerten zu tun, aber alle Klimagrößen sind doch beträchtlichen Schwankungen ausgesetzt und wechseln dazu in den Jahreszeiten deutlich. Deshalb brauchen wir größere speicherfähige Bauwerksmassen im Winter wie im Sommer. Wir brauchen Schutz gegen das Abströmen der Wärme im Winter und gegen den Zustrom der Wärme im Sommer. Wir brauchen Sonnenschutz und einen ausreichenden, aber nicht zu großen Luftförderstrom.

Das schafft auch für die gemäßigte Klimazone typische Gebäudeformen. Dieser Grundtyp wird aber in Deutschland und Europa vielfach regional gebrochen, durch Materialwechsel und durch örtlich oder regional dominierende Klimaeinflüsse. (Auch zwischen Altenberg/Zinnwald im Erzgebirge und Rostock/Greifswald an der Ostsee sind die klimatischen Differenzen schon bemerkenswert und relevant.)

Die Aufzählung dieser Beispiele lässt natürlich die Frage aufkommen, warum werden diese Differenzen sowohl regional, wie weltweit kaum noch sichtbar? Ist klimagerechtes Bauen nicht mehr zeitgemäß? Zwei Argumente sollen das Problem beleuchten.

Die Entwicklung der konstruktiven Materialien weg von Holz und Ziegel, Schiefer und Naturstein, hin zu industriell produzierten, weitgehend gleichförmigen Materialien wie Stahl, Beton, Glas und Kunststoff bedeutet nicht nur eine Änderung von Form und Oberfläche. Diese Baustoffe sind, richtig eingesetzt, wesentlich leistungsfähiger, und es ist einfacher, klimabedingte Einflüsse mit ihnen zu kompensieren. Daher verdeckt die weltweite Verbreitung des einheitlichen Materials die alte Formensprache. Vor allem das Glas ist in seinen thermischen Eigenschaften um ein Vielfaches verbessert worden, so dass mit seinem Einsatz freizügiger verfahren werden kann. Dieser Aspekt kann sowohl positiv, wie negativ interpretiert werden.

Das zweite Argument muss überwiegend als bedenklich angesehen werden. Die angeführten Verbesserungen der Materialien verführen die Architekten dazu, die vorher als dominant angesehenen Beschränkungen durch das Klima zu vernachlässigen und die Formung der Gebäude nach rein ästhetischen Gesichtspunkten vorzunehmen. Dieses führt dazu, dass die nun zutage tretenden Mängel mit erhöhtem Energieaufwand ausgeglichen werden müssen.

Natürlich können auch ältere, traditionell errichtete Gebäude nicht zu allen Tages- und Jahreszeiten den extremen physikalischen Anforderungen so genügen, dass ein dem menschlichen Komfortbedürfnis entsprechendes Raumklima erzeugt wird. Sehr häufig sind diese Mängel dann durch die Nutzer kompensiert worden, indem sie sich den Gegebenheiten anpassten (z. B. durch andere Kleidung). Heute sind wir im Allgemeinen nicht mehr bereit, Mängel des Gebäudes, oder des Raumklimas durch ausgleichendes Verhalten zu kompensieren. Unser Anspruch bzw. unser Bedürfnis nach Hygiene, Komfort und nach Luxus hat sich verändert und vergrößert. Insofern kommen wir bei der Nutzung von Gebäuden ohne zusätzlichen Energieeinsatz nicht aus, früher nicht, und heute erst recht nicht. Aber wir sollten den Energieeinsatz minimieren. Das kann nur geschehen, wenn wir das jeweilige regionale Klima (weit gefasst) als eine Funktionsbedingung in den Entwurf und in die Planung von Gebäuden einbeziehen.

Wird diese Funktionsbedingung "Klima" bei der Findung von Form und Konstruktion nicht beachtet, so wird das immer mit größerem Energieeinsatz in der Nutzungsphase und häufig auch mit größerem Materialverbrauch erkauft. Dabei bedeutete "Klimagerechtes Bauen" heute nicht mehr Verwendung traditioneller Materialien wie Lehm, Fachwerk, Holz und dergleichen. Das ist weiter oben schon gesagt worden. Wenn man z. B. die Wärmespeicherfähigkeit der Gebäude verbessern will, sind KS-Steine oder Beton besser als Lehm oder genau so gut wie Natursteinmaterial. Vielmehr verlässt man sich aber nicht mehr darauf, dass ein Material möglichst alle Forderungen erfüllt (die homogene Wand), sondern kombiniert verschiedene Materialien miteinander. Die Kombination von wärmedämmendem und –speicherndem Material in Schichten ist heute genau so selbstverständlich wie früher die Kombination von tragendem Fachwerk und ausfüllendem Gefachmaterial. Das Material ist es also nicht, oder nicht nur. Es ist die richtige Abstimmung zwischen Belastung durch Strahlung, Temperaturschwankung, Wind oder Feuchte und Aufnahmefähigkeit bzw. Speicherfähigkeit bzw. Durchlassfähigkeit der einzelnen Gebäudeteile wie Wände, Decken, Fußböden, Fenster usw.

Wir kennen heute die Mechanismen, nach denen sich die Temperatur- und Feuchteausgleichprozesse im Raum abspielen und können die Kriterien nennen, von denen ein gutes Raumklima abhängt. Das Gebäude muss in der Lage sein, die Schwankungen des Außenklimas zu glätten, die Spitzen der Extremwerte zu kappen und damit den Durchgriff des Außenklimas ins Innere so weit wie möglich zu dämpfen. Das erfordert eine bestimmte Begrenzung der Glasfläche und eine daraufhin abgestimmte Speichermasse im Inneren des Gebäudes, die richtige Dimensionierung des Wärmestroms durch die Außenwand und die genaue Planung der Lüftungsnotwendigkeit und –möglichkeit. Gerade die Planung der Lüftung mit ihren baulichen und technischen Aspekten ist wegen der Einflussnahme auf äußere und innere Belastungen heute von größerer Bedeutung als früher. Wenn diese o. g. Abstimmungen nicht erfolgen, müssen die dann entstehenden Differenzen zwischen den Ansprüchen an das Raumklima und den Realitäten durch erhöhten Energieeinsatz ausgeglichen werden.

Daher kann man den Begriff des klimagerechten Bauens heute zutreffend auch mit energieeffizientem Bauen übersetzen. Wie aber kommt energieeffizientes Bauen in den Architekturzeitschriften heute daher? Sehr häufig finden Sie eine Glasarchitektur, in der man mit blauen, roten und gelben Pfeilen der Luft einen Weg durch das Gebäude anweist und mit drehbaren Lamellen, automatischen Lüftungsklappen und Grünpflanzen im Wintergarten den Durchgriff des Außenklimas ins Gebäude zu mildern versucht. Sind diese Gebäude Ausdruck des neuen klimagerechten Bauens?

An dieser Stelle möchte ich aus einem Artikel von Niklaus Kohler [1] zitieren, der unter der Zwischenüberschrift: "Sieht man Gebäuden die ‚Energieeffizienz’ an?" Folgendes schreibt:

Gehen wir davon aus, dass heute die notwendigen planerischen Grundlagen vorliegen, stellt sich die Frage, ob die planerische Entscheidungsfindung sich in der Erscheinungsform der Gebäude abzeichnet. Beim Durchblättern der Architekturzeitschriften stellt man angesichts der vielen Glasbauten, die heute als Solararchitektur, als nachhaltig oder als ökologische Hochhäuser bezeichnet werden, mit Erstaunen fest, dass seit langem bekannte, bewährte Lösungen der Energie- und Behaglichkeitsprobleme von vielen Planern nicht mehr verstanden oder nicht mehr berücksichtigt werden.

Die durch die großen Glasflächen und den fehlenden außen liegenden Sonnenschutz künstlich verursachte Überhitzung (die sich nicht nur auf den Sommer beschränkt) kann nur über aufwendige Lüftungs- und Klimaanlagen abgefangen werden. Der Bedarf an hochwertiger elektrischer Energie und damit an einem Vielfachen von Primärenergie ist beträchtlich. Die strahlend sauberen und lautlosen "intelligenten" Gebäude sind damit schlussendlich mit viel Strom, das heißt mit dem extrem umweltbelastenden Verbrennen von Kohle betrieben. Hohen Investitionskosten stehen entsprechend hohe Nutzungskosten (Betrieb, Unterhalt und Erneuerung) gegenüber. Die kumulierten Folgekosten übertreffen oft schon nach wenigen Jahren die Investitionskosten. Auch hier zeigt sich, wie die willkürliche Festlegung von Bilanzgrenzen (Trennen von Investitions- und Folgekosten) und das Fehlen von klaren Energieverbrauchsvorgaben die Frage der "Energieeffizienz" relativiert. Hinter den Begriffen von High-Tech-Architektur, Intelligenten Gebäuden, Öko-High-Tech, Ökologischen Hochhäusern steht also kein umfassendes Modell, das Energieökonomie, Nutzungsqualität und Nachhaltigkeit berücksichtigt. Hinter dieser Architektur steht eher ein banales und kurzfristiges Geschäftsmodell.

Ein Blick in die Architekturgeschichte zeigt, dass im Hinblick auf den jeweiligen Stand der Kenntnisse energetisch sinnvolle Lösungen seit je existieren und unabhängig von architektonischen Formen realisiert wurden. Der sparsame Umgang mit knappen Ressourcen, die Realisierung von Behaglichkeits- und Hygieneanforderungen waren seit Jahrhunderten Teil der Regeln der Baukunst. Abgesehen vom Kanon der Moderne, besteht kein Anlass, dass Gebäude über ihre äußere Form ihr Innenleben oder ihre Baustoffe demonstrativ darstellen müssen. Im Umgang mit der Energie erweisen sich die betont formalen Lösungen oft als besonders problematisch.

Untersuchungen am "Haus der Wirtschaftsförderung" in Duisburg von Norman Foster zeigen beispielsweise einen signifikant über dem heutigen Durchschnitt liegenden Energieverbrauch, einen hohen Anteil an unzufriedenen Nutzern durch das unbehagliche Innenklima (Überhitzung, Blendung) sowie mangelnde Dauerhaftigkeit. Das als "nachhaltig" und "mit erneuerbaren Energien" klassifizierte Gebäude wurde massiv von der EG gefördert und vielfach lobend publiziert – allerdings ohne Angabe der Verbrauchswerte und der Erfahrung der Nutzer. Neben diesen ungünstigen Beispielen gibt es jedoch auch eine wachsende Zahl von Neubauten und Erneuerungen, die von hoher funktionaler und formaler Qualität sind und zugleich einen niedrigen Energieverbrauch, geringe Umweltbelastungen und hohe Behaglichkeit aufweisen. Grundlage für den Erfolg ist in fast allen Fällen eine intensive und frühe Zusammenarbeit zwischen Architekten und Fachplanern.

Dieser eindringlichen Beschreibung des status quo habe ich nichts hinzuzufügen. Abschließend und zusammenfassend möchte ich feststellen: Klimagerechtes Bauen hat heute die gleichen Ziele wie vor 500 Jahren. Es hat nichts mit traditionellem Bauen, aber viel mit Tradition zu tun. Was früher mit "trial and error" in langen Zeiträumen ausprobiert und bestätigt werden musste, ist heute die planmäßige Anwendung physikalischer, thermodynamischer und strömungstechnischer Gesetzmäßigkeit, also die Einbeziehung des Ingenieurdenkens in den Entwurf. Dieses aber erfordert eine neue zeitgemäße Arbeitsweise. Sie fordert vom Architekten die sehr frühzeitige Berücksichtigung dieser Kategorien und vom Fachplaner das Hineindenken in das klimaaktive Verhalten des Gebäudes, wir sagen dazu gebäudegerechtes Klimatisieren. Zwar kann "die Anlage" alles, aber sie sollte nicht alles können, sondern nur die Möglichkeiten und Fähigkeiten des Gebäudes stützen. Dieses ist schwieriger und verantwortungsvoller, als sich nur auf die Leistung der Anlage zu verlassen – und was das Schlimmste ist, es wird nicht ausreichend honoriert, weil unsere Honorarordnungen für diese Art von Planungen nicht gemacht sind. Nicolaus Kohler hat dies in dem zitierten Beitrag schon beklagt.

Zu erkennen sind klimagerechte Bauten immer daran, dass das Gebäude mit verhältnismäßig geringer Technik ein den Nutzer zufrieden stellendes Raumklima erzeugt. Im Allgemeinen kommen diese Gebäude relativ unauffällig daher, wobei man nicht sagen kann, dass eine unbedingte Formenfestlegung damit verbunden ist, aber Glashäuser sind es sicher nicht.

[1] Niklaus Kohler: Komplexe Systeme. Der Architekt 2/01, S. 31. Verlag Rudolf Müller

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