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Cannabis sativa, das wir heute als industriellen Hanf bezeichnen, ist eine der ältesten von Menschenhand kultivierte Pflanze. Potenziell kann jeder Bestandteil dieser recht schnell wachsenden Staude verarbeitet werden, von den Samen und Blättern über die Fasern des Stängels bis hin zu den Überresten des Holzstammes, dem sogenannten Hanfstroh.
Über Letzteres möchte ich hier berichten, da ich vor allem in diesem Material enormes Potenzial sehe. Sobald wir Hanfstroh mit einem Bindemittel vermengen, können wir die daraus entstandene Masse zur Isolierung bestehender Häuser, aber auch für den Bau völlig neuer Projekte verwenden. Diese Mischung, welche gewöhnlich als „Hanfbeton“ (Englisch: „hempcrete“, die Verbindung von „hemp“ und „concrete“) bezeichnet wird, ergibt ein leichtes Material, das jedoch nicht den Gesetzmäßigkeiten der „normalen“ Physik und den Berechnungen entspricht, die heute im modernen Gebäudebau Verwendung finden … Und darin liegt die Herausforderung.
Doch zunächst gibt es Aspekte des Materials, die der normalen Physik entsprechen: Auch herkömmlicher Beton setzt sich grundsätzlich aus einem Bindemittel und einem Füller zusammen, darin gleicht er dem Hanfbeton. Um also ein optimales Ergebnis zu erzielen, ist die Konsistenz des Granulats von essenzieller Bedeutung. Man benötigt große Partikel, um der Mischung Feste zu verleihen. Doch die Leerstellen zwischen den einzelnen Partikeln müssen mit kleineren gefüllt werden, und der Raum zwischen diesen kleineren Partikeln muss wiederum mit noch kleineren Partikeln gefüllt werden und so fort, bis ein Maximum an Füllern erreicht wird, von den groben bis zu den ganz kleinen. Die Kurve der Granulometrik sollte sich bei Hanfbeton nicht von der des herkömmlichen Betons unterscheiden.
Diese homogene Mischung muss gebunden werden, wofür Bindemittel benötigt wird. Für Hanfbeton verwenden wir hierfür Erde (Lehm, welcher sich aus Ton, Schlick und sehr feinem Sand zusammensetzt) oder vorzugsweise Kalk. Warum wird Kalk bevorzugt? Nun, da es eines der besten Bindemittel überhaupt ist. Werfen wir dazu einen Blick zurück zu unseren Vorfahren, oder gehen wir noch weiter zurück in die alte Römerzeit: Die Gebäude aus jenen Tagen stehen noch heute nach 2.000 Jahren!
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Zum Thema Nachhaltigkeit …
Kalk erlebt gerade ein starkes Comeback, wird aber immer noch ziemlich missverstanden. Feinster und purser Kalk ist der beste. Um diesen zu erhalten, benötigen wir reines Kalkgestein. Erst wenn ein Kalkstein, beziehungsweise Kalzium Karbonat, erhitzt wird, (was Temperaturen zwischen 800° und 900° erfordert), bricht seine chemische Struktur auf. Wasser und Carbon Dioxid (CO₂) entweichen, übrig bleibt Kalziumoxid, oder CaO, ein äußerst reaktionsfreudiges Material, das wir Branntkalk nennen (Französisch: „chaux vive“, Englisch: „quicklime“). Vermischt man Branntkalk mit Wasser, entsteht Löschkalk (Französisch: „chaux hydratée“, Englisch: „hydrated lime“), auch gelöschter Kalk oder Kalziumhydroxide, Ca(OH)2 genannt.
Unsere Vorfahren verwendeten große Mengen an Wasser, um den sogenannten Fettkalk zu erhalten. Moderne Technologie ermöglicht uns heute, ein Kalkpulver herzustellen, das um einiges leichter zu verarbeiten ist. Wenn man nun diesen Löschkalk benutzt, um Mörtel, Putz, Farbe oder Ähnliches herzustellen, reagiert dieser auf das CO₂ in der Luft. Er fängt an, zu versteinern und zu Kalziumkarbonat zu werden – also praktisch wieder zu seiner Ausgangskonsistenz zurückzukehren. Der Kreis schließt sich, denn das CO₂, das zuvor entwich, wird durch den Erhitzungsprozess wieder absorbiert.
Typisch für diesen bereits karbonisierten Kalk ist seine Luftdurchlässigkeit, welche der Mikroporosität des Materials geschuldet ist. Guter Kalkputz könnte die Feuchtigkeit im Hausinneren ideal regulieren, in der Tat sind seine Mikroporen jedoch so fein, dass Feuchtigkeit erst gar nicht entstehen kann. Sobald sich also Nässe bildet, transportiert der Putz diese so schnell wie möglich ab. Zum besseren Verständnis: Auch Gips ist atmungsaktiv, doch durch seine größeren Mikroporen gibt seine Struktur der Feuchtigkeit mehr Raum. Gips saugt Feuchtigkeit regelrecht auf, wird also leichter feucht als Kalk, entwickelt Schimmel und beginnt zu faulen – so etwas möchte wohl niemand in seinem Haus haben …
Wenn man nun diesen extrem feinen Kalk mit Hanfstroh mischt, erhält man eine Kombination, welche sich dieser Physik widersetzt … Es wird klar, dass die mikroporöse Struktur von Hanf außergewöhnlich ist. Warum das so ist? Man bedenke, dass Hanf etwa drei bis dreieinhalb Meter hoch wird, manches Mal sogar bis zu vier Meter hoch werden kann und bereits nach drei Monaten erntereif ist. Bäume hingegen würden für dieselbe Höhe 15 bis 16 Jahre benötigen. Einzig Bambus ist in Sachen Wachstumsgeschwindigkeit noch effizienter als Hanf …
Die natürliche Kapazität von Hanf ist es, Wasser und Nährstoffe in einer außergewöhnlichen Geschwindigkeit zu transportieren. Zuständig dafür ist ein äußerst ausgeklügeltes System innerhalb des Stammes. Wir dürfen nicht vergessen, dass Pflanzen dieses System nachts umkehren: Dann transportieren sie das CO₂ aus der Luft in die Wurzeln und in die Erde, wo Mikroorganismen und Myzel davon profitieren und daraus wiederum Nahrungsinhaltsstoffe für die Pflanze generieren – ein wunderbarer Kreislauf! Nun mag man davon ausgehen, dass in der Hanfkalk-Mischung spezielle Vorgänge zu erwarten sind: Dem ist auch so.
Besonders im Winter bildet sich im Inneren eines Hauses viel Feuchtigkeit. Warme Heizungsluft, unser Atem, Waschen, Kochen, usw. – damit kreieren wir jede Menge feuchter Luft, was zu einer hohen Luftfeuchte führt. Draußen jedoch ist es kalt, die Luft ist um einiges trockener und die Luftfeuchte daher sehr gering. Somit wird Feuchtigkeit durch die Wände in das Haus gedrängt, was jede Menge potenzieller Probleme auf den Plan ruft, so beispielsweise die Bildung von Kondenswasser, die Überschreitung von Sättigungsgrenzen oder schlicht und ergreifend feuchte Wände, aber auch vieles andere mehr.
Heute werden in modernen Gebäuden Dampfsperren eingebaut, welche die Kondensation verhindern, jedoch Feuchtigkeitsprobleme und Schimmel entstehen lassen können. Um das zu verhindern, werden Zwangslüftungssysteme eingebaut, diese stetigen Energiefresser sind jedoch ziemlich kostenintensiv. Legt man dieses Problem auf Kleidung um, stellen wir uns vor, Plastik zu tragen. Das Material ist nicht atmungsaktiv und wir beginnen zu schwitzen und erkälten uns. Qualitativ hochwertige Kleidung sollte atmungsaktiv sein, während sie uns dennoch trocken und warmhalten muss.
Ebenso und sogar noch etwas effizienter verhält es sich mit Hanfkalk: Der Kalk nimmt zwar die Luftfeuchtigkeit auf, gibt sie aber gleich an das Hanfstroh ab, das, wie zuvor gezeigt, über ein besonders effizientes Kapillarsystem verfügt. Dieser Prozess zwingt die Feuchtigkeit zu einer Phasenumwandlung, um ihr zu ermöglichen, in die Hanfstruktur einzudringen. Dadurch entsteht Hitze, worauf sich die Energie in der Luftfeuchtigkeit in kalorische Energie umwandelt. Das bedeutet nun nicht nur, dass das Problem der unterschiedlichen Temperaturen gelöst ist, sondern auch, dass sich die thermische Isolierung des Hanfkalks verbessert, je kälter es draußen ist. Kurz gesagt: Je kälter die Außenluft ist, desto besser greift die Wärmeleitfähigkeit von Hanfkalk. Es entwickelt sich somit ein dynamischer Prozess.
Dass das alles nicht bloß an den Haaren herbeigezogen wurde, bestätigt eine kürzlich durchgeführte Studie der Universität in Bath, in der ein Team von Spezialisten ebendiesen Prozess belegen und messen konnte. Wenn man das nun in Kombination mit der Wärmeträgheit (der Kapazität, Wärme über lange Zeit zu speichern) betrachtet, erkennt man, dass Hanfkalk in Wahrheit sehr viel besser Leistung zeigt, als jede physikalische Formel dies erwarten ließe.
Haben Löschkalk und Hanf nur Vorteile?
Um ehrlich zu sein, nein. Die Nachbehandlung von Löschkalk dauert enorm lange. Das ist im heutigen Bauwesen inakzeptabel, vor allem da die Verwendung von Beton Zeit erspart. Daher mischen einige Baufirmen Beton zum Hanfkalk, woraus die Bezeichnung Hanfbeton resultiert, welche ich zu vermeiden suche, weil Beton erstens nicht atmungsaktiv ist und zweitens die Eigenschaften von Hanfkalk maßgeblich verändert: Da durch die Zugabe von Beton Radon verdampft, wird bei der Produktion die doppelte Menge an Energie verbraucht. Die Mischung reagiert zudem mit Wasser (es formen sich komplizierte Gele), woraufhin CO₂ nicht wiedergewonnen wird, sondern es im Gegenteil, zu einer äußerst hohen CO₂-Bilanz kommt.
Viele Baufirmen verwenden Zementkalk.
Aber was ist das eigentlich und hat dieser Vorteile gegenüber Beton? Ganz klar, ja! Ist er aber ebenso gut wie Löschkalk? Definitiv, nein! Man mag sich fragen, warum Zementkalk dann überhaupt verwendet wird. Der Hauptgrund besteht darin, dass der Abbindeprozess bei Löschkalk etwas schneller vonstattengeht.
Was unterscheidet Zementkalk nun von Löschkalk? Wie ich anfangs erwähnt habe, kann der beste und reinste Löschkalk nur aus reinem Kalkstein hergestellt werden. Doch Kalkstein findet sich kaum in seiner puren Form – meist enthält er Lehm. Geologisch gesehen gehören Kalziumcarbonat und Lehm zu den wichtigsten Bestandteilen im Boden. Die meisten Kalksteinbrüche sind also mit Lehm kontaminiert, (der wiederum aus Silicon, Aluminium und Eisenoxid besteht). Während Temperaturen zwischen 800° und 900° zum Brennen von Kalk ausreichen, benötigt Lehm höhere Werte.
Zudem gilt: Je mehr Lehm vorhanden ist, desto höher müssen auch die Temperaturen sein und desto höher fällt folglich auch die CO₂-Bilanz aus. Und das ist noch lange nicht alles: Der Lehmanteil sorgt mitunter für Veränderungen in der Reaktion des Kalksteins mit Wasser: Gele entstehen (ähnlich wie bei Beton), daher wird Löschkalk auch als Zementkalk bezeichnet. Zudem schließt sich der Kreis nicht mehr so, wie dies bei reinem Löschkalk der Fall ist, der, wie wir uns in Erinnerung rufen, anstatt mit Wasser, mit dem CO₂ aus der Luft fest wird.
Zementkalk ist zudem wasserresistenter als Löschkalk, was zwar manches Mal hilfreich sein kann, aber im Inneren eines Hauses keinen Sinn ergibt. Stellen Sie sich vor, Sie laden Freunde zum Abendessen ein. Würden Sie Ihren Regenmantel anbehalten, während Sie am Tisch zusammensitzen?
Nach dem Abbindeprozess weist Zementkalk größere Mikroporen auf. Diese entstehen, da während der Produktion von Gelen Wasser verbraucht wird, dessen Fehlen anschließend zu Öffnungen in der Struktur des Zementkalks führt. Eben das verändert im Anschluss die Fähigkeit, Luftfeuchtigkeit zu absorbieren und führt zu einem teilweisen oder völligen Verlust der Wärme erzeugenden Phasenumkehr. Die Wärmeleitfähigkeit von Hanfkalk, der mit hydraulischem Bindemittel vermengt wurde, erreicht geringere Werte als Hanfkalk in Kombination mit Löschkalk – das wurde gemessen, und ist also eine Tatsache.
Da die Verunreinigung durch Lehm die Folge eines natürlichen, geologischen Prozesses war, ist diese Art von Kalk heute auch unter der Bezeichnung „natürlicher“ Zementkalk bekannt. Der Zusatz „natürlich“ verkauft sich zudem gut auf dem aktuellen Markt. Tatsächlich gibt es jedoch viel effektivere Möglichkeiten, Kalk mit hydraulischen Eigenschaften zu versehen. Möglichkeiten, die uns befähigen, die Dosierung und den Grad der Hydraulizität zu kontrollieren, aber das ist eine andere Geschichte.
Abschließend.
Wie alle Pflanzen absorbiert auch Hanf CO₂ aus der Luft und wandelt dieses in Materie bzw. in Kohlenstoffverbindungen um. Auf diese Weise werden große Mengen an CO₂ gespeichert und Hanfhäuser werden zu Passivhäusern. Löschkalk ist für diesen Zweck das beste Bindemittel. Obwohl bereits Bausteine aus Hanfkalk auf dem Markt erhältlich sind, empfiehlt sich eine In-Situ-Wandverschalung. Die Mischung kann von innen oder außen oder von beiden Seiten auf bestehende Wände aufgetragen, aber auch zum Neubau eines Hauses verwendet werden (hauptsächlich auf Pfosten- und Balkenstrukturen anwendbar).
Hanfkalk kann als Putz bis zu acht Zentimeter dick aufgetragen werden, mithilfe von Schalungsplatten noch dicker. In Frankreich werden zudem oft Mischungen aus Lösch- und Zementkalk verwendet, was jedoch die Baustelle unnötig verkompliziert. Aufgrund der Verwendung natürlicher Zusatzstoffe kann die Schalungsplatte bereits nach nur einer Minute verschoben werden. Auf diese Weise kann extrem schnell gearbeitet werden (sogar schneller als mit einer Spritzmaschine) und es entstehen perfekte und gerade Wände.
Ferner ergibt das Hanfgemisch eine Einheit – Kältebrücken, die bei jeder Verbindung zwischen zwei einzelnen Bausteinen potenziell entstehen können, gehören der Vergangenheit an. Das Material ermöglicht es passionierten Handwerkern, ihr Haus individuell zu gestalten und zu formen, beispielsweise abgerundete Ecken und Strukturen zu kreieren und so der eigenen Wohnung eine Hobbit-Atmosphäre zu verpassen.
Wir können in einer basischen Umgebung leben, die den Säuregehalt in der verschmutzten Luft neutralisiert und zudem bis zu einem gewissen Grad vor elektromagnetischen Feldern geschützt sein. Es wird eine gesunde Umgebung geschaffen, die sich durch eine konstante Feuchtigkeit und Temperatur auszeichnet, darüber hinaus können zwischen 50 % und 70 % an Heizkosten gespart werden. Einheimische Bauern werden angeregt, Hanf anzubauen!
Bauen wir unser eigenes Haus!
Bauen wir Hanf an!
