Lebende Bauten

Pflanzenaddition nennen Baubotaniker den Prozess, wenn mehrere Bäume der gleichen Art zu einem einzigen Organismus verwachsen. Presst man die Stämme zweier Jungbäume mit Edelstahlschrauben aufeinander, fusionieren deren Rinden- und Holzgewebe – aus zwei Bäumen wird einer. Per Pflanzenaddition wachsen die Jungpflanzen des Turms zu einer Art Multibaum heran. Sobald die Fundamentbäume ihr Wurzelsystem voll entwickelt haben, versorgen sie auch die oberen, mit ihnen verwachsenen Bäume mit Wasser und Nährstoffen. Die nun überflüssigen Pflanzcontainer werden dann abgebaut und es entsteht ein lebendes, in sich geschlossenes Tragwerk, das dem Baumturm und seinen drei, über Treppen begehbaren Plattformen Stabilität verleiht.

Noch wird das 2009 realisierte Bauwerk von einem Stahlgerüst getragen. Bis die lebende Struktur genügend stabil ist, um die Nutzlasten selbstständig abfangen zu können, vergehen Jahre. Bis dahin gilt es, Schädlingsbefall zu bekämpfen, abgestorbene durch lebende Pflanzenteile zu ersetzen und mittels gezieltem Schnitt die Vitalität des Multibaumes insgesamt zu fördern. Doch schon jetzt umgibt der Austrieb der Bäume den Turm mit einer dichten Blätterwand, deren Farbenspiel im Jahresverlauf von saftig grün zu zartgelb leuchtend changiert.

Der Trick mit dem Knick

Zwar ist die Baubotanik ein noch junger Forschungszweig, doch ihre Wurzeln reichen weit zurück in die Vergangenheit. Lebendes Holz wurde in Europa schon zur Zeit der Römer in sogenannten Knickhecken verbaut, um Feinde an einem weiteren Vordringen zu hindern. Diese auch als Gebück bezeichneten lebenden Wälle bestanden aus einem mehrere Meter breiten Streifen mit eigens gepflanzten Bäumen. Meist waren das Hainbuchen, deren Stämme man nach unten bog oder knickte und miteinander verflocht. Lücken wurden mit Dornbüschen gefüllt. Auf diese Weise wuchs ein nahezu undurchdringliches Dickicht heran, das die Feldfluren von Dörfern und Städten schützte.

Ein weiterer Vorläufer der Baubotanik, ebenfalls aus dem europäischen Raum, sind sogenannte Tanzlinden. Um ein solches Objekt zu schaffen, wurde der Stamm einer Linde mit einem massiven Gerüst umgeben, das das Wachstum des unteren Astkranzes waagerecht nach außen leitete und zugleich die weit ausladenden Äste abstützte. Auf dem Astkranz montierte man eine per Treppe erreichbare Plattform, die als Tanzboden diente. Da die äußeren Triebe der Linde an Spalieren in die Höhe wuchsen, bewegten sich die Tänzer in einer zwar stark überformten, jedoch geschlossenen und dicht belaubten Baumkrone. Ein eindrückliches Beispiel für diese Form lebender Architektur lässt sich im oberfränkischen Peesten bei Kulmbach besichtigen. Die dortige Tanzlinde, die nach aufwendiger Renovierung seit 2001 wieder genutzt wird, verfügt über 90 Quadratmeter Tanzboden und elf Fenster, die den Blick durch das Blattwerk auf das Maintal freigeben.

Im Gummibaum übers Tal

Wachsende Architektur kann aber noch mehr. In den abgelegenen und üppig grünen tropischen Bergwäldern des ostindischen Bundesstaates Meghalaya ermöglichen lebende Brücken das sichere Überqueren tiefer Schluchten und reißender Flüsse. Die Region an der Grenze zu Bangladesch, eine der regenreichsten der Welt, ist die Heimat der Khasi – einem Volksstamm, der sich seit Jahrhunderten den Wachstumsprozess des Gummibaums für den Brückenbau zunutze macht. Als Tragwerk und Geländer solcher lebenden Brücken, die mehr als 20 Meter überspannen können, dienen die zu fachwerkartigen Strukturen verwachsenen Luftwurzeln des Baums. In die Konstruktion eingewachsene Steinplatten bilden üblicherweise die Lauffläche – Baum und Bauwerk verschmelzen zu einer lebenden Konstruktion, die sich bruchlos in die umgebende Natur einfügt.

Ob der Gummibaum „Ficus elastica“, der bei uns noch bis in die 1980er-Jahre als Zierpflanze in vielen Büros und Wohnzimmern präsent war, in Meghalaya heimisch ist oder ob ihn die britischen Kolonialherren zur Gewinnung von Kautschuk angepflanzt haben, sei unbekannt, berichtet Thomas Speck. „Doch viele der lebenden Brücken sind mehrere hundert Jahre alt, was dafür spricht, dass er dort natürlicherweise vorkommt“, meint der Biologe und Professor für Botanik an der Universität Freiburg.

Üblicherweise beginnt der Bauprozess einer lebenden Brücke mit einem Setzling des Gummibaums, der an einer Schlucht oder einem Flussufer gepflanzt wird. Seine Wurzeln sind zugfest, sein Stamm ist biegesteif. Im Verlauf des Wachstums entwickeln sich Luftwurzeln, die die Khasi um eine Behelfskonstruktion aus Bambusstangen schlingen und auf diese Weise horizontal über den Fluss leiten. „Um eine fachwerkartige Struktur zu erzielen, werden die Luftwurzeln immer wieder so verknotet, dass sie miteinander verwachsen“, erläutert Speck. Sobald die Wurzeln über den Fluss gewachsen sind, werden sie am anderen Ufer in den Boden eingepflanzt. Wenn sich die Brücke dann selbst trägt, kann die Behelfskonstruktion entfernt werden.

Bis die miteinander verwachsenen Luftwurzeln durch ihr Dickenwachstum zur selbsttragenden, begehbaren Brücke werden, vergehen oft Jahrzehnte. Das macht Planung, Bau und Pflege einer lebenden Brücke zum Mehrgenerationen-Projekt, bei der die Vorarbeit der Eltern von Kindern und Enkeln fortgesetzt wird. Für die Khasi-Dörfer sind die Baumbrücken insbesondere in der Zeit zwischen März und November, wenn der Monsun die Gebirgsbäche zu reißenden Strömen anschwellen lässt, oft die einzige Verbindung zur Außenwelt. Kontinuierlich gepflegt überstehen die elastischen Bauwerke auch heftige Stürme und gelegentliche Erdbeben, ohne größeren Schaden zu nehmen. „Im feuchten Klima Meghalayas würden herkömmliche Holzbrücken schnell verrotten, Stahl oder Stahlbeton würde rosten“, erläutert Thomas Speck. „Die Brücken der Khasi erfüllen ihre Funktion hingegen, solange der Baum lebt.“

Experimente im Botanischen Garten

Im tropischen Gewächshaus des Botanischen Gartens in Freiburg, den Thomas Speck als Direktor leitet, untersuchen der Biologe und sein Team anhand verschiedener Ficus-Arten das Längen- und Dickenwachstum der Luftwurzeln. Die Wissenschaftler steuern mit Gewichten die Wachstumsrichtung, ziehen an Verwachsungen Proben zur mikroskopischen Analyse der Fasern, klassifizieren die entstandenen Zelltypen und bestimmen deren jeweiligen Anteil an der Probe. „Je besser wir die Wachstumsprozesse verstehen, desto präziser lassen sich baubotanische Bauwerke planen“, sagt der Wissenschaftler.

Neben Ficus-Arten, die in hiesigen Breiten nicht überleben würden, stehen vor allem Platanen und Weiden im Zentrum der Grundlagenforschung, die die Freiburger Wissenschaftler im Rahmen der Baubotanik betreiben. Der ideale Baubotanik-Baum wäre dünn und langwachsend, dabei zugleich biegsam und reißfest und darüber hinaus noch schnellwüchsig und stressfest. Allerdings: „Den einen Baum, der alle diese Eigenschaften in sich vereint, gibt es nicht“, stellt Ferdinand Ludwig fest, einst Mitbegründer der Baubotanik in Stuttgart und heute Professor für Green Technologies in Landscape Architecture an der Technischen Universität München. Dort leitet er das Forschungsgebiet Baubotanik und arbeitet eng mit den Freiburger Forschern zusammen. „Weiden wachsen zwar schnell, aber um zu gedeihen, brauchen sie das volle Sonnenlicht“, erklärt der Architekt. Für baubotanische Architektur in der Stadt kommt diese Baumart also kaum infrage. Die Platane dagegen sei ein robuster Stadtbaum, stellt Ludwig fest: „Sie wächst auch an schattigen Standorten und verträgt Hitzestress.“ Aber im Vergleich zur Weide sei der ökologische Mehrwert der Platane für die Tierwelt gering.

Eine Plattform für Vogelfreunde

Anhand der 2006 errichteten Vogelbeobachtungsstation in Waldkirchen im Bayerischen Wald haben Ferdinand Ludwig und sein Team die Vor- und Nachteile von Silberweiden für die Baubotanik über Jahre studieren können. Der elliptische Grundriss von drei auf sechs Meter wurde mit zwölf Zentimeter dicken und bis zu neun Meter langen Silberweiden-Stecklingen bepflanzt, die eine überdachte Aussichtsplattform mit Platz für zehn Personen tragen. Versteckt hinter dem Blattwerk der Silberweiden lässt sich von der Plattform aus in aller Ruhe die Waldkirchener Vogelwelt beobachten.

Da die 2,70 Meter über dem Boden schwebende Plattform unmittelbar nach Fertigstellung begehbar sein sollte, wurden die Stecklinge zur Erhöhung der Tragfähigkeit auf engstem Raum gepflanzt. Die hohe Pflanzdichte ließ jedoch viele der Stecklinge absterben; die verbleibenden wuchsen langsamer als geplant. Die Vogelbeobachtungsstation zeigte Ferdinand Ludwig und seinem Team die Grenzen dessen auf, was mit Weiden-Stecklingen konstruktiv möglich ist. Zwar verwachsen technische Verbindungselemente schnell mit dem Holz, doch setzen häufig zugleich Fäulnisprozesse ein, die die Tragfähigkeit mindern. Zudem werden Weiden maximal 100 Jahre alt. Um langlebende Bauwerke mit mehreren Stockwerken zu realisieren, sind Platanen, die über festes Holz, eine exzellente Wundheilung und eine Lebenserwartung von 300 Jahren und mehr verfügen, besser geeignet als Weiden.

Weil der Werkstoff Baum zeitlebens wächst, ist das Planen und Bauen baubotanischer Architektur erst mit seinem Tod abgeschlossen: „Wir entwerfen einen Ausgangszustand, dessen Wachstum wir vorhersagen müssen“, beschreibt Ludwig den baubotanischen Planungsprozess. Für die Vorhersagen ziehen die Münchner Wissenschaftler Wachstumsmodelle heran, die die Zunahme der Biomasse insgesamt berechnen und daran anschließend das Dickenwachstum einzelner Stammabschnitte abschätzen. Zudem wird ermittelt, wie viele Stämme im Verlauf der Bauwerksentwicklung absterben. Daraus ergeben sich mögliche Entwicklungsszenarien für das künftige Wachstum.

Das Grüne Zimmer vor dem Rathaus

Neben den Wachstumsprozessen lebender Architektur beschäftigt sich die Baubotanik auch mit deren Auswirkungen auf ihre Umgebung. Genau wie Bäume dämpfen auch baubotanische Strukturen Lärm, erzeugen Sauerstoff, filtern Feinstaub aus der Luft, puffern durch Verschattung und Verdunstungskühlung extreme Hitze und dienen als Lebensraum für Vögel und Insekten. Dass das auch im urbanen Kontext so ist, soll das Grüne Zimmer demonstrieren, das 2014 von Ludwigs Büro „Office for Living Architecture“ auf dem Rathausplatz von Ludwigsburg eröffnet wurde. Lebende Wände aus rund 7.000 Pflanzen bilden dort auf 140 Quadratmetern eine raumartige, teils überdachte Struktur. Die bis zu drei Meter auskragende Bedachung aus Platanen, die per Pflanzenaddition miteinander verbunden sind, wird noch von Bambusrohren gestützt, soll sich jedoch schon bald selbst tragen. Die Pflanzen werden mit Regenwasser bewässert, das vom Dach eines benachbarten Verwaltungsgebäudes stammt. Auf dem ansonsten weitgehend baumlosen Rathausplatz ist das Grüne Zimmer, das auch als Konzertbühne oder Ausstellungsraum nutzbar ist, insbesondere an heißen Tagen eine Oase, die auch auf das Mikroklima der näheren Umgebung eine wohltuende Wirkung entfaltet.

Mit dem Grünen Zimmer in Ludwigsburg ist die Baubotanik in der Stadt angekommen. Als Struktur, die im dicht bebauten Umfeld das Kleinklima verbessert, bietet baubotanische Architektur einen entscheidenden Vorteil: Die verbauten Pflanzen beanspruchen keinen zusätzlichen Raum, denn sie sind ja integraler Bestandteil des Bauwerks – beispielsweise in Form von Bäumen, die in die Fassade eines Wohnhauses eingebettet sind. Im Neubauviertel Lagarde in Bamberg realisierte Ferdinand Ludwig eine erste Baumfassade. Dazu wurden fünf Bäume mit großer Krone und Höhen zwischen acht und neun Metern so dicht an die Fassade eines vierstöckigen Wohnhauses gepflanzt, dass sie zur Kühlung und Verschattung des Gebäudes beitragen. Während die Baumfassade Licht und Wärme puffert und die Tiefe der Krone vor den je nach Tageszeit steil oder flach einfallenden Sonnenstrahlen schützt, sorgt regelmäßiger Schnitt für Helligkeit im Inneren der Wohnungen.

„Die Bäume werden schon in der Baumschule auf halbe Krone geschnitten, damit wir ihre Stämme unmittelbar an der Fassade einpflanzen können“, erläutert Ludwig. „Dadurch verschmelzen die Bäume visuell mit der Fassade und erzeugen eine gänzlich neue Wohnqualität, die man als Wohnen in der Baumkrone umschreiben könnte.“ Anders ausgedrückt: Eine Baumfassade lässt die sonst scharfe Trennung zwischen Haus und Natur verschwimmen. Öffnet man das Fenster oder geht auf den Balkon hinaus, ist man sofort von Blättern umgeben, die sich im Wind bewegen und leise rascheln. Der Baum wird zum Mitbewohner. Und während das Erscheinungsbild herkömmlicher Wohnhäuser im Wesentlichen gleich bleibt, ändern Baumfassaden ständig ihr Antlitz: Im Frühjahr treiben sie aus, im Herbst färbt sich ihr Laub, wird abgeworfen – und in jedem Jahr legen Stämme und Astwerk etwas an Holz zu.

„Die Art, wie wir momentan bauen, schafft ein Missverhältnis zwischen Bauwerk und Natur“, beklagt Ludwig. „Wir bebauen eine Fläche, die dann weg ist. Stattdessen steht dort plötzlich ein Gebäude, das Hitze speichert und reflektiert.“ Werde dieses Gebäude jedoch von einer Baumfassade umschlossen, funktioniere es ähnlich wie ein Baum“, erläutert der Münchner Architekt. „Meine Vision ist, dass Städte zu Wäldern werden, dass viele baubotanische Bauwerke gemeinsam einen urbanen Wald bilden, der sowohl für Tiere als auch für Menschen ein lebenswertes Zuhause ist.“ ■

Menschen orientieren sich bei Entscheidungen an den Erfahrungen anderer. Dieses als „Social Proof“ bekannte psychologische Phänomen…