Historische Gewächshäuser und Nachhaltigkeit

Doch so schön historische Gewächshäuser auch sind, sie können hohe Kosten verursachen, besonders beim Heizen. Energieverluste durch schlechte Abdichtungen schlagen genauso zu Buche wie hoher Energieverbrauch und CO2-Ausstoß durch veraltete Heizsysteme. Diese Überlegungen spielten auch eine Rolle, als über die Restaurierung einiger Gewächshäuser in den Kew Gardens in London entschieden werden musste.

Gusseisen statt Holz

Je nach Blickwinkel beginnt die Geschichte der Gewächshäuser um 1700, als Gärtner in verglasten Beeten Gemüse vortrieben. Für Obstgehölze wurden höhere Bauten verwendet, angelehnt an Mauern, die die Wärme speicherten. Eine große Herausforderung war allerdings die Haltbarkeit, denn die Glasrahmen waren aus Holz: Feuchtigkeit und andere Witterungseinflüsse bedeuteten, dass sie oft erneuert werden mussten.

Der Durchbruch kam zu Beginn des 19. Jahrhunderts, als Gewächshausfenster aus Gusseisen hergestellt wurden. Gusseisen war nicht nur haltbarer als Holz, es war außerdem formbar. Als die Produktion von Gusseisen in England günstiger wurde, bot es auch Verwendungsmöglichkeiten für den Gartenbau. Diese Nutzung setzte sich zunehmend auch auf dem Kontinent durch.

Der weltweite Seehandel trug dazu bei, dass immer mehr Pflanzen aus den Tropen nach Europa kamen, die in Glashäusern vor Kälte geschützt wurden. Eine wichtige Erfindung in dem Zusammenhang war der Wardsche Kasten: Der englische Arzt und Naturforscher Nathaniel Bagshaw Ward stellte um 1830 fest, dass Pflanzen in einem luftdichten, geschlossenen Kasten mit Glasfenstern die langen Schiffspassagen überleben konnten. So gelangten mehr exotische Pflanzen unversehrt nach England.

London gab die Richtung vor

Im Europa des 19. Jahrhunderts waren Pflanzen aus fernen Ländern kostbare Prestigeobjekte. In großen Gewächshäusern konnten Riesen-Seerosen aus Südamerika, Orchideen, Palmen und andere kälteempfindliche Gewächse in hiesigen Breiten überleben. Es entstanden Glashäuser, deren Konstruktionsweise einerseits speziell auf die Ansprüche der Pflanzen abgestimmt wurden und die andererseits auch optisch ansprechend und repräsentativ waren.

Die erste Weltausstellung in London im Jahr 1851 war für die Entwicklung des Gewächshausbaus von einschneidender Bedeutung: Der riesige Crystal Palace des Architekten Sir Joseph Paxton hatte eine Grundfläche von 92.000 Quadratmetern und eine Länge von 560 Metern. Diese gigantische Ausstellungshalle mitten in London war ein Musterbeispiel dafür, was mit Glas und Metall möglich war.

Vorbild für Joseph Paxton Entwurf des Kristall-Palastes, in dem 14.000 Aussteller Platz fanden, war das um 1840 gebaute Palmenhaus des Botanischen Gartens in Kew. Der Crystal Palace wurde 1854 abgebaut und im Südosten Londons wiederaufgebaut. Der dortige Stadtteil ist nach diesem Gebäude benannt, doch der Crystal Palace selbst existiert nicht mehr. Er wurde im Jahr 1936 durch ein großes Feuer zerstört.

Viele Fachleute waren verblüfft, dass dieser große Glaspalast in nur 190 Tagen gebaut werden konnte. Dies warf lange Zeit Fragen auf, denn es schien mit damaligen Mitteln unmöglich zu sein, ein derart großes Gebäude aus Glas und Metall in so kurzer Zeit zu errichten. Gelöst wurde dieses Rätsel erst nach mehr als 170 Jahren.

Eine Idee mit überraschenden Folgen

Die britische Zeitung The Guardian berichtete im September 2024 über Forschungsergebnisse, die zeigten, wie es gelang, das damals weltweit größte Gebäude so schnell fertigzustellen. Wissenschaftler der Anglia Ruskin University hatten festgestellt, dass dies dank der Idee eines englischen Ingenieurs möglich wurde: Joseph Whitworth (1803–1887) war ein Ingenieur, Erfinder und Unternehmer. Er entwickelte einen anerkannten Standard für Schraubengewinde. Schon 1841 hatte er die Idee, doch sie traf anfangs nicht auf Zustimmung. Das änderte sich, als der Crystal Palace für die erste Weltausstellung der Geschichte gebaut wurde.

Durch die Normierung war plötzlich die industrielle Großserien- und Massenfertigung von technischen Gütern im viktorianischen England möglich. Es war die weltweit erste nationale Norm für Schraubengewinde. Sie wurde später unter der Bezeichnung British Standard Whitworth (BSW) bekannt. Diese Entwicklung war bahnbrechend und wurde erstmalig für den Crystal Palace 1851 genutzt. Dies wurde jedoch erst 173 Jahre nach dem Bau festgestellt, als Wissenschaftler die Überreste des einstigen Kristallpalasts im Crystal Palace Museum sichteten.

Genormte Muttern und Schrauben waren um 1850 etwas bisher nie Dagewesenes. Sie wurden bis dahin von Hand hergestellt und waren nicht einheitlich. Dadurch ging viel Zeit beim Bau großer Objekte verloren. Die maschinelle Herstellung genormter Schrauben und Muttern machte es möglich, viel schneller als bisher zum Beispiel Metallrahmen zu verbinden. So gelang es dank der Standardisierung, die riesige gläserne Halle für die Weltausstellung in einer für damalige Verhältnisse rekordverdächtigen Zeit zu bauen.

Historische Gewächshäuser – funktional, schön und detailreich

Diese neue und erfolgreich umgesetzte Konstruktionsweise konnte nun auch in größerem Umfang für Glashäuser genutzt werden, in denen kostbare und empfindliche Pflanzen aus aller Herren Länder ein neues Zuhause fanden. In der Folgezeit entstanden eindrucksvolle Gewächshäuser unter anderem in Wien, in Laeken, in Frankfurt und in London.

Die Royal Botanic Gardens im Londoner Stadtteil Kew sind berühmt für ihre großen Gewächshäuser aus der viktorianischen Zeit. Die Gärten entstanden schon im 17. Jahrhundert. Um 1840 wurden sie zu einem botanischen Garten umgewandelt. Die Royal Botanic Gardens in Kew gewannen zunehmend an Bedeutung und beeindruckten mit zwei außergewöhnlichen Glashäusern: dem imposanten Palmenhaus und dem riesigen Temperierten Haus. Diese Gebäude entstanden zwischen 1844 und 1899. Beide spiegeln auch heute noch die gute handwerkliche Arbeit und die Liebe zum Detail in den oft filigran gearbeiteten Metallteilen wider. Seit 2003 ist der oft verkürzt Kew Gardens genannte botanische Garten ein UNESCO Weltkulturerbe.

Das Palmenhaus und auch das Temperate House faszinieren nicht nur mit ihrer Größe, sondern auch mit vielen architektonischen Details. Das Palmenhaus entstand im Zeitraum von 1844 bis 1848. Der Bau des Temperierten Hauses begann 1859 und erfolgte in Etappen, ausgehend vom zentralen mittleren Block. Der Bau in mehreren Phasen war möglich, weil das riesige Gewächshaus aus fünf aneinandergereihten großen Pavillons besteht. Die beiden letzten Blöcke wurden 1897 und1899 fertiggestellt. Für die Gestaltung war Decimus Burton verantwortlich, der zusammen mit Richard Turner auch am Entwurf des Palmenhauses beteiligt war.

Gewächshaus-Restaurierung in den Kew Gardens

Mit einer Grundfläche von 4880 Quadratmetern und einer Höhe von 19 Metern ist das Temperierte Haus das größte noch erhaltene viktorianische Gewächshaus der Welt. Es ist doppelt so groß wie das eindrucksvolle Palmenhaus. Die luftige und hohe Konstruktion im zentralen Teil des Gewächshauses lässt manchen Besucher an eine Kathedrale mit weißen Säulen denken. Angesichts des Alters war es nicht verwunderlich, dass irgendwann Restaurierungen notwendig wurden. Diese Arbeiten wurden von 2012 bis 2018 durchgeführt.

Bei den Vorarbeiten wurde der gesamte Pflanzenbestand aus dem Gewächshaus entfernt – bis auf neun Bäume, die gartenbaulich so bedeutsam waren, dass es zu riskant war, sie umzupflanzen. Für die Neulackierung und Neuverglasung mussten 69 151 einzelne Bauteile demontiert, protokolliert und gelagert werden. Mit 3D-Software und QR-Codes, die mit einer App verknüpft waren, wurden die ursprüngliche Position und der aktuelle Standort registriert.

Das Haus sollte nach der Restaurierung auch modernen Ansprüchen gerecht werden und allen Besuchern gleichermaßen den Zugang ermöglichen, also auch barrierefrei sein. Trotz der guten Vorbereitung war die Wiederherstellung mit vielen Herausforderungen verbunden, wie zum Beispiel der besten Reihenfolge der Arbeiten. Dazu kamen Verbesserungen des Designs, die während der Restaurierungsarbeiten notwendig wurden.

Das historische Palmenhaus – eine beispiellose Herausforderung

Nun steht das nächste große Restaurierungsprojekt in den Royal Botanic Gardens in Kew an: Das imposante und denkmalgeschützte Palmenhaus soll für die Zukunft fit gemacht werden. Als es gebaut wurde, war es das fortschrittlichste Gewächshaus seiner Zeit. Nun soll es erneut ein Beispiel für innovative und wegweisende Gewächshaustechnik werden. Zu seiner Eröffnung 1848 musste es sowohl den Wünschen der Botaniker als auch denen der Ingenieure und Architekten gerecht werden. Jetzt kommen weitere Vorgaben dazu mit dem Ziel, höchsten Klimaschutzanforderungen zu entsprechen.

Für den Bau hatten sich die Architekten in den 1840er Jahren vom Bau eines kieloben liegenden Segelschiffes inspirieren lassen. So konnte das größte Gewächshaus der damaligen Zeit entstehen: 110 Meter lang, 30 Meter breit, 19 Meter hoch und mit einem für ein Gebäude dieser Größe sehr filigranen Skelett, das rund 16.000 Glasscheiben trägt.

Die hohen Temperaturen und die hohe Luftfeuchtigkeit in dem Glashaus führen zu einer starken Belastung des Metalls. In den 1980er Jahren war das Palmenhaus das letzte Mal renoviert worden. Nun ist an einigen Teilen so viel Rost zu sehen, dass dieser bis auf das blanke Metall entfernt werden soll. Für rund 1000 Pflanzenarten aus dem Haus müssen in den nächsten beiden Jahren Entscheidungen gefällt werden: In Container gepflanzt, können sie in ein provisorisches Gewächshaus umziehen oder sie werden, wenn möglich, vermehrt.

Die Heizungsanlage wird auf den modernsten Stand gebracht, auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeitsziele des botanischen Gartens. Kew Gardens legt viel Wert darauf, das Engagement für den Schutz der Umwelt mit der Erhaltung des kulturellen Erbes zu verbinden. Dazu kommt die Balance zwischen der bestmöglichen Energieeffizienz und den besonderen Ansprüchen der tropischen Pflanzen.

Anfangs wurde das Palmenhaus mit Kohleöfen im Untergeschoss beheizt. Später wurde auf Gas umgestellt und elektronisch gesteuert, um die Temperatur bei 21 Grad Celsius zu halten. Der nächste Schritt wird eine moderne Luft-Wasser-Wärmepumpentechnologie sein, um die CO2-Emissionen deutlich zu reduzieren.

"Es ist eine enorme Herausforderung, dieses Gebäude klimaneutral zu machen," so Rachel Purdon, Leiterin der Abteilung für Nachhaltigkeit in Kew, in einem Interview mit der BBC. "Wir können viel erreichen, indem wir beispielsweise das Glas abdichten und die Heizsysteme verbessern, um den CO2-Fußabdruck massiv zu reduzieren und die Nachhaltigkeit des Palmenhauses zu verbessern, ohne dabei die Ästhetik zu beeinträchtigen."

Restaurierung – Vorbereitungen, Herausforderungen und Ziele

Auch das deutlich kleinere benachbarte Seerosen-Haus wird in den nächsten Jahren restauriert. Es war 1852 extra für eine der größten Seerosen der Welt, die Victoria amazonica, gebaut worden. Der Antrag für die Restaurierung der beiden Gewächshäuser ist eingereicht und die Pläne nehmen immer mehr Gestalt an: Aufgrund der Arbeiten wird das Palmenhaus ab 2027 für vermutlich fünf Jahre geschlossen. Es wird die erste Restaurierung eines historischen Gewächshauses weltweit sein, das den Netto-Null-Status zum Ziel hat.

Die Leitung für diese Aufgabe liegt in den Händen eines Teams, das bei den Kew Gardens für Großprojekte verantwortlich ist. Es arbeitet mit Hugh Broughton Architects und Ingenieuren von Cundall Engineers zusammen. Gemeinsam wurden Tests durchgeführt, um Informationen über das schwierige Gleichgewicht zwischen Energieeffizienz und den Ansprüchen tropischer Pflanzen in einem Gewächshaus zu bekommen.

Ziele des Restaurierungsprojekts

• Der Austausch von 16 500 einfachen Glasscheiben gegen deutlich besser isolierendes Glas.
• Silikon-Dichtungen nach Maß, um Wärmeverluste zu reduzieren.
• Maximierte Regenwasserspeicherung und Modernisierung des Bewässerungssystems.
• Umstellung auf ein vollständig elektrifiziertes Luft- und Wasser-Wärmepumpensystem.
• Erhaltung der ursprünglichen Materialien und Oberflächen.
• Vollständige Barrierefreiheit.
• Wiederherstellung der ursprünglichen Gestaltung des Ziergartens, wie er von Sir William Nesfield angelegt worden war.

Tom Pickering, Leiter der Gewächshaussammlungen im botanischen Garten Kew, drückt es so aus: "Im Zentrum dieses Projekts steht die Notwendigkeit, die außergewöhnlichen Pflanzensammlungen im Palm House und im Waterlily House zu schützen. Viele dieser Pflanzen sind von kulturellem und wissenschaftlichem Wert und sie haben eine große Bedeutung für den Artenschutz. Diese Sammlungen sind unersetzlich. Es ist eine beispiellose und komplexe Aufgabe, für solche historischen Gebäude den Netto-Null-Status zu erreichen."

Die Kosten für diese Herkulesaufgabe werden auf rund 60 Millionen Pfund (circa 69 Millionen Euro) geschätzt. Nach Aussage des Stiftungsrats der Royal Botanic Gardens haben zur Finanzierung bisher unter anderem das britische Ministerium für Umwelt, Ernährung und Landwirtschaft (Defra), der Julia Rausing Trust, der World Monuments Fund Britain sowie anonyme Unterstützer beigetragen. Außerdem wurde für dieses Großprojekt eine Spendenseite eingerichtet (https://support.kew.org/donate/palmhouse).

Damit soll das historische Palmenhaus, zusammen mit dem Seerosenhaus, für zukünftige Generationen erhalten bleiben. Gleichzeitig werden die beiden zu den ersten Netto-Null-Gewächshäusern ihrer Art und können so zu Wegbereitern für ähnliche Projekte werden.