Top 10 grüne Fortschritte im Wohnbau

Früher waren alle Wohngebäude grün. Nomadische Mongolen karrten ihre Jurten aus Filz und Holz auf vierrädrigen Wagen umher. Kelten traten es in irdene ("cob") Roundhouses aus Flechtwerk, Schlamm und Stroh, während Spanier und indigene Amerikaner die Kunst des Wohnens aus Lehm perfektionierten.

Bis zur industriellen Revolution bestanden die Baumaterialien für Wohngebäude aus Schlamm, Stroh, Steinen, Hölzern und anderen lokal geernteten Zutaten. Diese Häuser sind standardmäßig nachhaltig und erfüllen die Bedürfnisse der Gegenwart, ohne die Bedürfnisse zukünftiger Generationen zu gefährden. Mit dem Aufkommen der Eisenbahnen wurde es jedoch für Bauherren einfach, Materialien wie Stahl von weit entfernten Orten zu beschaffen. Spulen Sie mehr als ein Jahrhundert vor, und bald beherrschten billige, energieineffiziente McMansions-Wohnimmobilienmärkte.

Angesichts der zunehmenden globalen Erwärmung fordern heute immer mehr Hauskäufer umweltfreundliche Häuser, und Bauherren suchen nach kostengünstigen, nachhaltigen Möglichkeiten, diese zu realisieren. Jüngste Fortschritte bei Green-Building-Technologien bringen CO2-neutrale und Null-Netto-Energie-Häuser der Realität näher. Bevor wir beginnen, einige dieser Fortschritte im Detail zu beschreiben, werfen wir zunächst einen Blick auf den goldenen Ring des grünen Wohnungsbaus: kohlenstofffreie oder Null-Netto-Energie-Häuser.

1. CO2-freie und Null-Netto-Energie-Häuser
2. Fortschritte in der Solarenergie
3. Grid-fähige Appliances
4. Kohlenwasserstoff-Kältemittel
5. Wasseraufbereitungslösungen vor Ort
6. Mycoform-Bausteine
7. Grüne Fortschritte bei Bodenbelägen
8. Intelligentes Fensterdesign
9. Ein globaler Trend zur urbanen Dichte
10. Grün wird global

Der Begriff „Green Building“ ist weit gefasst und trifft auf viele verschiedene Facetten des umweltbewussten Bauens zu. Die Begriffe „CO2-frei“ und „Null-Nettoenergie“ sind jedoch viel spezifischer. Sowohl CO2-freie als auch Null-Netto-Energie-Häuser versuchen, nur so viel Energie zu verbrauchen, wie sie produzieren können. CO2-freie (oder CO2-neutrale ) Häuser verbrauchen auch keine fossilen Brennstoffe und produzieren daher keine Treibhausgase. Das Vereinigte Königreich hat sich zum Ziel gesetzt, dass alle neuen Häuser bis 2016 kohlenstofffrei sein müssen, und die Stadt Kopenhagen strebt danach, bis 2025 die erste kohlenstoffneutrale Hauptstadt der Welt zu werden.

Um entweder CO2-Neutralität oder CO2-Null-Netto-CO2-Status zu erreichen, müssen Bauherren eine Reihe umweltfreundlicher Bautechniken anwenden. Die Außenwände bestehen aus dickem, isoliertem Beton , um die Innenräume vor Temperaturschwankungen zu schützen. Geothermische Brunnen fangen Wasser auf, das von Sonnenkollektoren auf dem Dach erwärmt wird, und zirkulieren es durch Fußbodenheizungssysteme oder geschlossene Kühlsysteme. Dächer können V-förmig sein, um Wasser zu sammeln und Sonnenkollektoren vor der Sicht zu verbergen.

Solarenergie hat einen langen Weg zurückgelegt, seit der Mensch im 7. Jahrhundert v. Chr. zum ersten Mal Lupen benutzte, um Feuer zu machen. Zu den jüngsten Fortschritten gehören die Verwendung natürlicher Beerenfarbstoffe, um Solarzellen effizienter zu machen, Mikrofilmtechnologien, die weniger Abfall und niedrigere Kosten verursachen, und konzentrierte Solarenergie Kraftwerke wie das, das die Desertec Foundation in Nordafrika vorantreibt.

Trotz Fortschritten hat die Solartechnologie Grenzen, die bisher unüberwindbar schienen. Beispielsweise müssen Solarzellen für maximale Effizienz direkt auf die Sonne gerichtet werden. Sofern Sie sie nicht auf mechanischen Nachführgeräten montieren (die Energie benötigen), können Solarmodule nur wenige Stunden am Tag mit maximaler Effizienz betrieben werden.

Ein neuer Durchbruch eines japanischen Unternehmens könnte all das ändern. Wissenschaftler von Kyosemi arbeiten daran, sphärische Mikrosolarzellen zu entwickeln , die Licht aus allen Richtungen absorbieren können, einschließlich Licht, das von anderen Oberflächen reflektiert wird.

Beim grünen Bauen geht es jedoch nicht nur um alternative Energietechnologien. Es geht auch um die Geräte, die diese Technologien verwenden. Haben Sie jemals von einer Küche geträumt, die ihre eigenen Lichter ausschalten könnte, oder von einem Thermostat , mit dem Sie per SMS die Temperatur ändern können?

Waschmaschinen, die Sie mit Ihrem Telefon steuern können? Kühlschränke , die Sie daran erinnern, wenn Ihnen die Milch ausgeht? Thermostate , die die Energiepreise in Echtzeit überwachen? Grid-fähige Appliances können all dies und noch mehr. Während bestimmte Funktionen effekthascherisch erscheinen mögen (nicht jeder möchte, dass sein Ofen mit seinem Kühlschrank kommuniziert und Abendessen vorschlägt), besteht der wahre Vorteil dieser Maschinen darin, dass sie die Spitzenbelastung des Stromnetzes verringern und gleichzeitig Hausbesitzern durchschnittlich 15 Prozent Energie sparen Kosten [Quelle: Morgan ].

Gerätehersteller bringen derzeit sowohl in Europa als auch in den Vereinigten Staaten netzintelligente Waschmaschinen/Trockner, Kühlschränke, Fernseher , Thermostate, Warmwasserbereiter und andere Geräte auf den Markt. Die Fähigkeit dieser Maschinen, ihren eigenen Verbrauch zu messen und zu überwachen, ist das Herzstück von kohlenstoff- und energieneutralem Hausbau.

Wenn Sie in einen netzbewussten Kühlschrank investieren, können Sie sich auch nach einem umsehen, der natürliche Kältemittel anstelle der gebräuchlicheren und umweltschädlicheren HFCs verwendet. Als nächstes sprechen wir über Kohlenwasserstoff-Kältemittel für Haushaltsgeräte.

Remember that pesky ozone hole scientists discovered in the 1980s? Thanks to unprecedented global agreement to phase out chlorofluorocarbon refrigerants (CFCs) and other ozone-depleting substances, today the ozone hole has almost completely closed. Unfortunately, CFCs were replaced with hydrofluorocarbons (HFCs), which have high global warming potential and thus pose their own environmental risks.

A few years ago, Europe began replacing HFC refrigerants with hydrocarbon (HC) refrigerants, which have a much lower potential for global warming. After dithering for several years over flammability risks (freezers that burst into flame would, after all, present an entirely different set of problems), in December 2011, the U.S. finally joined Europe in approving hydrocarbon refrigerants for home use [source: EPA]. Soon, American homebuyers will be able to join European residents in replacing their HFC refrigerators with more environmentally friendly models.

Upgrading your freezer will certainly help you reduce your contribution to greenhouse gas emissions, but if you really want to get serious about reducing your carbon footprint, you'll need to go a bit further.

Increasingly more countries are holding their noses and introducing carefully treated wastewater into the drinking water supply. (Singapore is currently the largest population to adopt this technology [source: Barringer].) However, when we talk about on-site water treatment solutions in home building, we're rarely referring to potable sewage.

Rather, the term "on-site water treatment" refers to the process of collecting, treating and reusing water that's not considered drinkable but might be suitable for other activities. By diverting drainpipes into collection tanks, homeowners can capture rainwater , snowmelt and the "gray water " that drains away after they shower, wash dishes or launder clothes. The water in these collection tanks is filtered and reused for flushing toilets, irrigating landscapes and cycling through closed-loop radiant heating and cooling systems.

No mere novelty, gray water collection and reuse can be essential to sustaining communities in sub-Saharan Africa and other drought-stricken parts of the world. These areas are also in dire need of affordable, sustainable construction materials.

Can mushrooms save the world? Find out next.

There's been a lot of hullabaloo in recent years about houses built from recycled materials. In places like Nigeria, India and Central and South America, environmentalists are showing locals how to construct solid, inexpensive homes using old plastic bottles that would otherwise end up in landfills . But what happens one happy day when we've finally recycled all of our recyclables?

Green manufacturers are already on the case, investigating sustainable ways to grow novel building materials from scratch. One company, Planetary ONE, is experimenting with using mushroom roots to create Mycoform building blocks. The team creates brick molds from recycled aluminum sheets and grows mycelium spores inside the form. The resultant blocks are as strong as conventional bricks but require very little energy to produce. The life expectancy of a Mycoform brick is roughly 25-30 years, and versatile, lightweight Mycoform can also be used to make acoustic tiles and insulation [source: Czarnecka].

Walls aren't the only aspect of green building garnering attention these days. Builders are also buzzing about new advances in green flooring. Next, discover which new flooring materials are kicking traditional wood, concrete , ceramic and linoleum to the curb.

Once upon a time, bamboo flooring was all the rage. Next, recycled rubber floors took center stage. Now, the eco-world is buzzing about carpet that's free from environmentally unfriendly, stain-lifting perfluorinated compounds (PFCs) and durable, resilient flooring that contains no PVCs (polyvinyl chlorides). Non-PFC Interface Flor tiles and PVC-free resilient flooring from Finnish company Upofloor topped the Green Building Advisor's list of green building products for 2012 [source: Roberts].

If those types of flooring sound too high-tech for your tastes, you may be interested to hear that some environmentalists are also touting dirt as the wave of the flooring future. When leveled, dried, hardened, and coated with beeswax and linseed oil, dirt (or "earthen") floors resemble sealed, tinted concrete . Dirt has its downside, however. Unless builders stir together the perfect mix of dirt, lime and sand, these floors can crack and buckle over time. They also don't work well in moist rooms like bathrooms and kitchens.

Hands down, however, the real superstars among today's green building materials are windows. How smart can a window actually be?

Window design has had its share of hits and misses in recent years as scientists have rolled out new "smart" technologies. Mirrored windows seemed like a good idea at the Vdara hotel in Las Vegas until light reflecting off the building created a solar "death ray " that burned guests lounging by the pool and melted plastic cups [source: ABC News].

Sensational snafus aside, however, revolutionary nanotechnologies are shedding new light on plain old glass windows. "Smart" windows treated with ultra-high-tech nano-coatings will soon be as energy-efficient as walls, says green engineer Jerry Yudelson in an interview with Wired.com [source: Barrett]. Liquid crystal, suspended particle (SPD) and electrochromic technologies are duking it out for market share. Although the technologies operate in different ways, the effect is similar. These windows can change their appearance from frosted to translucent or can darken themselves with the flip of a switch. Homebuyers who invest in homes with these new intelligent windows will never need to dust blinds or shop for curtains again.

Green building advances help improve individual carbon footprints , but to really affect a global reduction in greenhouse gas emissions , more wholesale changes are required. One of these is a global building trend toward greater urban density.

Packing more people into less space promotes communities that are more walkable and less dependent upon gas-guzzling vehicles. Furthermore, contrary to popular belief, people don't necessarily have to live on top of each other in high-rise condominiums to create urban density. Sustainable, spacious, multifamily and mixed-use developments with retail stores on the street level and residential units above are becoming more common and more desirable -- as are small homes and houses built on nontraditional lots.

Tokyo homebuyer Fuyuhito Moira purchased a 98-foot (30-meter) lot the size of a parking space and built an ultrasmall, multistory home for himself and his mother [source: Kyung]. In the U.S., nontraditional spaces such as infill lots are attracting environmentally conscious homebuyers who want to live in the city but prefer detached homes.

How can homebuyers be sure they're truly getting a "green" home, however? We talk about an international shift toward streamlining green ratings systems next.

The word "green" gets tossed around a lot, but what exactly does it mean? The truth is, it's more of a talking point than a meaningful term. There are dozens of green building councils worldwide. Each has its own rating methodologies, and each is competing for dominance in the international market.

Even amongst these erstwhile competitors, however, there's agreement on the need for a common vernacular for carbon emissions. In 2009, the leading energy ratings systems -- BREEAM (U.K.), LEED (U.S.) and Green Star (Australia) -- signed a memorandum of understanding stating that they would work together to develop common metrics to measure CO2 emissions for new homes and buildings.

For now, energy rating systems are diverse and, some say, confusing. In 2010, the European Union issued a directive requiring all EU nations to adopt A-G grading-style energy efficiency ratings for all home sale advertisements by 2012. Meanwhile, the U.S. Department of Energy recently completed testing on a mile-per-gallon type rating system that may soon be adopted by participating Home Energy Score Partners.

In the coming years, homebuyers worldwide can likely look forward to a simplified, streamlined green energy scoring system. For the time being, however, they'll need to do their research to sort the "green" from the merely "greenwashed."

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