Wie Bambusforschung die Mission der Hilti unterstützt
Marla Kohli war schon immer fasziniert von Bambus. Als sie in Peru aufwuchs, liebte sie es, das historische Zentrum Limas, die jahrhundertealte Ciudad de los Reyes (Stadt der Könige), zu erkunden, wo die oberen Mauern vieler ihrer schönsten Gebäude aus diesem Material gebaut wurden.
Es war nicht nur ihre Schönheit, die Anklang fand. Für Ungeübte mag Bambus wie ein zerbrechliches Baumaterial erscheinen. Doch Limas Gebäude stehen seit Hunderten von Jahren. Darüber hinaus wählten die spanischen Kolonisten, die Lima erbauten, es bewusst als Lösung für die häufigen Erdbeben, die die Stadt bedrohten, und verwendeten eine Bautechnik, die der indigenen Quincha-Methode ähnelte, die seit Jahrhunderten in den Anden angewendet wurde.
Es war natürlich keine koloniale Erfindung. Lange bevor Kolumbus an Land ging, hatten indigene Südamerikaner Bambusgitter, die mit Erde beschichtet waren, in einer Lehm-und-Flechtwerk-Technik verwendet, die als volkstümliches Bahareque bekannt ist. Dieser Baustil war nicht nur wirtschaftlich, praktisch und langlebig, er machte auch größere Strukturen stark genug, um den Kräften der Natur standzuhalten – etwas, das Marlas jungen Geist beeindruckte.
Nach 14 Jahren in Peru kehrte Marla im Alter von 18 Jahren in die Schweiz zurück und schrieb sich an der ETH Zürich, einer für ihre Wissenschafts- und Ingenieurstudiengänge bekannten Universität, für ein Bauingenieurstudium ein. Schon als kleines Kind war sie von Gebäuden fasziniert gewesen. “Ich erinnere mich, als ich ein Kind war, wahrscheinlich vier oder fünf Jahre alt, hatten meine Großeltern diese Zeitschriften, in denen man Blumen bestellen konnte”, erzählt sie. “Auf der letzten Seite war ein Entwurf für ein Einfamilienhaus mit Grundriss, und ich sammelte jeden einzelnen davon, schon damals.”
Das Leben in Zürich war anfangs hart: “Meine Gedanken formten sich auf Spanisch, und ich zählte immer noch auf Spanisch”, sagt sie. “Mit 18 Jahren musste ich mein Leben in einer, wie es sich anfühlte, anderen Kultur neu aufbauen. Es war ein Schock für das System.” Dennoch setzte sie sich durch. Als es um ihre Masterarbeit ging, schweiften ihre Gedanken zurück nach Peru und seinen alten Bambus-Bautraditionen. Während sie über ihr Dissertationsthema nachdachte, fragte sie sich, wie sie dies mit einem wachsenden Interesse an ökologischer Nachhaltigkeit verbinden könnte. “Mein erster Impuls war die Verbindung, die ich zu Peru und seinem lokalen System hatte”, sagt sie. “Ich bin generell fasziniert von diesen lokalen Systemen, weil ich denke, dass sie dieses alte Wissen bergen, das regenerative Lösungen für den Bausektor verbergen könnte.”
Und so entstand eine Idee, die Marla Tausende von Kilometern weit auf die Philippinen und zu einer Zusammenarbeit mit BASE Bahay führen sollte, einer Initiative der Hilti Foundation, die Bambus in den Mittelpunkt stellt. Wie Peru sind die Philippinen anfällig für Naturkatastrophen und leiden sowohl unter Taifunen als auch unter Erdbeben. Ab 2012 entwickelte Hilti die sogenannte Cement Bamboo Frame Technology (CBFT), eine vom Bahareque inspirierte Technik, die indigene südamerikanische Bautraditionen mit europäischem Ingenieurwissen kombiniert und an die Traditionen und Umweltbedingungen der Philippinen angepasst ist.
Im nächsten Jahrzehnt untersuchte und förderte die Hilti Foundation, basierend auf der Pionierarbeit von Corinna Salzer, einer Hilti-Mitarbeiterin, deren Doktorarbeit die Grundlage für CBFT bildete, Bambusbautechnologien, die den Bedarf Südostasiens an erschwinglichem Wohnraum decken könnten, und gründete BASE Bahay als ihr Umsetzungsinstrument. Ziel war es, eine erschwingliche, nachhaltige und katastrophensichere Bautechnologie und Wohnlösung für einkommensschwache Familien einzuführen, nicht nur auf den Philippinen, sondern potenziell im gesamten tropischen Bambusgürtel, der sich über weite Teile des globalen Südens erstreckt. Die in diesem Gebiet lebenden Menschen machen den Großteil der 1,8 Milliarden Menschen aus, die laut UN-Habitat in unzureichendem Wohnraum leben.
“Das Schöne an der Verwendung von Bambus in diesen Ländern ist, dass er lokal angebaut wird”, sagt Matthias Gillner, Vorsitzender der Hilti Foundation. “So können Sie eine vollständige Lieferkette entwickeln, die hauptsächlich lokales Material verwendet, ohne Holz oder Stahl importieren zu müssen. Sie schaffen lokale Arbeitsplätze für den Anbau und die Behandlung des Bambus sowie für die Vormontage der CBFT-Elemente. Durch die Verwendung von Bambus binden Sie auch CO2. Sie haben also zwei Vorteile, den wirtschaftlichen und den ökologischen.” Das Programm hat bereits eine erhebliche Wirkung erzielt, wobei BASE und seine Partner über 2.300 Häuser gebaut haben, die 10.500 Menschen auf den Philippinen, in Nepal, Indien, Sri Lanka und Nicaragua Schutz bieten.
Die Stiftung war jedoch auch daran interessiert, Möglichkeiten für weitere Forschungen im Bereich nachhaltiges und erschwingliches Bauen zu erkunden, mit besonderem Schwerpunkt auf Bambus. So gründete sie 2021 das BASE Innovation Center in Manila, um zu erforschen, wie Bambus, eines der ältesten Baumaterialien der Menschheit, in den modernen Bau integriert werden könnte. Es sei, so Luis Felipe Lopez, Geschäftsführer von BASE Bahay, höchste Zeit gewesen, dass eine fundierte Forschung zu Bambus durchgeführt werde.
„Bambus wurde von Ingenieuren aus einem einzigen Grund nie ernst genommen“, sagt er. „Es gibt keinen Bambus in Europa und keinen Bambus in Nordamerika, also in den Gebieten, in denen die moderne Ingenieurwissenschaft entstanden ist.“
Das Innovationszentrum hat einen großen Schritt zur Korrektur dieser Anomalie unternommen, indem es mit Universitäten auf der ganzen Welt zusammenarbeitet, darunter die ETH Zürich, wo Marla ihren Master machte. Die ETH war eine der wenigen westlichen Universitäten, die die Bambusforschung ernst nahm, aber die Universität litt auch unter einer ernsthaften Einschränkung: Sie musste den gesamten benötigten Bambus importieren, was die Anzahl der durchführbaren Studien begrenzte. Das Innovationszentrum von BASE bot eine Lösung für dieses Problem. „Es wurde entschieden, dass es besser und billiger wäre, Studenten auf die Philippinen zu schicken, wo sie Bambus so viel testen können, wie sie wollen, anstatt Bambus nach Zürich zu verschiffen, wo er wie Goldstaub ist“, sagt Carlo Cacanando, ein Forschungs- und Entwicklungsingenieur bei BASE.
So flog Marla mit einer Mischung aus Aufregung und Besorgnis auf die Philippinen, um sich einer Initiative anzuschließen, die die Stärken des globalen Nordens und Südens zum Wohle der globalen Armen vereint. Mit Luis, Carlo und anderen, die ihr eine Fülle von Wissen und Erfahrung sowie unbegrenzten Zugang zu Bambus boten, begann Marla mit der Arbeit an einer Dissertation, die sie „Welche Erkenntnisse können Zement-Bambus-Rahmen aus dem traditionellen Bahareque gewinnen?“ nennen würde – eine Dissertation, die schließlich mit einem Hauptpreis der ETH ausgezeichnet werden sollte.
Wie bei anderen Studenten, die an dem Programm teilnahmen, bestand der Zweck von Marlas Arbeit darin, Wissenslücken im Bambusbau zu schließen. Die ETH hat bereits wichtige Arbeit bei der Bewertung der Umweltauswirkungen, einschließlich des CO2-Fußabdrucks, der CBFT-Technik geleistet. Marla konzentrierte sich nicht nur auf diesen Aspekt, sondern führte auch Tests an verschiedenen Konfigurationen von Scherwänden mit einem Bambusrahmen durch, um deren Widerstandsfähigkeit gegen Erdbeben und Taifune zu untersuchen.
In einem bedeutenden Durchbruch stellte sie fest, dass das Abdecken der Rahmenmatrix mit einem Lehmputz eine praktikable Alternative zu Zement darstellt. Tests zeigten nicht nur, dass er den Seitenkräften einer Naturkatastrophe wie einem Taifun standhalten konnte, sondern er war auch umweltfreundlicher als Zement. Obwohl weitere Tests erforderlich sind, um schlüssige Ergebnisse zu erzielen, und zusätzliche Forschung zu geeigneten Wandverkleidungen notwendig ist, ist dies ein bedeutender Fortschritt, bemerkt Luis Felipe Lopez. „Ich denke, der wichtigste Teil von Marlas Dissertation ist, dass sie beweisen konnte, dass die Verwendung von Lehm genauso gut ist wie die Verwendung von Zement“, sagte er. „Es hat die Wahrnehmung verändert, dass Zement die einzige Lösung ist. Es gibt noch andere Probleme zu lösen, aber aus Umweltsicht ist es super gut.“
Für Marla sei die Erfahrung, an ihrer Dissertation auf den Philippinen zu arbeiten, transformativ gewesen, sagt sie. Sie hatte nicht nur einige der weltweit führenden Bambusexperten in unmittelbarer Nähe, sondern konnte auch aus erster Hand die Bedeutung ihrer Arbeit erkennen, als sie ein Dorf besuchte, das BASE mit aufgebaut hatte – etwas, das nie passiert wäre, wenn sie in Zürich geblieben wäre.
„Es war die direkte, praktische Zusammenarbeit und der Austausch, der wirklich den Unterschied gemacht hat“, sagt sie. „Die Implementierung des Lehmputzes und die Bewältigung der lokalen Herausforderungen, wie das Fehlen von fertigen Lehmputzmischungen, war eine gemeinsame Anstrengung. Von der Beschaffung der Erdprobe über die Vorbereitung der Bambusfasern und der Mischung bis hin zum endgültigen Auftragen des Putzes auf die Rahmenmatrix haben wir uns alle die Hände schmutzig gemacht. Es war ein gemeinsamer Erfolg, und das gesamte Laborteam feierte die Errungenschaft zusammen.“
„Einer der erfüllendsten Momente meiner Dissertation war, als Ayen, einer der Laborarbeiter, der beim Bau der Platten half, mich nach dem Rezept für den Lehmputz fragte. Er wollte es zu Hause ausprobieren. Trotz der Sprachbarriere wurde mir klar, dass ich mindestens eine Person überzeugt hatte – und das bedeutete mir die Welt.“