Kapillar-Keramik-Klimawand: 3-D-gedruckte Lehmpaneele für passive Verdunstungskühlung & Pflanzbewässerung
Lehm reguliert Feuchte – doch 3-D-gedruckte Kapillar-Keramik-Paneele gehen einen Schritt weiter: In ihren porösen Kanälen zirkuliert Grauwasser, das verdunstet und den Raum um bis zu 4 K abkühlt, während in integrierten Nischen Kräuter wurzeln. Eine wandhängende Installation, die Klimaanlage, Bewässerungssystem und lebendige Dekoration kombiniert – ganz ohne Lüfter, Pumpen oder Elektronik.
1. Schichtaufbau der Klimapaneele
- Strukturkeramik: 3-D-gedruckter, ungebrannter Lehm (Porosität 27 %)
- Kapillargewebe: Bio-Baumwoll-Docht, Ø 6 mm, führt Wasser von unten nach oben
- Nutzschicht: Mikroalgen-Calcit-Beschichtung, erhöht Albedo & verhindert Ausblühungen
- Pflanznischen: 14 × segmentsförmige Taschen, 90 ml Substratvolumen
- Rückwand: Recyceltes PET-Vlies, abnehmbar, dient als Verdunstungsschutz zur Raumseite
- Abmessungen pro Modul: 420 × 420 × 45 mm, Gewicht (trocken) 2,6 kg
2. Kennzahlen & Wirkprinzip
| Parameter | Wert | Praxisnutzen |
|---|---|---|
| Verdunstungsleistung* | ≈ 140 ml h-1 m-2 | Raumkühlung bis −4 K |
| Wasserspeicher | 1,2 L m-2 | Autonomie > 8 h Hochsommer |
| Pflanzenbedarf | ≈ 35 ml Tag-1 je Nische | Kräuter wachsen ohne Gießen |
| pH-Stabilität | 8,1 → 7,3 (30 Tage) | Nährlösung bleibt wurzelschonend |
| Grauwasser-Eignung | Dusch- / Handwaschwasser | Reduziert Frischwasserverbrauch |
*gemessen bei 30 °C, 40 % rF, 0,15 m s-1 Luftgeschwindigkeit
3. DIY-Bauanleitung: 1 m² Klimawand an einem Wochenende
3.1 Materialliste
- Lehm-Pulver (Ton 60 % / Sand 40 %) – 40 kg
- Bio-Baumwoll-Docht, 8 m
- PET-Vlies 1 m²
- Kalk-Algenputz 1,5 kg
- Substratmischung (Kokos & Perlit) 10 L
- 3-D-Druckservice-Gutschrift oder Delta-Lehmdrucker
- Edelstahl-Montageschienen 4 m
3.2 Schritt-für-Schritt
- CAD-Datei laden, Modulanzahl wählen (open-source auf GitHub).
- Lehm mischen (W = 20 %), in Drucker extrudieren (2 mm Düse, 8 mm Layer).
- Docht beim Drucken einlegen – endet unten in Sammelrinne, oben knapp unter Rim.
- Paneele 48 h lufttrocknen, anschließend Algenputz dünn aufstreichen, 6 h trocknen.
- Montageschienen nivellieren, Paneele einhängen, PET-Rückwand ankletten.
- Grauwasser-Tank (5 L) anschließen, Kapillarität prüfen – erster Durchfluss < 10 min.
- Nischen bepflanzen (z. B. Basilikum, Minze), 7 Tage Anwachsphase im Schatten.
Materialkosten (2025): ca. 310 € für 4 Paneele (≈ 0,7 m²).
4. Fallstudie: Loft-Schlafzimmer in Porto (18 m²)
- Installiert: 6 Paneele, 1,5 m² Gesamtfläche
- Messzeitraum: Juli – September 2024
- Ergebnisse:
- Nacht-Raumtemperatur um Ø 2,7 K gesenkt
- Luftfeuchte an Tropennächten +7 % rF (behaglicher)
- Frischwasserersparnis 190 L / Monat (Grauwasser-Re-Use)
5. Pro / Contra kompakt
| Aspekt | Pro | Contra |
|---|---|---|
| Energie | Kühlung ohne Strom | Wirksamkeit von Luftströmung abhängig |
| Nachhaltigkeit | 100 % natürliche Baustoffe | Ungebrannter Lehm wasserlöslich |
| Design | Skulpturale 3-D-Textur | Farbton dunkelt bei Dauerfeuchte |
| Wartung | Docht jährlich austauschbar | Kalkablagerungen bei hartem Wasser |
| DIY-Faktor | Open-source Geometrie | 3-D-Lehmdrucker nötig |
6. Gesundheit & Nachhaltigkeit
- VOC-frei: Reine Naturmaterialien, keine Lösungsmittel.
- Feuchtepuffer: Lehm gleicht Spitzen aus, beugt Schimmel vor.
- Kreislauf: Paneele am Lebensende einfach zerkleinern und als Gartensubstrat verwenden.
7. Ausblick: KI-gesteuerte Wasser-Algorithmen
- Sensordochte: Leitfähigkeitsfäden messen Feuchte & steuern Zulauf mittels Schwerkraftventil.
- Mykorrhiza-Integration: Pilznetzwerke erhöhen Pflanzwachstum & CO₂-Bindung.
- Solar-gedruckte Emaille: Dünnglas-Glasur erhöht Verdunstung in Peak-Heat-Phasen.
Fazit: Lehmlunge für die Wohnung
Die Kapillar-Keramik-Klimawand zeigt, wie uralte Baustoffe und 3-D-Druck moderne Wohnprobleme lösen: Sie kühlt, befeuchtet und begrünt in einem lautlosen System – ideal für heiße Städte, Off-Grid-Tiny-Houses oder alle, die nach einer ästhetischen Alternative zur Klimaanlage suchen.
