Earthship-Biotecture

Lebensfördernde Architektur der Zukunft

Von Shanti Eberhard Petschel, Pettenasco, Italien – raum&zeit Ausgabe 193/2015

Wie ein natürlicher Organismus fügt sich ein Earthship in seine Umgebung ein. Es speist sich alleine durch die Natur, nutzt auf intelligente Weise Regenwasser, Wind und Sonne, ermöglicht ein moderates Klima und den Anbau von Lebensmitteln. Zudem verwertet es Abfälle aus der Zivilisation – alte Autoreifen dienen ihm sehr effizient zur Dämmung und Wärmespeicherung – ein perfekter Einklang aus Naturverbundenheit, Ästhetik und technischer Innovation.

Im Einklang mit der Natur

Das Zusammenspiel von Energie, Material und Luft in einem Earthship ist dem Zusammenwirken von Bäumen in einem Wald nachempfunden.
Genauso, wie in einem gesunden Wald das Wasser durch das Substrat der verschiedenen Erdschichten zirkuliert und über Wurzeln, Stamm und Äste in die Blätter in den Baumkronen gelangt, wo es zur Temperaturregelung verdunstet wird, funktioniert auch ein einfaches und sinnvolles Zirkulationssystem in einem original Earthship.
So wie die herabfallenden Blätter im Herbst den Boden düngen und somit über die Wurzeln wiederum den Baum ernähren, werden in einem Earthship Abfallstoffe des Hauses, seiner Bewohner und der Umgebung sinnvoll wiederverwertet und in ihrer lebensfördernden Wirkung für das System wertsteigernd erhalten (upgrading).
So wie durch Wolkenbildung und Niederschläge oder Aufklarung und Sonneneinstrahlung der Energiefluss in einem Wald geregelt, gedämpft, angeregt oder gesteigert wird – Wärme mit Feuchtigkeit bedeutet beschleunigtes Wachstum –, wird die Sonnenwärme im Earthship gespeichert und dosiert, langsam und damit streng bedarfsgerecht für die Lebensvorgänge darin abgegeben.
Da im Earthship ein beträchtlicher Anteil der Fläche für lebende Nutzund Zierpflanzen vorgesehen ist, wird auch der Sauerstoff- bzw. Kohlendioxid-Haushalt im direkten symbiotischen Austausch der Bewohner optimal geregelt. So trägt ein Earthship beträchtlich zur CO2-Öko-Balance seiner menschlichen Bewohner bei.
Der Erfinder des Earthship-Prinzips ist der Amerikaner Mike Reynolds. Schon direkt nach seinem Architekturstudium provozierte er mit ungewöhnlichen Ideen. Er prägte den Begriff der Biotecture, der Biologie und Architektur verbindet.
Earthships sind somit die ultimativen „grünen“ Gebäude, weil sie
• vollständig selbstversorgend und dezentral gebaut und betrieben werden. So können sie das Überleben eines Menschen auf der Erde sichern, ebenso wie ein Raumschiff das Überleben im Weltraum. Ihren hübschen Namen verdanken sie dieser Analogie.
• ihre eigenen Installationen und Betriebseinheiten vor Ort besitzen
• in ihrer Form der Funktion folgen
• durch sechs grundsätzliche Prinzipien bestimmt sind.

Die sechs Gestaltungs-Prinzipien

1. Thermal-/Solar-Heizung und -Kühlung
2. Solar- und Wind-Elektrizität
3. Wasser-Ernte
4. Interne Brauchwasser-Aufbereitung
5. Nahrungsmittel-Erzeugung
6. Bauen mit natürlichen und Recycling-Materialien

Thermales und solares Heiz- und Kühlsystem

Ein originales Earthship ist in der Lage, in jedem Klima (sofern dort die Sonne scheint) angenehme Innenraumtemperaturen zu gewährleisten.
Grundlage dafür ist die Erde selbst, die als Planet mit einem heißen Innenraum eine stabilisierende Masse darstellt und stetig Wärme liefert – ohne Leitungen, wie Drähte oder Rohre.
Auch die Sonne ist ein mächtiges Kernkraftwerk, das ununterbrochen liefert – ebenfalls ohne Drähte und Rohre.

Thermale Masse

Das Prinzip der Thermalen Masse ist in der Architektur der Neuzeit nursehr selten und in einem sehr niedrigen Wirkungsgrad marginal verwendet worden. Dieses Prinzip wurde durch die Konzentration auf dasPhänomen der Wärme-Isolation grob missverstanden. In ihrer Bedeutung für das Lösen der Energieprobleme im modernen Hausbau wurde es erst durch die Experimente von Mike Reynolds in seinen Earthship-Prototypen erfolgreich angewendet und einer breiteren Öffentlichkeit in den USA vorgestellt und verständlich gemacht.
Insofern ist die Thermale Masse als Batterie im Haus Garant für Wohlgefühl und angenehmes Wohnklima in einem Earthship – somit wohl der stärkste Impuls, sich näher mit dem genialen Werk Mike Reynolds zu befassen (siehe unten).
Wie funktioniert Thermale Masse?
Wärme hat die Tendenz, sich immer in Räume oder Medien mit niedrigerer Temperatur zu verteilen. Sie streut sich also naturgemäß aus. Thermale Masse absorbiert und speichert Wärmemengen in derselben Weise, wie eine Batterie Elektrizität speichert.
Es gilt: Je mehr kompakte, verdichtete Masse, desto mehr Wärme kann darin gespeichert werden. Die eintreffende Wärme „reist“ durch die Thermale Masse und verteilt sich tendenziell immer gleichmäßig in diesem möglichst homogenen Materie-Innen-Raum.
Isolation dagegen zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine Kapazität für Wärme-Speicherung hat; sie kann auch keine Wärme absorbieren, denn sie ist durch eine geringe Dichte und ebenso geringe Leitfähigkeit charakterisiert. Also reflektiert sie Wärme in den Raum zurück, aus dem diese gekommen ist.

Deshalb ist die richtige, durchdachte und in der Earthship-Baupraxis erprobte Kombination von Thermaler Masse und Isolation ein genialer Trick, der eine gleichmäßige, komfortable Innenraumtemperatur jahraus, jahrein erschaffen und erhalten kann. Und es handelt sich dabei um die gesündeste Art von Raum-Heizung, die wir kennen, denn die Wärme ist ohne jegliche Verbrennung entstanden, langfristig gespeichert und tritt als reine Strahlungswärme in den Raum über. Es gibt keine Konvektion, keine Heißluftströme, keine Staub-Fluktuation, keine Austrocknung der Luft.

Optimale Sonnennutzung

Die Zeichnung zum Grundriss eines Earthships illustriert, wo in dem Gebäude sich die Thermale Masse und die Isolation befinden. Die Sonnenwärme (Strahlung) wird während des Tages durch die Glas-Front hereingelassen, um die Rückwand, die aus Autoreifen (Thermale Masse) errichtet ist, zu treffen. Dort wird die Wärme aufgenommen und gespeichert. Eine Isolationsschicht verhindert das Entweichen der Wärme. Während der Nacht strahlt diese dann zurück in den Raum.
Um die Menge der Sonnen-Einstrahlung zu maximieren, müssen die Glasfenster des Gebäudes senkrecht zum medialen Einstrahl-Winkel der Wintersonne angeordnet werden. Dadurch wird auch die heiße Sommersonne daran gehindert, zu tief in das Gebäude einzustrahlen. Gleichzeitig optimiert man dadurch die direkte Sonneneinstrahlung auf die Thermale Masse während der kalten Jahreszeit, wenn der Bedarf an Heizung am größten ist.

Ein natürliches Ventilations-System

Earthships verwenden ein natürliches Ventilations-System. Luft von draußen wird durch unterirdische Röhren durch die Rückseite des Gebäudes herein gesaugt. Damit sie die Luft abkühlen bzw. aufwärmen, sind sie in bestimmter Tiefe eingegraben. Die Röhren erreichen den Innenraum am Fuße der Rückwand, so dass die Luft durch den Wohnraum und das Gewächshaus fließt. Die verbrauchte Luft verlässt das Gebäude durch Oberlichter über dem Gewächshaus und Fenster in der Glasfront. Selbstverständlich ist auch eine simpel zu bedienende Regulation eingebaut, die es ermöglicht, allen Temperatur-Bedingungen gemäß wohldosiert zu lüften. Selbst wenn es draußen kräftigen Frost hat, bleibt das Wohnklima in einem Earthship dank der Thermalen Masse und optimaler Isolierung konstant angenehm.

Elektrizität aus Sonne und Wind

Earthships sind in sinnvoller Weise mit Photovoltaik und Wind-Turbinen ausgerüstet, die den individuellen Elektrizitätsbedarf decken. Diese Systeme sind immer komplett integriert, auf den Standort und auf das individuelle Haus abgestimmt. Sie können als fertige Module bezogen werden.
Die damit gewonnene Elektrizität wird in leistungsfähigen Batterien, die auf dem Dach nahe den Paneelen eingebaut werden, gespeichert. Das Gebäude ist in sehr zurückhaltender Art verkabelt und Anschlüsse wohlbedacht positioniert. Das Earthship kann ohne weiteres auch mit dem öffentlichen Netz verbunden werden, sollte das gewünscht werden.
Earthship Biotecture bietet auch eine ganze Reihe von eigenen Entwicklungen an Wind-Generatoren an, die den speziellen lokalen Verhältnissen optimal angepasst sind und in ihrerLeistungsfähigkeit den Energie-Bedarf eines Netz-unabhängigen Gebäudes unterstützen und sichern.
Des weiteren gibt es vorgefertigte Module zur Regulierung der Energie für das Heißwasser und für das Brauchwassersystem, die allesamt so ausgelegt sind, dass Anschluss an öffentliche Netze ebenfalls möglich ist. Grundsätzlich aber dienen diese Systemsteuerungen dazu, das Earthship völlig unabhängig von externer Versorgung zu machen, falls das gewünscht wird.

Regenwasser-Sammlung

Earthships besitzen ein System, das sämtliches Regenwasser und Schneeschmelzwasser für den Gebrauch im Haus auffängt und in großen Tanks speichert. Das gesamte Dach des Earthships ist zu einer Auffangfläche mit einem ausgefeilten System von Kanälen und Gullis so gestaltet, dass kaum Wasser verloren geht. Ein Neigungswinkel von wenigen Grad sorgt dafür, dass alles Wasser vom Dach in die auf der Rückseite des Gebäudes tief in der Erde vergrabenen Tanks fließt.
Das gesammelte Wasser vom Dach muss von Blättern, toten Kleintieren, Zweigen und anderem Schmutz gereinigt werden, bevor es in die Zisternen gelangt. Dafür sind an den Einlauf-Gullies leistungsfähige Kiesfilter eingebaut, die auch bei Starkregen noch funktionieren, sodass kein wertvolles Wasser verloren geht.
Dieses System ist besonders einfach und praktikabel konstruiert und zeichnet sich durch eine hohe Effektivität und Benutzer-Freundlichkeit aus.

Zisternen

Die Tanks zur Speicherung des gesamten Brauchwassers eines Earthships sind aus Hartplastik. Für einen Haushalt von vier Personen rechnet man – je nach Region und Klima – zwischen zwei und vier 5 000 bis 6 000 Liter Tanks. Das ist normalerweise ausreichend. Wo es viel Regen gibt, werden die Tanks relativ häufig neu gefüllt und können deshalb etwas kleiner ausgelegt werden.
In trockenen Gebieten sollten sie eine Kapazität von circa 25 000 Litern insgesamt erreichen, in niederschlagsreichen Gegenden kommt man gut mit circa 10 000 bis 12 000 Litern aus.

Das Modul zur Wasserregulierung

Dieses System ist ebenfalls eine spezielle Entwicklung von Earthship Biotecture um den unterschiedlichen Bedarfsfeldern im Haushalt das jeweils „richtige“ Wasser aufzubereiten. Das Modul hat vier differenzierte Filterstufen und kann das vorgereinigte Wasser aus den Zisternen bis zur besten Trinkwasser-Qualität zur Verfügung stellen.

Dieses System ist eine praktische Antwort auf die Frage, ob es vertretbar ist, Trinkwasser für Toilettenspülung, Waschmaschine, Spüle oder andere Funktionen zu verbrauchen: Dies ist unter ökologischen Gesichtspunkten eine nicht zu rechtfertigende Ressourcen-Verschwendung!
Im Earthship befinden sich an jedem Waschbecken ein Brauchwasser- und ein Trinkwasser-Hahn.
Jeder Tropfen Wasser wird in einem Earthship vierfach verwendet, womit es einem biologischen Kreislauf weitgehend nachempfunden ist: Trinkwasser zum Trinken, gebrauchtes Reinigungswasser zum Ernähren und Erhalten der Pflanzen im Gewächshaus (Pflanzenwanne), von dort wieder recycelt und gereinigt als Brauch-Wasser, für Waschmaschine, Dusche, Fischzucht im Haus und Toilettenspülung.
Von da aus als Grau-Wasser (mittelmäßig verunreinigt) wiederum im zweiten Planter (Pflanztrog für die mehrjährigen Gewächshauspflanzen) für starkzehrende Pflanzen als Dünge-Wasser verwertbar, oder als „Schwarz-Wasser“ (Fäkalien von den Toiletten) in einer speziellen Art Absitzgrube (Septic Tank) außerhalb des Gebäudes nachbehandelt und als Dünger eingesetzt, um den Außen-Planter zu beleben.

Dort werden Büsche und Bäume „gefüttert“ und können die Anlage eines speziellen Außenbiotopes um das Gebäude herum ermöglichen, zum Beispiel nach dem Prinzip Sumpfbeet-Kläranlage, Teichanlage, kleiner Obstgarten, Beerenbüsche, Aloe Vera Plantage etc.

Hauseigene Gemüse- und Früchte-Erzeugung – jahraus, jahrein

Es gehört zum integrierten Konzept jedes Earthships, dass ein oder zwei Gewächshäuser auf der Sonnenseite vorgeschaltet sind. Sie fungieren einerseits als Pufferzonen für Temperatur-Unterschiede, auch als quasi Sumpfbeet-Kläranlage zur Wasserreinigung, aber vor allem auch als Raum, um eigenes Gemüse, Obst und Zierpflanzen zu ziehen. Sie können auch durch ein durchdachtes System von Aquaponics, Feuchtgebiet (evtl. mit Teich) und hängenden Gärten intensiviert und aufgewertet werden.
Diese einzigartige Kombination von gesundes Pflanzenwachstum begünstigenden Faktoren fördert die Unabhängigkeit des Hausbesitzers, denn man kann sein Earthship wirklich zu einem kleinen Gartenparadies machen und einen beträchtlichen Teil seines Vitaminbedarfes und seiner wichtigsten Gemüse- und Fruchtsorten im Earthship heranziehen. Wenn man es schafft, die richtige Kombination der Pflanzen, ihre dauerhafte Versorgung mit Wasser und Nährstoffen und mit dem CO2 der Atemluft mit der Tatsache zu verbinden, dass es im Gebäude keinen Kältewinter gibt, sondern nur die Belichtungszeit geringer wird, wird es verblüffende Erträge geben.

Eine befreiende Wohn-Erfahrung

Das Leben in einem Earthship ist eine Erfahrung besonderer Freiheit und Unabhängigkeit vom Netz der Institutionen und ihrer Installationen. Wie einer der strengsten Winter, die das nördliche New Mexico je erlebt hat, gezeigt hat, sind sie nun sogar in der Lage, Menschen zu retten, die aus den von der Kälte überwältigten öffentlichen Gebäuden herkömmlicher Bauweise fliehen mussten. Diese waren dann überwältigt von der Tatsache, dass sie es – bei klirrender Kälte draußen – drinnen kuschelig warm haben konnten, ohne jede herkömmliche Heizung, und dass sie jahrelang in der Nähe dieser energie-autarken Gebäude gelebt hatten, ohne ihren besonderen Charakter und Wert für eine lebenswerte, menschenwürdige Zukunft erkannt zu haben.

Mike Reynolds – der Pionier

Mike Reynolds, geboren 1945 in Kentucky, schloss 1969 sein Architektur-Studium an der Universität in Cincinnati regulär ab. Er litt jedoch extrem unter der ästhetisierenden Sinnlosigkeit, der gefühlskalten Entfremdungstendenz, der unsozialen Egomanie in der zeitgenössischen Architektur. Er verzweifelte an der betonierten Unachtsamkeit des Metiers gegenüber der Zartheit biologischer Systeme und der menschlichen Grundbedürfnisse. Und er verachtete die All You Can Eat – Manie Suburbias, die hemmungslosem Land-, Energie-, und Ressourcenverbrauch das Diktat gab.
So machte er sich vor 35 Jahren selbst auf die Suche und entdeckte Taos, einen kleinen Ort in New Mexiko, an dem sich damals lediglich ein Indianerdorf befand und eine New-Age Künstlerkolonie. Dort, in einer Höhe von 2 000 Metern weit über der Schlucht des Rio Grande, umgeben von kristallklarer Luft und stetig jaulenden Wüstenwinden, begann er mit frischem Pioniergeist systematisch zu experimentieren. Er fing an, aus Gefundenem, Herumliegendem und Weggeschmissenem zu komponieren, aus Sperrmüll und Schrott Nützliches und Brauchbares zu kombinieren, aus Dreck und Lehm Wertvolles zu erschaffen, aufgrund gesunder Logik zu bauen. Bald entstand seine Vision:
„Stellt euch ein Haus vor, das sich selbst heizt, sein eigenes Wasser liefert, sein eigenes Essen produziert. Stellt euch vor, es braucht keine teure Technologie, es recycelt seinen eigenen Abfall, hat seine eigene Energiequelle. Und jetzt stellt euch noch vor, es kann überall und von jedem gebaut werden, aus den Dingen, die unsere Gesellschaft wegwirft.“
Er entdeckte den vorgeschalteten gewächshausartigen Wintergarten als hauseigene Solaranlage, die Autoreifen als Wärmespeicher, lebendige Wasserkreisläufe zur Verwendung von Brauch- und Trinkwasser und vieles mehr.
In den letzten Jahren hat Mike Reynolds angefangen, all das vielfältige praktische Wissen aufzuarbeiten, in Schrift und Bild zu sammeln, zu systematisieren und der interessierten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Er gründete die Earthship Biotecture Academy in Taos, die seit fast vier Jahren eine kraftvolle, international gefragte und stimmig aufgebaute "Hands – on" Ausbildung zur Kompetenz eines Earthship-Builder anbietet.
Bisher kamen circa 450 Leute aus über 50 Ländern und aus den verschiedensten beruflichen Bereichen hierher, um ihr Wissen zu erweitern: Architekten, Städteplaner, Künstler, Lehrer, Industriedesigner, Gesellschafts- und Umweltaktivisten.

Der Autor

Shanti Eberhard Petschel, durch 65 Jahre unmittelbare Lebens-Erfahrung und liebevolle Menschen ausgebildet in Lebenskunst, kritisch-positivem Bürger-Bewusstsein, all das menschlich orientiert, global, regional, persönlich. Er lebt in den Bergen Nord-Italiens und ist fest entschlossen, den Rest seines Lebens in einem selbstgebauten Earthship zu wohnen. Er arbeitet als Begleiter und Mentor in Lebensübergängen, Krisen-Bewältigung und als Potenzial-Entfaltungs-Coach.
shanti.petschel@creavista.org
www.creavista.org ; www.earthship.com; www.earthshipeurope.com

Literatur

Michael Reynolds: „Earthships. Nullenergiehäuser und andere rettende Initiativen“, Connection Spirit, 3–4 2014

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