Immer dieses Sanieren: Bauwerke für die Ewigkeit

Wäre es nicht schön, wenn unsere Gebäude einfach für immer halten und sich dem Klima anpassen würden? Wie so oft, können wir auch hier etwas von der Natur lernen: Termiten sind nämlich nicht nur unermüdlich mit dem Errichten und Renovieren ihrer beeindruckenden Hügel beschäftigt, sondern haben auch deren Klimatisierung über Jahrtausende hinweg perfektioniert. Ihre Strukturen erinnern in ihrer Wirkung durchaus an die bauphysikalischen Eigenschaften moderner Dämmstoffe, wie Steinwolle. Das Prinzip hinter dem Bauverhalten der Termiten haben nun Forschende in London entschlüsselt.

Wie sie diese beeindruckende Koordination erreichen, war lange Zeit ein Rätsel. Termiten nehmen den eigenen Körper in Bezug zur Lage im Raum sowie bei Bewegung wahr und haben ein individuelles Gedächtnis. Diese Fähigkeiten wurden in der Wissenschaft aber als nicht ausreichend erachtet, um einen derart komplizierten Nestbau zu betreiben. Jetzt hat ein Forschungsteam um Andrea Perna und Giulio Facchini von der University of Roehampton in London Licht ins Dunkel gebracht: Die Termiten der Art Coptotermes gestroi folgen subtilen Verdunstungsmustern ihrer Umgebung.

Um den sechsbeinigen Baumeistern auf die Spur zu kommen, füllten die Forschenden Petrischalen mit Lehm und setzten Termiten hinein. Die Populationen wurden dort mit bereits vorgefertigten Elementen wie Säulen, Wänden und Baumaterialpellets konfrontiert. Wichtig: Das Material war nicht mit Pheromonen markiert. Von Ameisen etwa weiß man, dass Pheromone bei ihrem Nestbau eine relevante Rolle spielen. Mit Hilfe von Video-Tracking wurden die Arbeiterinnen überwacht. Per Videoanalyse wurden die genauen Zeitpunkte und Orte des Sammelns und Ablegens der Pellets ermittelt. Es stellte sich heraus, dass die Termiten an unebenen Stellen mit starker Krümmung bauten. Computersimulationen zeigten, dass das Baumaterial an stark gekrümmten Stellen zu komplexen Strukturen führt: Aus Unebenheiten werden Säulen, die Verzweigungen, Höhlen und Gänge entstehen lassen.

Es sind diese verflochtenen Strukturen, die mit Belüftung und Isolationsschichten dafür sorgen, dass selbst im heißen Australien in Termitenbauten ein gleichmäßiges, kühles Klima herrscht. Sie sorgen also unter anderem mit natürlichen Dämmstrukturen für eine Temperaturregulierung. So erschaffen sie eine langlebige Architektur mit natürlicher Wärmeisolierung, Feuchteregulierung und Energieeffizienz – Prinzipien, die auch beim Einsatz von Steinwolle in der modernen Baupraxis eine zentrale Rolle spielen. Die offenporige Struktur von Steinwolle ermöglicht eine effektive Regulierung von Temperatur und Feuchtigkeit – ähnlich wie die komplexen Belüftungssysteme der Termitenbauten. Solche Eigenschaften tragen maßgeblich zur Langlebigkeit und zum Wohlbefinden in Gebäuden bei.

Doch wie messen die Termiten nun die Krümmung, an der sie bevorzugt bauen? Sie haben keinen geschärften optischen Sinn, aber ein ausgeprägtes Gespür für Feuchtigkeit. Aus gutem Grund, denn sie sind sehr kleine Lebewesen mit weicher Haut. Luftfeuchtigkeit unter 70 % kann für sie tödlich sein, da sie in einem solchen Fall austrocknen. Die Coptotermes-Termiten des Experiments sind Nassholztermiten, die nur in feuchten Umgebungen überleben können. Es ist daher nicht überraschend, dass sie Feuchtigkeit wahrnehmen und sich entsprechend verhalten.

Um das zu zeigen, führte das Forschungsteam in London noch ein Schauexperiment durch: Genau wie bei den Termiten angeordnet wurde eine Mischung aus Lehm und Natriumbicarbonat in einer Petrischale verteilt. Natriumbicarbonat kristallisiert bei Verdunstung aus. Als das Wasser verdunstete, entstanden überall dort, wo überdurchschnittlich viel Wasser entschwand, Salzkristalle. Wie vermutet, waren dies die Stellen mit der stärksten Krümmung. Deshalb ist das Forschungsteam überzeugt, dass die Termiten die Verdunstung spüren und sich von ihr sowie der Oberflächenkrümmung lenken lassen wie von unsichtbarer Hand.

Forschende der University of Arizona sehen in Termiten-Bauwerken sogar ein mögliches Vorbild für künftige Siedlungen auf dem Mond. Eine solche Niederlassung müsste starken Temperaturschwankungen standhalten – ähnlich wie Termitenbauten in der Wüste. Statt der Termiten sollen Roboternetzwerke die Strukturen auf dem Mond erschaffen. Die Zukunft bleibt spannend …