Kapillar-Keramik-Klimawand: 3-D-gedruckte Lehmpaneele für passive Verdunstungskühlung & Pflanzbewässerung

19 czerwca, 2025 admin Comments Off

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


Wohnzimmerwand mit begrünten Kapillar-Keramik-Paneelen, sanfte Verdunstungskühlung spürbar

3. DIY-Bauanleitung: 1 m² Klimawand an einem Wochenende

3.1 Materialliste

  1. Lehm-Pulver (Ton 60 % / Sand 40 %) – 40 kg
  2. Bio-Baumwoll-Docht, 8 m
  3. PET-Vlies 1 m²
  4. Kalk-Algenputz 1,5 kg
  5. Substratmischung (Kokos & Perlit) 10 L
  6. 3-D-Druckservice-Gutschrift oder Delta-Lehmdrucker
  7. Edelstahl-Montageschienen 4 m

3.2 Schritt-für-Schritt

  1. CAD-Datei laden, Modulanzahl wählen (open-source auf GitHub).
  2. Lehm mischen (W = 20 %), in Drucker extrudieren (2 mm Düse, 8 mm Layer).
  3. Docht beim Drucken einlegen – endet unten in Sammelrinne, oben knapp unter Rim.
  4. Paneele 48 h lufttrocknen, anschließend Algenputz dünn aufstreichen, 6 h trocknen.
  5. Montageschienen nivellieren, Paneele einhängen, PET-Rückwand ankletten.
  6. Grauwasser-Tank (5 L) anschließen, Kapillarität prüfen – erster Durchfluss < 10 min.
  7. 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.