Ökologische Aspekte beim Umbau des ehemaligen Kasernengebäudes

Zu einigen der im Folgenden aufgelisteten Aspekte befindet sich weiter unten eine ausführlichere Beschreibung. Diese ist durch Klicken auf die jeweiligen Links schnell zu erreichen.

Baustoffe

  • Recycling von Baumaterial (Ziegelsteine, Hölzer, usw.)
  • natürliche Baustoffe werden überall bevorzugt: Farben, Putze, Bodenbeläge,
  • Lehmbau: Lehm beim Verputzen, Lehmsteine im Innenbereich
  • Holz aus der Region
  • Kabel und Kanäle grundsätzlich aus PVCfreiem Plastik

Energie

Wasser

Außenanlagen

  • Bepflanzung mit heimischen Gehölzen oder Bäumen/Sträuchern mit essbaren Früchten
  • Parkplatz mit wassergebundener Decke



Recycling von Baumaterial

Bauteil für Bauteil demontiert

Der vertraglich vorgeschriebene Teilabriss des Naafi-Gebäudes um 15 Meter musste zügig erfolgen. Dennoch war es möglich den entsprechenden Gebäudeteil regelrecht zu demontieren und die dabei anfallenden Materialien weitestgehend wieder zu verwenden. Hilfreich war hierbei die Skelettkonstruktion des Gebäudeinnern. Ziel des sorgfältigen Abbruchs war es, möglichst viele Bauteile zu bergen und an andere Stelle als komplette Bauteile wieder zu verwenden. Vorteil dieses Verfahrens ist nicht nur die Vermeidung von Müll durch Stoffrecycling, sondern auch die komplette Einsparung der Herstellungsenergie für neue Bauteile aus recycletem Material und die deutliche Reduzierung der Transportwege. Für das Bauvorhaben wurden auch aus anderen Gebäuden in der Region Bauteile ausgebaut, aufbereitet und im Ökozentrum wieder verwendet.

Aluminiumbleche auf neue Dächer

Die Aluminiumbleche wurden sorgfältig demontiert und nicht nur das Aluminium als Rohstoff genutzt, sondern ganze Blechelemente an anderer Stelle wieder verwendet.

Altholz zu Bauholz

Das gleiche wie mit den Aluminiumblechen gelang mit den Sparren und Pfetten des Dachstuhls und den Deckenbalken. Sie wurden bei verschiedenen Bauvorhaben wieder eingebaut.

Stein für Stein

Die große Masse des Gebäudes, ca. 200 Kubikmeter hochwertige Ziegelsteine wurde komplett wiederverwertet. Ganze Steine wurden von Mörtelresten gereinigt. Sie dienen heute z.B. als beschwerende Masse auf der Holzbalkendecke im Gebäude zur Schallschutzverbesserung. Das restliche Ziegelmaterial wurde vor Ort geschreddert und als Unterbau für die wassergebundene Decke, d.h. wasserdurchlässige Befestigung, im Außenbereich eingebaut. Für die Innenwände wurden fast ausschließlich vor Ort recyclete Kalksandsteine verwendet. Kein Bauschutt, keine Herstellungsenergie, kein Transport!

Stahlteile für die Außentreppe

Von der tragenden Stahlkonstruktion konnten einige Stützen und Träger gerettet werden. Daraus wurde z.B. die Tragkonstruktion der Außentreppe vor dem Gebäude errichtet.

Angenehme Wärme aus gusseisernen Heizkörpern

Alle im Gebäude eingebauten Heizkörper waren hier im Gebäude eingebaut oder sie konnten beim Abbruch eines benachbarten Gebäudes gerade noch vor der Verschrottung gerettet werden. Durch ihren hohen Strahlungswärmeanteil sorgen die Heizkörper für angenehme Wärme in den Räumen.

WC-Trennwände

Sie waren noch voll funktionstüchtig und wären wohl auf dem Müll gelandet. Sie wurden z.T. mit neuer Farbe versehen und ihrem ursprünglichem Verwendungszweck entsprechend wieder eingebaut.


Ökologische Farben

Was zeichnet ökologische Farben aus? Natürliche Farben basieren auf in der Natur vorkommenden Rohstoffen, die möglichst wenig weiterverarbeitet werden. Ihre biologischen Vorteile kommen bei Herstellung, Verarbeitung und Gebrauch zum Tragen. Dies umfasst die umweltschonende Herstellung ebenso wie die gesundheitsverträgliche Verarbeitung und die unbedenkliche Entsorgung von Farbresten. Natürliche Farben profitieren dabei sowohl von zum Teil jahrhundertealten Erfahrungen als auch von modernen Erkenntnissen und Weiterentwicklungen der Naturfarben-Chemie. So sind heute für fast jeden Einsatzbereich technisch hochwertige natürliche Farben erhältlich.
Farben enthalten Pigmente, Bindemittel, Lösemittel sowie Füll- und Zusatzmittel.

Pigmente

Die Pigmente sind die wesentlichen Träger der Farbwirkung. Sie sind im Anstrichmittel sehr fein verteilt. Je nachdem, ob diese feinen Farbteilchen mehr durchscheinend oder undurchsichtig sind, spricht man von “lasierenden” oder “deckenden” Pigmenten. Sie werden grob in organische und anorganische Pigmente unterteilt. Die natürlichen organischen Pigmente werden aus Tieren oder Pflanzen gewonnen. Nahezu alle Pflanzen enthalten in irgendeiner Form farbige Substanzen. Die Kunst der Pflanzen-Chemiker*innen besteht darin, diese Farbstoffe aus der Pflanze zu extrahieren und sie später in einem Anstrichmittel zu lösen. Die natürlichen anorganischen Pigmente bestehen aus bunten Erden.

Bindemittel

Bindemittel haben die Aufgabe die Pigmentteilchen und die Füllstoffe am Untergrund und untereinander fest zu verbinden. Hier wird in ölhaltige und wasserlösliche Bindemittel unterschieden. Übliche Bindemittel sind Leinöl, Casein (Milcheiweiß), oft in Kombination mit ungebleichtem Bienenwachs. Zusätzlich kommen wertvolle Laub- und Nadelbaumharze zum Einsatz. Diese haben als positiven Nebeneffekt zu ihrer Wirkung als Bindemittel auch konservierende Eigenschaften, sodass sich die Beigabe chemischer Konservierungsmittel erübrigt. Naturharze werden insbesondere zur Lackherstellung verwendet, da sie härtere Eigenschaften besitzen.

Lösemittel

Bindemittel und Pigmente müssen gelöst werden, um das Anstrichmittel streichfähig zu machen. Welches Lösemittel zum Einsatz kommt, hängt im Wesentlichen von der Löslichkeit des Bindemittels ab. Bei Lösemitteln handelt es sich immer um flüchtige Substanzen. Deshalb ist die Wahl des Lösemittels entscheidend, um eine akute Belastung bei der Verarbeitung und der späteren Nutzung zu vermeiden. Neben Wasser kommen als Lösemittel vor allem ätherische Pflanzenöle (z.B. Zitrusfruchtschalenöle) oder Alkohol pflanzlicher Herkunft in Betracht. Die Lösemittel bestimmen aufgrund ihrer Eigenschaften leicht zu verdunsten häufig den Geruch der Anstrichmittel.

Füll- und Zusatzmittel

Die Füll- und Zusatzmittel übernehmen eine Reihe von Aufgaben. Zum einen bringen sie “Masse” in die Farbe. Dies hat bei den Füllmitteln teilweise ökonomische Gründe (Pigmente sind teuer), zum anderen sollen die Zusatzmittel auch Eigenschaften des Anstrichmittels beeinflussen. So können Verdickungsmittel, Trockenstoffe, Hautverhinderer, Anti-Absetzmittel oder Konservierungsstoffe beigesetzt werden. Bei ökologischen Farben sind diese Zusatzmittel selbst-verständlich auch auf natürlicher Grundlage hergestellt und gesundheitlich unbedenklich.

Farbwirkung

Im Gegensatz zu chemischen Synthesefarben, die aufgrund ihres gleichbleibenden Absorptions- und Reflektionsspektrums in ihrer Reinheit monoton, dabei aber extrem intensiv wirken können, sind Naturfarben in ihrer Wirkung sehr viel facettenreicher. Natürliche Farbtöne wirken in ihrer Lichtreflexion vielschichtig und lebendig. Diese Lebendigkeit resultiert aus der Vielfarbigkeit der Pigmente, denn in Naturfarben findet man selten reine isolierte monochrome Pigmente. Dadurch wirken natürliche Farbtöne oft harmonisch aufeinander abgestimmt.


Wohngesund bauen mit Lehm

Vorteil von Lehm ist die gute Feuchteregulierung des Materials, die ein angenehmes, gesundes Raumklima schafft. Der Baustoff kann einfach aufbereitet werden und als Putz oder zur Herstellung von Lehmsteinen verwendet werden.

Lehmvorkommen

Lehm, also die Mischung aus Ton und Sand gibt es fast überall in ausreichender Menge. Damit ist Lehm ohne große Transportwege zu beschaffen, zumindest theoretisch. In der Praxis wird kaum noch mit Lehm gebaut. Lehmsteine und aufbereiteter Lehmputz wurde für unser Bauvorhaben teilweise aus Süddeutschland herbeigeschafft. Die Nachfrage ist hier vor Ort noch so gering, daß es keine regionalen Produktionsstätten gibt.

Geringer Energieverbrauch

Für die Aufbereitung von Lehm wird im Vergleich zu anderen Baustoffen wie Zement, Ziegel oder auch Kalksandstein fast keine Energie verbraucht.

Lehmbautechniken

Im Ökozentrum wurden verschiedene Lehmbautechniken ausprobiert, vom hier auf der Baustelle aufbereiteten Lehm aus der Region über die Lieferung von Lehmschlämme aus Häuslingen bis hin zu Fertiglehm-Mischungen und vorgefertigten Lehmsteine der Firma EIWA aus Süddeutschland. Verschiedene Zuschlagstoffe wie Stroh, Heu, Holz o.ä. verändern die Eigenschaften des Materials.

Wände aus massiven Lehmsteinen

Lehmwände aus massiven Steine werden mit Lehmmörtel vermauert. Die Technik unterscheidet sich nicht vom Mauern mit konventionellem Mörtel und Steinen. Lehmsteine haben aufgrund ihrer großen Masse einen guten Schallschutzwert.

Strohleichtlehm

Wird dem Lehm Stroh beigemischt, dann können mit diesem Strohleichtlehm besserere Wärmedämmwerte erreicht werden. Im Ökozentrum wurde exemplarisch eine Wand aus vorgefertigten Leichtlehmelementen eingebaut. Die "Lehmoment"-Leichtlehmplatte besteht aus Holzrahmen, die mit gepresstem Strohlehm gefüllt sind. Die Rahmen werden einfach aneinander geschraubt und sind rationell zu verarbeiten. Der Baustoff Lehm kann damit im Trockenbau, d. h. ohne Baufeuchte und ohne notwendige Trocknungszeiten verarbeitet werden. Ökologische Vorteile: Holz und Stroh sind nachwachsende Rohstoffe. Lehm ist ohne großen Energieaufwand zu gewinnen. Die Produktion der Platten benötigt kaum Energie. Plattenreste können kompostiert werden, d.h. es fallen keine Abfallstoffe an. Ökologische Nachteile: Die Platten werden (wie fast alle Lehmprodukte) zur Zeit nur von einer kleinen Firma (nordische Naturbau GmbH) in Böel (nördlich von Kiel) hergestellt. Der relativ lange und damit energieaufwendige Transportweg macht deshalb die ökologischen Vorteile bei der Herstellung der Platten zum Teil zunichte. Grundsätzlich könnten Elemente dieser Bauart auch regional hergestellt werden. Verarbeitung: Die Montage der Platten ist grundsätzlich sehr einfach: Die Holzrahmen werden einfach mit Holzschrauben gegeneinander verschraubt. Am Rand müssen die Elemente allerdings relativ aufwendig geschnitten werden. Große Flächen lassen sich hingegen mit ganzen Elementen sehr schnell errichten. Ein weiterer Vorteil: Die Platten sind ein guter Putzträger.

Lehmputz

Er kann von Hand angeworfen oder mit der Putzmaschine aufgetragen werden. Der beste Untergrund sind Lehmsteine, aber es funktioniert auch auf Ziegel oder Kalksandsteinen. Meist wird der Lehm zweilagig aufgebracht. Dann ist die feuteregulierende Wirkung optimal und das Verfahren ist technisch besser als einlagiger Lehmputz. Oft werden im Putz verschiedenen Zuschlagstoffe eingesetzt. Das können Fasern wie Stroh, Heu oder Tierhaare sein oder Zusätze wie Molke. Jede/r Lehmbauer/in hat sein/ihr eigenes Rezept. Wichtig ist, daß die oberste Schicht gut abgerieben und damit verdichtet wird. Dies ist etwas anstrengender als bei anderen Putzen.

Lehmofen

Der Lehmofen im Ökozentrum benötigt aufgrund seiner Masse ein eigenes Fundament. Aber genau die Masse des Ofens ist einer seiner Vorteile. In der Masse wird die Wärme lange gespeichert. So können sich Besucher/innen auf die Ofenbank kuscheln. Der Ofen gibt die angenehme Strahlungswärme nach und nach ab. Der im "Liekedeeler" eingebaute Ofen dient aber vor allem zum Backen. Dort kann z.B. leckere Steinofenpizza zubereitet werden. Die Wärme ist positiver Nebeneffekt. Gebaut wurde der Ofen aus recycleten Zeigelsteinen und Lehmmörtel. Der Ofen wurde dann mit Lehm verputzt. Damit die Reinigungsöffnungen für die Ofenzüge von Außen sichtbar bleiben, wurden an diesen Stellen blaue Fliesen eingeputzt.



Energie

Grundbegriffe

Der Heizenergiebedarf, der benötigt wird, um Gebäude in der kalten Jahreszeit auf angenehme Temperatur zu halten, setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

  • Energiebedarf durch Wärmeübergang durch die Gebäudehülle (Dach, Außenwände, Fenster, usw.)
  • Energiebedarf durch Lüftung
  • Verluste bei der Energieerzeugung durch die Heizungsanlage

Vom Heizenergiebedarf können interne und solare Wärmegewinne abgezogen werden, da diese nicht mehr durch die Heizungsanlage erzeugt werden müssen. Interne Gewinne entstehen durch die Abwärme von Personen oder Geräten, solare Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung. Als Berechnungsgröße für Energieverluste durch die Gebäudehülle bedient man sich des sogenannten k-Wertes. Dieser ist ein Maß für die durch ein Bauteil (pro Flächeneinheit und Temperaturdifferenz) vom Innen- zum Außenraum durchgehende Energiemenge. Die Temperaturdifferenz von einem Grad Celsius entspricht einem Kelvin. Als Durchschnittswert für die Innenraumtemperatur wird von 20° C ausgegangen. Die Einheit für den k-Wert ist W (Watt) pro m² (Quadratmeter) und K (Kelvin). Je kleiner der k-Wert eines Bauteils ist, um so weniger Energie wird durch dieses Bauteil durchgelassen, das heißt um so besser ist die wärmedämmende Wirkung. Grundsätzlich ist anzumerken, dass der k-Wert eines Fensters in der Regel deutlich höher liegt als der einer Außenwand. Er liegt für moderne Fenster mit Wärmeschutzverglasung bei etwa 1,1 bis 1,4 W/m²K. Eine dem heutigen Standard entsprechende Außenwand (ohne Berücksichtigung der Fensterflächen) hat einen k-Wert von höchstens 0,5 W/m²K. Der Lüftungswärmebedarf ist abhängig von der Dichtigkeit der Türen und Fenster und vor allem vom Nutzer*innenverhalten. Für Berechnungen werden Durchschnittswerte eingesetzt. Die Hausbewohner*innen können durch "richtiges" Lüften (Stoßlüftung statt Kippstellung der Fenster) für möglichst geringe Lüftungswärmeverluste sorgen. Ein Niedrigenergiehaus ist ein Gebäude, das den Energieverbrauch der vorgeschriebenen Wärmeschutzverordnung (WSVO) von 1995 um mindestens 25 % unterschreitet.

Zustand des Gebäudes vor dem Umbau

  • Das Dach war mit einer abgehängten Decke versehen.
  • Außenwände: Das Gebäude ist in Massivbauweise erstellt. Das Außenmauerwerk ist ca. 50 cm stark. Die Außenwand war im gesamten Gebäude nicht gedämmt.
  • Die Fenster im Erdgeschoss waren durchweg einfach verglast. Im Obergeschoß waren bereits Kunststoff-Fenster mit Isolierverglasung eingebaut.
  • Fußböden: Im Erdgeschoss waren PVC-Fußböden ohne Wärmedämmung auf einen Estrich verklebt.

Durchgeführte Wärmedämm-Maßnahmen

  • Das Dach wurde zwischen den Sparren mit einer Zellulosedämmung gedämmt. Da die Sparren nur 14 cm hoch waren, wurde vorher zusätzlich ein Kantholz von 6 cm stärke aufgeschraubt um eine Dämmstärke von 20 cm zu erreichen.
  • Die gemauerten Außenwände wurden von innen mit einer 7 cm starken Zellulosedämmung (im Sprühverfahren) gedämmt. Die Entscheidung für die (technisch problematischere) Innendämmung wurde nach Abwägung ästhetischer und ökonomischer Gründe gefällt. Das hochwertige Außenmauerwerk sollte erhalten bleiben. Eine Außendämmung (mit ökologischen Baustoffen) wäre deutlich teuerer gewesen als die ausgeführte Innendämmung. Die Dämmstoffdicke wurde auf 7 cm Stärke begrenzt, um eine Durchfeuchtung der Dämmung infolge von Dampfdiffusion in die Dämmung und Feuchtigkeitsstau am Mauerwerk zu vermeiden. Im Nordosten des Gebäudes ist ein Bereich exemplarisch mit einer Außendämmung versehen.
  • Alle einfach verglasten Fenster wurden erneuert und durch moderne Holzfenster mit Wärmeschutzverglasung ersetzt. Die Isolierglasfenster wurden trotz "ästhetischer" Bedenken aus ökologischen und ökonomischen Gründen erhalten.
  • Im Erdgeschoss wurden die Fußböden komplett erneuert und im Rahmen dieser Baumaßnahme gedämmt. Unter Fliesenfußböden wurde eine Dämmschicht aus Kork von 8 bis 12 cm Stärke eingebaut. Unter Holzfußböden wurde eine 12 bis 14 cm starke Zellulosedämmung verwendet.
  • Der Gastronomiebetrieb ist der Bereich mit dem größten Lüftungswärmebedarf. Dort wurde eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingebaut. Wärmerückgewinnung bedeutet, daß die warme Abluft in einem Wärmetauscher an der kalten Zuluft vorbei geführt wird. Damit erwärmt sich die kalte Zuluft vor Eintritt in den beheizten Raum und senkt den notwendigen Heizenergiebedarf deutlich.

Bewertung des Gebäudes (nach Dämmung der Gebäudehülle und Einbau von Solar- und Lüftungsanlage)

Die k-Werte des Gebäudes scheinen noch deutlich von denen eines Niedrigenergiehauses entfernt. Die Angaben für die hierfür notwendigen k-Werte sind jedoch nur Richtwerte, da der konkrete Energiebedarf z.B. stark von der Gebäudegeometrie, der Ausrichtung der Fenster oder dem Einbau einer Lüftungsanlage (mit Wärmerückgewinnung) abhängt. Die kompakte Bauweise des Gebäudes ist energietechnisch sehr vorteilhaft. Der Energieverbrauch pro m2 Gebäudenutzfäche liegt bei 54 kWh pro Jahr. Vergleicht man diesen Energieverbrauch des Gebäudes mit dem eines Einfamilienhauses in Niedrigenergiebauweise, so schneidet das Gebäude sogar besser ab. Niedrigenergiehäuser liegen erfahrungsgemäß bei Werten von bis knapp über 60 kWh pro m2 und Jahr. Der (schon deutlich reduzierte) Energiebedarf wird aufgrund des Fernwärmeanschlusses an das Holzheizkraftwerk ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen gedeckt!


Solarthermieanlage

Zusätzlich zur Energieversorgung des Gebäudes für Heizung und Warmwasser über Fernwärme sorgt eine Solaranlage mit 25 m2 Kollektorfläche für Warmwasser. Mit dieser Anlage kann im Sommer der gesamte Warmwasserbedarf des Gebäudes gedeckt werden.


Photovoltaikanlage

Auf dem Dach des Ökozentrums befinden sich 151 Photovoltaik-Module mit einer Maximalleistung von gut 15 kWp. Diese Anlage hat bei der Anschaffung im Jahr 2000 gut 100.000 € gekostet. Leider sind Gebäude und Dach für die Nutzung von Solarenergie nicht günstig ausgerichtet. Dadurch kommt es auf dem Dach zu Verschattungen, was die Leistung der Solaranlage mindert. Der Strom wird nach dem Erneuerbaren Energien-Gesetz vergütet und komplett in das Netz der Stadtwerke Verden eingespeist. Die Stadtwerke Verden waren dabei immer ein zuverlässiger und kooperativer Partner, von dem wir uns noch mehr Anstrengungen bei der ökologischen Eigenproduktion von Strom und Wärme und weniger von außen eingekauften Atomstrom wünschen. Photovoltaik hat ein enormes Potential, trotzdem ist für die ökologische Energiebilanz eines einzelnen Gebäudes die Wärmedämmung ungleich wichtiger.


Fernwärmeübergabestation

Das Ökologische Zentrum ist an das Holzheizkraftwerk der Stadtwerke angeschlossen. Dieses Kraftwerk ist etwa 300 m entfernt. Dort wird Schwachholz und Restholz verheizt und über ein Fernwärmeversorgungsystem an Gebäude in der näheren Umgebung verteilt. Vorteile: Die Wärmeversorgung des Ökologischen Zentrums erfolgt damit mit Holz als nachwachsendem Rohstoff. Dies ist aus ökologischer Sicht kaum zu überbieten. Die Nähe des Holzheizwerkes war deshalb auch ausschlaggebend dafür, daß Überlegungen im Ökologischen Zentrum ein eigenes Blockheizkraftwerk zu installieren, nicht weiter verfolgt wurden. Ein weiterer Vorteil der Anlage: Sie ist sehr platzsparend und die Investitionskosten sind deutlich niedriger als bei einer konventionellen Heizungsanlage. Nachteile: Die Verbrauchskosten sind etwas höher als bei einer selbst betriebenen Heizungsanlage. Damit ergibt sich allerdings auch ein erhöhter Anreiz sparsam mit dem Energieverbrauch umzugehen.


Grauwasser Toiletten

Die Toiletten im Ökozentrum werden mit gereinigtem Grauwasser betrieben. Das Grauwasser, also das Abwasser aus Spülen, Duschen, Badewannen und Waschbecken wird in einem getrennten Rohrleitungssystem gesammelt und in der Pflanzenkläranlage im Gebäudevorbereich gereingt. Danach wird es über einen eigenen Wasserkreislauf in alle Toiletten des Hauses eingespeist. Durch dieses System werden im Ökozentrum im Mittel 1.200 Liter, bei voller Auslastung des Hauses 1.500 Liter Wasser pro Tag eingespart.


Regenwasserversickerung