Pilze und Bakterien auf Fassaden kühlen Häuser
Pilze und Bakterien auf Fassaden kühlen Häuser
derstandard.at: Mikroorganismen richten an Hauswänden keineswegs nur Schaden an. Gezielt genutzt, können sie als Kohlenstoffsenken und Luftfilter punkten.
Pilze, Bakterien und Flechten auf Gebäuden galten lange Zeit, wenn schon nicht als Gefahr für die Bausubstanz, so doch zumindest als ästhetische Zumutung. Allerdings: wegputzen war gestern. Mit dem Klimawandel begann sich die Einschätzung, dass Mikroorganismen auf Bauwerken grundsätzlich riskant sind, zu ändern: Viele Mikroorganismen besitzen Eigenschaften, die potenziell klimaschützend wirken.
So fungieren (Cyano-)Bakterien etwa als Kohlenstoffsenken – sie entziehen der Atmosphäre durch Photosynthese Kohlendioxid und geben Sauerstoff ab. Andere Mikroben, etwa bestimmte Schimmelpilze, können Materialien vor Verwitterung schützen, indem sie sich nur oberflächlich ansiedeln, ohne das Material zu zerstören. Wieder andere tragen sogar dazu bei, dass sich Gebäude selbst reparieren können. Was also, wenn man diese Fähigkeiten gezielt für den Hochbau in überhitzten Städten nutzbar machen könnte?
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Lebendige Haut für Gebäude
Die Idee, Mikroorganismen als Bestandteil nachhaltiger Architektur einzusetzen, ist nicht neu. Als lebendige, selbstregulierende Haut könnten sie Gebäude vor Hitze schützen, Luft filtern, CO2 binden – und so zur ökologischen Erneuerung urbaner Räume beitragen. Auf Fachmessen und in Demoprojekten wurden solche Visionen immer wieder präsentiert. Doch in der Praxis überlebten die Organismen an Fassaden bisher nicht lange.
„Das Ansiedeln von Mikroorganismen hat bisher noch nicht geklappt“, sagt Katja Sterflinger, Geomikrobiologin an der Akademie der bildenden Künste Wien. Sie untersucht nun in einem neuen interdisziplinären Projekt, wie die natürlich angesiedelten Mikroorganismen auf Gebäuden als „Biopatina“ genutzt werden könnten, anstatt sie zu entfernen.
Selbstheilender Beton
Die Ansiedlungsidee ist trotz geringer Erfolgsraten aber nicht gestorben. Weltweit forschen Teams an innovativen Verfahren, bei denen auch Methoden der synthetischen Biologie zum Einsatz kommen. In China, den USA, Singapur und Japan entstehen Studien und Patente zu Mikrobenanwendungen in „living materials“.
Besonders weit ist man beim selbstheilenden Beton: In den Niederlanden werden Bakterien in Tonkapseln in den Beton eingebettet. Bei Rissbildung und Feuchtigkeit aktivieren sich die Mikroben und bilden Calciumcarbonat, das die Risse versiegelt. Das Marktpotenzial für diesen Beton, der weniger Reparaturbedarf verspricht, wird bis 2030 weltweit auf 280 Milliarden Dollar geschätzt.
Bakterien filtern die Luft
Bei lebenden Fassaden ist die Entwicklung noch nicht so weit fortgeschritten. Aber auch hier laufen Forschungen. An der ETH Zürich wurde ein 3D-gedrucktes Hydrogelmaterial vorgestellt, das Cyanobakterien enthält, die unter kontrollierten Bedingungen ein Jahr überlebten und dabei Kohlenstoffdioxid banden – ein Proof of Concept. Auch das mit drei Millionen Euro dotierte EU-Projekt Remedy (Resilient Eco-Friendly Microbial Envelope Design), an dem die TU Graz beteiligt ist, befindet sich noch in der Grundlagenforschung.
Unter dem Titel Archibiome Tattoo sollen mikrobiell aktive Fassadentinten entstehen, die dekorativ wirken und gleichzeitig funktionale Aufgaben übernehmen könnten – darunter CO2-Bindung, Luftreinigung und Schutz vor Keimen. Mithilfe synthetischer Biologie, metagenomischer Analyse und maschinellem Lernen sollen maßgeschneiderte Mikrobiome beziehungsweise mikrobiologische Lebensgemeinschaften entwickelt werden, die sich wie eine probiotische Haut über Gebäude legen – ein visionäres Konzept im Bereich der Engineered Living Materials.
Speicher wie 400 Millionen Bäume
Neben Funktionalität denken Forschende auch über Gestaltung nach. So könnten lumineszierende Mikroorganismen als Lichtquelle oder gestalterisches Element an Fassaden dienen – vielleicht eines Tages sogar Straßenlaternen ersetzen. Sollten sich lebende Fassadenbeschichtungen technisch durchsetzen, würde sich ein enormes Potenzial eröffnen: Fassaden würden zu funktionalen Bioreaktoren mit funktional genau justierbarer und auch klimarelevanter Wirkung…. weiterlesen
