Earthship als Alternative?

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B

Bauexperte

Über Earthship

Als Earthship bezeichnet man Gebäude einer bestimmten Bauweise, die nur durch passive solare Wärmegewinne und die Speicherung dieser mittels Masse geheizt oder durch natürliche Luftzirkulation gekühlt werden. Sie zeichnen sich zudem durch eine weitgehende Nutzung natürlicher und recycelter Baustoffe sowie ihre völlige Autarkie hinsichtlich Wärme, elektrischer Energie, Wasser und Abwasser aus.

Besonderes Merkmal ist die Verwendung von Zivilisationsabfällen als Baumaterial. So sind die geschlossenen Nord-, Ost- und Westwände fast immer aus gebrauchten Autoreifen aufgebaut. Diese sind wie Ziegelsteine im Verbund aufgeschichtet und mit komprimierter Erde gefüllt. Die so entstandene Wand dient als tragendes Bauteil und zudem durch ihre große, meist mehrere Tonnen schwere Masse als thermischer Speicher. Die der Sonne zugewandte Südfassade ist dagegen fast vollständig verglast. Die hier entstehenden solaren Wärmegewinne werden in den massiven Bauteilen über Tage und Wochen gespeichert, so dass keine klassische Heizung benötigt wird.

Für die autarke Wasserversorgung wird auf der Dachfläche Regenwasser gesammelt und in Zisternen gespeichert. Durch ein ausgeklügeltes System wird jeder Tropfen Wasser bis zu vier Mal verwendet. Dadurch ist eine autarke Wasserversorgung selbst in ariden Gebieten mit sehr geringen jährlichen Niederschlagsmengen und ohne weitere Wasserzufuhr von außen möglich. Das Regenwasser wird gefiltert und dient als Trink- oder Spülwasser. Anschließend wässert es ein im Haus befindliches Pflanzbeet und wird dadurch gesäubert. Das so aufbereitete Wasser dient wiederum als Toilettenspülung und wird schließlich über eine Klärgrube in ein neben dem Haus befindliches Pflanzbeet geleitet, wo letzte Verunreinigungen durch die Pflanzen herausgefiltert werden.

Entwickelt wurde das Prinzip der Earthships in den 1970er Jahren vom amerikanischen Architekten Michael Reynolds. Erst etwa 30 Jahre später verbreitete sich das Konzept durch ein zunehmendes Bewusstsein für Klimaschutz und nachhaltige Baumethoden – auch außerhalb der Vereinigten Staaten. Entworfen und vermarktet werden die Gebäude heute von Reynolds' Firma Earthship Biotecture in Taos, New Mexico. Neben der Planung und Erstellung der Gebäude werden auch Pläne und Bücher zum Selbstbau angeboten.
Im Jahr 2006 waren rund 2000 Earthships gebaut, mit zwei Ausnahmen alle in den Vereinigten Staaten. Mindestens 1000 weitere Gebäude basierten auf denselben Prinzipien, sind aber ohne die Mitwirkung von Michael Reynolds oder Earthship Biotecture entstanden. Seither kamen Projekte in Kanada, Südamerika, der Karibik, Indien und Afrika hinzu. Außer Wohngebäuden entstanden auch Unterkünfte für Opfer von Naturkatastrophen in Haiti und Indien sowie eine Waldorfschule in Sierra Leone. Die Bauten berücksichtigen dabei die unterschiedlichen klimatischen Bedingungen der Standorte.

In Europa wurden Gebäude in den Niederlanden, Belgien, Frankreich, Spanien, Portugal, Großbritannien, Schweden, Island, Estland und der Tschechischen Republik realisiert. Als erstes Projekt im deutschsprachigen Raum ist ein Earthship in der Gemeinschaft Tempelhof (Baden Württemberg) geplant. Der Bau des Prototyps hat Ende September 2015 begonnen und wird, insbesondere hinsichtlich der bauphysikalischen Eigenschaften, von der Universität Stuttgart wissenschaftlich begleitet. Um eine genehmigungsfähige Planung zu erreichen, wurde dabei, anders als in einem klassischen Earthship, auf die vollständige Nutzung von Regen- und Abwasser verzichtet. Alle technischen Systeme eines typischen Earthship werden jedoch, trotz der Einschränkungen bei der Wassernutzung, eingebaut um eine vollständige Funktionsanalyse zu ermöglichen. Zudem hat das Gebäude, anders als bisherige Earthships, eine vollständige kapillarbrechende Bodendämmung aus Schaumglasschotter erhalten.

Die Übertragung des Earthship-Prinzips ins feuchtkalte Klima Nordeuropas führte bei den ersten Projekten allerdings zu technischen Problemen, insbesondere mit Tauwasser. Bau und Betrieb des Earthships in Brighton (Großbritannien) wurde deshalb vom Zentrum für nachhaltiges Bauen an der University of Brighton wissenschaftlich begleitet und dokumentiert. Eine Bachelorarbeit am dänischen Via University College beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit sich das Bauprinzip im nordischen Klima Dänemarks anwenden lässt.

Die Dachflächen von Earthships sind so konstruiert, dass sämtliche Niederschläge (Wasser, Schnee, Tau und Kondensation) in eine meist unterirdische Zisterne fließen. Dabei wird das Wasser zuerst durch einen Kiesfilter geleitet, um zu verhindern, dass grobe Verunreinigungen in die Zisterne gelangen. Die Zisternen sind meist so angeordnet, dass sie im nordseitig angeschütteten Gelände liegen – also in etwa auf Höhe der Innenräume. Durch diese erhöhte Lage kann das Wasser ohne zusätzliche Pumpe im Gefälle bis in den Innenraum fließen, wo es im sog. „Water Organization Module“ (WOM) aufbereitet wird.

Das WOM besteht aus einer mit Gleichstrom betriebenen Pumpe und einer Reihe von Filtern. Dabei durchläuft nur das Wasser alle Filterstufen, das auch tatsächlich als Trinkwasser verwendet wird. Daher ist jedes Waschbecken mit einem zusätzlichen Hahn für Trinkwasser ausgestattet. Mittels der Pumpe wird das Wasser in einen Druckbehälter gepumpt, der das Hausnetz mit einem Standardwasserdruck versorgt. Das so aufbereitete Wasser wird für alle Anwendungen im Haushalt verwendet – mit Ausnahme der Toilette. Dort kommt nur bereits einmal verwendetes Wasser aus Waschbecken, Dusche oder Waschmaschine zum Einsatz, das zuvor in „Grauwasser“-Pflanzbeeten" gefiltert wurde.


*Quelle: Earthship Deutschland.de
**Bilder Wassermanagement, Earthship located in Taos N.M, Earthship inside greenhouse + Rechteinhaber: Amzi Smith (Diese Datei ist unter derCreative-Commons-Lizenz„Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 nicht portiert“lizenziert.)


Liebe Grüsse, Bauexperte
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B

Bauexperte

Schnitt durch ein Grauwasser-Pflanzbeet (Anlage)

Als Grauwasser wird bereits verunreinigtes, jedoch nicht mit Fäkalien belastetes Wasser bezeichnet, das nicht mehr als Trinkwasser verwendet werden kann. Diese Verunreinigung besteht i.d.R. aus ungiftigen Stoffen wie Seife, Hautpartikeln oder Haaren. Im Earthship wird es grob von Fett und Feststoffen gefiltert und in bis zu 150 cm tiefe Pflanzbeete geleitet. Diese Beete befinden sich im Innern des Gebäudes direkt unterhalb der verglasten Südfassade. Die Pflanzen dort filtern gemeinsam mit den Kleinstlebewesen im Boden das Wasser und verwenden etwaige Nährstoffe aus z. B. Waschmitteln – wie Phosphaten und Stickstoff – für ihr Wachstum. Sie reichern zudem die Raumluft mit Sauerstoff und Wasserdampf an und können im Fall der Pflanzung von Gemüse oder kleinwüchsigen Obstbäumen auch der Nahrungsproduktion dienen.

Erreicht das Grauwasser das Ende des Platzbeetes, sammelt es sich in einem Reservoir und wird, nachdem es durch einen weiteren Filter gelaufen ist, für die Spülung der WCs verwendet.

Nach ersten Versuchen mit Komposttoiletten verwenden nun alle neueren Earthships dieses System mit wassergespülten Standardtoiletten. Das dabei anfallende mit Fäkalien belastete Wasser wird als Schwarzwasser bezeichnet. Dieses wird nach Außen geleitet, wo es in einer isolierten und solarbeheizten Mehrkammer-Klärgrube von anaeroben Bakterien zersetzt wird. Von dort wird es in eine Pflanzenkläranlage geleitet, wo es z. B. für die Bewässerung von Zierpflanzen oder Obstbäumen genutzt werden kann.

Earthships erzeugen ihre gesamte elektrischen Energie durch Photovoltaik und in einigen Fällen durch Kleinwindkraft. Der Strom wird in Batterien gespeichert, im sog. „Power Organizing Module“ (POM) weiter verteilt und dort – soweit nötig – in Wechselstrom umgewandelt. Idealerweise nutzen die wichtigsten Verbraucher wie Pumpen, Kühlschrank und zumindest einige Lichter Gleichstrom. So bleiben die Grundfunktionen des Hauses auch im Fall eines Wechselrichterausfalls erhalten. Wechselstrom wird für alle übrigen Anwendungen wie Computer, Internetanbindung oder die Waschmaschine verwendet. Um auch mit relativ wenig Batteriekapazität völlige Autarkie zu erreichen, wird Strom nicht zur Wärmeerzeugung oder Klimatisierung genutzt. Brauchwasser wird stattdessen Solar und nur im Fall einer längeren bewölkten Phase durch einen Holzofen oder eine Gastherme erwärmt.

Die meisten Earthships verwenden keine elektrische Lüftung, sondern führen warme Luft einfach über Oberlichter ab. Diese sind meist einfache abgedichtete Klappen, die über einen innen angebrachten Seilzug bedient und mittels eines Gegengewichtes offen gehalten werden können. Durch das Aufsteigen der warmen Luft entsteht ein Kamineffekt, der kühlere Luft durch Fenster oder Erdregister nachführt. So entsteht im Sommer eine ständige leichte Brise und überflüssige Wärme wird abgeführt. Im Winter strömt entweder durch das Erdreich leicht vorgewärmte Luft ins Haus oder die Einströmöffnungen werden während der Wintermonate verschlossen.

Je nach klimatischer Situation und Lüftungsverhalten der Bewohner kann es durch diese Form des Luftaustausches zu Feuchteproblemen kommen, was durch die große Zahl von Pflanzen im Innenraum noch begünstigt wird. Einige Earthships wurden deshalb nachträglich mit einer mechanischen Lüftung mit Wärmerückgewinnung ausgerüstet.


Was kostet ein Earthship?*

Die Gesamtkosten für ein Earthship ergeben sich vor allem daraus, wie viel Arbeit du selbst investieren kannst (oder willst) und auf welche Materialien du zurückgreifst. Dadurch, dass es in Deutschland noch keine Earthships gibt können wir uns nur auf Erfahrungswerte aus dem Ausland beziehen. Wir denken, dass ein Earthship pro m² in etwa so viel kostet wie ein reguläres Passiv-Solar-Haus. Obwohl beim Bau von Earthships viel Material verwendet wird, welches unsere Gesellschaft in der Regel wegwirft, müssen bestimmte Dinge trotzdem gekauft werden oder zumindest gesucht und transportiert werden. Unvermeidbare Kosten entstehen vor allem bei den Systemen (Photovoltaik, Windenergie, Wasserpumpen, Wasseraufbereitung, Wassertank, etc). Je nach Ansprüchen müssen die Systeme fachgerecht eingebaut werden. Wer beispielsweise viele Elektrogeräte parallel nutzen will muss entsprechend viel für die Systeme einplanen um die Energieversorgung zu gewährleisten.

In den USA kann ein Simple Survival Earthship mit ca. 50m² Wohnfläche ab 50.000 US Dollar bei hoher Eigenleistung gebaut werden. Ein Global Modell Earthship mit ca. 120m² Wohnfläche kostet Schlüsselfertig rund 300.000 US Dollar bei sehr geringer Eigenleistung. Diese Zahlen sind Orientierungswerte.


Wie verteilen sich die Kosten?

Material (40%)
  • Viele der Materialien, wie Autoreifen, Glasflaschen und Dosen können upgecycled werden. Trotzdem entstehen bei der Beschaffung ggf. Kosten.
  • Holz, Zement, Sand, Schotter, Bewährungsstahl, Dämmung und viele weitere Baustoffe müssen in der Regel gekauft werden.
  • Fenster und Türen sind mit hohen Kosten verbunden, wenn diese neu erworben werden.

Baukosten (40%)

Einerseits entstehen Kosten für tatsächlich am Bau geleistete Arbeit. nicht zu vernachlässigen ist jedoch die Vorbereitung und Planung. Auch wenn es unsere Leidenschaft ist Earthships zu bauen, können wir (noch) nicht von Luft und Liebe allein leben. Damit wir Menschen so gut wie möglich unterstützen können entstehen Kosten für:
  • Projektbegleitung
  • Architekturplanung
  • Expertenwissen spezieller Handwerker am Bau
  • Kosten für Weiterbildungen
  • Reisekosten
  • technische Infrastruktur
  • Werkzeug
  • Verpflegung von Helfern (je nach Projektgröße bis zu 40 Personen für 6 Wochen)

Systeme (20%)
  • Photovoltaik
  • Windkraft
  • Elektronik und Batterien
  • Wassermanagement
  • Botanische Zellen

Wie hoch sind die laufenden Kosten?

In einem Earthship fallen keine Kosten für Wasser, Heizung und Strom an. Über den Anschluss an das Stromnetz kann überschüssiger Strom verkauft werden.

Es entstehen Kosten für Gas in der Küche und für die Wartung der Systeme und Batterien.

*Quelle: Earthship Deutschland.de
Bild Earthship Zwolle + Rechteinhaber: Erik Wannee (Diese Datei wird unter derCreative-Commons-Lizenz„CC0 1.0 Verzicht auf das Copyright“zur Verfügung gestellt.


Liebe Grüsse, Bauexperte
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L

Legurit

Die Idee klingt spannend - aber grad mit dem Recycling wäre ich skeptisch. Autoreifen enthalten auch viel Chemie. Batterien haben sicher auch nicht den besten Fußabdruck. Auch sehen die Bilder nicht nach 50 T USD aus - kann natürlich täuschen und da steckt wirklich jemand mit viel Geschick in der Eigenleistung hinter.
Retrospektive hätte ich übrigens die Styrodurplatten (falls sich noch er erinnert) auf jeden Fall verbauen lassen und nicht auf neue bestanden
 
f-pNo

f-pNo

Interessantes Projekt.
Sollten wir irgendwann nochmals ein Haus bauen wollen und die Kinder schon ausgezogen sein. würde ich mich nochmals damit beschäftigen. Zu diesem zukünftigen Zeitpunkt wird die Entwicklung weitergegangen sein, neue Erfahrungen zu so einem Projekt vorliegen sowie einige Knackpunkte ggf. behoben sein, so dass das Konzept ggf. noch optimiert wird.
Interessieren würde mich z.B. die Entwicklung/Forschung in Dänemark / Schweden bzgl. kühleres Klima, da ja Norwegen ein wenig mein Traumland ist .

Dabei bin ich doch gar kein "Grüner". Allerdings fasziniert mich die Möglichkeit einer weitgehend autarken Lebensweise.
Vom Preis her - naja soviel kostete auch unser aktuelles Kfw70 Haus - allerdings mit 170 qm.
Einziges, was mich bei den Bildern etwas stört - der gesamte Komplex scheint ein großer Raum zu sein - Trennung v.a. nur durch Schränke u.ä. - oder habe ich hier was übersehen.
 
S

SirSydom

So eine Bauweise ist doch in Deutschland derzeit niemals realisierbar.
Alle Baustoffe brauchen eine bauaufsichtliche Zulassung, Anschlusszwang für Trinkwasser und Kanal gibt es i.d.R. auch - gibt bestimmt nich 100 andere Gründe.

So würde ich vielleicht irgendwo im nirgendwo hausen wollen, aber so... ne.
 
f-pNo

f-pNo

So eine Bauweise ist doch in Deutschland derzeit niemals realisierbar.
Alle Baustoffe brauchen eine bauaufsichtliche Zulassung, Anschlusszwang für Trinkwasser und Kanal gibt es i.d.R. auch - gibt bestimmt nich 100 andere Gründe.
Als erstes Projekt im deutschsprachigen Raum ist ein Earthship in der Gemeinschaft Tempelhof (Baden Württemberg) geplant. Der Bau des Prototyps hat Ende September 2015 begonnen und wird, insbesondere hinsichtlich der bauphysikalischen Eigenschaften, von der Universität Stuttgart wissenschaftlich begleitet. Um eine genehmigungsfähige Planung zu erreichen, wurde dabei, anders als in einem klassischen Earthship, auf die vollständige Nutzung von Regen- und Abwasser verzichtet. Alle technischen Systeme eines typischen Earthship werden jedoch, trotz der Einschränkungen bei der Wassernutzung, eingebaut um eine vollständige Funktionsanalyse zu ermöglichen. Zudem hat das Gebäude, anders als bisherige Earthships, eine vollständige kapillarbrechende Bodendämmung aus Schaumglasschotter erhalten.
Tja - die Deutsche Bürokratie und Regulierungswut könnte hier tatsächlich ein Problem darstellen. Wobei sie doch oftmals den Bürgern erst eine (Rechts-)Sicherheit gibt.
Andererseits wurde das Pilotprojekt ja zugelassen. Wenn dieses steht und weitere Daten/Fakten gesammelt wurden, kann hierzu zukünftig ggf. ein Umdenken in den Verwaltungen erfolgen. Es ist doch meistens so - wenn eine Referenz da ist, tritt irgendwann ein "mutiger" Beamter hervor und setzt ein Zeichen (Genehmigung). Liegt erst mal eine Genehmigung vor, haben es die nachfolgenden genehmigungsverfahren einfacher, da schon ein Präzedenzfall existiert.

btw. bei meinem Gedankenspiel liegen ca. 20-30 Jahre noch vor uns
 
Zuletzt aktualisiert 28.03.2024
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