Simple Smart Buildings

Simple Smart Buildings

By Friedrich Idam und Günther KainSociety & CultureScienceNaturePhysics
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Simple Smart Buildings episodes

  • Gespräch über den Grundofen
    Holzfeuerung und Speichermasse

    Der Grundofen, auch Speicherofen genannt, zeichnet sich durch große Masse aus. Mittelschwere und sehr schwere Öfen halten die Wärme, auch wenn das Feuer bereits erloschen ist. Gefeuert wird in einem einzigen Abbrand, der ein Glutbett erzeugt. Der Mantel gibt die Hitze erst frei, wenn die Glut schon vergangen ist. Traditionell geht der Feuerraum als flaches Gewölbe in die Tiefe, ähnlich dem Brotbackofen im bäuerlichen Haus. Eingelegt wird von der Küche. Die Stube bleibt rauchfrei und wird vom Ofenkörper gewärmt. Über dem Gewölbe liegt oft eine Wärmebank. Das Gewölbe ist durchgehend gemauert. Viele Fugen machen es in sich stabil und speicherstark. Der Rauch zieht nicht sogleich in den Rauchfang. Schamottsteine und Schamotterde bilden im Ofenkörper ein Labyrinth aus Rauchgaszügen, damit die Gase lange im Mantel bleiben. Nahe dem Feuerraum ist der Querschnitt größer, weil die heißen Abgase noch viel Volumen haben. Zum Rauchfang hin, wo ihnen die Wärme schon entzogen ist, verjüngt sich der Querschnitt und stützt den Zug. Kanten werden gerundet, damit der Strom nicht an scharfen Ecken bricht. Die Schamottwände werden nach oben leichter, weil die Rauchgase kühler werden. Den Abschluss bildet der Kachelmantel. Die Kachel ist keine flache Platte. Sie trägt einen Hals, der mit Flusskieseln und Lehm gefüllt wird. Somit nimmt die Wärme noch einen weiteren Weg durch die Masse.

    Holz ist kein genormter Brennstoff. Es muss trocken sein, gut gespalten und von klein nach groß aufgeschlichtet werden, oben die feinen Spälte, unten das dickere Scheit. Angezündet wird oben, wie bei einer Kerze. Im Gewölbefeuerraum ist oben nicht immer eindeutig. Hinten oben liegt nahe der einströmenden Luft. Längs über dem Stapel liegt die Mitte. Beides trägt, sobald der Abbrand betreut wird. Nachgelegt wird nicht, sobald die Flamme sinkt. Zwischen den Feuern liegen zwölf bis vierundzwanzig Stunden, und der Feuerraum soll warm bleiben. Zu wenig Sauerstoff lässt Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenstoff zurück. Zu viel Luft kühlt die Flamme. Im hellen Feuer steckt im Augenblick mehr Energie, als der Raum aufnehmen kann. Die Speichermasse hält sie fest. Die Rundung des Gewölbes wirbelt die Rauchgase noch einmal um und gibt Oberhitze, sodass sich unmittelbar nach der Flamme backen lässt. So ergibt sich eine lebendige Wärmequelle im Kernbereich des Hauses..

    Link zur Website von Luise Sumereder.

    Link zur Website des Vereins 850°.

    Link zur Website von Mischa Casanova, dem Kollegen von Luise Sumereder in der Schweiz - hier sind viele tolle viedeos aus der Baupraxsis zu sehen.

    41 min
  • Gedanken zum Bruchmaterial
    Einfassung und Kern

    Im römischen Schalenmauerwerk stehen innen und außen gemauerte Schalen aus ganzen Ziegeln, während der Kern mit Steinbrocken und Ziegelbruch in einer Gussmasse gefüllt ist. Fein ausgesiebtes und vermahlenes Ziegelmehl tritt dem Mörtel als künstliches Puzzolan hinzu. Obwohl die römischen Ziegel höchstens um neunhundert Grad Celsius gebrannt wurden und damit weit unter der Brenntemperatur des Portlandzementklinkers bleiben, entstehen in der amorphen Phase bereits Kalzium-Aluminium-Verbindungen, die leicht hydraulisch wirken wie natürliche vulkanische Aschen. Hieraus ergibt sich eine Verwertung bis zum letzten Korn. Denselben Kern füllen in Hallstatt seit der Mitte des 18. Jahrhunderts Bruchstücke zylindrischer Ziegel, die als Stützen unter der Salzsudpfanne der Feuerlast nicht standgehalten hatten. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Ziegelbruch zerstörter Häuser wiederum nicht als Schutt verworfen, sondern zu Ziegelsplitt vermahlen und als Zuschlag für Beton verwendet, aus dem sich neue Steine und größere Bauteile gießen ließen.

    Beim Zurichten groben Bruchsteins zu annähernd quaderförmigen Stücken entsteht unvermeidlich Abschlag, der in die Fugen zwischen den größeren Steinen und zur Hintermauerung geht, damit möglichst viel Stein und wenig Mörtel das Gefüge bildet. Damit dieser Bruch statisch hält, braucht er eine Einfassung: äußere und innere Schale fassen den Kern, an der Sichtfläche bilden quaderförmige Ecksteine eine stabilisierende, aber auch optisch einfassende Kante. Als Bodenbelag liegen in den Arkaden der Wiener Staatsoper geborstene Kelheimer Platten in quadratisch eingefassten Feldern, deren Ränder aus unversehrten Platten bestehen. Richtig eingefasst erreicht das Bruchmaterial hinreichende Festigkeit und ergibt, mit handwerklichem Können gesetzt, darüber hinaus einen ästhetischen Mehrwert.

    Link zur Episode über das sparsame Bauen.

    Link zur Episode über den Kehlheimer-Boden.

    Link zur Episode über das opus caementitium.

    15 min
  • Kirchenwirt Leogang
    700 Jahre Gastlichkeit

    Kirche, Kirchenwirt und Samerstall umschließen einen einst mit Toren gesicherten Platz, der öffentlich und privat zugleich wirkt. Den Kern des Anwesens bildet dieser Hof als sicherer Ort für Mensch und Tier. Unten trägt Steinmauerwerk den Stall, während oben Kammern aus massivem Holz gezimmert sind und ein hoher Gang, die Buamahöh, darüberliegt. Hinter einem Tor des Stalls öffnet sich eine dreischiffige gotische Kapelle, deren Pfeiler aus lokal anstehendem Konglomerat gemauert sind. Dieser Stein bildet eine formale Klammer zum Nagelfluh und weist wie der rote Adneter Stein zur fürsterzbischöflichen Residenzstadt Salzburg. Am Gefüge werden Geschichten vom Fällen des Tannenholzes, von der Holznot und vom Wettstreit mit Bergbau und Erzverhüttung lesbar.

    Großzügige Erschließungsflächen bilden den Kern des Hauses, und ihr Wesen bestimmen die Böden. Zu ebener Erde liegen rotfärbige Adneter Steinplatten, die Bauern im Winter brachen und die nach einem von ihnen, den „Schnöll“ benannten. Jede Platte bleibt unregelmäßig im Format, so wie der Steinbruch sie hergab, und ist doch Platte an Platte zu einem Boden gefügt. In den oberen Geschoßen ist jeder Bodenladen so breit und lang, wie der Scharfschnitt unterschiedlicher Stämme es zuließ, damit vom wertvollen Holz möglichst wenig Abfall entstand. Die Kellerböden aus vom Wasser gerundeten Bachsteinen sind erhalten, weil in dienende Lagerräume lange nur das Nötigste investiert wurde. Über das Holz wurden Linoleum, PVC und Teppich als Mode gelegt und später wieder abgetragen, sodass das Ursprüngliche unbeschadet heute wieder zutage tritt.

    Link zum Kirchenwirt Leogang.

    18 min
  • Steinmauern
    Bruchstein und Kalkmörtel

    Die bestehende Einfassung eines Gemüsebeets und niedrige Mauern aus dem anstehenden Kalk des Salzkammerguts geben dem neuen Sitzplatz Maß und Gestalt. Vorbild für die neue Mauer ist der bestehende Gebäudesockel des Wohnhauses In Form eines polygonalen Zyklopenmauerwerks. So wurden auch für die neue Mauer unregelmäßiger Bruchsteine aus einem nahegelegen Steinbruch bezogen. Schmale Künetten im standfesten Lehmboden nehmen das Fundament auf, rund sechzig Zentimeter unter dem späteren Gelände. Kapillarbrechender Schotter und ein schmaler, bewehrter Betonstreifen tragen die erste Schar. An drei Seiten umschließt das Mauerwerk die Terrasse, zur Hälfte als Doppelschale mit einem Kräuterbeet dazwischen, dessen Niveau gegenläufig von einem Ende zum anderen abfällt, sodass die innere Schale stellenweise von beiden Seiten sichtbar bleibt.

    Große Stücke werden entlang des natürlichen Lagers mit Treibkeilen gespalten und mit Hammer und Sprengeisen zugerichtet; entscheidend bleibt die untere Lagerfläche, damit der Stein von selbst sitzt und nicht nach vorn gleitet. Das Versetzen beginnt an den Ecken mit annähernd quaderförmigen Bruchsteinen. Niedrige Abschnitte stehen lotrecht, während sich der Querschnitt mit zunehmender Höhe nach oben verjüngt. Der Mörtel bleibt erdfeucht und diffusionsoffen, sein Bindemittelanteil wird aus niedrighydraulischem Kalk und Sumpfkalk zu gleichen Teilen und etwas Trassitkalk gemischt. Die Verwendung von kantigem Feinsplitt statt Rundkorn führt zu einem formstabileren Mörtelgefüge. Die mit Eisenoxidschwarz dunkel eingefärbten Fugen kontrastieren klar zu den Köpfen, den Sichtflächen der Mauersteine.

    Weitere Gespräche mit Joel Schmalnauer:

    Link zur Episode über das Pfostenstockfenster.

    Link zur Episode überUmbauarbeiten

    Link zur Episode über berufsfremdes Arbeiten.

    Link zur Episode über die Selbsthilfe.

    Link zur Episode über das Vorhaus.

    Link zur Episode über den Stadel.

    Link zur Episode über den Fenstertausch.

    Link zur Episode über die Innenausbauarbeiten.

    Link zur Episode über die Baukosten.

    47 min
  • Offene Wohnprojekte
    Gemeinsames Bauen und Wohnen

    Gemeinschaftliche Wohnprojekte beginnen mit einer Gruppe Gleichgesinnter, die Bedürfnisse sammelt, Arbeitsgruppen bildet und die Verständigung mit Architektinnen und Fachplanern führt, damit das entstehende Haus den Vorstellungen der Bewohnenden entspricht. Wo Bestandsgebäude ausgebaut oder ökologische Materialien wie Lehm und Holz verwendet werden, tritt das Selber - Handanlegen hinzu: mit gemeinsam geleisteter Arbeit, wie etwa selbst aufgetragener Lehmputz wächst nicht nur die Bindung in der Gruppe. Es entsteht eine Vertrautheit mit dem Gebäude, die spätere Reparaturen in Eigenleistung ermöglicht.

    Die gleiche Logik des Teilens setzt sich im Alltag fort. Gemeinschaftsküchen, Gästezimmer, Werkstätten und gemeinsam gehaltene Autos verringern den Bedarf an privater Fläche und privater Flotte, während generationsgemischte Häuser die Gemeinschaft über Jahrzehnte erneuern und spezialisierte Modelle wie Wohnen ohne Alterslimit Pflege in den bestehenden Zusammenhang holen. Dementsprechend wirken gelungene Projekte über die eigene Schwelle hinaus: sie beleben Erdgeschosse, richten Mobilitätsdienste mit der Gemeinde ein und zwingen Politik und Verwaltung, Baugruppen als städtebauliches Werkzeug ernst zu nehmen.

    Kontaktadresse: [email protected]

    Link zu der Webseite der Initiative Gemeinsam Bauen & Wohnen mit den erwähnten Haupt-Verknüpfungen auf dieser Startseite.

    Link zu Infos zum Tag der offenen Wohnprojekte.

    Link zur Publikation "Gemeinschaftliche Wohnprojekte : Eine Chance für Gemeinden bzw. direktlink.

    Das richtet sich natürlich nicht nur an Gemeinden, sondern ist auch für Interessierte eine spannende Zusammenfassung…

    Link zur Podcast-Episode über das B.R.O.T. Kalksburg

    coverfoto © Ralf Aydt

    34 min
  • Sparsames Bauen
    Wirtschaftlichkeit vs. Schönheit

    Die Zerstörungen des Zweiten Weltkriegs hinterließen in den deutschen Städten eine bauliche Trümmerlandschaft, deren Ausmaß die bis dahin bekannten städtebaulichen Katastrophen weit überstieg. Alliierte Bomberangriffe hatten große Teile der urbanen Bausubstanz vernichtet oder schwer beschädigt, sodass in vielen Ballungsräumen nur noch ein Bruchteil des Vorkriegswohnungsbestandes nutzbar war. Gleichzeitig strömten Millionen Vertriebene aus den ehemaligen Ostgebieten in den Westen, was den ohnehin dramatischen Wohnraumbedarf weiter steigerte. Hieraus ergab sich eine doppelte Knappheit: einerseits fehlte es an intakten Wohnungen, andererseits standen Baustoffe, Arbeitskräfte und finanzielle Mittel nur in äußerst begrenztem Umfang zur Verfügung. Die politische und wirtschaftliche Ausgangslage der späten 1940er und frühen 1950er Jahre forderte daher eine Bauweise, die mit minimalem Materialeinsatz und in kürzester Zeit möglichst große Wohnflächen hervorbringen konnte.

    In diesem Umfeld entstand auch die DIN 4120 „Sparsames Bauen“. beispielsweise wurden beschädigte Gebäude auf ihrem Zustand geprüft und einer Triage unterzogen. Was noch tragfähig war, wurde instand gesetzt. Was abgebrochen werden musste, wurde ausgeschlachtet. Die Ziegel ließen sich dank des schwächeren Kalkmörtels leicht lösen und erneut verwenden. Der Bruch wurde an Ort und Stelle zu Ziegelsplitt zerkleinert. Er diente als Zuschlag für Schüttwände, großformatige Steine oder fußwarme Estriche. So entstand ein geschlossener Stoffkreislauf, der den Abtransport von Schutt und die Heranführung neuer Materialien vermied.
    Aus diesen Zwängen entwickelten sich genormte Bauteile, vereinfachte, kleine Grundrisse. Die Regel, keine Baustoffe allein aus Schönheitsgründen einzusetzen, führte zu glatten Fassaden und dem Verzicht auf Gesimse. Diese Formensprache fand später in den Plattenbauten ihre systematische Fortsetzung. Was als Notlösung entstanden war, wurde zur Standardpraxis. Die Bauwirtschaft erkannte darin die Möglichkeit, Wohnraum kostengünstiger herzustellen. Dabei verschoben sich die Wertigkeiten von notwendiger Sparsamkeit hin zu reinem Kostenminimieren. Heute stellt sich erneut die Frage, wo gezielte Reduktion sinnvoll bleibt und wo sie die Qualität eines Gebäudes untergräbt. Genaue Planung und die Nutzung vorhandener Infrastrukturen bieten weiterhin Anknüpfungspunkte. Die Grenze zwischen kluger Ökonomie und verarmter Gestaltung muss bewusst gezogen werden.

    Link zur Bestellung der DIN 4120.

    40 min
  • Innendämmung im Bestand
    Alternative für temporär beheizte Räume

    Eine Dämmschicht leitet Wärme schlecht. Liegt sie außen, erwärmt sich die gesamte Wand und speichert viel Energie. Das System reagiert träge und verlangt dauerhafte Beheizung. Liegt die Schicht innen, bleibt die tragende Wand kalt. Der Wärmestrom aus dem Raum wird sofort gehemmt. Dadurch lässt sich ein Raum mit geringem Energieeinsatz rasch aufheizen. Bei nur zeitweiser Nutzung spart man Energie, die sonst in die Wandkonstruktion fließen würde. Die Wandoberflächentemperatur Innen gedämmter Wände folgt der Raumlufttemperatur deutlich schneller und sensibler.

    Entscheidend ist das Zusammenspiel der Materialeigenschaften des Wandbildners und der Innendämmung. Stark unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten und Dampfdiffusionsdichte sowie fehlendes Feuchtespeichervermögen führen an der kalten Grenzfläche leicht zu Kondensat und Schimmel. Bei passenden Paarungen wie Langlochziegel und dünner Holzwolle-Leichtbauplatte kann vorübergehende Feuchte aufgenommen und nach außen oder innen abgegeben werden. Der klassische U-Wert bildet solche schnell wechselnden Zustände nur als Durchschnitt ab. Messungen der Temperaturen und Wärmeströme in den Schichten sowie Modelle auf Basis finiter Elemente erlauben dagegen realistische Aussagen zu Behaglichkeit und Feuchteverlauf.

    Link zur Episode über die Wärmediffusivität.

    36 min
  • Kühlen mit Abwasser
    Eine ungenutzte Ressource

    In Gebieten, in denen der Niederschlag abnimmt und gleichzeitig gefordert wird, dass zugeführtes Wasser das Grundstück nicht mehr verlässt, entwickeln sich dezentrale Aufbereitungssysteme für Grau- und Schwarzwasser, die auf biologischen Prozessen beruhen. Das Abwasser wird zunächst auf eine wöchentlich erneuerte Strohschicht geleitet, wo es mit Sauerstoff angereichert wird und feste Bestandteile bereits teilweise aufgelöst werden, bevor es in eine darunterliegende Schicht aus porösem Schotter sickert, die als Trägermaterial für dichte Bakterienkulturen dient. Daraus resultierend entstehen geruchlose Anlagen, in denen Methanbildung von vornherein vermieden wird, weil die Mikrofilme aerob arbeiten und die Fäkalien vollständig abbauen. Demzufolge bleiben die nachfolgenden Absetzbecken in der Praxis weitgehend frei von Feststoffen. Anschließend gelangt das Wasser stoßweise in eine Pflanzenfilterkläranlage, die vertikal durchströmt wird und in der weitere Bakterienkulturen sowie ausgewählte Pflanzen komplexe Schadstoffe und Hormone aufspalten. Infolgedessen entsteht ein Wasser, das noch Phosphor und weitere Nährstoffe enthält und das auch im Winter, gestützt durch die Wärmeentwicklung der Bakterien, bei Temperaturen um fünfzehn Grad zuverlässig weiterproduziert wird.

    Dieses nährstoffreiche Wasser eignet sich in besonderem Maße zur Bewässerung umfangreicher grüner Strukturen in der Stadt, sodass ein einzelnes Haus mit rund hundert Bewohnern ausreicht, um eine hundertfünfzig Meter lange Straße einschließlich der Dächer und überspannender Pergolen in einen durchgehenden grünen Teppich zu verwandeln. Dementsprechend lässt sich die Verdunstung an den Blattflächen so steigern, dass innerhalb einer einzelnen Straße messbare Kühlungseffekte von etwa drei Grad auftreten. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, künftig Pflanzen zu wählen, die bewusst viel Wasser verdunsten und dadurch die Verdunstungskälte maximieren, anstatt auf rein hitzeresistente, wasserarme Arten zurückzugreifen. Überschüsse können zugleich in die Klospülung zurückgeführt werden, wodurch der Trinkwasserverbrauch um ein Viertel bis ein Drittel sinkt. Die Überschüsse lassen sich auch in Schwammstadt-Strukturen einspeichern, die in längeren Trockenperioden sonst an ihre Grenzen stoßen würden. So entstehen dezentrale Knoten, die jeweils eigenständig funktionieren und sich bei Bedarf zu einem resilienten Netzwerk verbinden lassen, ohne dass dazu zentrale Großstrukturen erforderlich wären.

    Link zu Gernot Mittersteiner.

    Link zu einem Übersichts - Text zur Kühlung der Städte mit Abwasser aus Pflanzenkläranlagen:

    https://www.researchgate.net/publication/412327341_Cities_The_transition_from_hot_spots_to_the_cooling_centres_of_the_world

    Link zum Forschungsprojekt zur Kühlung der Städte mit Abwasser aus Pflanzenkläranlagen:

    https://www.researchgate.net/publication/400250407_WATER_RECYCLING_AND_URBAN_COOLING

    Weiterführende Informationen zu alternativen Gebäudekühlsystemen.

    Link zur Episode zu den Mustersprachen des Bauens mit Gernot Mittersteiner.

    Link zur Episode zur Schwammstadt Graz.

    40 min
  • Gedanken zum Stampfbeton
    Erdfeuchte Konsistenz

    Bei einem idealen Wasser-Bindemittel-Wert von 0,5 bis 0,6 entsteht eine erdfeuchte Konsistenz. Diese Mischung lässt sich nicht flüssig einbringen, sondern wird in dünnen Schichten von fünf bis zehn Zentimetern in die Schalung gefüllt und durch Stampfen verdichtet. Die Verdichtung presst Zuschlagstoff, Zement und Wasser eng zusammen und erzeugt hohe Festigkeit bei geringem Bindemittelanteil. Schon in den Anfängen der modernen Betontechnologie war dieser Zusammenhang bekannt und wurde gezielt genutzt.

    Eine optimierte Sieblinie ordnet die Korngrößen so an, dass die Hohlräume zwischen den Körnern minimal ausfallen. Dadurch benötigt die Mischung nur wenig Zementleim, was das Schwinden verringert und Rissbildung vorbeugt. Fehlen kleinere Fraktionen, entsteht eine Ausfallskörnung mit poröser Struktur. Diese Poren ermöglichen es gefrierendem Wasser, sich auszudehnen, und schützen so vor Frostschäden. Historische Stampfbetone belegen mit ihrer langen Lebensdauer die Vorteile dieser porösen und sparsam gebundenen Bauweise.

    Link zur Episode über händisches Betonieren

    Link zur Episode über opus caementitium

    Link zur Episode über Betonforensik

    23 min
  • Statik und Handwerk
    Wissen im Wandel

    Die Anforderungen an Dokumentation und Zulassung haben deutlich zugenommen. Gleichzeitig wechseln die Befestigungsmittel in immer kürzeren Abständen. Viele Werte, die früher in Tabellenbüchern standen, fehlen in den heutigen Programmen. Wer sich mit älteren Methoden oder traditionellen Verbindungsmitteln auseinandersetzen will, findet dafür oft keine Zeit mehr. Die Geschwindigkeit der gesellschaftlichen Entwicklung verstärkt diesen Druck zusätzlich. So geraten bewährte Kenntnisse allmählich aus dem Blick.

    Daher gewinnt die Unterscheidung nach Art des Gebäudes und dem damit verbundenen Risiko an Bedeutung. Ein landwirtschaftliches Gebäude kann andere Reserven vertragen als ein Kindergarten oder eine Schule. Die natürliche Streuung im Holz lässt sich statistisch berücksichtigen. Digitale Sortieranlagen und Abbundanlagen ermöglichen es, Holz gezielter einzusetzen und auch komplexere Verbindungen wieder wirtschaftlich herzustellen. Wichtig bleibt dabei das unmittelbare Gefühl für den Baustoff. Es ergänzt die Berechnung und sichert die Qualität in der Ausführung.

    49 min

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Simple Smart Buildings steht für Gebäude die einfach und dauerhaft gebaut sind. Für die Generationen vor uns war es ganz normal mit einfachen Mitteln dauerhafte Gebäude zu errichten. Diese Art zu bauen hat sich über Jahrhunderte bewährt und wir können daraus lernen. In den verschiedenen Regionen entwickelten sich aus lokal vorhandenen Baustoffen resiliente Baukonstruktionen und Gebäudetypen, welche Jahrhunderte überdauert haben und gerade deshalb immer noch eine hohe Nutzungsqualität bieten. Dieser Podcast erzählt von Möglichkeiten einfach gut zu bauen.