NACHHALTIGE ARCHITEKTUR: HERKUNFT, PRINZIPIEN, ANWENDUNGEN, MATERIALIEN - UMGEBUNG - 2025

Die nachhaltige Architektur ist die Anwendung der Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung auf die Planung, den Bau und den Betrieb von Gebäuden. Hauptziele sind die Suche nach Energieeffizienz und allgemein geringen Umweltauswirkungen.

Um Nachhaltigkeit zu erreichen, werden fünf Faktoren berücksichtigt (Ökosystem, Energie, Art der Materialien, Abfall und Mobilität). Zum anderen wird versucht, die Ressourcen zu schonen und das Design dem Benutzer entsprechend zu konzipieren.

Solarhaus in Montreal (Kanada). Quelle: Benoit Rochon

Wenn diese Faktoren und Prinzipien berücksichtigt werden, wird während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes eine höhere Energieeffizienz erreicht. Diese Effizienz wird auf der Ebene von Design, Konstruktion, Belegung und Betrieb erreicht.

Nachhaltige Architektur zielt darauf ab, den Verbrauch nicht erneuerbarer Energien zu reduzieren und die Nutzung erneuerbarer Energien zu maximieren. In diesem Sinne wird der Einsatz sauberer Energiesysteme wie Sonne, Wind, Geothermie und Wasserkraft gefördert.

Ebenso wird eine effiziente Wassernutzung durch Regenwasser und Recycling von Grauwasser angestrebt. Andererseits ist die Beziehung zur natürlichen Umwelt wesentlich und daher ist es üblich, Gründächer zu verwenden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Abfallbewirtschaftung nach der Regel der drei Rs der Ökologie (Reduzierung, Wiederverwendung und Recycling). Darüber hinaus betont nachhaltige Architektur die Verwendung von Materialien aus erneuerbaren oder recycelten natürlichen Ressourcen.

Derzeit werden Konstruktionen, die nach Nachhaltigkeitskriterien entworfen, gebaut und verwaltet werden, immer häufiger eingesetzt. In diesem Sinne gibt es Organisationen, die Zertifizierungen für nachhaltige Gebäude wie die LEED-Zertifizierung erteilen.

Einige Beispiele für nachhaltige Gebäude sind das Torre Reforma (Mexiko), das Transoceánica-Gebäude (Chile) und die Arroyo Bonodal-Genossenschaft (Spanien).

Ursprung

Das Konzept der nachhaltigen Architektur basiert auf dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung, das 1982 vom Brundtland-Bericht (Ministerpräsident von Norwegen) gefördert wurde.

Später, während der 42. Tagung der Vereinten Nationen (1987), enthielt das Dokument Unsere gemeinsame Zukunft das Konzept der nachhaltigen Entwicklung.

Auf diese Weise wird nachhaltige Entwicklung als die Fähigkeit verstanden, die Bedürfnisse der gegenwärtigen Generation zu befriedigen, ohne die Bedürfnisse zukünftiger Generationen zu beeinträchtigen.

Im Jahr 1993 erkannte die International Union of Architects das Prinzip der Nachhaltigkeit oder Nachhaltigkeit in der Architektur offiziell an. 1998 schlug die School of Architecture and Urban Planning an der University of Michigan die Prinzipien der nachhaltigen Architektur vor.

Später, im Jahr 2005, fand in der Stadt Montería (Kolumbien) das erste Seminar über nachhaltige, nachhaltige und bioklimatische Architektur statt.

Prinzipien nachhaltiger Architektur

Häuser mit Sonnenkollektoren in Freiburg (Deutschland). Quelle: Arnold Plesse

-Teil der nachhaltigen Entwicklung

Nachhaltigkeit in der Architektur basiert auf den allgemeinen Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung. Diese Nachhaltigkeit ergibt sich aus der Notwendigkeit, die negativen Auswirkungen des Bauprozesses und des Gebäudes auf die Umwelt zu verringern.

In diesem Sinne wurde geschätzt, dass Gebäude etwa 60% der aus der Erde gewonnenen Materialien verbrauchen. Darüber hinaus sind sie direkt oder indirekt für fast 50% der CO2-Emissionen verantwortlich.

-Zu berücksichtigende Faktoren

Während des Chicagoer Kongresses 1993 war die International Union of Architects der Ansicht, dass Nachhaltigkeit in der Architektur fünf Faktoren berücksichtigen sollte. Dies sind das Ökosystem, die Energien, die Typologie der Materialien, Abfall und Mobilität.

-Prinzipien nachhaltiger Architektur

Die Faktoren nachhaltiger Architektur hängen mit drei Prinzipien zusammen, die 1998 an der School of Architecture and Urban Planning der University of Michigan festgelegt wurden. Sie sind:

Ressourcenökonomie

Es bezieht sich auf die Anwendung der drei Rs der Ökologie (Abfallreduzierung, Wiederverwendung und Recycling). Auf diese Weise werden die im Gebäude verwendeten natürlichen Ressourcen wie Energie, Wasser und Materialien effizient genutzt.

Design-Lebenszyklus

Dieses Prinzip generiert eine Methodik zur Analyse der Bauprozesse und ihrer Umweltauswirkungen. Es muss von der Vorbauphase (Projektplanung) bis zum Bau und Betrieb des Gebäudes angewendet werden.

Nachhaltigkeit muss sich daher in allen Phasen des Lebenszyklus des Gebäudes manifestieren (Planung, Bau, Betrieb, Wartung und Abriss).

Design in Bezug auf den Benutzer

Nachhaltige Architekturprojekte müssen das Zusammenspiel von Mensch und Natur fördern. Dabei wird die städtebauliche Erhaltung der natürlichen Verhältnisse berücksichtigt.

Darüber hinaus muss die Lebensqualität des Nutzers gefördert werden, sodass das Gebäude im Hinblick auf die Schaffung nachhaltiger Gemeinschaften gedacht werden muss. Daher muss es die folgenden Anforderungen erfüllen:

1. Seien Sie effizient im Energieverbrauch.
2. Seien Sie effizient im Umgang mit anderen Ressourcen, insbesondere Wasser.
3. Dachte, solide und autarke Mischnutzungsgemeinschaften zu bilden.
4. Seien Sie darauf ausgelegt, eine lange Nutzungsdauer zu haben.
5. Planen Sie Flexibilität in Bezug auf Lebensstil und Eigenverantwortung.
6. Seien Sie darauf ausgelegt, das Recycling zu maximieren.
7. Gesund sein.
8. Anpassung an ökologische Grundsätze.

Anwendungen

Abfallrecycling. Quelle: Jorge Czajkowski Nachhaltige Architektur konzentriert sich auf die Schaffung eines städtischen Lebensraums, der das soziale Wohlergehen, die Sicherheit, den wirtschaftlichen Wohlstand und den sozialen Zusammenhalt im Einklang mit der Umwelt fördert. In diesem Sinne liegt der Hauptanwendungsbereich in bewohnbaren Gebäuden, sei es zum Wohnen oder Arbeiten.

Nachhaltige Architektur befasst sich daher hauptsächlich mit der Planung und dem Bau von Wohngebäuden, Gebäuden für saubere Unternehmen sowie Bildungs- oder Gesundheitszentren.
In diesem Zusammenhang werden die auf Architektur angewandten Prinzipien der Nachhaltigkeit ausgedrückt in:

-Harmonie mit dem umgebenden Ökosystem und der Biosphäre im Allgemeinen

Es ist beabsichtigt, dass sowohl der Bauprozess als auch der Betrieb des Gebäudes die Umwelt so wenig wie möglich negativ beeinflussen. Dazu müssen das Gebäude und sein Unterstützungssystem (Erbringung von Dienstleistungen, Kommunikationswege) so gut wie möglich in die natürliche Umwelt integriert werden.

In diesem Sinne ist es wichtig, die Verbindung zur Natur zu fördern, damit Grünflächen (Gärten, Gründächer) für die Gestaltung relevant sind.

-Energiesparen und Effizienz

Nachhaltige Architektur versucht, den Energieverbrauch so weit wie möglich zu senken und das Gebäude sogar dazu zu bringen, seine eigene Energie zu produzieren.

Reduzierung des Energieverbrauchs

Der Schwerpunkt liegt auf Klimaanlagen, die viel Energie verbrauchen und so die Umweltbelastung des Gebäudes mindern.

Dabei werden die Gestaltung, Verwendung geeigneter Materialien und die Ausrichtung des Gebäudes berücksichtigt. Im letzteren Fall sind die Ausrichtung in Bezug auf den Sonnenverlauf am Himmel und das Muster der Windzirkulation sehr wichtig.

Bei der Senkung der Gebäudetemperatur ist eine Belüftung unerlässlich, während eine ausreichende Isolierung für eine effiziente Heizung wichtig ist. Beispielsweise können große Fenster verwendet werden, um das natürliche Licht zu nutzen und das Gebäude zu heizen.

Glas ist jedoch ein schlechter Wärmeisolator, so dass es notwendig ist, Wärmeverluste durch das Glas zu reduzieren. Eine Alternative hierfür ist die Verwendung einer hermetischen Doppelverglasung.

Alternative Energieerzeugung

Ein weiterer Aspekt, den nachhaltige Architektur berücksichtigt, ist die Einbeziehung, Erzeugung oder Nutzung alternativer Energien (Sonne, Wind oder Geothermie). Solarenergie kann unter anderem verwendet werden, um das Gebäude zu heizen, zu wässern oder Strom durch Sonnenkollektoren zu erzeugen.

Geothermie (Wärme aus dem Erdinneren) kann auch zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden. In ähnlicher Weise können Windsysteme (Energie, die durch die Kraft des Windes erzeugt wird) eingebaut werden, um elektrische Energie bereitzustellen.

-Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen mit geringer Umweltbelastung

Die Nachhaltigkeit der Architektur geht sogar von der Herkunft und den Produktionsformen der im Bauwesen verwendeten Materialien aus. Daher sollte die Verwendung von Materialien aus fossilen Brennstoffen wie Kunststoff (außer Recycling) verworfen oder reduziert werden.

Andererseits muss das Holz eine Plantage sein und darf die natürlichen Wälder nicht beeinträchtigen.

-Effiziente Nutzung von Wasser

Nachhaltige Architektur fördert die effiziente Nutzung von Wasser sowohl beim Bau als auch beim Betrieb des Gebäudes. Hierfür gibt es verschiedene Alternativen wie die Erfassung und Speicherung von Regenwasser.

Darüber hinaus ist es möglich, Abwasser mit Sonnenenergie zu reinigen oder Grauwasser-Wiederverwendungssysteme zu installieren.

-Grüne Architektur

Ein weiteres Grundprinzip ist die Einbeziehung der Natur in die Gestaltung, weshalb Innen- und Außengärten sowie Gründächer einbezogen werden.

Zu den Vorteilen der Einbeziehung dieser Elemente gehört die Verwendung von Regenwasser, wodurch dessen Auswirkungen auf die Struktur und den Abfluss gemindert werden.

Auf die gleiche Weise reinigen Pflanzen die Luft, fangen CO2 in der Umgebung ab (mildern den Treibhauseffekt) und tragen zur Schalldämmung des Gebäudes bei. Andererseits hat die Struktur-Pflanzen-Wechselbeziehung eine ästhetische Wirkung und eine günstige psychologische Wirkung.

-Produktion und Abfallwirtschaft

Das Abfallmanagement wird beim Bauprozess berücksichtigt, wenn Abfälle mit hoher Umweltbelastung entstehen. Daher wird versucht, Materialien effizient zu nutzen, weniger Abfall zu erzeugen und die produzierten Materialien wiederzuverwenden oder zu recyceln.

Anschließend muss ein angemessenes Managementsystem für die von den Bewohnern erzeugten Abfälle vorhanden sein. Weitere Aspekte können das Sortieren von Abfällen für Recycling- und Wiederverwendungszwecke sowie das Kompostieren von organischen Abfällen für Gärten sein.

Ökologische Baumaterialien

Materialien, die für Design und Konstruktion mit einem nachhaltigen Architekturansatz verwendet werden, sollten nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben. Daher müssen Materialien entsorgt werden, deren Gewinn Umweltschäden verursachen kann.

Beispielsweise kann ein Gebäude mit Innenräumen, die aufgrund der Entwaldung im Amazonasgebiet mit Holz furniert wurden, nicht als nachhaltig oder ökologisch angesehen werden.

-Traditionelle Materialien

Holz

Das verwendete Holz muss aus Plantagen und nicht aus natürlichen Wäldern stammen und über die entsprechende Zertifizierung verfügen. Dieses Material ermöglicht die Erzeugung warmer und angenehmer Umgebungen und ist eine erneuerbare Ressource, die zur Verringerung des Treibhauseffekts beiträgt.

Adobe oder rohe Erde

Dieses Material ist schlagarm und energieeffizient, und durch technologische Innovationen ergeben sich verbesserte Optionen. Auf diese Weise können geeignete Gemische für verschiedene Verwendungen erhalten werden.

-Recycling und biologisch abbaubare Materialien

Es gibt verschiedene Optionen, wie z. B. Plastik- oder Glasflaschen, Kristalle, Ernteabfälle. So wurden Holzimitatplatten aus Sorghum, Zuckerrohr und Weizenresten entwickelt.

Ebenso werden sehr starke Ziegel aus Bergbauabfällen und Fliesen aus Kokosnussschalen gebaut. Ebenso ist es möglich, Paneele mit funktionalem Design mit PET-Plastikflaschen in schalldichten Umgebungen zu bauen.

Eine weitere Option sind Paneele aus recyceltem Kunststoff, die in Ziegel eingearbeitet werden, um sie widerstandsfähiger zu machen. Ebenso können Materialien aus Bauschutt oder aus Abbrucharbeiten wie Türen, Rohren, Fenstern recycelt werden.

Zerkleinertes Mauerwerk kann als Unterlage oder Brunnenverkleidung verwendet werden. Andererseits können recycelte Metalle oder biologisch abbaubare Farben auf der Basis von Milchprotein, Kalk, Ton und Mineralpigmenten verwendet werden.

Fliesen

Fliesen sind dekorative Bauteile, die sowohl für den Außen- als auch für den Innenbereich verwendet werden. Es können verschiedene Fliesenalternativen verwendet werden, die vollständig aus recyceltem Glas bestehen, wie z. B. Crush. Andere enthalten verschiedene Abfälle wie Toilettenschrott, Fliesen oder Granitstaub.

Fliesen- oder Bodenbelag

Es gibt verschiedene Produkte wie Pflastersteine, Fliesen oder Parkett aus recycelten Materialien. Zum Beispiel können Sie Pflastersteine ​​und Parkett aus recycelten Reifen und Kunststoff in Kombination mit anderen Elementen erhalten.

Blöcke

Es gibt mehrere Vorschläge für Blöcke, die recycelte Materialien wie Blox enthalten. Dieses Material enthält 65% Cellulose aus Recyclingpapier oder Schlamm aus der Papierindustrie.

Paneele und Bretter

Paneele können aus agglomerierenden Ernteresten oder Stroh wie Panel Caf gebaut werden. Ebenso ist es möglich, sie mit harzgebundenen Holzfasern (DM-Platten) oder mit recyceltem Polyethylen herzustellen.

Beispiele für Gebäude mit nachhaltiger Architektur

Torre Reforma und Torre Mayor (Mexiko-Stadt, Mexiko). Quelle: Carlos Valenzuela Heute gibt es weltweit bereits viele Beispiele für nachhaltige Gebäude, darunter die folgenden relevanten Beispiele.

Torre Reforma (Mexiko)

Dieses Gebäude befindet sich am Paseo Reforma in Mexiko-Stadt und wurde 2016 fertiggestellt. Es ist mit 246 m eines der höchsten Gebäude in Mexiko und verfügt über ein internationales LEED-Zertifikat, das es als nachhaltiges Gebäude zertifiziert.

Während der Bauphase wurde unter anderem darauf geachtet, die geringste negative Auswirkung auf die Gemeinde in der Region zu haben. Dafür gab es in jeder Schicht nur 50 Arbeiter und es gab ein Bewässerungssystem, um die Staubentwicklung zu verringern.

Andererseits erzeugt es einen Teil der Energie, die es verbraucht, durch Solarzellen und eine Windkraftanlage, die sich oben auf dem Gebäude befindet. Ebenso wird Wasserkraft durch kleine Wasserfälle erzeugt, mit denen Maschinen in den unteren Stockwerken mit Strom versorgt werden können.

Darüber hinaus verbraucht das Gebäude aufgrund des Grauwasser-Recyclingsystems (Abfluss aus Toiletten und Duschen) 55% weniger Wasser als andere ähnliche Gebäude. Ebenso gibt es alle vier Stockwerke landschaftlich gestaltete Räume, die eine angenehme Umgebung schaffen und Einsparungen bei der Klimatisierung generieren.

Die Torre Reforma Gärten werden mit Regenwasser bewässert, das zu diesem Zweck gesammelt und gespeichert wird. Ein weiteres nachhaltiges Merkmal ist die hocheffiziente Klimaanlage.

In Bezug auf das Lichtmanagement sind doppelt verglaste Fenster enthalten, die eine angemessene Beleuchtung ermöglichen und eine größere Isolation gewährleisten. Darüber hinaus verfügt es über ein automatisches System mit Sensoren, die das Licht in nicht besetzten Räumen oder bei ausreichend natürlichem Licht ausschalten.

Transozeanisches Gebäude (Chile)

Dieses Gebäude befindet sich in Vitacura (Santiago de Chile) und wurde 2010 fertiggestellt. Es verfügt über eine internationale LEED-Zertifizierung als nachhaltiges Gebäude, da es verschiedene Energiesparsysteme umfasst.

Somit verfügt es über ein geothermisches Energieerzeugungssystem für die Klimatisierung des Gebäudes. Auf der anderen Seite ist ein Energieeffizienzsystem integriert, das eine Energieeinsparung von 70% im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude ermöglicht.

Darüber hinaus war es darauf ausgerichtet, die Solarenergie zu nutzen und von allen Gehäusen aus einen Außenblick zu gewährleisten. Ebenso wurden alle Fassaden speziell isoliert, um unerwünschte Wärmeverluste oder -gewinne zu vermeiden.

Pixelgebäude (Australien)

Es befindet sich in Melbourne (Australien), wurde 2010 fertiggestellt und gilt aus energetischer Sicht als sehr effizientes Bauwerk. In diesem Gebäude wird Energie durch verschiedene erneuerbare Energiesysteme wie Sonne und Wind erzeugt.

Zum anderen umfasst es Systeme zum Sammeln von Regenwasser, Gründächern und zur Abfallentsorgung. Darüber hinaus wurde der Netto-CO2-Ausstoß auf Null geschätzt.

Ebenso wird das Gründachsystem mit zuvor gesammeltem Regenwasser bewässert und produziert Lebensmittel. In Bezug auf das Beleuchtungs- und Lüftungssystem werden natürliche Systeme verwendet, die durch die Wärmedämmung von Doppelverglasungen in den Fenstern ergänzt werden.

Cooperativa Arroyo Bonodal, Tres Cantos (Spanien)

Dies ist ein Wohnkomplex mit 80 Häusern in der Stadt Tres Cantos in Madrid, der 2016 das LEED-Zertifikat erhalten hat. Er umfasst eine belüftete Fassade mit doppelter Isolierung und die Nutzung von Geothermie.

Geothermie wird aus einem System von 47 Bohrlöchern in einer Tiefe von 138 m gewonnen. Mit diesem System ist der Komplex vollständig klimatisiert, ohne dass eine Energiequelle aus fossilen Brennstoffen benötigt wird.

Auf diese Weise ermöglicht das Management der erzeugten Wärmeenergie, das Gebäude im Sommer zu kühlen, im Winter zu heizen und das System mit heißem Wasser zu versorgen.

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