Die Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druckern im Design und in der Architektur sind sehr vielfältig. Aber wie kann der 3D-Drucker auch zu nachhaltigen Lösungen beitragen? Forscher von der University of Virginia haben eine Methode erfunden, um mit dem 3D-Drucker Lehmwände mit Samen zu produzieren, woraus Pflanzen wachsen können. Für den Prototyp wurde eine grüne Wand mit Kresse errichtet.
Die Inspiration für das Forschungsprojekt von der US-amerikanischen University of Virginia war die Frage: „Warum müssen wir Gebäude immer so gestalten, dass die Struktur oder das Gebäude von der Natur, in der es steht, getrennt ist?“ Der Materialforscher Ji Mi, der Umweltwissenschaftler David Carr und der Architekturprofessor Ehsan Baharlou schlossen sich zusammen, um Baumethoden zu entwickeln, bei denen die Gebäude nicht mehr nur getrennt von der Natur entstehen können. Gemeinsam haben sie bewiesen, dass der 3D-Druck geometrisch komplexer Strukturen aus Lehm und Samen machbar ist – und damit haben sie eine Schlüsselinnovation im biobasierten Bauen entwickelt.
Zuerst wurde das 3D-Druckverfahren mit kleinen, Bienenstock-ähnlichen Strukturen getestet. Das Ziel der Forscher war hier, stabile Strukturen aus Lehm zu kreieren, die ausreichend Feuchtigkeit und Nährstoffe für das Keimen und Wachsen der Samen und Pflänzchen bereitstellen würden. Als sie damit erste Erfolge erzielten, begannen sie, größere Lehmwände zu drucken. Mithilfe eines beweglichen Roboters konnten danach auch größere, komplexere Wände aus Lehm und Samen hergestellt werden.
Ehsan Baharlou mit dem 3D Drucker (c) Bild: Tom Daly
Lehm: ein kreislauffähiges Baumaterial
Durch das Produktionsverfahren mit dem 3D-Drucker können Bauelemente wie grüne Wände und Dächer konstruiert werden. Die lebenden Wände können wie eine natürliche Isolierung fungieren, als Schutz vor Hochwasser zum Einsatz kommen oder auch als natürliche Grünflächen dienen. Wände aus Lehm können eine klimaschonende, natürliche Alternative zu konventionellen Baumaterialien bieten.
Das Material ist komplett kreislauffähig und könnte am Ende der Nutzungsphase wieder neu als Baumaterial Verwendung finden oder auch wieder zurück in den Boden geführt werden. Da die Samen bereits der Erde beigemischt werden, bevor die Wände gedruckt werden, können schon nach einigen Tagen die ersten Sprossen aus den Lehmwänden wachsen. Noch handelt es sich hier um Prototypen, aber man kann sich bereits vorstellen, wie aus den Wänden in einem Gebäude oder Restaurant Sprossen und Kräuter wachsen.
Kressewand nach 48, 96 und 144 Stunden (c) University of Virginia
Grüne Lehmwände als vertikale Gärten
Gebäude mit lebendigen, grünen Wänden und Dächern können Kohlendioxid aus der Atmosphäre ziehen und haben somit das Potential, CO2-neutral oder gar CO2-negativ zu sein. Damit folgen sie im Grunde genommen im Kleinen einer ähnlichen Vision wie der von den vertikalen Wäldern des italienischen Architekten Stefano Boeri. In diesem Fall könnten die Lehmwände potentiell auch als Boden für vertikale Gärten dienen.
Bauen mit Lehm
Das Bauen mit Lehm ist eine sehr ökologische und klimaschonende Baumethode. Bekannt und beliebt für ihre besonderen, organischen Bauformen sind natürlich Erdhäuser, Kuppelhäuser und mit Lehm gebaute Earthships, wobei diese Bauten im deutschsprachen Raum wenig vorkommen, unter anderem auch wegen der Gesetzgebung. Aber auch als Material von ganz normalen Häusern kann Lehm wunderbar als ökologisches Baumaterial zum Einsatz kommen.
Grüne Lehmwände mit Kresse (c) University of Virginia
Das Bauen mit Lehm aus dem 3D-Drucker ist noch sehr neu. Vor kurzem wurde damit in Italien experimentiert: Hier druckten Architekten Lehmhäuser aus dem 3D-Drucker. Noch handelt es sich oftmals um Prototypen, aber der Einsatz dieses erneuerbaren, ökologischen Baumaterials macht Hoffnung, dass der noch immer sehr klimaschädlichen Bauindustrie in der nahen Zukunft immer mehr nachhaltige Alternativen zur Verfügung stehen.
Alquist 3D, ein Hersteller von 3D-gedruckten Häusern, hat das Projekt Virginia ins Leben gerufen, um Menschen in den USA, die in abgelegenen und unterversorgten Regionen leben, erschwingliche und nachhaltige Häuser anzubieten. Geplant wird hier, demnächst 200 Häuser aus Lehm fertigzustellen.
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