Einfach Mauern mit Hanfkalk

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Hauswände aus Hanfkalk zeichnen sich durch einen guten Wärmeschutz und
klimaregulierende Eigenschaften aus. Zudem weist die Herstellung des
leichten Baustoffs eine negative CO2-Bilanz auf.

Sein Einsatz im Bauwesen
ist jedoch begrenzt, da keine tragenden Strukturen errichtet werden
können. Dies möchte ein interdisziplinäres Projekt der TH Köln durch die
Entwicklung neuartiger Steine mit hochverdichteten Zonen ändern.

„Hanfkalk ist ein hervorragendes Material für den nachhaltigen Hausbau.
Beim Wachstum des Hanfs wird mehr CO2 gebunden, als beim Kalkbrennen und
anderen Produktionsschritten freigesetzt wird. Durch seine niedrige
Wärmeleitfähigkeit ist ab einer Wandstärke von circa 30 Zentimetern keine
zusätzliche Dämmung erforderlich. Er reguliert die Raumfeuchte, ist schwer
entflammbar und schimmelhemmend“, erläutert Projektleiter Prof. Dr. Arne
Künstler von der Fakultät für Architektur der TH Köln. Nach dem aktuellen
Stand der Technik wird Hanfkalk allerdings nur in Kombination mit Stützen
aus Stahlbeton oder Holz eingesetzt, da sich handelsübliche Hanfkalksteine
auf Grund ihrer geringen Steifigkeit nur als nichttragende Wandelemente
eignen.

Um in Zukunft mehrgeschossige Gebäude aus Hanfkalk ohne zusätzliche
Tragstruktur errichten zu können, sollen Zonen innerhalb der Steine so
stark verdichtet werden, dass darüber die Last abgetragen werden kann.
Diese Zonen sollen genauso wie übliche Hanfkalksteine ausschließlich aus
Biomasse und mineralischen Bindemitteln bestehen. Auf diese Weise möchten
die Projektbeteiligten eine klimapositive Alternative zu Porenbetonsteinen
oder leichten Hochlochziegeln schaffen, die einen einschaligen
Mauerwerksbau aus schnell nachwachsenden Rohstoffen ermöglicht.

Von Prüfkörpern zur Demonstrationsfassade

Nachdem Prof. Künstlers wissenschaftlicher Mitarbeiter Jonathan
Lunkenheimer mithilfe des Prototypenförderprogramms „KickStart@THKöln“
erste Vorversuche zu hochverdichtetem Hanfkalk durchführen konnte, wurden
Drittmittel von der Forschungsförderung Zukunft Bau eingeworben. Nun soll
am Labor für Baustofftechnik der TH Köln die optimale Mischung aus Hanf,
Kalk sowie weiterer Biomasse und mineralischen Bindemitteln ermittelt
werden. Am Institut für Bau- und Landmaschinentechnik der TH Köln entsteht
eine Pressvorrichtung, mit der die Fertigung von gezielt verdichteten
Mauersteinen im Labormaßstab effizient bewerkstelligt und wissenschaftlich
untersucht werden kann. Die Universität Bonn unterstützt das Projekt durch
den Anbau und die Aufbereitung von Miscanthusgras, dessen harte Fasern
sich voraussichtlich besser als Hanf für die tragfähigen Zonen eignen.

„In der zweiten Hälfte unseres Vorhabens widmen wir uns den praktischen
Versuchen mit unseren Mauersteinen. Wir werden mehrere Wandmodule
errichten und bautechnisch untersuchen. Neben Eigenschaften wie
Tragfähigkeit, Wärmedämmung und Feuchteverhalten möchten wir ermitteln,
welche Materialien wie Putze und Mörtel mit den Blöcken kompatibel sind
und unter Beweis stellen, dass sich die Blöcke mit gewöhnlichen Werkzeugen
gut verarbeiten lassen“, sagt Künstler.

Vorteilhaftes Material

Hanfkalksteine sollen künftig auf der Baustelle einfach handhabbar sein.
Sie lassen sich leicht sägen und Schrauben sollen ohne zusätzliche Dübel
im Material halten. Sonderformen wie Rundungen sind problemlos
realisierbar, indem die Blöcke mit frischem Hanfkalk ergänzt werden, der
vor Ort aushärtet. Da nur der innere Teil der Steine hochverdichtet ist,
können in die äußeren Schichten Schlitze für Kabel und Rohre geschnitten
und mit dem gleichen Material wieder verschlossen werden. „Nicht zuletzt
lässt sich Hanfkalk beim Rückbau eines Gebäudes umweltfreundlich
entsorgen. Einfach zerrieben kann er als Dünger auf Felder gestreut
werden“, betont Künstler.

Über das Projekt

Das Vorhaben „Einfach Mauern mit Hanfkalk – Tragfähige Mauersteine durch
selektive Verdichtung“ wird seit Oktober 2024 über die Zukunft Bau
Forschungsförderung des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung
und Bauwesen für zwei Jahre mit rund 280.000 Euro unterstützt. Neben der
Fakultät für Architektur sind an der TH Köln auch Prof. Dr. Björn Siebert
von der Fakultät für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik sowie Prof. Dr.
Peter Erdmann von der Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme
beteiligt. Weiterer Kooperationspartner ist Prof. Dr. Ralf Pude von der
Landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn.

Die TH Köln zählt zu den innovativsten Hochschulen für Angewandte
Wissenschaften. Sie bietet Studierenden sowie Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland ein inspirierendes Lern-,
Arbeits- und Forschungsumfeld in den Sozial-, Kultur-, Gesellschafts-,
Ingenieur- und Naturwissenschaften. Zurzeit sind rund 21.100 Studierende
in etwa 100 Bachelor- und Masterstudiengängen eingeschrieben. Die TH Köln
gestaltet Soziale Innovation – mit diesem Anspruch begegnen wir den
Herausforderungen der Gesellschaft. Unser interdisziplinäres Denken und
Handeln, unsere regionalen, nationalen und internationalen Aktivitäten
machen uns in vielen Bereichen zur geschätzten Kooperationspartnerin und
Wegbereiterin.