Gebaeude Energie Berater Ausgabe: 07-2017

Wie viel besser ist einfach?

Lowtech-Bewertung, Teil 1: Konzept Bei der Frage, wie sich die Effizienz und Qualität eines Gebäudes entscheidend verbessern lassen, scheiden sich die Geister, was für einen Grad an Technologie man dafür einsetzt. Oder anders ausgedrückt: Tendiert man eher zu Hightech oder doch lieber zu Lowtech? Doch wie genau lässt sich das bewerten? Das Öko-Zentrum NRW hat sich im Rahmen einer entsprechenden Beratung für das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung darüber Gedanken gemacht und ein Konzept für ein Lowtech-Bewertungssystem erarbeitet. In diesem Beitrag geht es um das Konzept selbst, ein zweiter Teil beschäftigt sich später mit Anwendungsbeispielen. Jürgen Veit

  1. Teil: Wie viel besser ist einfach?
  2. Teil: Jürgen Veit

Die Welt ist kompliziert – oder sagen wir besser: komplex – geworden. Da haben Sehnsüchte nach einfachen Lösungen Hochkonjunktur. Dass diese zu erfüllen eine schwierige Aufgabe ist, darf uns nicht davon abhalten, diesem Phänomen auf den Grund zu gehen. In dem Zusammenhang taucht vor allem in der Baubranche immer wieder der Begriff „Lowtech“ auf, mit dem insbesondere Einfachheit assoziiert wird. Damit sind aber keineswegs Lösungen gemeint, denen man eine oberflächliche, ungerechtfertigte Einfachheit zuschreiben müsste (Abb. 1). Vielmehr tun wir gut daran, Lowtech nicht als „bautechnischen Populismus“ zu sehen und sollten uns deshalb ausgiebig mit diesem Thema befassen. Vorwegzunehmen ist, dass dies unausweichlich in einer Technologie-Bewertung mündet, was stets auch philosophische Fragen aufwirft. Trotzdem soll am Ende nicht nur eine Theorie herauskommen, sondern ein effektives Werkzeug für die Praxis.

Die schwierige Frage der Bewertung

In den Nichtwohngebäuden steigen die Investitionen der Kostengruppe 400 im Verhältnis zu denen der KG 300 stetig an. Und viele Immobilienbesitzer mutmaßen, dass die Effekte, die die Technische Gebäudeausrüstung bringen soll, nicht erreicht werden. Vor allem öffentliche Bauherren beklagen, dass sich langfristig zum Beispiel höhere Energiebedarfe ergeben als rechnerisch im Vorfeld ermittelt und dass die Kosten für die Instandhaltung einzelner Komponenten in der Technischen Gebäudeausrüstung höher sind als die daraus zu erwarteten Energieeinsparungen.

In diesem Fachbeitrag geht es nicht um den Wahrheitsgehalt einer solchen Aussage, sondern um den Versuch, wie sich technologische Unterschiede bewerten lassen, um eine Entscheidung für mehr oder weniger einfache Lösungen treffen zu können. Zu den genannten Punkten Energieeffizienz und Kosten gibt es bereits hinreichende Bewertungen. Wie kann man aber messbar dem Wunsch gerecht werden, Komplexität zu verringern, robustere Lösungen zu finden und für alle Beteiligten das Vertrauen in die Technologien durch mehr Transparenz zu verbessern? Mit den bekannten energetischen Bewertungen und Nachhaltigkeitskriterien werden diese Fragen nicht beantwortet. Dabei sollen Innovationen jedoch nicht diskriminiert werden. Es geht darum, einen Ansatz dafür zu finden, wie man eine Technologie praxistauglich bewerten kann, um damit High- und Lowtech-Aspekte abzuwägen.

Zertifizierungssysteme wie zum Beispiel DGNB, LEED oder BNB scheinen vordergründig eine solche Bewertung liefern zu können. Bei genauem Hinsehen bewerten sie viele einzelne Aspekte – wie zum Beispiel die Auswirkungen auf die Umwelt – sehr gut und eröffnen damit ein funktionierendes Wertesystem. Sie leisten aber keinen Beitrag, technologische Niveaus im Hinblick auf Komplexität, Robustheit oder Transparenz miteinander zu vergleichen. Auf diese begrifflichen Zuspitzungen wird später noch eingegangen.

Eine Lowtech-Bewertung sollte sich alleine mit den Technologieniveaus beschäftigen und Nachhaltigkeitsaspekte ausklammern. Energetische Bewertungen, Lebenszykluskosten, Ökobilanzierung usw. können zum Variantenvergleich verschiedener Technologien herangezogen werden. Damit sind aber noch nicht die Anliegen erfasst, die mit Lowtech verbunden werden: geringe Komplexität, hohe Robustheit und Transparenz der technologischen Funktionsweisen. Letztlich müssen Bauentscheidungen, die auf Lowtech verweisen, zielführend überprüft werden können. In diesem ersten Teil werden Grundlagen und ein Konzept erläutert, ein nachfolgender, zweiter Artikel wird sich mit der praktischen Anwendung beschäftigen.

Was versteht man unter Lowtech?

Eine allgemeingültige Definition des Begriffs „Lowtech“ gibt es bislang noch nicht. Das Internet-Portal „Wikipedia“ beschreibt Lowtech als (Zitat) „Gegensatz zu Hightech und (sie) bezieht sich auf Technik, die unter den Maßstäben einfache Funktion, einfache Herstellung, einfache Bedienung, Robustheit und einfache Wartung entwickelt wird. Lowtech sagt nichts über die hinter der Technologie stehende Intelligenz aus. Es bezieht sich lediglich auf die praktische Umsetzung. Lowtech ist eine Konstruktionsphilosophie, die den Gegenpol zur Hightech bildet. Sie bedeutet das bewusste Verzichten auf teure komplizierte Technik und die Nutzung einfacher Wirkprinzipien.“

Assoziationen und Erwartungen an Lowtech

Im Baubereich werden ganz unterschiedliche Gebäudestandards (Abb. 2), Baukonstruktionen, Bauprodukte und sogar Lebensweisen mit Lowtech verbunden. Die Auseinandersetzung mit Lowtech lässt sich über Jahrzehnte zurückverfolgen. Interessanterweise werden schon über einen langen Zeitraum Entscheidungen und Bauweisen mit Verweis auf Lowtech umgesetzt (Abb. 3), ohne dass es eine grundlegende Auseinandersetzung mit diesem Begriff gegeben hätte. In Variantenvergleichen hat man bisher Low- und Hightech-Lösungen zu verschiedenen Effekten untersucht, ohne sich genauer anzusehen, was mit low und high tatsächlich gemeint sein soll. In der Rückschau lassen viele der getroffenen Entscheidungen die erforderliche Objektivität vermissen.

Im zeitlichen Rückblick wird Lowtech in verschiedenen Kontexten betrachtet [1]. Ein umfassender baugeschichtlicher Rückgriff ist bisher zwar nicht erfolgt, jedoch würde allein schon das vorliegende Material den Rahmen dieser Veröffentlichung sprengen. Wir fokussieren uns auf einige wesentliche Punkte der Auseinandersetzungen zum Lowtech-Begriff:

Unter Lowtech ordnet man empirisch gewachsene, regionaltypische Bauweisen ein, deren Nutzung an das Klima angepasst ist und die regionale Ressourcen (Holz, Lehm etc.) einbeziehen. Bekannt sind derartige Bezugnahmen aus der Denkmalpflege oder anderen traditionellen Bauweisen [2].

Form follows function: Das Designkonzept im Kontext der Industrialisierung (z.B. Bauhaus) setzt auf Einfachheit, um Bedürfnisse zu befriedigen. Diese Einfachheit wird dabei begrifflich auch mit Lowtech verknüpft. In diesem Sinn steht Lowtech auch für Sparsamkeit zur Bedürfnisbefriedigung möglichst vieler Personen.

Die Umsetzungen innovativer Bautechniken kann auch zu Bauschäden führen, hervorgerufen durch mangelhafte Verträglichkeit verschiedenster Art, was dazu führt, dass man auf bewährte und vertrauenswürdige Lösungen zurückgreift. Lowtech wird in diesem Kontext verwendet als Ausdruck von Robustheit und Übersichtlichkeit der fachlichen Zusammenhänge. So gesehen sind mit Lowtech auch die immer wieder feststellbaren Tendenzen der Innovationsfeindlichkeit verbunden.

Eine weitere Assoziation von Lowtech ist die Anwendung bionischer Konstruktions-Prinzipien, in der Low- und Hightech eng beieinanderliegen, wenn es darum geht, die Natur als Impulsgeber zu nutzen. Dabei können auch Lowtech-Lösungen mit Hightech erreicht werden.

Ein und dieselbe Technologie kann also unter dem einen Aspekt als Hightech und unter dem anderen Aspekt als Lowtech eingestuft werden. Die Feststellung, ob etwas High- oder Lowtech ist, stellt an sich noch keine nutzbare Bewertung dar. Dafür braucht es Qualitätsmaßstäbe. Es ist nicht sinnvoll, Lowtech pauschal und unbegründet zu bevorzugen.

Die Zuordnung einer Technologie zu High- oder Lowtech kann sich außerdem mit der Zeit verändern. Nach einer Gewöhnungsphase kann in manchen Fällen ein und dieselbe Technologie zunächst als Hightech und später als Lowtech interpretiert werden. Daher ist allein aus dem Entwicklungsniveau einer Technologie keine Lowtech-Bewertung darstellbar.

Wie kann eine Lowtech-Bewertung aufgebaut sein?

Ein Lowtech-Niveau kann nach derzeitigem Stand (noch) nicht durch objektiv messbare Kriterien auf der Basis normierter Spezifikationen so definiert werden, wie man dies aus der Nachhaltigkeit kennt. Man nutzt daher den Begriff „Lowtech-Aspekte“ um damit auszudrücken, dass eine Bewertung in Relationen und Tendenzen ähnlich wie bei Nutzwertanalysen vorgenommen wird.

Das hier vorgestellte Konzept folgt dem Leitbild, dass nur diejenigen Sachverhalte in der Lowtech-Bewertung adressiert werden, die vom Technologielevel abhängen. Jene Sachverhalte, die bereits in Nachhaltigkeitskriterien einfließen, bleiben ausgeklammert.

Drei Säulen charakterisieren den Begriff Lowtech

Analog zu den Schutzzielen, aus denen sich die Nachhaltigkeitsbewertung ableitet, lassen sich aus den vielschichtigen Erwartungen und Zielsetzungen zu Lowtech drei grundlegende Charakteristika oder, „Hauptsäulen“ abstrahieren:

Säule 1: Transparenz

Bei den Auseinandersetzungen mit Lowtech geht es häufig um Vereinfachungen. Gemeint ist damit das Reduzieren von Komplexität, was sich sowohl auf Gebäude, Bauteile aber auch Planungs- und Herstellprozesse beziehen kann. Dazu gehört auch der regionale Bezug, beispielsweise durch Verwenden ortsnaher Baustoffe und Umsetzen regionaltypischer Bauweisen. Folgende Aspekte charakterisieren demnach die Hauptsäule „Transparenz“:

Überschaubarkeit der Prozesse (Produktherstellung, Baubetrieb, Planung);

regionaler Bezug der Baukultur, Klimatik und Ressourcen;

Minimierung der Informationen, die für Entscheidungsfindungen notwendig sind (technische Regelwerke für eine Technologie, zu erfüllende Randbedingungen);

Reduzierung von Komplexität: Vieles von dem, was derzeit mit Lowtech assoziiert wird, ist weder deduktiv noch induktiv herleitbar, es erschließt sich aus dem Gesamtzusammenhang und folgt dem Anliegen, Komplexität zu reduzieren.

Säule 2: Resilienz

Mit den Begriffen Robustheit, Widerstandsfähigkeit, Schadenstoleranz lässt sich die zweite Hauptsäule „Resilienz“ zusammenfassen. Resilienz zielt unter anderem auf ein minimales Schadensrisiko ab. Redundanzen zu den beiden anderen Hauptsäulen sind nicht ganz vermeidbar: Nur das, was uneingeschränkt transparent ist, kann eine hohe Resilienz sicherstellen. Gleichzeitig kann dies eine Innovation behindern. Resilienz begründet deshalb eine eigene Säule, weil sie in besonderer Weise zu einfachen Lösungen führt. Charakterisierende Aspekte dazu sind:

Robustheit und minimierte Vulnerabilität einer Lösung – sei es ein Gebäudekonzept, ein Bauteil oder ein Arbeitsprozess,

Rückgriff auf bewährte Routinen, tradierte Erfahrungen (z.B. aus dem Handwerk) und materielle Ressourcen, deren Grenzen aus der Inanspruchnahme unmittelbar zu erkennen sind.

Säule 3: Innovation

Es gilt eine Säule zu definieren, in der es um Suffizienz, Vertrauen und generell um den Innovationscharakter geht. Welche Ansprüche an eine Technologie gestellt werden und wie man sie wahrnimmt, weckt in fast allen Auseinandersetzungen Assoziationen mit Lowtech. Das rückt den Innovationsgrad von Technologien in den Fokus, weshalb die dritte Hauptsäule die „Innovation“ ist. Das bindet die beteiligten Akteure (Investor, Planer, Bauausführende, Nutzer, Betreiber) in die Bewertung ein, da es um deren Verhältnis zu technologischen Veränderungen geht. Innerhalb dieser Hauptsäule ist eine technologische Lösung dann gut, wenn sie Vertrauen genießt, die Kompetenz der Betroffenen nicht überstrapaziert und einen Beitrag zu mehr Suffizienz leistet. Im Einzelnen lassen sich diese Aspekte folgendermaßen charakterisieren:

Kompetenz der Akteure: Lowtech kann sowohl bedeuten, dass eine große Zahl von Personen die Technologie anwenden kann, weil die erforderliche Kompetenz breit verfügbar ist, als auch, dass eine hohe Kompetenz notwendig ist, um Lowtech als Lösung hervorzubringen.

Lowtech steht auch für Vertrauen, was gerade bei Innovationstendenzen einen hohen Stellenwert hat. Jede neue Technologie braucht, auch wenn sie alle bauordnungsrechtlichen Zulassungen hat, zunächst das Vertrauen der Beteiligten und Betroffenen. Auch wenn dies sehr schwer messbar ist, sollte dieser Aspekt nicht fehlen.

Suffizienz stellt die Frage, was zur Befriedigung der Bedürfnisse wirklich gebraucht wird. Je niedriger die Bedürfnisse sind, desto einfacher können die technischen Lösungen ausfallen. Für eine Lowtech-Bewertung ist also zu fragen, ob systematisch über die Bedürfnisse hinausgehende Anforderungen vermieden wurden. Braucht man zum Beispiel für den thermischen Komfort im Sommer unbedingt eine maschinelle Kühlung?

Fünf Anwendungsgebiete zur Technologiebewertung

Auf Basis der drei Hauptsäulen Transparenz, Resilienz und Innovation lassen sich sechs Lowtech-Aspekte für die Bewertung ableiten. Weiterhin ergeben sich aus dem Abgleich der Lowtech-Aspekte mit den Nachhaltigkeitskriterien fünf Anwendungsbereiche, in denen eine Technologiebewertung durchgeführt werden sollte (Abb. 4):

Anwendungsgebiet 1: Gebäudekonzept / Entwurf

Die Funktionalität eines Gebäudes aus technologischer Sicht wird ganz wesentlich durch architektonische Einflüsse geprägt. Umso wichtiger ist es, dass beim Entwurf und in den frühen Planungsphasen, in denen man Varianten untersucht, eine optimale Lösung gefunden wird. Die gestalterische Freiheit soll dabei nicht eingeschränkt werden. Insbesondere aus der Grundrissgestaltung ergeben sich auch technische Merkmale, die unter Lowtech-Aspekten zu sehen sind. Das funktionale Gebäudekonzept beschäftigt sich damit, ob Bauformen und Grundrisse im Allgemeinen so angelegt sind, dass es keine aufwendigen Technologien braucht.

Anwendungsgebiet 2: Baukonstruktion und Baustoffe

Robuste und schadenstolerante Baukonstruktionen sind zu bevorzugen. Dazu gehören Konstruktionen mit einfachem Aufbau und möglichst wenigen Baustoffen. Die Umsetzung soll möglichst wenige Gewerke beinhalten, um die Schnittstellen zu minimieren.

Anwendungsgebiet 3: Energieeffizienz

Energiekonzepte und die damit zusammenhängenden Gebäudequalitäten, wie z.B. der thermische Komfort und die Lüftung, nutzen sehr unterschiedliche technologische Ansätze. Die Lösungen sollen nicht komplex, aber sehr robust sein und die Suffizienz-Strategie in den Vordergrund stellen (Abb. 5).

Anwendungsgebiet 4: Bauvorgang

Die Schnittstellen beim Bauvorgang werden durch die immer größere Diversifizierung der Gewerke fortlaufend komplexer. Viele Bauprodukte sind Hightech und erfordern spezifische Verarbeitungstechniken (wie z.B. Vakuumdämmung), die unter Lowtech-Aspekten zu bewerten sind.

Anwendungsgebiet 5: Nutzung und Betrieb der Gebäude

Ein Lowtech-Gebäude kann ein hohes Verständnis für das zugrunde liegende Gebäudekonzept erfordern, um es richtig zu „bedienen“. Entscheidend für dieses Anwendungsgebiet ist vor allem die Fehlertoleranz der Nutzung (Abb. 6).

Schlussbemerkung

Um die seit Langem anhaltende Debatte zum Begriff Lowtech auf ein Fundament zu stellen, wurden zunächst die Assoziationen zu diesem Begriff systematisiert. Optimal wäre es selbstverständlich, wenn Lowtech kennzahlengestützt und messbar definiert werden könnte. Doch dazu fehlen bislang die Grundlagen. Hilfsweise wurde daher zur Entwicklung eines Lowtech-Bewertungssystems ein Weg gewählt, der methodisch einer Nutzwertanalyse entspricht. Dafür wurden Kategorien definiert, mit denen die bekannten Diskussionen zu Lowtech ergebnisorientierter geführt werden können. Damit sollen an Lowtech orientierte Planungs- und Bauentscheidungen bewusster und systematischer möglich sein.

Das vorgeschlagene Bewertungssystem ergänzt die Nachhaltigkeits-Bewertungen und vermeidet, soweit möglich, Redundanzen zu diesen bereits bewährten Kriterien und Verfahren. Das Lowtech-Bewertungssystem ist als Vorschlag zu verstehen. Im zweiten Teil des Artikels werden Beispiele vorgestellt, wie die Lowtech-Bewertung in der Praxis anwendbar ist.

Literatur und Quellen

[1] Universität Liechtenstein (Hrsg.): Vorstudie Nachhaltiges LowTech Gebäude. 12.09.2014 Version V1.5. Erstellt im Auftrag der Internationalen Bodensee Konferenz (IBK). Diese Arbeit ist einige der wenigen, die versucht Lowtech systematisch darzustellen und Leitlinien zu definieren. Dabei kommt sie jedoch nicht über Empfehlungen hinaus und definiert auch keine Beurteilungsmaßstäbe. Insbesondere ist nicht zu erkennen, wie die Begriffe Lowtech und Nachhaltigkeit zueinander stehen.

[2] Fathy, H.: Natural Energy and Vernacular Architecture. Principles and Examples with Reference to Hot Arid Climates. University of Chicago Press, Chicago 1986

[3] https://elpais.com/elpais/2014/06/25/planeta_futuro/1403689551_322622.html?rel=mas

[4] Richtlinie des Fachverbandes Transparente Wärmedämmung e.V. (Hrsg.): Bestimmung des solaren Energiegewinns durch Massivwände mit transparenter Wärmedämmung. Gundelfingen 2000

  • 1  Schemaskizze des passiven Kühlprinzips traditioneller ägyptischer Gebäude

    Von der Fassadenseite aus, die der Hauptwindrichtung zugewandt ist, strömt die Luft in das Gebäude und wird in Räume umgelenkt, in denen mit Wasser gefüllte Tongefäße stehen, die sich durch die Verdunstung abkühlen. Die im Raum erwärmte Luft steigt nach oben und wird in den über das Dach hinausragenden Windtürmen abgelüftet. Dieses einfache Funktionsprinzip einer adiabaten Kühlung benötigt außer einigen bedingt wasserdurchlässigen Krügen im dafür konzipierten Raum keinerlei „Betriebstechnik“. Das erforderliche Anwenderwissen wurde überliefert.

  • 2  Einfaches Klimatisierungsprinzip norwegischer Holzbauten: Das Gründach puffert das Außenklima ab, warme Raumluft kann über die Öffnung im Giebeldreieck entweichen.

  • 3  Komplexes Klimatisierungsprinzip eines modernen Betriebsgebäudes in Vorarlberg: Die großzügige Schrägverglasung wird mit PV-Modulen verschattet, um mit dem gewonnenen Solarstrom regenerativ das Gebäude mechanisch zu klimatisieren.

  • 4  Gewichtungstabelle der Lowtechbewertung als Vorschlag für die Punktevergabe

    Die eingetragenen Punkte stellen die Gewichtung am Gesamtergebnis dar. Insgesamt werden 100 Punkte erreicht. Die Hauptsäulen für Lowtech (Transparenz, Resilienz und Innovation) haben gleiche Gewichtungsanteile von jeweils 1/3 am Gesamtergebnis. Die Anwendungsbereiche werden mit jeweils gleicher Punktzahl (20 Punkte) am Gesamtergebnis gewichtet. Zum besseren Verständnis ein Verfahrensbeispiel: Es soll die Kombination des Lowtech-Aspekts 3 „Robustheit“ im Anwendungsbereich „Baukonstruktion und Baustoffe“ bewertet werden. Dieses Ergebnis hat einen Anteil von 7 % am Gesamtergebnis.

    Soll zum gleichen Anwendungsbereich der Lowtech-Aspekt 5 „Kompetenz“ bewertet werden, so hat dieses Ergebnis ein Gewicht von 2 % am Gesamtergebnis. Jede dieser Bewertungen wird auf einer Skala von 1 bis 5 vorgenommen. Damit wird beurteilt, inwieweit der jeweilige Lowtech-Aspekt erfüllt ist – von voll erfüllt bis gar nicht erfüllt. Diese Bewertungen gehen dann mit den in der Tabelle angegebenen Gewichtungen in die Gesamtbewertung ein. Praxisbeispiele hierzu machen das verständlicher und sind Thema des zweiten Teils zu diesem Artikel, der in einer der nächsten GEB-Ausgaben erscheint.

  • 5  Trombe-Wand an einem Wohnhaus in den peruanischen Anden

    Die Erwärmung der Außenwand und der Zuluft mittels eines Kollektors ist ein Klimatisierungskonzept, das auf die regionaltypischen Klimabedingungen abgestimmt ist (hohe Sonneneinstrahlung, niedrige Lufttemperatur). Im Winter werden mit dieser technologiearmen Lösung in 4000 m Höhe 12 °C Raumtemperatur erreicht. (Skizze nach einem Bericht der Madrider Zeitung El Pais [3]). Das Beispiel zeigt, dass Lowtech dann Chancen hat, wenn die Suffizienz gering ist. Hohe Nutzeransprüche erschweren Lowtech-Lösungen.

  • 6  Funktionsprinzip einer Trombe-Wand

    Durch die solaren Gewinne erwärmt sich die Massivwand. Mit Klappen kann der Luftraum zwischen Verglasung und Wand zum Innenraum hin geöffnet werden. Eine Weiterentwicklung ist die transparente Wärmedämmung (TWD). Angaben zur Bemessung finden sich beispielsweise in der Richtlinie des Fachverbands [4]. Dieses Konzept ist zwar „passiv“ und erfüllt damit Lowtech-Aspekte, es ist aber in Bezug auf die Projektierung und Umsetzung gleichzeitig auch Hightech mit Fehlermöglichkeiten.

Foto: Claudia Siegele

Foto: Claudia Siegele

Literatur

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