WIE BAUT MAN (HEUTE) MIT LEHM?

Eine Einführung für Eilige, 3. Teil Für den Häuslebauer in unserer Region kommt heute i.d.R. nur eine Lehmbauweise in Frage: der moderne Holzleichtlehmbau. Dennoch gibt es interessante Beispiele, die auf anderen Lehmbautechniken beruhen oder als Innovationen eine praktische Anwendung erst noch vor sich haben. Sie zeigen die großen Entwicklungs- und Gestaltungsmöglichkeiten der Lehmbauweisen und sind so auch von allgemeinem Interesse. Um die einigermaßen verwirrende Vielzahl der Lehmbautechniken zu überblicken, empfiehlt sich eine Unterscheidung nach drei Merkmalen: (1.) Wie werden die Lasten abgetragen? Ein Lehmbauwerk kann selbsttragende Wände oder ein tragendes Holzskelett wie z.B. die historischen Fachwerkhäuser haben. Selbsttragende Lehmwände tragen die Lasten direkt ab, bei Fachwerkhäusern übernimmt diese Funktion ein Holzskelett. Moderne Holzskelettbauwerke mit Lehmausfachung werden auch Lehmständerbauwerke genannt. (2.) Wie wird der Baustoff eingebracht? Entweder in Form von Lehmsteinen, oder der Lehm wird in eine Schalung geschüttet und festgestampft. Beim Bau mit Lehmsteinen wird der Baustoff vorgeformt, getrocknet (nicht gebrannt!) und vermauert. Der Lehm kann auch erdfeucht vermauert werden, wofür er von Hand zu "Broten" oder maschinell zu Lehmsträngen geformt wird. Dagegen wird der Lehm beim Lehmstampfbau ungeformt in eine Schalung eingebracht und anschließend verdichtet. Eine Sonderform des Lehmstampfbaus ist der Wellerbau, der ohne Schalung auskommt und die Wand erst nach dem Trocknen glattsticht. (3.) Wie wird der Baustoff Lehm aufbereitet? In der Regel als Massivlehm oder als Leichtlehm: Beim Massivlehmbau wird Lehm so verarbeitet, wie er gefunden wird, aus konstruktiven Gründen werden oft auch Zuschlagstoffe wie Steine, Stroh, Zweige zugemischt. Beim Bauen mit Leichtlehm werden zur Erhöhung der Wärmedämmung größere Mengen porigen Materials beigefügt. Das können Holzschnitzel, Blähton, Bims oder Stroh sein. Der Strohanteil wird so bemessen, daß das Gewicht des Leichtlehms weniger als 1200 kg/m3 beträgt. Die Leichtlehmbauweise ist eine moderne Technik. Lehmbautechniken mit selbsttragenden Wänden (siehe Tabelle in der Veröffentlichung als Buch) Lehmbautechniken ohne selbsttragende Wände (siehe Tabelle in der Veröffentlichung als Buch) Die älteste Lehmbauweise ist der Lehmsteinbau. Aus geformten und an der Luft getrockneten Lehmsteinen, zuerst mit Lehm-, später mit Kalkmörtel vermauert, bauten die Menschen ihre ersten Städte. Wandkonstruktionen aus luftgetrockneten Lehmziegeln, in Nord-, Mittel- und Südamerika als "Adobe" bezeichnet, sind noch heute in allen tropischen und subtropischen Gegenden der Erde verbreitet. Eine Sonderform des Lehmsteinbaus ist die aus Afrika entlehnte "Lehmbrote-Bauweise", mit der nach dem Ersten Weltkrieg im Selbsthilfeverfahren eine Vielzahl von Wohnhäusern für die Kranken-, Heil- und Fürsorgeanstalten Bethel in Bielefeld errichtet wurden, die bis heute in Gebrauch sind. Statt luftgetrockneter Lehmziegel wurden hier ungetrocknete, feuchte Lehmziegel vermauert. Sie wurden hergestellt, indem eine Mischung mit relativ geringem Tonanteil zu etwa 25 x 10 x 10 cm großen "Lehmbroten" mit allseits runden Kanten geknetet wurde. Diese Ziegel verlegte man in feuchtem Zustand ohne Mörtel im Mauerwerksverband, wobei zur Erhöhung der Festigkeit häufig Reisig zwischen die Schichten gelegt wurde. Der Lehmstampfbau ist die zweitälteste Lehmbauart, aber in Deutschland erst seit Ende des 18. Jh. verbreitet. Als Erfindung der Römer war er in Frankreich und anderen Ländern des Mittelmeerraumes bis ins ausgehende Mittelalter verbreitet. Heute wird er meist "Pisé" oder Pisé-Bauweise genannt, nach dem französischen Wort "piser" = stampfen. Die in Deutschland bekanntesten und gut erhaltenen Pisé-Gebäude sind die mehrgeschossigen Wohnhäuser von W.J. Wimpf in Weilburg/Lahn. Zentren des modernen Lehmstampfbaus sind Frankreich, die USA, Australien, aber auch Österreich, wo Martin Rauch Pionierarbeit leistet. Beim Lehmstampfbau wird Lehm in etwa 10 cm dicken Schichten in eine Schalung geschüttet und festgestampft. Dafür werden heute moderne Systemschalungen und Preßluft- oder Elekrostampfer verwendet. Faserige und steinige Zuschläge erhöhen die Festigkeit des Lehms. Die in unseren Breiten jahrhundertelang und bis zur Mitte des vorigen Jahrhunderts übliche Bauweise - das Holzfachwerk mit sichtbarem, tragenden Gerüst und mit Lehm ausgefachten F eldern in Wänden und Decken - ist eine Lehmständerbauweise. In die Gefache wurden senkrecht gespaltene, dickere Hölzer eingesetzt und mit biegsamen Weiden- oder Haselnußruten umflochten. Dieses Flechtwerk erhielt beidseitig eine Bewurf mit Strohlehm und abschließend eine geglättete Oberfläche. Bei der sog. Stakung wurden die gespaltenen Hölzer mit Strohlehmsträngen umwickelt und in Nuten der Gefache oder Deckenbalken eingeschoben. Die Gefache konnten aber auch mit in einer Form selbst produzierten luftgetrockneten Strohlehmsteinen ausgemauert sein. Vorteilhaft für regenreiche Gebiete war (und ist) der Fachwerk- und Ständerbau, weil die Lehmarbeiten nach Errichten des Holzskeletts unter dem gedeckten Dach ausgeführt werden. Die moderne Leichtlehmbauweise übernahm von der traditionellen Ständerbauweise zwar das Prinzip des Holzskeletts mit Lehmausfachung, hat aber heute vollkommen neue Möglichkeiten. Eine andere moderne Leichtlehmbauweise beruht auf der Holzelement- oder Holzsystembauweise, bei der statt des Holzskeletts vorgefertigte Großelemenete aus Holz verwendet werden (s. dazu z.B. die Beiträge "Lehmbau mit vorgefertigten Holzelementen" und "Lehmbaustoffe im Holzsystembau" in diesem Buch). Neu an der modernen Leichtlehmbauweise gegenüber dem historischen Fachwerkhaus ist die Verwendung wärmedämmenden Leichtlehms. Leichtlehm ist nach DIN 18 953 (Vornorm 1956), Blatt 1, ein Baustoff, der nicht mehr Baulehm enthält, als zum Umhüllen und Verkleben leichter organischer oder mineralischer Zuschlagstoffe notwendig ist. Der Baulehm soll fett oder sehr fett sein. Statt des Baulehms eignet sich auch aufschlämmbarer Ton. Als organische Zuschlagstoffe sind alle Arten Stroh von Getreide, Raps, Mohn, Unkräutern und Gräsern verwendbar. Ebenso eignen sich Spreu, Flachsschaben, Heidekraut, Fichten- und Kiefernnadeln. Die faserigen Zuschläge sollen nicht länger sein als die kürzeste Abmessung des zu produzierenden Bauteils. Brauchbare mineralische Zuschlagstoffe sind tuffige (schaumige) natürliche oder künstliche Gesteine oder Schlacken in beliebigen Mischungen untereinander. Lehmbautechniken für lastabtragende Außenwände (siehe Tabelle in der Veröffentlichung als Buch) Holzleichtlehm ist eine Mischung aus 2/3 Holzhackschnitzel und 1/3 fettem Baulehm. Gemischt wird in einem Betonmischer. Der Mix hat dem Strohleichtlehm vergleichbare Eigenschaften. Sein Gewicht (Dichte) r beträgt 500-900 kg/m3, der Wärmedurchlaßwiderstand l 0,14-0,30. Diese Angaben schwanken, da die Dichte von Lufteinschlüssen und vom Lehmanteil abhängt. Holzleichtlehm wird dank besserer Verarbeitungsmöglichkeiten als Strohleichtlehm in den letzten Jahren zunehmend häufiger verwendet für Ausfachungen von Holzständer- und Holzsystembauten, als Isolierung zwischen den Sparren und als zusätzliche Innendämmung bei der Fachwerksanierung. Der Einbau erfolgt in Form vorgefertigter Lehmsteine, in Schalung geschütteten oder gepumpten und auf die Unterkonstruktion gespritzten Materials. Holzleichtlehm kann jeweils direkt auf der Baustelle gemischt oder vorgemischt bezogen werden. Das neue Baumaterial geht auf eine alte Erfahrung zurück: Früher umhüllte man Balkenköpfe in Mauerwerk aus gebrannten Steinen zur Konservierung mit Lehm. Es war allgemein bekannt, daß trockener Lehm Holz, Stroh, Heidekraut u.a. über Jahrhunderte konserviert. Diese Eigenschaft verdankt Lehm seiner Gleichgewichtsfeuchte von 4,5 %; er hält das umschlossene Holz jederzeit so trocken, daß es sogar vor Schädlingsbefall geschützt ist. Von den zahlreichen westdeutschen Lehmbaubetrieben, die in den letzten Jahren mit Holzleichtlehm Erfahrungen sammelten, seien Günter zur Nieden, Architekt in Lübeck, der dieses Verfahren entwickelt und zum Patent angemeldet hat, genannt sowie die Firmen Peter Breidenbach, Viersen, und Eider, Kaiserslautern. Holzleichtlehm ist einfacher als Strohleichtlehm herzustellen, zudem sackt er kaum. Er benötigt weniger Anmachwasser, wodurch sich die Trockenzeiten verkürzen. Anders als bei Strohleichtlehm besteht keinerlei Gefahr, daß sich Holzleichtlehm bei schlechter Trocknung zu Humus zersetzt. Allerdings fehlt ihm die vorteilhafte "verfilzte" Struktur. Mineralleichtlehm hat den Vorteil, daß er in die Schalung gepumpt werden kann und überhaupt nicht nachsackt. Doch dürfte sein Wärmedurchlaßwiderstand ungünstiger sein, zudem sind die Zuschläge Blähton oder Bims keine nachwachsenden Rohstoffe, sie verbrauchen bei ihrer Herstellung viel Energie und sind teurer. Moderne Holzleichtlehmfüllung in Holzständerwerk (Mitte), zwischen Schalbrettern eingebracht (siehe Abb. in der Veröffentlichung als Buch) Holzleichtlehm hat eine Zusammensetzung von etwa 2/3 Holzhackschnitzel, 1/3 fettem Baulehm und Anmachwasser. Bei rindenhaltigen Hackschnitzeln muß Borax zugegeben werden. Hackschnitzel bezieht man aus der Knickholzpflege oder von Sägewerken. Besser zu verarbeiten sind Hackschnitzel aus der holzverarbeitenden Industrie, weil sie rindenfrei und trocken sind. Allerdings dürfen sie nicht verunreinigt sein, was bei größeren Werken zumeist nicht der Fall ist. Nicht zu empfehlen, weil zu faserig, sind Hackschnitzel aus Recyclinganlagen. Der Lehm klebt die Holzteilchen im Holzleichtlehm zusammen, die damit eine ähnliche Funktion wie das Mineralgerüst beim Massivlehm bekommen. Dementsprechend sollen die unterschiedlichen Formen und Größen der Holzschnitzel ähnlich einer Sieblinie verteilt sein. Übliche Abmessungen sind 4/4/2 cm, bei größeren Wanddicken sind auch kleine Aststücke und Holzscheite sinnvoll. Lufteinschlüsse sind begrenzt erwünscht, jedoch ist stets die Winddichtigkeit zu beachten. Gegenüber Strohleichtlehm lassen sich mit Holzhackschnitzeln nur Leichtlehme mit Rohdichten ab 500 kg/m3 herstellen. Da Holz bereits eine Rohdichte von ca. 600 kg/m3 hat, Lehm aber von ca. 2000 kg/m3, muß eine Mischung mit 500 kg/m3 viele Hohlräume enthalten. Die Herstellung von Holzleichtlehm auf der Baustelle erfolgt, indem fetter Baulehm aus der Grube oder als vorgefertigte Sackware im Freifallmischer oder in der Rührtonne zu einer dickflüssigen Brühe gemischt wird. Zur Zerkleinerung des Grubenlehms werden einige faustgroße Steine hinzugegeben. Die gut gemischte Lehmbrühe wird nach und nach mit trockenen und möglichst rindenfreien Holzhackschnitzeln im bauüblichen Trommelmischer zu einer schüttfähigen, erdfeuchten Masse verarbeitet. Ob die gewünschte Güte erreicht ist, zeigt eine einfache Probe: bei möglichst geringem Lehmanteil soll sich eine faustgroße Kugel formen lassen, die nicht auseinanderfällt. Beim Einbau des Holzleichtlehms in die vorbereitete Schalung ist durch Stochern und leichtes Stampfen eine gute Verfüllung anzustreben. Ein kraftvolles Stampfen wie bei Strohleichtlehm ist nicht nötig. Mischen, Transport und Einbringen der Masse entsprechen bekannten Methoden des Betonbaus; es ist alles verwendbar, was an Eimern, Karren, Kübelwagen, Schüttbomben u.ä. vorhanden ist. Die Einarbeitungszeiten sind deshalb gering, alle Erfahrungen aus Kalkulation und Technologie gleichfalls gut anwendbar. Konstruktiv sind das tragende Holzskelett und die Schalung zwei wichtige Faktoren, die sich auf die Baukosten auswirken. Vieles ist möglich - von der verlorenen Schalung bis zu ausgetüftelten Schalungssystemen. Zur Frage des Schalungssystems gibt es im Betonbau wie in der klassischen Lehmbauliteratur unzählige Vorschläge, und alle Ausführungen sind variierbar und kombinierbar. Für die Verwendung verlorener Schalung liegen folgende Erfahrungen für gute Putzuntergründe vor: Holzwolleleichtbauplatten, Schalung auf Abstand (minderwertige Schalhölzer, 2/5 bis 2/10 cm mit ca. 5 cm Abstand) und aufgerollte, dünne Schilfrohrmatten (Breidenbach). Da der Holzleichtlehm keine Lasten abträgt und die Mischung von pflanzlichen Faserstoffen und Lehm unter Hinweis auf die historischen Techniken als bekannte Bauweise angesehen wird, ist das Genehmigungsverfahren unproblematisch. In puncto Brandschutz ist Holzleichtlehm dem Strohleichtlehm vergleichbar (F 30 B bei Ausfachung entsprechend DIN 4102, Teil 10), der Wärmedurchlaßwiderstand wird der Rohdichte entsprechend nach der bei Volhard1 abgedruckten Tabelle angegeben. Die Preise für die Rohmaterialien des Holzleichtlehms sind sehr niedrig; Kosten entstehen hauptsächlich durch Transporte. Im Berliner Raum müssen veranschlagt werden: nicht aufbereiteter Grubenlehm: ca. 20-50 DM/m3 Holzhackschnitzel: 10-30 DM/m3 fertige Mischung ab Werk: ca. 150 DM/m3 netto fertige Mischung eingebaut: ca. 200-300 DM/m3 Die ökologischen und baubiologischen Vorteile des Lehms bleiben im Holzleichtlehm voll erhalten. Der Energieverbrauch, abhängig von Transport und Lehmaufbereitung, ist mit 5-15 kWh/m3 gegenüber anderen Baustoffen sehr gering. Eine spätere Entsorgung entfällt, da Holzleichtlehm wiederverwendbar oder kompostierbar ist. Die tragende Holzkonstruktion sollte allerdings so ausgelegt werden, daß spätere Umbauten und die Demontage erleichtert werden. Was noch zu tun ist Dem Lehmbau mangelt es zur Zeit noch an kontinuierlicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Sie kann nicht von den bestehenden Lehmbaubetrieben geleistet oder gefördert werden. Dazu sind sie ökonomisch nicht in der Lage. Aber es sind erste Anfänge gemacht, und zweifellos eröffnet sich hier ein Feld für wirtschaftsunabhängige staatliche Stellen oder umweltbezogene Stiftungen, sobald deutlich gemacht werden kann, daß die Nachfrage den Einsatz von Forschungsmitteln rechtfertigt. Andere Länder - in Europa z.B. Frankreich - gehen hier mit gutem Beispiel voran. Für die Belebung und Weiterentwicklung des Lehmbaus in Deutschland werden Untersuchungen gebraucht, z.B. zur Wärmeleitfähigkeit des Lehms oder von Lehmbaustoffen, aber auch zu anderen technischen Grunddaten, Verbesserung der "Kornverteilung" der Zuschlagsstoffe, Zugabe von Verflüssigern, um Anmachwasser und damit Trockenzeiten zu reduzieren, Entwicklung von Mischungen, mit denen Vorprodukte wie Leichtlehmsteine hergestellt werden können, Zusammensetzung von Mischungen, die gute Eignung zum Pumpen und Spritzen haben, Beschaffenheit des Lehmbauwerke-Bestands in der Region Berlin/Brandenburg anzustellen, damit vorhandene Baudenkmale erkannt, katalogisiert und für eine kostengünstige fachgerechte Wiederherstellung zur modernen Nutzung erschlossen werden können.           Anmerkung 1 Volhard, F.: Leichtlehmbau. 5. Aufl. 1995, S. 149 nächster Beitrag