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Die Herausforderung des 21. Jahrhunderts

Materie, Raum und Zeit

 

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Dietrich Schwarz


Prolog

Materie, Raum und Zeit bilden die unendlichen physikalischen Grössen der Realität. Das menschliche Dasein hingegen beschränkt sich auf unsere natürliche Umgebung: die Erde. Die schöpferische Tätigkeit des Menschen bedingt die Transformation von Materie im Raum-Zeit-Kontinuum.

Was seit Urzeiten als unbegrenzte Möglichkeit des Seins galt, findet infolge des globalen Überschreiten der Biokapazität unserer Erde durch das menschliche Handeln ein Ende – wir erreichen die Grenze unserer eigenen Realität. Dass wir davon im Alltag noch wenig spüren verdanken wir der materiellen Speicherkapazität der Erdkruste, der relativ hohen Toleranz unserer Natur, aber auch der global-ökonomisch ungerechten Verteilung aller Ressourcen.

Diese „Grenzerfahrung“ ist ein absolut singuläres Ereignis in der Menschheitsgeschichte. Es gibt daher auch keine einfachen Rezepte, diesem Phänomen des Ungleichgewichts zwischen menschlichem Konsum und der Kapazität unseres Planeten entgegenzutreten.

Es fordert die Menschheit zu einem Umdenken heraus – einem Paradigmenwechsel. Die Aufklärung im 17. und 18. Jahrhundert verlangte das Handeln sei durch die Vernunft zu leiten. Daraus entwickelte sich ein Weltbild, in dem der Geist zunehmend ins Zentrum rückte und die Position des Menschen überhöhte.

Heute müssen wir erkennen, dass der menschliche Geist nur ein Werkzeug unter vielen ist, das selbst hinterfragt werden will; gleichzeitig befähigt es die Menschheit, sich als ein kleiner Teil des grossen Ganzen zu begreifen.

Low tech vs High tech.

Für die Wissenschaftler des 21. Jahrhunderts bedeutet dies, dass sie all ihre Kraft darauf verwenden müssen, die Menschheit vom linearen Wachstumspfad wegzuführen, wieder in die natürlichen Kreisläufe einzugliedern und die Position der überlegenen, kreativen Intelligenz zu überwinden.

Die Transformation der Welt, als dem menschlichen Wesen unabdingbar anhaftendes Tun, muss kontrollierbar und in ein nachhaltiges Gleichgewicht mit der Biokapazität unseres Planeten überführt werden. Dabei bilden die Wissenschaften des Bauens eine zentrale Schlüsselposition, verantwortlich für 40% des globalen Energieverbrauchs und für 60% der globalen Realwerte. Der Architekt ist geradezu ein Meister dieser Transformation.

Die physikalischen Grössen, Materie, Raum und Zeit bieten Orientierung in den Bauwissenschaften. Auf einen kurzen Nenner gebracht lautet die Herausforderung für das zukünftige architektonische Schaffen: Weniger Materie/Energie konsumieren, weniger Raum beanspruchen, aber mehr Zeit überdauern. Dies erreichen wir durch Effizienz in der Bautechnik, Dichte im Städtebau und Dauerhaftigkeit in der Baukonstruktion – die neuen-alten Massstäbe des Nachhaltigen Bauens.

Das eigentliche Sein ist nicht ohne alle drei physikalischen Grössen, Materie, Raum und Zeit möglich, die drei Grössen bedingen sich gegenseitig. Dies lässt den Schluss zu, dass auch die architektonische Antwort bezüglich einer nachhaltigen Zukunft sich innerhalb einer Wechselwirkung von eben diesen Grössen agieren muss. Die Effizienz soll nicht losgelöst von der Dichte, von der Dauerhaftigkeit betrachtet werden et vice versa.


Technik

Die Technik beschreibt die Art und Weise der Transformation von Materie. Diese kann mit einer geringen Eingriffstiefe erfolgen, sogenannter Low-Tech, wie bei einem Steinhaus in der Bergen, wo die Steine der Umgebung zu einem Haus aufgeschichtet werden, oder mit einer sehr hohen Eingriffstiefe, sogenannter High-Tech wie bei einem Glas-Büroturm im Stadtzentrum, wo Materialien mehrfach verarbeitet werden bis sie zu einem komplexen Ganzen zusammengefügt werden. Dabei kann nicht zwischen gut und schlecht unterschieden werden. Viel entscheidender ist die Effizienz mit welcher ein vordefiniertes Ziel erreicht wird, wobei nicht das Haus per se das Ziel ist, sondern der Nutzen desselben. Dieser Nutzen wird einerseits durch den Schutz des Menschen und seiner Gerätschaften vor der Natur bestimmt und andererseits durch die Tätigkeit welche im Gebäude ausgeführt wird.

Bei einer autarken Berghütte ist die Forderung nach Komfort gering, die Bewohner halten sich tagsüber ausserhalb auf, sind wahrscheinlich warm gekleidet und benötigen in den Abendstunden auch keine grossen Fensterflächen zur Beleuchtung des Innenraums. In Zentrum steht der Schutz vor Wind und Wetter in den Nachstunden. Zum Ausgleich der Temperaturen genügt eine einfache Holzfeuerung und zur Beleuchtung eine Öllampe oder in unserer Zeit viel wahrscheinlicher eine mit Solarstrom betriebene Insellösung mit einer Autobatterie und Gleichstromgeräten. Ganz anders verhält es sich mit dem Glas-Büroturm. Die Büroangestellten betreten Sommer wie Winter morgens das Gebäude, nachdem sie den Arbeitsweg mit klimatisierten Verkehrsmitteln zurückgelegt haben. Danach will man sich in sehr hellen, wohltemperierten Räumen aufhalten und zielorientiert der Büroarbeit an leistungsstarken Computern nachgehen. Die Wertschöpfung der Mitarbeiter steht im Zentrum. Diese soll durch optimale Arbeitsbedingungen maximiert werden. Dafür ist neben einer auf Solareintrag und Transmissionsverlust austarierten Gebäudehülle eine darauf abgestimmte Haustechnik nötig, welche das Innenraumklima im Komfortbereich stabilisiert.

Die Art und Weise der Transformation von Materie bezieht sich nicht nur auf die Energieeffizienz, ebenso auch auf Raum und Zeit. Damit ist Technik nicht nur ein Begriff der Baukonstruktion und der Gebäudetechnik, sondern auch des grossen Massstabs. Die Massstabskategorien Städtebau, Entwurf und Konstruktion trennen die heutigen Bauaufgaben in unsachgemässer Art und Weise. Diese sollten durch ein gleichzeitiges Denken aller Massstäbe überwunden werden. Eine Stadt sollte nicht ohne das Baumaterial oder die Landschaft gedacht werden, ein Haus nicht ohne die Siedlung etc. Die Baukonstruktion und die damit verbundenen Spezialwissenschaften sollten weggeführt werden von den reinen Gehilfen des Entwurfes, hin zu Disziplinen mit Schlüsselfunktionen. Konstruieren bedeutet Bauen schlechthin. Baumaterial wird durch Fügen zum architektonischen Körper, zu Raum, zur architektonischen Gestalt und letztlich zum Realwert der gebauten Welt. Zudem wird ein Haus bei welchem die Baumaterialien sorgfältig gewählt, sauber und sinnvoll zu einem Ganzen gefügt werden, dem Zahn der Zeit widerstehen und durch die Zeit noch an Schönheit und Wert gewinnen.

Gebäudehülle, Haustechnik und Primärenergie

Die Antwort auf die Frage nach der richtigen Technik geht es darum, für den vordefinierten Nutzen das entsprechende Gebäude zu erstellen. Weil sich auch der Nutzen über die Zeit verändern wird, sollte das Gebäude veränderbar sein. Dies setzt eine einfache, vielfältig nutzbare Gebäudestruktur voraus. Eine spätere Nutzungsänderung kann dadurch einfach vorgenommen werden.

Das Gebäude bietet Schutz vor Wind und Wetter. Daher kommt der Gebäudehülle eine ganz entscheidende Rolle zu. Sie trennt den technisch konditionierten Innenraum vom natürlichen Aussenraum. Dabei entstehen entsprechend der meteorologischen Situation zwangsläufig Energieflüsse durch diese Gebäudehülle. Einerseits thermische Transmission durch die gesamte Hülle und andererseits Einstrahlung von Sonnenlicht durch die Fenster. Als ersten Schritt gilt es das Verhältnis von Fensterfläche zu Aussenwand dem Klima entsprechend in ein Gleichgewicht zu bringen, anschliessend die Dämmwerte und das Verschattungssystem optimal zu wählen. Damit ist es bereits möglich, weder mit massivem Einsatz von Baumaterial, noch von Technik in unseren Breitengraden ein Gebäude zu erstellen, welches die Betriebsenergie für die Klimatisierung auf ein Minimum reduziert.

Der Haustechnik kommt einerseits die Aufgabe zu dem Nutzer eine angemessene Klimatisierung zu garantieren, diese benötigt dafür im Zusammenspiel mit einer optimierten Gebäudehülle immer weniger Betriebsenergie. Die Haustechnik sollte nicht dazu missbraucht werden unsachgemäss gestaltete Fassaden und den daraus resultierenden Energieverschleiss zu kompensieren. Andererseits wird der Anteil an der Haustechnik welcher die nötigen und gewünschten Medien zur Verfügung stellt immer grösser, steigt doch der Komfortanspruch der Nutzer stetig. Im Bereich der Frischluft und des Brauchwarmwassers reduziert eine effiziente Energierückgewinnung den Energiebedarf massgebend. In einer modernen Technikzentrale, aber auch in zeitgemässen Haushaltgeräten, wie Geschirrspülern, Waschmaschinen, Wäschetrocknern kommen zur Deckung der thermischen Energie immer öfter hocheffiziente Wärmepumpen zum Einsatz.

Diese benötigen wertvolle elektrische Primärenergie. Diese sollte möglichst im Siedlungsraum selbst erzeugt werden. Auf keinen Fall darf wertvoller Landschaftsraum welcher für die regionale Nahrungsproduktion benötigt wird verdrängt werden. Auch das Auslagern der Energieproduktion in wenig zuverlässige Wirtschaftsräume scheint nicht sinnvoll, fällt man doch damit von der aktuellen Abhängigkeit der fossilen Energiequellen in die nächste Unsicherheit. Grundsätzlich wird von jedem Wirtschaftsraum in Zukunft gefordert, dass er für den eigenen Energiebedarf weitestgehend selbst aufkommt. Nur so wird eine gerechte und befriedete Energieverteilung ohne die endlichen, fossilen Energieträger möglich sein.

In dieser Kette von transformierter Materie und Energie werden zur Effizienzsteigerung immer komplexere Prozesse entwickelt, ganz geschweige von den rasant anwachsenden Kommunikationsmedien. Es ist naiv zu glauben, dass der Ausstieg aus der fossilen Energie und den damit verbundenen Aufbau völlig neuer Infrastrukturen für die erneuerbaren Energien, sich ohne enormen Einsatz von High-Tech bewältigen lässt. Es ist vor diesem Hintergrund nicht sinnvoll, sich in Detailfragen zu verlieren und darüber zu diskutieren, wie viele Zentimeter Dämmung in der Gebäudehülle das Optimum darstellen, oder ob ein Haus mit oder ohne Komfortlüftung ausgerüstet werden soll. Gute Energiestandards geben daher nicht die Baukonstruktion, sondern sinnvolle Zielwerte des Energiekonsums und des Deckungsbeitrages durch erneuerbare Energieträger vor.

Sicher ist, dass sowohl bei einem Neubau, wie auch bei einer Gebäudesanierung zuerst die Gebäudeprimärstruktur, inklusive Gebäudehülle optimiert, darauf eine minimierte Gebäudetechnik abgestimmt und schlussendlich die dazu nötige Primärenergie durch erneuerbare Energieträger gedeckt werden muss.

Modern vs. Konservativ

Bei aller Logik die dem nachhaltigen Bauen zu Grunde liegt, so führt diese allein nicht zu einer kohärenten architektonischen Gestalt. Die Suche nach der angemessenen Gestalt ist aber ein zentrales Thema im architektonischen Schaffen. Wenn in der Moderne die Freiheit der Gesellschaft, der technischen Möglichkeiten und des kulturellen Schaffens eine zentrale Rolle spielte, so müssen wir heute erkennen, dass sich diese Illusion von Freiheit nicht aufrecht erhalten lässt. Denn der damit verbundene enorme Energiekonsum unseres heutigen Lebensstils führte uns an die globalen Grenzen. Wir sind als Gesellschaft gezwungen nach Alternativen zu suchen.

Im alten Denkmuster suchen wir nach neuen, billigen Energiequellen, seien es fossile oder erneuerbare. Wir übersehen dabei aber, dass diese Technikgläubigkeit unweigerlich zum nächsten Engpass im Wahn des grenzenlosen Wachstums führt. Eine echte Alternative setzt nicht nur bei der Energieerzeugung, sondern auch beim Energiekonsum durch Selbstbeschränkung an. Grundsätzlich geht es um die Wiedereinbindung unseres Lebensstils in die natürlichen Kreisläufe wie sie sich auf unserem Planeten durch einen evolutionären Prozess für die gesamte Existenz in komplexen Abhängigkeiten entwickelt haben. Dieses Einbinden geschieht nicht durch darben, sondern vielmehr durch verstehen. Verstehen, dass alles Leben innerhalb dieser natürlichen Kreisläufe in seiner schönsten Form möglich ist.

Das ist keine Illusion. Dies erkennen wir daran, dass die Menschheit in der gesamten Menschheitsgeschichte ganz selbstverständlich damit umgehen musste und konnte. Wir erhalten wertvolle Anknüpfungspunkte aus der präfossilen Zeit vor gerade mal ein bis zwei Jahrhunderten, ein Wimpernschlag in der Evolution. Da die Transformation von Materie und insbesondere das Erstellen von Gebäuden ohne billige Energie und Maschinen aufwendig war, hat man in dieser Zeit auf die Effizienz und die Dauerhaftigkeit der Realwerte grossen Wert gelegt. Im Überdauern der Zeit steckt auch das Konservieren von Werten. Dabei handelt es sich nicht nur um die Realwerte, sondern auch um die kulturellen Werte. Diese basieren wiederum auf Traditionen und haben dabei regionale Identitäten hervorgebracht, sie bilden die Basis von Heimat und dem eigentlichen menschlichen Sein, dem kulturellen Verorten. In der Tradition steckt das Verb tradieren. Das bedeutet, dass kulturelles Wissen und Können durch anpassen und verbessern sich stetig gewandelt hat. Dies lässt es zu, dass sich regionale Bautraditionen mit zeitgemässen High-Tech Produktionen verbinden lassen. Das beste Beispiel ist dafür der industrielle Holzbau.

Der richtigen Wahl des Baumaterials kommt seit Urzeiten eine wichtige Bedeutung zu. Unter dem Aspekt der effizienten Transformation von Materie sollte möglichst wenig Energie aufgewendet werden um ein dauerhaftes Bauwerk zu erstellen. Daraus abgeleitet ist Holz der eigentliche Primus unter den nachhaltigen Baumaterialien. Neben allen offensichtlichen positiven Eigenschaften, hat Holz auch die phänomenale Eigenschaft, dass es durch den natürlichen Kreislauf der Photosynthese der Bäume, als CO2 Senke wirkt. Trotzdem kann nicht von guten oder schlechten Baumaterialien gesprochen werden. Da jedes Baumaterial seiner Eigenschaft entsprechend richtig eingesetzt werden muss. Dies geschieht durch das Fügen von Einzelteilen zu einem dauerhaften Ganzen. Daraus entsteht die Tektonik innerhalb der Konstruktion, die Einzelteile bleiben in der gebauten Gestalt lesbar. Diese ermöglichen es einen Baukörper zu gliedern und Proportionen einzuführen. Durch die gezielte Überhöhung der konstruktiven Merkmale zum Schutze des Bauwerks entsteht das konstruktive Ornament. Dieses wiederum will Schönheit hervorbringen und Freude beim Betrachter auslösen.

Warum

Homi K. Bhabha stellt in seinem Beitrag „Mumbai on My Mind: Some Thoughts on Sustainability“[1] folgende Frage: Ist Nachhaltigkeit ein evolutionärer Prozess, eine strategische Interessensintervention, oder eine Theologische Angelegenheit? Er beantwortet die Frage damit, dass alle drei Aspekte entscheidend seien. Hier wird nicht nur die Frage nach dem Wie sondern auch nach dem Warum gestellt.

Das Warum ist in jeder Tat dem Wie vorgestellt. Das Warum bietet Orientierung, speziell in einer technischen Diskussion wo wir dazu neigen uns im Detail zu verlieren. Im Falle eines evolutionären Prozesses gibt es wenig zu hinterfragen, der Stärkere wird überleben, die bessere Technik sich durchsetzen, oder die Menschheit sich selbst reduzieren, es gilt bloss abzuwarten und zu hoffen den überlegenen Überlebenden anzugehören. Dieser passive Fatalismus ist in der Architektenschaft erstaunlicherweise weit verbreitet, gilt doch die zweite Position der strategischen Interessensintervention als wenig inspirierend, oder abschreckend und die theologische Angelegenheit als obsolet. Die strategische Interessensintervention ist dem evolutionären Prozess sehr verwandt, wenn sie sich nur darauf beschränkt im globalen Schachspiel eine möglichst starke Position zu besetzen. Hingegen bekommt dieser Ansatz eine völlig andere Stossrichtung, wenn man die eigenen volkswirtschaftlichen Defizite im Bezug zur nachhaltigen Gesellschaft eingesteht und daraus Konsequenzen zieht.

Das Nachhalten ist weder eine Wissenschaft noch eine Ideologie. Vielmehr bestimmt es das Verhältnis des Menschen zu seiner Realität, ökologisch zwischen ihm und der Natur, sozial zwischen ihm und der Gesellschaft und ökonomisch zwischen ihm und seinen realen Werten.

Jede Gesellschaft hat bezüglich der Nachhaltigkeit eigene Defizite und entsprechende Herausforderungen zu bewältigen. Es gibt somit keine globale Lösung, vielmehr sind spezifische lokale Lösungen gefordert. In den westlichen Gesellschaften sind dies:

  • Die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit mittels Rohstoffen und Energie, durch die Effizienzsteigerung im Energiekonsum und die Gewinnung erneuerbarer Energien.
  • Das Stoppen des Landschaftsschwundes, die Ressource unseres natürlichen Seins schlechthin, durch den grösser werdenden Siedlungsraum.
  • Neue Konzepte für die sozioökonomischen Folgen der gesellschaftlichen Überalterung, welche Resultat unserer schrumpfenden Gesellschaft sind. Was wiederum ein positiver Effekt im Verhältnis der 7 Milliarden Menschen zum einen Planeten darstellt.
  • Das Zusammenleben einer multikulturellen Gesellschaft und das generieren von einer offenen Heimat für Menschen auf der Flucht vor der globalen Ungerechtigkeit, aber auch für Arbeitskräfte welche der globalisierten Wirtschaft folgen.

Zur theologischen Angelegenheit, oder wie in unserer aufgeklärten und säkularisierten Gesellschaft eher verständlich, zur idealistischen Position kann man festhalten, dass das Ideal unumstösslich ist und es letztlich nicht unserer Rettung bedarf. Es geht um das Bestehen der eigenen menschlichen Existenz. Dafür haben die Weltreligionen pragmatische Lebensregeln aufgestellt, welche aus der Summehistorischen Erfahrungen abgeleitet wurden. Diese tradierten Weisheiten bieten in erstaunlicher Übereinstimmung Antworten auf die eingangs beschriebene Grenzerfahrung, das Erreichen der Grenzen unserer eigenen Realität.

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[1] Mohsen Mostafavi, Gareth Doherty: Ecological Urbanism. Harvard University, Graduate School of Design, 2010, Beitrag von Homi K. Bhabha, Mumbai on My Mind: Some Thoughts on Sustainability, S. 80.

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