oooo Forschungslabor für Experimentelles Bauen
Architektur
Stadtplanung
Landschaftsplanung
Start| Forschung| Dienstleistung | Publikationen| Galerie| Lehre| Kontakt
Wissens-wertes

Über den Baustoff Lehm



Über den Baustoff Lehm
Der folgende Text ist ein Auszug aus dem "Lehmbau-Handbuch" von Gernot Minke, erschienen im ÖkobuchVerlag, Staufen.
Vor- und Nachteile des Baustoffes Lehm
Im Vergleich zu den üblichen industriell gefertigten Baustoffen hat Lehm drei Nachteile

Lehm ist kein genormter Baustoff
Lehm ist eine Mischung aus Ton, Schluff (Feinstsand) und Sand, die auch gröbere Bestandteile wie Kies, Schotter oder Steine enthalten kann. Lehm weist je nach Fundort unterschiedliche Eigenschaften auf und muß deshalb je nach Verarbeitungstechnik unterschiedlich zusammengesetzt sein. Es ist also notwendig, seine Zusammensetzung zu kennen, um deren Eigenschaften beurteilen und gegebenenfalls durch Zusätze verändern zu können.
Lehm schwindet beim Austrocknen
Durch die Verdunstung des Anmachwassers, das notwendig ist, um Lehm verarbeiten zu können und seine Bindekraft zu aktivieren, reduziert sich sein Volumen, es entstehen "Trocken-" bzw. "Schwindrisse". Das lineare Trockenschwindmaß, das Maß, das die Verkürzung eines prismatischen Probekörpers beim Austrocknen angibt, beträgt bei Naßlehmverfahren etwa 3-12% und bei Stampflehm 0,4-2%. Das Schwinden kann jedoch durch Reduzierung des Wasser- sowie des Tonanteils und durch Optimierung der Kornzusammensetzung wesentlich verringert werden.
Lehm ist nicht wasserfest Lehm muß deshalb insbesondere im feuchten Zustand vor Regen und vor Frost geschützt werden. Ein dauerhafter Schutz von Lehmwänden vor Nässeeinwirkung kann durch konstruktive Maßnahmen (Dachüberstand, Spritzwassersockel, horizontale Isolierung gegen "aufsteigende Nässe") und durch entsprechende Oberflächenbehandlungen (Anstriche, Hydrophobierung, Putze) erreicht werden.

Diesen drei Nachteilen des Baustoffs Lehm stehen allerdings erhebliche Vorteile gegenüber:

Lehm reguliert die Luftfeuchtigkeit
Lehm kann relativ schnell Luftfeuchtigkeit aufnehmen und diese bei Bedarf wieder abgeben. Dadurch reguliert er die Feuchtigkeit der Raumluft und trägt somit zu einem gesunden Raumklima bei. Untersuchungen des Forschungslabors für Experimentelles Bauen, Universität Kassel (FEB), ergaben, daß ungebrannte Lehmsteine (sogenannte Grünlinge) innerhalb von zwei Tagen etwa 30mal soviel Feuchtigkeit aufnehmen wie gebrannte Ziegel, wenn die relative Feuchte der Raumluft von 50% auf 80% steigt. Die Lehmsteine erreichen bei einer Raumluftfeuchte von ca. 95% nach 30 bis 60 Tagen eine maximale Feuchtigkeit, die 5 bis 7% beträgt (Gleichgewichtsfeuchte).
Auch nach 6-monatiger Lagerung bei 95% relativer Luftfeuchte in einer Klimakammer wurden sie nicht weich (dies wäre erst bei ca. 11-15% Wassergehalt möglich). Messungen über einen Zeitraum von 5 Jahren in einem Wohnhaus in Kassel mit Wänden aus Lehmsteinen, Lehmsträngen bzw. Leichtlehm, ergaben, daß die relative Luftfeuchtigkeit in den Wohnräumen das ganze Jahr über nahezu konstant war. Sie betrug im Mittel 50% und schwankte lediglich um 5%. Diese konstante Luftfeuchtigkeit erzeugt ein äußerst angenehmes und gesundes Wohnklima. Sie verhindert ein Austrocknen der Schleimhäute, reduziert die Feinstaubbildung und wirkt somit vorbeugend gegen Erkältungskrankheiten.
Lehm speichert Wärme
Lehm speichert, ähnlich wie andere schwere Baustoffe, Wärme und kann somit zur Verbesserung des Wohnklimas und bei passiver Sonnenenergienutzung zur Energieeinsparung beitragen.
Lehm spart Energie und verringert die Umweltverschmutzung
Lehm benötigt bei der Aufbereitung und Verarbeitung im Gegensatz zu anderen Baustoffen sehr wenig Energie und trägt somit kaum zur Umweltverschmutzung bei, er braucht nur etwa 1% der Energie, die für die Herstellung von Mauerziegeln oder Stahlbeton notwendig ist.
Lehm ist stets wiederverwendbar
Der ungebrannte Lehm ist jederzeit und unbegrenzt wiederverwendbar. Trockener Lehm braucht nur zerkleinert und mit Wasser angefeuchtet zu werden und schon läßt er sich wieder verarbeiten. Lehm kann im Gegensatz zu anderen Baustoffen niemals als Bauschutt die Umwelt belasten.
Lehm spart Baumaterial- und Transportkosten
Auf den meisten Baustellen in Mitteleuropa fällt Lehm beim Aushub der Keller und/oder der Fundamente an. Enthält er nicht zuviel Ton und keine zu großen Gesteinspartikel, so kann er im erdfeuchten Zustand mit den meisten Lehmbautechniken direkt eingesetzt werden. Enthält er zu viel Ton, so muß er 'gemagert', das heißt z.B. mit Sand vermischt werden. Da bei Verwendung des Bodenaushubs der Abtransport entfällt, entsteht eine nicht unwesentliche Einsparung an Transportkosten und Umweltverschmutzung. Ist kein Lehm auf der Baustelle vorhanden, so kann er häufig preiswert von einer nahegelegenen Ziegelei geholt werden. Bei Sand- und Kiesgruben entsteht Lehm als 'Abfallprodukt' beim Auswaschen. Allerdings hat dieser Lehm in der Regel einen extrem hohen Schluffanteil.
Lehm eignet sich für den Selbstbau
Mit Hilfe einer fachkundigen Person können Lehmbauarbeiten in der Regel von angeleiteten Laien ausgeführt werden. Da für traditionelle Lehmbautechniken einerseits nur ein minimaler Geräteaufwand notwendig ist, andererseits diese Techniken aber arbeitsaufwendig sind, eignen sie sich besonders für den Selbstbau.
Lehm konserviert Holz
Bedingt durch die geringe Gleichgewichtsfeuchte von Lehm von 0,4 bis 6 Gewichtsprozenten (je nach Tongehalt, Tonart und Feuchtegehalt der Luft) werden Holz und andere organische Stoffe, die von Lehm umgeben sind, entfeuchtet bzw. trockengehalten, so daß diese nicht von Pilzen oder Insekten befallen werden. (Holz hat eine Gleichgewichtsfeuchte von 8-12%. Tierische Schädlinge brauchen in der Regel eine Mindestfeuchte von 14 bis 18%, Pilze eine Feuchtigkeit von mehr als 20% (Möhler 1978, S.18). Insofern kann man von einer Konservierung durch Lehm sprechen. Da Stroh aber eine besonders hohe Kapillarkraft aufweist, kann es bei Strohleichtlehm mit Rohdichten unter 500 kg/m3 vorkommen, daß die konservierende Wirkung des Lehms nicht ausreicht und das Stroh bei zu langsamer Austrocknung verrottet.
Lehm bindet Schadstoffe
Daß Lehm die Raumluft reinigt, wurde häufiger beschrieben. Dieses Phänomen beruht auf subjektiven Wahrnehmungen, die bisher noch nicht wissenschaftlich nachgewiesen wurden. Daß Lehm im Wasserdampf gelöste Schadstoffe aus der Luft absorbiert, ist dagegen belegbar.
Die Fähigkeit der Tonminerale, Fremdstoffe bzw. Schadstoffe zu binden, wird auch von der Industrie benutzt: Am Kernforschungszentrum Karlsruhe wurde ein Verfahren zur Rückgewinnung des Phosphats aus häuslichen Abwässern mit Hilfe von stark tonhaltigem Lehm entwickelt. Die Phosphate lagern sich dabei an die Tonminerale an und werden somit dem Abwasser entzogen. Der Vorteil des Verfahrens liegt vor allem darin, daß dem Wasser keine Fremdstoffe zugesetzt werden müssen, die im Wasser verbleiben, und daß der Phosphor als trockenes Calciumphosphat zurückgewonnen und für die Düngemittelherstellung wiederverwendet werden kann. In Berlin-Ruhleben wurde eine Demonstrationsanlage in Betrieb genommen, in der täglich 600 m3 Abwasser nach diesem Verfahren von Phosphaten gereinigt werden.
Verbesserung des Raumklimas
Da wir uns zu mehr als 90% der Zeit in Gebäuden aufhalten, beeinflußt das Raumklima in unseren Wohn-, Schlaf- und Arbeitsräumen entscheidend unser Wohlbefinden und unsere Gesundheit. Das Wohlbefinden in Räumen wird vor allem durch folgende physikalische Größen beeinflußt:
  • Raumlufttemperatur
  • Temperatur der Raumumschließungsflächen
  • Raumluftbewegung
  • Feuchtegehalt der Luft
  • Gas- und staubförmige Verunreinigungen
Jeder Bewohner spürt sofort, wenn die Temperatur im Raum zu hoch oder zu niedrig, oder die Luftbewegung zu groß ist und wird bemüht sein, diese so zu beeinflussen, daß er sich wieder wohl fühlt. Die negativen Folgen einer zu hohen und einer zu niedrigen Feuchtigkeit der Raumluft sind jedoch in der Regel ebenso wenig bekannt wie einfache Mittel, die Luftfeuchte zu regulieren.
Da die Luftfeuchte in Innenräumen einen wesentlichen Einfluß auf die Gesundheit der Bewohner ausübt und Lehm wie kein anderes Baumaterial die Fähigkeit hat, zur Luftfeuchteregulierung des Innenraumklimas beizutragen, soll auf diese beiden Aspekte im folgenden ausführlich eingegangen werden.
Einfluss der Luftfeuchte auf die Gesundheit
Schnitt durch die Luftröhre mit intakter und ausgetrockneter, verkrusteter Schleimschicht (Beckert 1986) Es ist bekannt, daß eine relative Luftfeuchte von weniger als 40% zu einer Austrocknung der Schleimhäute und somit zu einer erhöhten Anfälligkeit für Erkältungskrankheiten führen kann, denn trockene Luft beeinträchtigt die Reinigungsfunktion der Luftröhrenoberfläche: Dort sorgen die haarförmigen Fortsätze der Flimmerepithelzellen durch ihre wellenförmige Bewegung dafür, daß der von den Drüsenzellen abgesonderte zähflüssige Schleim, auf dem sich Staubpartikel und Krankheitskeime absetzen, in die Mundhöhle befördert wird. Bei einer "ausgetrockneten" Luftröhre verkrustet der Schleim, so daß er seine Klebewirkung verliert. Außerdem wird die geschlossene Schleimoberfläche unterbrochen, so daß das Flimmerepithel nicht mehr in der Lage ist, die Schadstoffe abzutransportieren (siehe Abb.)
Eine hohe relative Luftfeuchte hat viele positive Einflüsse auf die Behaglichkeit des Raumklimas: Sie verringert den Feinstaubgehalt der Luft, aktiviert die Abwehrfähigkeit der Haut gegenüber Mikroben, verringert die Lebensdauer vieler Bakterien und Viren, reduziert Geruchsbelästigungen und vermeidet eine störende elektrostatische Aufladung im Raum.
Eine Luftfeuchtigkeit von mehr als 70% wird jedoch in der Regel als unangenehm empfunden, was vermutlich daran liegt, daß bei feuchtwarmer Luft die Sauerstoffaufnahme im Blut reduziert ist. Bei feuchtkalter Luft wird eine Zunahme rheumatischer Beschwerden beobachtet. Das Gefährlichste ist, daß Luftfeuchten von mehr als 70% zu einer starken Schimmelpilzbildung in geschlossenen Räumen führen können. In größeren Mengen eingeatmete Schimmelpilzporen können eine ganze Reihe von Beschwerden und allergische Reaktionen hervorrufen.
Aus diesen Gründen sollte der Feuchtegehalt in Räumen möglichst 50%, mindestens aber 40% und nicht mehr als 70% betragen.
   
Impressum | Kontakt Universität Kassel | FB 6 | Letzte Änderung:07.12.2005