Das mexikanische Architekturbüro RIMA Design Group hat ein Design-Build-Projekt für ein Kunstzentrum abgeschlossen, das aus mehreren miteinander verbundenen Strukturen aus Stampflehm besteht. Die Lehmmauern passen sich der abschüssigen Topografie des Geländes an und wurden aus der Erde hergestellt, die aus dem Boden gewonnen wurde, auf dem sie stehen.
Es gibt nur wenige Materialien, die so kontextabhängig sind wie Stampflehm. Die Verwendung lokaler Böden kann Strukturen hervorbringen, die die Farben und Texturen eines Ortes tragen und als natürliche Erweiterung ihres Standorts erscheinen. Doch so roh das Bauen mit Lehm auch erscheinen mag, es ist ein technisch komplexer und arbeitsintensiver Prozess, der oft auf bestimmte Klimazonen, Bodenbedingungen und Gebäude mit begrenzter Höhe und Nutzung beschränkt ist.
Die wüstenähnliche südliche Baja-Halbinsel in Mexiko ist ein Ort, der die Art von trockenen, lehmigen und kiesigen Böden sowie die trockenen Wetterbedingungen bietet, die für eine solche Konstruktion geeignet sind. "Planer haben erst vor kurzem damit begonnen, Stampflehm in ihren Projekten zu verwenden", sagt der Architekt Gerry Rivero, der zusammen mit Maritere Rivero die RIMA Design Group in Los Cabos leitet. "Ich denke, das liegt daran, dass die Leute sich immer mehr bewusst werden, dass die Ressourcen dafür vorhanden sind. Als RIMA gebeten wurde, ein Kulturzentrum und einen Workshop für Gastkünstler zu konzipieren, schien es den Riveros das richtige Gebäude zu sein, um ihre eigene Erkundung des Materials zu beginnen. "Dies ist ein Produkt für einen Künstler, der einen Ort schaffen wollte, an dem andere Künstler zusammenarbeiten können", sagt Rivero. "Wir haben schon früh Stampflehm vorgeschlagen, weil das Projekt so handwerklich ist."
Das fertige Casa Ballena ist ein Komplex aus rechteckigen Stampflehmbauten, die durch hölzerne Pergolen miteinander verbunden sind. Die Strukturen variieren in ihrer Höhe im Verhältnis zu den umgebenden Aussichten und der Neigung des Geländes. Sie scheinen um den Hang herum zu tanzen, einige berühren sich leicht, um innere Verbindungen zu schaffen, andere sind weit entfernt, um großzügige Außenterrassen zu schaffen, die mit Kies und Stein verkleidet und mit einheimischer Wüstenvegetation bepflanzt sind. Das Programm des Zentrums besteht aus drei Werkstätten, einer Ausstellungsgalerie, Wohn- und Speisesälen und einem Lagerhaus, die jeweils ein Volumen bewohnen, das entsprechend ihrer Funktion ausgerichtet ist: Die Werkstätten sind nach Norden ausgerichtet, während die Wohn- und Speisesäle, der Verwaltungsbereich und die Wohnungen nach Süden mit Blick auf einen nahe gelegenen Yachthafen ausgerichtet sind.
Eigenschaften von Stampflehm
Stampflehmwände sind in der Regel dick und tragfähig. Das Material ist druckfest und kann für mehrstöckige Gebäude von bis zu 10 Metern Höhe verwendet werden. Stampflehm ist zwar ebenso haltbar wie Beton, muss aber vor Schlagregen und langfristiger Feuchtigkeitseinwirkung abgedichtet werden.
Stampflehm ist dafür bekannt, dass er eine ausgezeichnete thermische Masse hat, aber nur begrenzt isolieren oder die Feuchtigkeit kontrollieren kann. "Die Feuchtigkeit war eine Herausforderung. Sie wirkte sich auf die Art und Weise aus, in der der Künstler mit bestimmten Arten von Papier arbeiten wollte. Wir mussten Luftentfeuchter anschaffen, um die richtigen Innenraumbedingungen zu schaffen", sagt Rivero.
Stampflehmprojekte, bei denen lokale Böden verwendet werden und nur wenig Material transportiert werden muss, werden in der Regel mit einem niedrigen Energieverbrauch in Verbindung gebracht, insbesondere im Vergleich zu Projekten, die mit Beton gebaut werden. Doch solche Umweltvorteile sind nicht immer eine Garantie: Zum einen müssen Stampflehmwände von stärkeren Fundamenten gestützt werden, als dies normalerweise der Fall ist. "Weil die Wände so breit sind, werden die Fundamente schwerer und teurer", sagt Rivero. "Außerdem sind die Fundamente steifer, denn jede spätere Setzung führt zu Rissen in den Erdwänden.
Eine Methode zur Herstellung von Stampflehmwänden ist die Vorfertigung als Blöcke, die auf der Baustelle oder in einer Fabrik gegossen werden können. Zu den Vorteilen der Blockbauweise gehören eine bessere Kontrolle der Qualität, eine kürzere Bauzeit und geringere Kosten für die Schalung. Die Blockbauweise ist vor allem für Projekte in feuchteren Klimazonen oder für solche, die während der Regenzeit gebaut werden, sinnvoll: Wie Beton trocknen Lehmbaustoffe bei schlechtem Wetter nicht ausreichend. Die Blöcke erreichen jedoch nicht die gleiche ästhetische Homogenität wie eine an Ort und Stelle gerammte Erdwand. Außerdem weisen Blockwände von Natur aus wesentlich mehr Fugen auf, was zu Problemen bei der Abdichtung führen kann.
Während der größte Teil der Casa Ballena in Ortbetonbauweise errichtet wurde, gestaltete RIMA die Nordfassaden des Projekts mit Blöcken. "Wir haben vor Ort eine Form hergestellt und konnten etwa 80 Ziegel pro Tag produzieren", sagt Rivero. Das Format ermöglichte zusätzliche Öffnungen für Licht und Belüftung an diesen Wänden und verleiht der Nordseite des Gebäudes eine einzigartige Textur und visuelle Dynamik.
Da mehr Fugen in der Regel zu mehr Leckagen führen, entwarf RIMA Wannen an der Unterseite der Blockwände, um Wasser aufzufangen, das an der Außenfassade heruntertropfen könnte. Um auf Nummer sicher zu gehen, vermieden die Architekten auch die Planung von Tischlerarbeiten und bestimmten Innenausstattungen an diesen Wänden, da sie anfälliger für Feuchtigkeit sind.
Vorbereitung und Gestaltung des Mischguts
Lehmmauern werden in der Regel durch Gießen von Mischungen in Schalungsformen errichtet. Dieser Vorgang wird in Schichten von 10 bis 16 Zentimetern ausgeführt, die von Hand oder maschinell gerammt werden können, um eine gestreifte Struktur zu erzeugen, die sich oft über die gesamte Länge der Wände erstreckt. Um die Erde für eine verarbeitbare Mischung vorzubereiten, muss sie nach der Gewinnung möglicherweise in feinere Partikel zerkleinert werden. Möglicherweise muss sie auch gewendet werden, um ihren Feuchtigkeitsgehalt zu verringern oder zu erhöhen.
Die Mischung besteht im Allgemeinen aus einer Kombination von Kies, Sand, Schluff und Ton. Zementstabilisierte Stampflehme, wie sie für das Projekt Casa Ballena verwendet wurde, ist eine Variante des Stampflehmbaus, die durch die Zugabe von Zement verstärkt wird, der in der Regel etwa fünf Prozent des gesamten Mischvolumens ausmacht.
Die Erde, die zur Vorbereitung des Casa Ballena-Geländes für den Bau ausgehoben wurde, diente als Grundlage für die Mischung zum Gießen der tragenden Wände. Laut Rivero wurde der Boden zu Beginn der Projektentwicklung im Labor untersucht und als ideal eingestuft: Er enthielt weder Salz noch organisches Material und war trocken und steinig. RIMA beriet sich mit örtlichen Bauunternehmern, um die richtige Mischung zu finden, die die Erde des Geländes mit Sand aus nahegelegenen Abfragen sowie Portlandzement zur Bindung kombinierte. Das Studio beauftragte einen Statiker aus Mexiko-Stadt, der Erfahrung mit ähnlichen Projekten hatte und die Mauern von Casa Ballena dimensionieren konnte, die in der Regel eine Tiefe von 40 bis 50 Zentimetern haben sollten.
Da die Boden- und Baustellenbedingungen bei jedem Projekt anders sind, wird im Allgemeinen empfohlen, Muster vor Ort zu testen, um die richtige Mischqualität, Farbe und Ausführung zu bestimmen. RIMA stellte eine Reihe von Mustern her, darunter drei Teilwände, die zum Testen von Farbe und Akzenten verwendet wurden. Anhand der Muster trafen die Architekten Entscheidungen, wie z. B. die Zugabe einer kleinen Menge Pigment zur Mischung, um eine stärkere Schichtung zu erzielen. Die Architekten entschieden sich auch dafür, eine Versiegelung auf die Wände aufzutragen, um das Material weiter zu binden und Erosion zu vermeiden: "Erde ist spröde, und der Kies und die Erde können sich schon ablösen, wenn jemand seine Hände daran reibt. Die Versiegelung hilft der Deckschicht, zusammenzuhalten", sagt Rivero.
Eine Herausforderung beim Bauen mit Stampflehm ist es, eine einheitliche Farbe und Textur über die vielen Formen und Güsse eines Projekts hinweg zu erreichen. "Wenn man seine Mischung einmal zusammengestellt hat, muss man sich daran halten, wie bei einem Kuchenrezept, bei dem eine gleichbleibende Dichte und ein einheitliches Timing wichtig sind, um die Qualität der Schichten zu kontrollieren", fügt er hinzu.
Bau der Casa Ballena: Lernen durch Handeln
"Es war das erste Mal, dass wir ein Stampflehmprojekt durchgeführt haben. Es war also neu für uns und sehr experimentell", sagt Rivero. "Wir mussten viel recherchieren und mehrere Versuche durchführen, um das richtige Wandmuster zu finden." Die erste Komponente des Projekts, die die Architekten errichteten, war das Haus des Pförtners, ein kleines Volumen von 3,6 mal 12 Metern. "Als wir hier die erste Wand bauten, stellten wir einige Fehler bei den Kaltfugen fest", sagt er. Kalte Fugen entstehen, wenn eine Stampflehmschicht nicht ausreichend mit der nächsten verbunden ist, was zu Rissen führt. Auch andere Fehler wie Sprödigkeit können aus Fehlern bei der Verdichtung resultieren. "Damals haben wir gelernt, wie man Flickarbeiten durchführt. Es ist nicht ideal, und wir würden es auch nicht empfehlen, aber es ist machbar." Beim Ausbessern werden beschädigte Wandbereiche in der Regel mit einer feinen Spachtelmasse aufgefüllt, die die gleiche Farbe und Struktur wie die ursprüngliche Wand hat.
Um Risse über Fenstersimsen und Türen zu vermeiden, achteten die Architekten besonders darauf, die Öffnungen entsprechend den Empfehlungen des Statikers zu dimensionieren. Die Nord- und die Südfassade weisen eine Vielzahl versetzter Fenster auf, die sich auf der einen Seite zur Landschaft und auf der anderen zum Meer hin öffnen. Die Ost- und Westwände sind im Allgemeinen massiver und tragen das Gewicht der Dachplatten.
Auch bei den Wandlängen gab es Einschränkungen, die berücksichtigt werden mussten. "Wir hatten einige [Probleme] bei den langen Wänden, also haben wir sie in Teilen gerammt und ein Verbindungsdetail zwischen ihnen entworfen", sagt Rivero. Die Architekten zeichneten die Fugen des Sperrholzes auf, um die Verbindungen zwischen einem Schalungselement und dem nächsten zu kontrollieren. "Wir haben unter anderem gelernt, dass die Schalung aufgrund der Hanglage komplizierter ist als auf einer ebenen Fläche", sagt er. Die Schalung wurde über mehrere Stufen gebaut, um Wände zu stützen, die zwischen 4,5 und 6 m hoch waren. "Das war überraschenderweise viel komplizierter, als wir erwartet hatten", fügt er hinzu.
Um eine optische Einheitlichkeit zu erreichen, wurden die Wände nacheinander gegossen, mit Unterbrechungen an Fenstern und Türen. Eine Handvoll L- und C-förmiger Güsse war notwendig, um saubere Streifen um Ecken herum zu schaffen. "Wir haben versucht, einfache Formen beizubehalten. Wenn man es einfach hält, funktioniert auch die Struktur einfach, und man hat keine Risse an den Fugen", sagt Rivero.
Um die Stampflehmwände vor Schäden durch Feuchtigkeit und eindringendes Wasser zu schützen, müssen die Details des Daches und des Sockels sorgfältig beachtet werden. Ein Betonsockel beispielsweise ist in der Regel erforderlich, um zu verhindern, dass Wasser nach oben in den verdichteten Boden sickert.
Nach dem ersten großen Regenfall während der Bauphase lösten die Architekten einige potenzielle Abdichtungsprobleme auf der Dachebene, indem sie den umlaufenden Betonbalken, der innerhalb der Stampflehmwände ruht, umkehrten. Auf diese Weise konnte die Abdichtung von der Horizontalen an der Platte in die Vertikale an der Brüstung übergehen, was die Infiltration an den strukturellen Fugen reduzierte. "Der größte Fehler ist, die Wände von oben nass werden zu lassen", sagt Rivero. "Sie können an der Seite nass werden, aber wenn sie von oben nass werden, kann das Wasser in die Struktur und in die Räume eindringen."
Der Bau der Mauern dauerte etwa ein Jahr. "In Los Cabos gibt es eine Hurrikan-Saison", sagt Rivero, dessen Team im Juli mit dem Projekt begann und im September den ersten großen Regen erhielt. "Bis zum nächsten Regen im nächsten Jahr hatten wir bereits alle Stampflehmwände fertiggestellt, aber er zeigte uns, welche Details nicht gut funktionierten."
Risiko und Belohnung
Der Bau eines Gebäudes an einem abgelegenen Standort ohne spezielle Berater ist keine leichte Aufgabe. "Es war offensichtlich ein großes Risiko, dieses Projekt in Angriff zu nehmen", sagt Rivero. "Wenn man ein großartiges Projekt verwirklicht, wird man belohnt. Aber wenn dann etwas nicht funktioniert, wird einem die ganze Schuld in die Schuhe geschoben. Das ist das Schwierigste an der Arbeit eines Bauunternehmers, und das ist auch der Grund, warum viele Bauherren nicht gerne neue Methoden ausprobieren, weil das Risiko größer ist." Wir hatten einen sehr hilfsbereiten Kunden, der diese gegenseitige Herausforderung annahm. In anderen Ländern wie den USA, wo ich zuvor gearbeitet habe, erlaubt die Versicherung vielleicht nicht einmal, mit alternativen Bauweisen zu bauen. "In anderen Ländern erlaubt die Versicherung vielleicht nicht einmal, dass man etwas baut, was man noch nie zuvor gemacht hat. Wir hatten einen sehr hilfsbereiten Kunden."
