Lässt sich Einfach besser anwenden?

Fassen wir die Erkenntnisse aus dem ersten Teil zu dem Thema, erschienen in GEB 7/8, kurz zusammen: Es ist momentan nicht möglich, Lowtech [1] auf der Basis von technischen Regelwerken zu definieren. Wenn Lowtech einen messbaren Wert erhalten soll, so geht das nur, wenn man technologisch verschiedene Lösungen miteinander vergleicht. Naheliegend ist hierfür das Prinzip einer Nutzwertanalyse. Teil 1 hat zudem gezeigt, dass der Versuch, Lowtech messbar zu machen, von den Ingenieurwissenschaften auch zu den Geisteswissenschaften – konkret zur Technikphilosophie – führt. Ein Beispiel hierfür ist der Lowtech-Aspekt „Vertrauen“ [2]. Legt man eine Skala von Low- zu Hightech an, kommt fast unausweichlich der Begriff Innovation ins Spiel, wofür dann das „Vertrauen“ als Bewertungsaspekt systematisch zu ergründen wäre. Das wirkt auf den ersten Blick überzogen. Doch spätestens das zweite Beispiel in diesem Artikel zeigt, dass eine häufige Praxis in der Denkmalpflege genau darauf basiert – und dass man bei sehr vielen Entscheidungen gar nicht anders kann, als auf den Faktor Vertrauen zu setzen.

Will man das mühsam erarbeitete Konzept nun anwenden, um die Theorie auf ihre Gebrauchstauglichkeit hin zu testen, geht es zunächst um die Frage, wie ein Bauherr Lowtech als qualitative Bedarfsanforderung verlangen kann. Hierzu werden beispielhaft zwei planerische Aufgaben betrachtet: das Erarbeiten verschiedener Kühlkonzepte für ein Bürogebäude und die Planung einer nachträglichen Kellerabdichtung bei einem denkmalgeschützten Gebäude.

Lowtech als Planungsvorgabe

Die DIN 18205 Bedarfsplanung im Bauwesen legt im Schritt 2 die Projektziele fest. An dieser Stelle wäre auch die Zielsetzung für Lowtech darzulegen. Nebenbei bemerkt, gehört dies ab dem 1. Januar 2018 in BGB-Verträgen (§ 650p, Abs. 2) zum Bestandteil des „Erstellens einer Planungsgrundlage“. Demnach muss der Bauherr seine Planungsziele strukturieren. Macht er das nicht selbst, bedeutet dies für den Planer eine besondere Leistung, auf der nachfolgend die Leistungsphase 1 der HOAI mit der Grundlagenermittlung aufbaut.

Um die Ziele hierfür formulieren zu können, helfen die schon im ersten Teil des Artikels dargelegten sechs Lowtech-Aspekte, nachfolgend zum besseren Verständnis um einfache Beispiele ergänzt:

• Regionalität (1): Verwendung von regionaltypischen Baumaterialien (z. B. ortsnahe vorhandene und geeignete Natursteinarten);
• Komplexität (2): bewusster Verzicht auf komplizierte Technik (z. B. keine maschinelle Kühlung);
• Robustheit (3): keine Bauteile mit geringer Schadenstoleranz (z. B. keine Holzflachdächer mit Begrünung);
• Suffizienz (4): sind durch Absenken von Anforderungen einfachere Lösungen möglich, muss dies in der Planung thematisiert werden (z. B. Verzicht auf Heiztechnik, auch wenn die Raumtemperatur in kurzfristigen Situationen unter einen bestimmten Grenzwert fällt);
• Kompetenz (5): der Betrieb des Gebäudes muss gegenüber Fehlbedienungen tolerant sein und darf keine besonderen Fachkenntnisse von den Nutzern erfordern;
• Vertrauen (6): bei innovativen Lösungen muss, auch wenn diese den Regeln der Technik und allen erforderlichen Zulassungen entsprechen, ein ausreichendes Vertrauen hergestellt werden.

Werden dann im späteren Planungsverlauf alternative Lösungsvorschläge diskutiert, können diese anhand der fünf Lowtech-Anwendungsgebiete geprüft werden:

• funktionales Gebäudekonzept und der Entwurf (1);
• Baukonstruktion und Baustoffe (2);
• Energieeffizienz (3);
• Bauvorgang (4);
• Nutzung und Betrieb des Gebäudes (5).

Innerhalb dieser fünf Anwendungsgebiete bilden dann die sechs Lowtech-Aspekte die Prüfbausteine.

Beispiel 1: Drei Kühlkonzepte für ein Bürogebäude

Der Vergleich von drei Kühlkonzepten für ein Bürogebäude anhand fiktiver Beispielvarianten soll die praktische Umsetzung der Lowtech-Bewertung aufzeigen. Alle drei Fälle werden dann hinsichtlich der sechs Lowtech-Aspekte hin geprüft und kommentiert.

Im Fall A (Abb. 1) handelt es sich um eine energieoptimierte Gebäudetechnik, die regenerierbare Kühlquellen umfänglich nutzt. Mit diesem häufig angewandten Kühl- bzw. Energiekonzept lassen sich günstige Energiekennwerte erreichen. Wesentliche Elemente dabei sind oberflächennahe Geothermie, eine reversible Wärmepumpe sowie Bauteiltemperierung. Das Konzept ist sehr komplex und erfordert nicht selten mehrjährige Einregulierung (zur fachspezifischen Bewertung siehe auch [3]).

Der Fall B (Abb. 2) beschreibt eine „klassische“ Raumklimatechnik mit maschineller Kühlung und sieht eine Teilklimatisierung mit den Funktionen Lüften, Heizen und Kühlen vor. Die Raumkonditionierung erfolgt ausschließlich auf dem Luftweg. Die Rückkühlung erfolgt über Rückkühlwerke neben oder auf dem Gebäude.

Fall C (Abb. 3) setzt auf ein passives Kühlkonzept ohne maschinelle Kühlung. Entscheidend sind hohe Speichermassen und eine Nachtlüftung über Lüftungsflügel. Dieses Konzept beinhaltet keine maschinelle Unterstützung, weder zur Kälteerzeugung noch zur Nutzung regenerierbarer Kühlquellen.

Die Lowtech-Bewertung nach Punkten und Gewichtung zeigt Abb. 4 – allerdings ohne Einzelwerte für jede Konstellation hinsichtlich der Lowtech-Gebiete und Lowtech-Aspekte. Im Bewertungsverfahren ist darauf zu achten, dass die Punktevergabe so beschrieben wird, dass sie personenunabhängig zu übereinstimmenden Ergebnissen führt. Vor diesem Hintergrund sollten die angegebenen Punktzahlen nicht überinterpretiert werden. Dennoch ist das Ergebnis charakterisierend.

Die nachfolgende Kommentierung konzentriert sich auf einige exemplarische Blickpunkte. Ziel ist es, die grundsätzlich mögliche Arbeitsweise zu erläutern und sie anschließend einer kritischen Betrachtung zu unterziehen.

Lowtech-Aspekt „Kompetenz“

Im Hinblick auf das gesamte Punkteergebnis fällt zunächst auf, dass Fall B besser abschneidet als Fall A. Das hat mehrere Ursachen: Die Bewertung der Kompetenz ist deshalb bei B doppelt so hoch wie bei Fall A, weil hier von den Beteiligten und Betroffenen in allen Phasen (Planen, Bauen, Betrieb) eine hohe Kompetenz gefordert wird. Aber auch Fall C erhält eine schlechtere Bewertung im Punkt „Kompetenz“ als Fall B. Diese Bewertungen ergeben sich aus den für dieses Konzept unverzichtbaren, umfänglichen Vorsimulationen (damit der gewünschte thermische Komfort verlässlich erreicht wird) und daraus, dass die Nutzer für einen fehlerfreien Betrieb das dazu erforderliche Maß an Sachkompetenz aufbringen müssen (z. B. bei der Fensterlüftung).

Lowtech-Aspekt „Suffizienz“

Hier schneidet der Fall C in der Summe aller Anwendungsgebiete besonders gut ab und der Fall B am schlechtesten. Die Begründung liegt darin, dass die Bereitschaft der Nutzer, ihre Anforderungen flexibel mit einer technischen Lösung in Einklang zu bringen, besonders hoch sein muss. Dies bedeutet nicht, dass damit ein schlechterer Komfort als in den anderen Fällen verbunden ist. Im Fall A kann die Auslegung des Systems auf das adaptive Komfortmodell hin erfolgen. Im Fall B liegt hingegen die geringste Flexibilität bei der Systemauslegung und daraus resultierend die niedrigste Punktzahl bei der Suffizienz.

Lowtech-Aspekt „Robustheit“

Durch die hohe Komplexität bei Fall A ist auch die Robustheit vulnerabel [4]. Die Robustheit des Falls C ist insbesondere in der Betriebsphase beeinträchtigt. Dies ergibt sich aus der niedrigen Toleranz bei Fehlbedienungen. In der Praxis können die damit einhergehenden Mängel rasch zu nicht beabsichtigten Nachrüstungen führen.

Lowtech-Aspekt „Regionalität“

Bei der „Regionalität“ geht es darum, inwieweit das zu beurteilende System auf die örtlichen Gegebenheiten abgestimmt werden muss. So erfordert Fall C für das bauklimatische Konzept eine präzise Berücksichtigung der örtlichen Situation (z.B. Auswirkung der Nachbarbebauung). Selbstverständlich gehört dies auch beim Fall B zur Planung, aber die maschinelle Kühlung ist auf „Kompensation“ ausgelegt.

Lowtech-Anwendungsgebiet „Bauvorgang“

Der Bauvorgang gehört zu den Lowtech-Anwendungsgebieten. Die dort genannten Punktzahlen sind also ein Summenwert über alle Lowtech-Aspekte hinweg. Im Fall C entfallen einige Teilgewerke der technischen Gebäudeausrüstung, was die Schnittstellen und Fehlerquellen am Bau reduziert. Gegenüber dem Fall B enthält Fall A noch zusätzliche Bauelemente wie die Erdreichsonden, die Bauteiltemperierung und die aufwendigere Regelung: Deswegen erhält A die geringste Punktzahl.

Fazit zu den betrachteten Blickpunkten

Die Erläuterungen zu den fünf exemplarischen Blickpunkten soll zeigen, wie eine Lowtech-Bewertung funktionieren kann. Man muss jedoch bedenken, dass dieser Test mit einem Prototyp in Bezug auf die Punktevergabe nicht überbewertet werden darf. Was man jedoch unmittelbar umsetzen kann, ist die Systematik, mit der Variantenvergleiche mit qualitativer Beschreibung hinsichtlich eines zuvor definierten Lowtech-Ziels vorgenommen werden können. Im Konzept, das im ersten Teil des Artikels beschrieben wurde, sind diejenigen Kriterien, die im nachhaltigen Bauen definiert sind, aus der Lowtech-Bewertung ausgenommen worden. Für sich genommen begründet nämlich die Lowtech-Bewertung noch keine Entscheidung. Dazu müssen weitere Kriterien herangezogen werden. Die drei Fälle A, B und C würde man beispielsweise mit den betreffenden BNB-Kriterien [5] auch nach der Energieeffizienz und Ökobilanz, nach den Lebenszykluskosten und dem thermischen Komfort unterscheiden. Dafür sind dann konkrete Planungen zu betrachten; die fiktiven Fälle sind dazu nicht genügend aussagefähig.

Hürden in der Praxis

Ein Gebäude, das in den 1990er-Jahren geplant und gebaut wurde, entspricht dem Fall C (Abb. 5). Es gilt bis heute als wegweisend für das ökologische Bauen. Das Konzept kann in vielfacher Hinsicht als Lowtech bezeichnet werden. Dies gilt insbesondere für das Kühlkonzept. Die wohl durchdacht angeordneten Öffnungen sind explizit dafür vorgesehen, um im Sommer das Gebäude nachts zu kühlen. Zur nächtlichen Abkühlung und für das Puffern des Temperaturanstiegs tagsüber bietet das Gebäude ausreichend Speichermassen. Die nach Westen ausgerichteten Büroräume können so auch an heißen Sommertagen bei akzeptablen Temperaturen genutzt werden (Abb. 6).

In der Praxis behindert jedoch die Gebäudeversicherung wegen Sicherheitsbedenken die Umsetzung des Kühlkonzeptes. Zwar ermöglicht die Westorientierung, dass die Büronutzer in den Morgenstunden die Räume gründlich lüften können; akzeptable Temperaturen sind an Hochsommertagen damit jedoch nicht einzuhalten.

Für das Gebäude wurde ein innovatives Kühlkonzept umgesetzt, das auch von den Nutzern einfach zu bedienen ist und dessen Funktionsfähigkeit mittels einer Simulation nachgewiesen wurde. Dazu braucht es keinerlei Hilfsenergie. Damit sind wichtige Lowtech-Aspekte erfüllt; jedoch nicht die Lowtech-Aspekte Resilienz und Vertrauen in der Nutzungsphase!

In der Praxis hat das Kühlkonzept folglich versagt, weil die Grundvoraussetzung der Nachtlüftung nicht gesichert werden konnte. Außerdem ist das Gebäude nicht ausreichend robust und fehlertolerant ausgelegt, um die (erzwungene) Fehlbedienung zu kompensieren. Beispielsweise würde die Optimierung der Tageslichtversorgung durch weniger Fensterflächen die Wärmeeinträge – auch bei aktiviertem Sonnenschutz – deutlich verringern.

Zweifellos haben bei dem Projekt alle Beteiligten integral und weitsichtig geplant. Trotzdem ergab sich beim Kühlkonzept die beschriebene Schwachstelle. Die Lowtech-Bewertung schließt, wie dieses Beispiel zeigt, eine Lücke in der Vollständigkeit von Planungsentscheidungen, die in diesem Fall zu einem anderen, wahrscheinlich robusteren, Konzept geführt hätte. Außerdem hat man es nicht geschafft, das Vertrauen aller Beteiligten in die gewählte Technologie zu gewinnen.

Beispiel 2: Nachträgliche Abdichtung für einen hochwertig genutzten Keller

Das zweite Beispiel aus der Praxis der Denkmalpflege soll insbesondere die Rolle des Lowtech-Aspekts „Vertrauen“ aufzeigen. Dieser Aspekt hat sich bei der Entwicklung des Bewertungskonzeptes als unverzichtbar gezeigt, aber auch Fragen aufgeworfen, wie dies wissenschaftlich fundiert bewertet werden kann. Vertrauen ist immer dann gefragt, wenn keine eindeutigen Prognosen herzuleiten sind und die Experten eine verantwortbare „Option in die Zukunft“ in Anspruch nehmen müssen. Gerade in der Denkmalpflege stehen immer wieder Entscheidungen an, die es trotz eingehender Voruntersuchungen nicht sicher ermöglichen, das Verhalten des Bauwerkes und der Materialien vorherzusehen. Für den Substanzerhalt muss dann auf „Vertrauen“ entschieden werden. Oft werden dann keine oder nur sehr begrenzte Maßnahmen umgesetzt. Auch dies ist Lowtech, und anhand der Lowtech-Aspekte und der Lowtech-Anwendungsgebiete kann man sich die Entscheidung auf solider Basis erarbeiten.

Bei dem konkreten Fall, einem grundsanierten Barockbau, sollte auch der Keller hochwertig genutzt werden (Abb. 7). Der planerische Bemessungswasserstand war durch eine veränderte Bebauung in der Umgebung nicht mehr hinreichend sicher. Er lag knapp unter der Kellersohle. Die teilweise über 3 m dicke Kelleraußenwand aus einem Konglomerat verschiedener Natursteine und Mörtel war weder vertikal noch horizontal abgedichtet. Die bisher unterschiedlich genutzten Kellerräume wiesen keine nennenswerten Ausblühungen oder andere Folgen überhöhter Durchfeuchtung auf. Aus dem Ergebnis der Bestandsbeurteilung wurde als Lösungskonzept eine angemessene Grundlüftung definiert und technisch umgesetzt. Die raumseitigen Oberflächenschichten wurden diffusionsoffen ausgeführt. Hierzu wurde ein Raumklimakonzept für den Keller erstellt (fachliche Zusammenhänge zu diesem Thema siehe [6]). Das Konzept war damit ein Lowtech-Konzept, das weitgehend aus minimalsten Eingriffen in Verbindung mit einer angemessenen Betriebsführung bestand. Die Alternativlösung dazu war eine nachträgliche Innenabdichtung, beispielsweise mit einer innen liegenden WU-Betonwanne. Bewertet man diese nun mit allen Lowtech-Aspekten und -Anwendungsgebieten, so ergibt sich in allen Punkten eine deutlich schlechtere Beurteilung. Ohne diese nun im Detail aufzuführen kommt man zu dem Fazit, dass die nachträgliche Innenabdichtung mit erheblich größeren Risiken behaftet wäre.

Dies stellt einen Fall dar, bei dem alle Beteiligten auf „Vertrauen“ entschieden haben. Es wurde auf minimale Komplexität gesetzt und auf höchste Robustheit. Bau- und Betriebsphasen wurden damit überprüft. Auch die Anforderungen wurden in Bezug zur baulichen Situation geprüft; dies entspricht dem Lowtech-Aspekt „Suffizienz“. Diese Entscheidung liegt einige Zeit zurück. Das Lowtech-Konzept gab es noch nicht. Im Rückblick dieses Falls zeigt sich, dass mit dem Lowtech-Bewertungskonzept die Entscheidung und die Dokumentation systematischer und transparenter möglich gewesen wäre.

Fazit

Das moderne Bauen ist dominiert von einer Spirale wachsender Komplexität bei stetig wachsenden Standards und immer höheren Kosten. Der steigende Anteil der Kosten für technische Anlagen an den Gesamtbaukosten ist dafür das beste Beispiel. Lowtech steht konträr zu dieser Entwicklungsspirale. Daher werden mit Lowtech immer wieder Bauentscheidungen begründet, allerdings ohne dass dieser Begriff bisher klar definiert wäre oder man versucht hätte, Lowtech-Qualität messbar zu machen.

Die beiden Praxisbeispiele Kühlkonzepte und Kellersanierung belegen, dass durch das Lowtech-Bewertungssystem die Technologieentscheidung optimal strukturiert und in Richtung von Lowtech gelenkt werden kann. Dies mit dem Punktesystem zu untermauern, ist sehr hilfreich – das Konzept wird derzeit weiterentwickelt. Ungeachtet dessen ist es wichtig, dass in der Fachwelt ein Diskurs zur Qualität von Lowtech stattfindet, der auch die zahlreicher werdenden Beispiele für Lowtech-Lösungen einbezieht. Dass einem Gebäude ohne nähere Begründung die Eigenschaft lowtech zugeschrieben wird, sollte der Vergangenheit angehören. Die Gefahr ist groß, dass eine solche unbestimmte Zuordnung nicht alle Lowtech-Aspekte und Anwendungsgebiete berücksichtigt. Ein Beispiel dafür wäre ein Gebäude, das nach einem Lowtech-Energiekonzept funktionieren soll, aber zugleich überdurchschnittlich hohe Kompetenz von den Nutzern voraussetzt und abverlangt. Nach dem in den beiden Teilen vorgestellten Bewertungskonzept wäre ein solches Gebäude keines mit hoher Lowtech-Qualität!

Fußnoten und Literatur

[1] Die Schreibweise „Lowtech“ verwendet übrigens auch die gerade erschienene Neuauflage des Duden.

[2] Siehe z.B.: Luhmann, N.: Vertrauen. Ein Mechanismus der Reduktion sozialer Komplexität. UVK Verlagsgesellschaft, Konstanz 2014

[3] Eicker, U.; Thumm, F.: Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden. Bauphysik 2012, Heft 1, S. 11–18

[4] Noch so ein Fremdwort aus der Psychologie! In jüngster Vergangenheit haben sich im Kontext des klimagerechten und nachhaltigen Bauens einige Fremwörter „eingenistet“, die auch in das Lowtech-Konzept aufgenommen wurden. Das geschah mit der Absicht, begriffliche Verbindungen zu den neuesten Entwicklungen dieser Handlungsfelder herzustellen. Nicht nur die Resilienz, sondern auch die Vulnerabilität gehört dazu. Das Netzwerk Vulnerabilität ( www.netzwerk-vulnerabilitaet.de ) verfolgt zum Beispiel das Ziel, ein Gesamtbild der Vulnerabilität Deutschlands gegenüber dem Klimawandel zu schaffen und damit politische Entscheidungen zur Klimaanpassung vorzubereiten.

[5] Siehe: www.bnb-nachhaltigesbauen.de

[6] Veit, J.: Anmerkungen zu raumklimatischen Konzepten für Kellerräume. Der Bausachverständige 13 (2017), Heft 2, S. 35-38

Dipl.-Ing. (FH) Bauphysiker, ist Fachleiter im Öko-Zentrum NRW. Raumklima- und Komfortfragen sind ein Schwerpunkt seiner Arbeit als Bauphysiker. Als BNB-Koordinator berät er vor allem öffentliche Bauherren bei der Implementierung des nachhaltigen Bauens. In der Projektplanung ist es seine Aufgabe, das nachhaltige Bauen in der „Leistungsphase 0“ zu berücksichtigen – von der Bedarfsplanung über Vergabeverfahren bis zur Vertragsgestaltung.