Klimagerechtes Bauen in den USA - Das Haus Jacobs von Frank Lloyd Wright in Middleton, Wisconsin

1936, beauftragte das Journalistenehepaar Herbert und Catherine Jacobs (1) Frank Lloyd Wright mit der Projektierung eines Hauses in Madison, Wisconsin, aber schon wenige Jahre später genügte dieses Haus nicht mehr den Ansprüchen der Familie, vor allem weil in der Gegend in kurzer Zeit viele anderen Häuser entstanden waren. Die Jacobs gaben ihr Haus auf und zogen in ein anderes, das mit 2,1 Hektar Umland hatte und das sich heute an der Peripherie von Middleton (Wisconsin) befindet. Schon beim Kauf dieser Liegenschaft dachte das Ehepaar daran, Wright mit dem Entwurf eines neuen Hauses zu beauftragen. 

Dieser Moment kam 1944. Im Frühjahr jenes Jahres erarbeitete Wright den Entwurf für ein neues Haus der Jacobs, das eines seiner bekanntesten Häuser werden sollte und als “Solar Hemicycle” in die Architekturgeschichte eingegangen ist. Das Haus ist ein einzigartiges Beispiel von passiver Sonnenenergienutzung. Man befand sich jedoch noch mitten im Zweiten Weltkrieg und es war äusserst schwierig Baumaterial zu bekommen. Deshalb begannen die Bauarbeiten erst 1946. Mithilfe einiger ortsansässigen Handwerker führten die Jacobs einen grossen Teil der Arbeiten selbst aus, weswegen das Haus erst 1949 bezogen werden konnte. Dafür waren die Baukosten auch sehr niedrig: gerade einmal 20.000 Dollar.

 

Das Haus Jacobs II 1980 kurz vor der Sanierung

Das architektonische Konzept basiert auf Kurven, Radien und Kreisen. Das Haus ist so ausgelegt, dass die Sonnenenergie im grösstmöglichem Mass passiv zur Heizung der Wohnung genutzt wird. Deshalb hat das Haus auch einen halbkreisförmigen, sich Grundriss, der sich nach Süden und dem Garten zu öffnet. Dank dieser Form und Orientierung kann die Sonne im Winter durch die gläserne Fensterwand tief ins Haus eindringen, während im Sommer ein weit vorspringendes Dach für Schatten sorgt. Die Fensterwand war aus Kieferholz und einfach verglast.

 

Auf der Nordseite ist das Haus fast vollkommen durch eine Mauer aus lokalem Kalkstein geschlossen, die ausserdem noch bis zur Höhe des ersten Stockwerks in einer Erdaufschüttung verschwindet, welche die kalten Nordwinde abhält. Auf der Nordseite sieht man vom Haus nur ein schmales, etwa 45 Zentimeter hohes Fensterband, durch das der Schlafbereich im Obergeschoss Licht erhält.

 

 

Die Südfassade des Solar Hemicycle 1949

 

Die Bruchsteinmauer auf der Nordseite ist drei Fuss (90 cm) dick und an den Stellen, wo sie zweischalig ist, sogar vier Fuss (120 cm). Sie wird unterbrochen von einem runden Turm von 15 Fuss (4,5 m) Durchmesser, in dem sich die Treppe zum Obergeschoss befindet. Im Nordosten durchbricht ein kleiner Tunnel die Erdaufschüttung, der zur Terrasse auf der Südseite des Hauses führt, wo sich auch der Hauseingang befindet.

 

Die Terrasse vor der grossen Glaswand auf der Südseite ist vollständig windgeschützt, so wie es Frank Lloyd Wright Herrn Jacobs vorausgesagt hatte: „Sie können dort vor dem Haus ihre Pfeife selbst bei starkem Wind anzünden“.

 

 

Grundriss des Solar Hemicycle von Frank Lloyd Wright

 

Das Innere des Hauses besteht aus einem einzigen grossen Raum, der sich über zwei Geschosse hinweg erstreckt. Im Erdgeschoss liegt der Wohnraum mit Essplatz vor dem Turm, nur wenige Schritte von der Küche und vom Hauseingang entfernt. Im Turm selbst ist neben der Treppe ein Installationsraum untergebracht und, auf der Westseite des Erdgeschosses befindet sich eine Ecke zum Arbeiten und zum Fernsehen. Unter der Glaswand erstreckt sich ein rundes Wasserbecken zur Hälfte in den Wohnraum, zur Hälfte in die Terrasse. Es verbindet Innen- und Aussenraum miteinander.

 

Das Obergeschoss ist nur 1,9 Meter hoch und besteht aus einer Galerie, die zum Schlafen dient. Bad und Treppe befinden sich im Turm. Die Galerie ist mit Stahlstäben an den Dachbalken aufgehängt. Die Galerie hat einen Abstand von der Fensterwand von 120 cm, so dass die aufsteigende warme Luft im Winter die Schlafzone erwärmt. Das Erdgeschoss hat eine Grundfläche von 135 Quadratmetern, die Galerie eine solche von etwa 90 Quadratmetern.

 

 

Das Wohnzimmer 1949

 

Das Haus hatte eine Fussbodenheizung, was damals noch sehr selten war. Diese Heizung erlaubte es die Wassertemperatur niedriger zu halten als es bei normalen Strahlungsheizkörpern möglich gewesen wäre. Die relative Luftfeuchtigkeit lag bei etwa 50 Prozent.

 

Das Konzept des Hauses war ausgesprochen gut. Wenn am kältesten Tag des Jahres die Sonne schien, blieb es Haus so warm, dass keiner auf die Idee kam, die Heizung anzustellen. Die Betonplatte unter dem Fussboden und die über 400 Tonnen Kalkstein der Mauern waren exzellente Wärmespeicher und strahlten die gespeicherte Wärme ab, so dass man nur am Abend die Heizung anstellen musste.

 

Als die Jacobs sich entschlossen nach Kalifornien zu ziehen, verkauften sie das Haus an einen Geschichtsprofessor der Universität von Wisconsin. Zu jenem Zeitpunkt war das Haus 15 Jahre alt und noch in gutem Zustand. Etwa 20 Jahre später kam das Haus an den Sohn des Professors, der sich des Gebäudes annahm und es sorgfältig und mit viel Geld restaurierte und wieder in den Zustand von 1948 versetzte, denn das Haus hatte in der Zwischenzeit verschiedene Veränderungen erfahren.

 

Auf seiner Internetseite (1) zählt der Sohn die Probleme auf, vor denen er sich 1980 gestellt sah, als er beschloss, das Haus wieder instand zu setzen. Ich beschränke mich hier darauf, nur die Probleme zu nennen, welche den Energiehaushalt des Hauses betreffen:

 

·    Im Winter 1980 kostete die Heizung des Hauses mehr als 3500 Dollar. Die 1980 durchgeführten Messungen zeigten, dass etwa 20 Prozent der Energieverbrauchs auf die fehlende Wärmedämmung des Daches zurückzuführen war. Das Dach bestand damals nur aus einer doppelten Holzschalung (5 cm), die mit Dachpappe und Kies abgedeckt war. Deshalb verbrauchte die Heizung 3500 Gallonen, also mehr als 13.000 Liter Öl, trotz der beachtlichen solaren Wärmegewinne an sonnigen Tagen. Damals kostete die Gallone (3,785 Liter) Öl nur etwa 1 Dollar.

·    Die Bruchsteinmauer mit der Erdaufschüttung auf der Nordseite des Hauses, die dazu dienen sollte, die kalten Winde abzuhalten und auf diese Weise die Heizkosten zu vermindern, besass keinerlei Wärmedämmung. Wenn man bedenkt, dass in Wisconsin die Erde im Winter bis zu einer Tiefe von 4 Fuss (1,20 m) gefrieren kann, dann versteht man, dass ein guter der Teil der im Haus erzeugten Wärme in dem Erdwall verschwand.  

·   Nach der Installation eines effizienteren Heizkessels platzten die Rohre der Fussbodenheizung, die dann nicht mehr zu gebrauchen war, nicht zuletzt auch weil die Heizung zwei Jahre lang ausser Betrieb gewesen war und sich in den Rohren Eis gebildet hatte. Die Heizung liess sich ausserdem nicht vollkommen entleeren, weil die Neigung der Rohre zu gering war.

·   Der Holzrahmen der Glaswand hatte stark gelitten so dass die Verglasung nicht mehr dicht war.

·   Auch das Dach war nicht mehr dicht und der Dachvorsprung war in sehr schlechtem Zustand und verdunkelte den Innenraum.

·   Das gesamte elektrische Leitungssystem war überaltert und entsprach nicht mehr den Vorschriften. 

·   Den grössten Teil der Fenster konnte man nur einmal im Jahr öffnen und schliessen und dies nur mit grosser Anstrengung.

·   An den wärmsten Tagen des Jahren fehlte jegliche Möglichkeit zur Kühlung.

·    Die Installationen des Wasserbeckens war unbrauchbar geworden.

Der neue Eigentümer ergriff daraufhin folgende Sanierungsmassnahmen:

 

·   Entfernung der alten Fussbodenheizung und Installation einer neuen mit Wärmedämmung gegen unten

·   Bau eines neuen Wasserbeckens

·    Entfernung der alten Glaswand und deren Ersatz durch eine neue

·    Entfernung und Ersatz aller Fenster und Holzverkleidungen im Obergeschoss

·    Einbau neuer, stärkerer Dachbalken, ausgelegt zur Aufnahme höherer Dachlasten (Schnee)

·    Vollständiger Ersatz des alten Vordaches

·    Einbau eines neuen wärmegedämmten Daches

·    Entfernung der nachträglich im Obergeschoss eingebauten Zwischenwände

·    Erneuerung aller Spenglerarbeiten

·    Einbau eines neuen Heizkessels mit höherem Wirkungsgrad um schneller heizen zu können sowie einer Lüftungsanlage

·    Modernisierung der gesamten elektrischen Installation

Anmerkungen

(1) Jacobs, H.: Building with Frank Lloyd Wright, An Illustrated Memoir, San Francisco (1978)

(2) Das Klima im Bundesstaat Wisconsin ist sehr günstig für die Landwirtschaft. Es regnet hauptsächlich im Frühjahr und Sommer. In diesen Jahreszeiten fallen etwa zwei Drittel der jährlichen Niederschläge.

Wisconsin ist jedoch auch bekannt für seine reichen Schneefälle im Winter.  
(3) Making Wright Right