Der Gebäudesektor ist für 40 Prozent des Ressourcen- und Energieverbrauchs verantwortlich. Wie bauen wir in Zukunft? Tobias Müller wohnt in einem nachhaltigen Mini-Haus, zeigt, wie gut ein neuer Öko-Beton ist und wie man mit Holz Hochhäuser bauen kann. In Glasgow findet Anfang November die Welt-Klimakonferenz statt. Der Gebäudesektor spielt in Zeiten von Klimawandel und Ressourcenknappheit eine entscheidende Rolle. Er ist für 40 Prozent des weltweiten Ressourcen- und Energieverbrauchs verantwortlich. Dementsprechend gross ist das Potenzial, Massnahmen zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in Gebäuden umzusetzen. Wie wohnen und arbeiten wir in Zukunft? Und wie bauen wir nachhaltig unsere Häuser? Tobias Müller lässt sich ein Mini-Haus, ein sogenanntes Tiny House, zeigen, wo eine Forscherin an einem realen Gebäude nachhaltige Lösungen entwickelt hat. «Einstein» zeigt, wie Roboter ein ganzes Haus bauen, wie gut Öko-Beton wirklich ist, und wie man mit Holz sogar Hochhäuser bauen kann. Das Tiny House Das sogenannte Kreis-Haus steht in Feldbach am Zürichsee. Der Name steht für Klima und Ressourcen-Effizientes Suffizienz-Haus. Das Projekt zeigt auf, wie eine funktionierende Kreislaufwirtschaft auf kleinstem Raum in Gebäuden umgesetzt werden kann. Von den Baumaterialien bis zu den Nährstoffen aus dem Abwasser – alles befindet sich im Kreislauf. Tobias war beim Bau des Hauses mit dabei und hat das Haus probegewohnt. Haus der Zukunft: Nest Wie wohnen und arbeiten wir in Zukunft? Und wie bauen wir unsere Häuser? Genau diese Fragen stellen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Industrie in dem Haus der Zukunft an der Empa in Dübendorf. Das sogenannte Nest ist ein Baulabor, eine Innovationsplattform, die es erlaubt, in und an einem realen Gebäude zu forschen und neue, nachhaltige Lösungen zu entwickeln. Tobias Müller hat sich zeigen lassen, wie Roboter Häuser bauen und wie die Digitalisierung auf dem Bau den Materialverbrauch massiv verringern kann. Der grüne Beton Die Menschheit baut auf Beton. Häuser, Brücken, Fundamente. Kein Material wird in grösserer Menge hergestellt. Die Folge: ein immenser CO2-Abdruck, acht Prozent der globalen Emissionen. Das CO2 entsteht bei der Zementherstellung, der Hauptzutat von Beton. Auf Beton können wir aber kaum verzichten, schon nur, weil der CO2-Abdruck anderer Baumaterialien wie Stahl und Backstein noch grösser ist. Darum bleibt nur, den Zement zu verbessern. Forschenden der EPFL-Lausanne ist das gelungen, sie haben einen alternativen Zement entwickelt und die CO2-Emissionen bei der Herstellung um 30 bis 40 Prozent reduziert. Bereits wird er in Indien und einigen anderen Ländern hergestellt. Wolkenkratzer aus Holz In Zug soll ab 2022 mit 27 Stockwerken und rund 80 Metern Höhe eines der weltweit höchsten Hochhäuser aus Holz gebaut werden: das «Projekt Pi». Das Besondere: Zum ersten Mal soll dabei der tragende Gebäudekern nicht mehr aus Beton, sondern ebenfalls aus Holz bestehen. Bevor die Bauarbeiten beginnen können, müssen geplante Bauteile noch gründlich erforscht und getestet werden. Dafür finden im Mai 2021 umfangreiche Experimente an der ETH Zürich statt wie auch bei der Baufirma Implenia in Zürich, wo extra dafür ein 1:1-Modell von zwei Stockwerken des «Projekt Pi» hergestellt wurde.

Einstein

Leben ohne Beton – Wie wir mit dem «Tiny House» das Klima retten

Mit Google den Staubsauger oder mit dem Handy das Licht steuern. Immer mehr Gegenstände sind über das Internet miteinander vernetzt und erleichtern unseren Alltag. Doch dieser Komfort hat einen Preis: persönliche Daten. «Einstein» über das Internet der Dinge und wie es uns durchleuchtet. Bei der Recherche sind wir auf den Dokumentarfilm des kanadischen Filmemachers und Digitalisierungsexperten Brett Gaylor gestossen. In seinem Film «The Internet of Everything» beleuchtet er was geschieht, wenn die Menschen sich für den Komfort «smarter» Gegenstände und Apps entscheiden, sich aber der Folgen nicht bewusst sind. Denn das Internet ist heutzutage überall. Welche Folgen hat diese «Internet-Abhängigkeit» auf die Gesellschaft? Brett Gaylor fragt sich auf seiner Recherche-Reise ob es in Ordnung ist, Menschen und ihre persönlichen Daten zu (be)nutzen. Oder wäre es nötig, jetzt die Reissleine zu ziehen, und doch mehr «Offline» durchs Leben zu gehen? «Einstein»-Moderator Tobias Müller hat mit dem Dokumentarfilmer Brett Gaylor über diese Themen gesprochen.

Diktatur der smarten Geräte: Wie uns das Internet der Dinge durchleuchtet

Wie macht man die Landwirtschaft nachhaltiger? Indem man Kräuter, Gemüse oder Früchte vertikal anbaut – mitten in der Stadt. Vertical Farming spart Wasser, verbraucht weniger CO2 und verspricht mehr Ertrag auf kleiner Fläche. Löst das unser Klimaproblem oder handelt es sich nur um einen Öko-Hype? «Einstein» geht den Fragen nach: Was braucht es, um erfolgreich industrielles Vertical Farming zu betreiben? Was sind die Vor- und Nachteile? Wo wird das schon gemacht und welche Probleme aus dem klassischen Anbau liessen sich so allenfalls lösen? Gross denken, stadtnah produzieren Je grösser die Anlage, desto mehr wird automatisiert. Die kontrollierte Umgebung erlaubt einen effizienteren Anbau mit weniger Einsatzmitteln und Ernteausfällen. Aber nicht alles lässt sich mit dieser Methode anbauen. Ein junges Schweizer Food-Startup baut seine erste industrielle Vertical-Farming-Pilotanlage, die zugleich auch ein «Innosuisse»-Forschungsprojekt zusammen mit der ZHAW, Agroscope und der Agrargenossenschaft Fenaco ist. Das Ziel: Ein automatisiertes Vertical-Farming-Modul zu bauen, das sich erweitern und international vermarkten liesse. Licht- und Nährstoff-Forschung in der Schweiz An der ZHAW erforscht man die die Nährstoffzyklen in sogenannten «Aquaponik»-Systemen – dabei zirkuliert das Wasser über Becken mit Fischen. Solche Systeme sind besonders robust, effizient und nachhaltig. Im Licht stecken noch viele unentdeckte Möglichkeiten, das Wachstum von Pflanzen zu beeinflussen. Ein Schweizer Startup will nun gezielt fürs Pflanzenwachstum professionelle LED-Panels entwickeln, die viele Spektren des Lichts wiedergeben können. Gesunde Böden für nachhaltigen Anbau Was macht einen gesunden Boden aus? Wir fragen beim FIBL nach, die die Bodenqualität seit Jahrzehnten untersucht. Und Agroscope betreibt seit 10 Jahren ein Agrarumweltmonitoring: Es errechnet aus den Einsatzmitteln der Landwirtschaft Einflussindikatoren auf die Umwelt und die Qualität der Böden – wie entwickeln sich diese Zahlen?

Vertical Farming: Gemüse aus dem Hochhaus

Jede Schweizer Stadt kämpft gegen zu viele Tauben und deren ärgerlichen Dreck. Nun offenbart die Forschung die faszinierende Seite der Vögel. Sie entschlüsselt ihre erstaunliche Navigation sowie ihre kognitiven Fähigkeiten – und sie können sogar Englisch? Keine Stadt, wo Tauben keine Plage sind. Weil sie Allesfresser sind, weil ihr Kot Gemäuer zersetzt, weil sie sich hemmungslos vermehren. Die Stadt Bern geht das Problem mit einem Konzept an, das wohl europaweit einzigartig ist. Hier werden Tauben nicht abgeschossen oder vergrämt, sondern gehegt und gepflegt. Dank städtischen Taubenschlägen mit kontrollierter Fütterung, Gesundheitschecks und der Sterilisation männlicher Tauben ist der Bestand 10 Mal kleiner als noch vor 10 Jahren. «Einstein» hat das Berner Taubenmanagement unter die Lupe genommen und eine Tierpflegerin auf ihrer Tour durch die städtischen Taubenschläge begleitet. So verhasst die Tauben bei vielen oft sind: Sie werden völlig unterschätzt. Tauben brillieren mit kognitiven Höchstleistungen. Sie sind Meister im auswendig lernen und ihr visuelles Gedächtnis ist schlicht phänomenal. Bei Experimenten im Labor scannen und merken sie sich problemlos 1000 Bilder. Sie lernen, ob es sich bei einer Buchstabenfolge um ein korrektes englisches Wort handelt oder nicht, und sie können die Kunststile von Picasso und Monet treffsicher unterscheiden. Auch in Freiheit machen sich Tauben ihr Talent fürs Einordnen und Erkennen von Bildern zunutze, mit einem Orientierungssinn, der nicht zu toppen ist. Sie findet immer zu ihrem Heimschlag zurück, egal, woher sie kommt, und wie weit sie davon entfernt ist. Sie erkennt und orientiert sich dabei am Magnetfeld der Erde, am Sonnenstand, am Infraschall und an Gerüchen. Sie besitzen eine Art biologischen Kompass, dessen Geheimnis bis heute nicht restlos gelüftet ist. «Einstein» zeigt Tauben aus einer neuen, faszinierenden Perspektive. Sie sind keine «Ratten der Lüfte», sondern äusserst gelehrige Vögel, die ziemlich was draufhaben.

Streitfall Taube: Verhasst und vergöttert

Island hat die Energiewende geschafft. Vulkane und Quellen machen die Insel zum Hotspot in Sachen Geothermie. Und der innovative Umgang mit dem Klima-Killer CO2 lockt auch Schweizer Forschende auf die Insel. «Einstein» auf Recherche beim Klima-Weltmeister Island. Island hat alles, wovon viele Länder träumen. Es hat die Energiewende geschafft. Der Strom und die Beheizung der Gebäude kommen zu fast 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Vor allem bei der Geothermie ist Island führend. Das Land, das quasi auf Vulkanen sitzt, ist ein Geothermie-Labor für die ganze Welt geworden. Wie steht die Schweiz im Vergleich da und was können wir vom «Modell Island» lernen? «Einstein» besucht das grösste Geothermiewerk der Insel und erfährt, wie es Island geschafft hat, den Anteil an Geothermie zu vervielfachen und dadurch die CO2-Emissionen zu minimieren. Wo steht die Schweiz im Vergleich? Auch in der Schweiz wird Geothermie seit Jahrzehnten genutzt. Bis jetzt allerdings ausschliesslich zum Heizen. Alle Versuche, Strom mit Geothermie zu erzeugen scheiterten bislang. Erdbeben nach Geothermiebohrungen verunsicherten die Bevölkerung. Die Skepsis gegenüber neuen Projekten ist gross. Im Bedretto-Tal testen Forscher In einem unterirdischen Labor tief im Berg ein neues Verfahren, um die Wärme aus der Tiefe für die Stromproduktion zu nutzen. Dabei sollen die Erdstösse so weit minimiert werden, dass sie an der Oberfläche nicht mehr zu spüren sind. Mit den Ergebnissen soll der Geothermie in der Schweiz neuen Schwung verleiht und Vertrauen zurückgewonnen werden. Negative CO2-Emissionen CO2-Vermeidung durch erneuerbare Energiequelle ist das eine, CO2-Reduktion das andere. Die Schweizer Firma Climeworks baut auf Island den grössten CO2-Staubsauger der Welt. Schon im September soll die Anlage in Betrieb gehen und 4000 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Luft filtern und danach dauerhaft im Boden gespeichert werden. Laut Experten sind solche sogenannte «negative CO2-Emissionen» die einzige Möglichkeit, um die Klimaziele von Paris noch erreichen zu können. Klimaschutzpotential bei der Müllverbrennung Die Müllverbrennung verursacht jährlich 4,2 Millionen Tonnen CO2. Das sind 4,5 Prozent der gesamten CO2-Emissionen der Schweiz. Doch die Hälfte dieses CO2 stammt aus der Verbrennung von biogenen Abfällen wie Holzabfälle oder Essensreste. Ein Pilotprojet der KVA Linth und der der ETH Zürich will das Treibhausgas, welches beim Verbrennen des Mülls entsteht, einfangen und ebenfalls unterirdisch einlagern. Die ETH-Forscher sehen ein grosses Potential, wenn dieses Verfahren breit eingesetzt würde. Würde das Potential in der KVA Linth voll ausgeschöpft, würde dies den CO2-Ausstoss des Kantons Glarus mehr als halbieren.

CO2-Wunder Island – Was wir vom Klima-Weltmeister lernen können

Immer öfter suchen wir die Liebe fürs Leben digital. Insbesondere Dating–Apps boomen. Doch ist das ein guter Weg, um eine Partnerin oder einen Partner fürs Leben zu finden? «Einstein» macht ein grosses Dating-Experiment und zeigt, was sonst noch alles passen muss, damit die Chemie stimmt. Das grosse Dating-Experiment Eine Kandidatin und ein Kandidat hoffen auf die grosse Liebe: Finden Sie sie mit dem Einstein-Dating-App «zweistein»? «Einstein» macht zusammen mit der Soziologin Gina Potarca die Probe aufs Exempel und zeigt auf, wie gut die seit Corona noch beliebteren Dating-Apps wirklich sind. Dating-Apps: Viel besser als ihr Ruf Bei Tinder und Co gibt es Fotos von potienziellen Parterinnen und Partnern zu Hauf – einfach nach rechts wischen und schon hat man vielleicht einen Match. Doch wenn die Auswahl nur aufgrund von Fotos geschieht, dann geht es doch vielmehr um schnellen Sex als um die grosse Liebe. Ein Vorurteil, das die Genfer Soziologin Gina Potarca entkräften konnte. In ihrer Studie waren die Dating-App-Paare genauso zufrieden mit ihrer Beziehung wie die, die sich über eine Begegnung kennen gelernt hatten. Und die App-Paare waren sogar stärker daran interessiert, zusammenzuziehen. Man muss sich riechen können: Wie die Biologie in die Liebe reinfunkt Ebenfalls wichtig bei der Partnersuche ist die sogenannte Chemie – also ob man sich riechen kann oder eben nicht. Im Duft des Gegenübers versteckt sich nämlich eine Information über das Immunsystem. Und man mag den oder die besonders gut riechen, wenn sie oder er ein möglichst unterschiedliches Immunsystem haben. Ein besonders vielfältiges Immunsystem ist nämlich eine perfekte Voraussetzung für den Nachwuchs. Und der Evolutionsbiologe Claus Wedekind hat sogar herausgefunden, dass der Duft beeinflusst, ob ein Embryo sich in der Gebärmutter einnisten kann oder nicht. Das konnte er bei Pferden nachweisen – und auch beim Menschen gibt es Hinweise, dass derselbe Effekt bei Fruchtbarkeitsproblemen eine Rolle spielen könnte. Gleich und gleich gesellt sich gern: Der Faktor Psychologie Für eine glückliche Beziehung müssen zwei Menschen zueinander passen – und heutzutage versprechen Dating-Agenturen ein perfektes Matching. Die Persönlichkeitstests von Parship und Co sind allerdings streng geheim. Nicht so beim Sozialpsychologen Manfred Hassebrauck von der Uni Wuppertal. Sein Test ist öffentlich zugänglich und ihm reicht es nicht, einfach Persönlichkeitsaspekte abzugleichen. Auch das Beziehungsverhalten muss zueinander passen.

Liebe in Zeiten von Tinder und Co

Zoos geraten immer mehr unter Druck: Sind Zootiere Botschafter für die bedrohte Umwelt oder reine Ausstellungsobjekte? Ist das Konzept veraltet oder braucht es Zoos zur Erhaltung aussterbender Tierarten? Wie viel ist Sein und wie viel Schein in der modernen Zoo-Welt? Zoos befinden sich im Wandel: Sie präsentieren sich als Arche, als Retter bedrohter Tierarten und als Bildungszentrum. Doch wieviel ist Sein und wieviel Schein in der modernen Zoo-Welt? Sind Zootiere tatsächlich Botschafter für die bedrohten Artgenossen in der Freiheit oder sind sie reine Ausstellungsobjekte? Die Zoogeschichte geht zurück bis ins 17. Jahrhundert, als Adelige exotische Tiere als Zeichen von Macht und Reichtum hielten. Seither ist viel Zeit vergangen und die Zoos haben sich stetig weiterentwickelt. Statt in engen Käfigen und Betongehegen werden die Tiere der Zuschauerin und dem Zuschauer in aufwändig gestalteten Erlebniswelten präsentiert. Doch schaffen Zoos diese opulenten Kunstwelten vor allem für die Besucher oder bringt sie auch den Tieren etwas? Kann ein Zootier darin ein artgerechteres Leben führen? Und können Zoos vom Aussterben bedrohte Tierarten wirklich retten? Ist das eine Illusion oder Wunschvorstellung, weil ihre natürlichen Lebensräume längst zerstört sind? Ist das Konzept Zoo also noch zeitgemäss oder braucht es ganz neue Ansätze? «Einstein»-Moderator Tobias Müller will in dieser Sendung herausfinden, wie diese Kunstwelt hinter den Kulissen funktioniert und ob es richtig ist, dass man heute noch exotische Tiere einsperrt und ausstellt.

Wozu braucht es heute noch Zoos?

In ausgeklügelten Intelligenztests zeigen insbesondere Primaten immer wieder, wie schlau sie sind. Neue Studien zeigen, dass in vielen Tieren viel mehr Cleverness steckt, als bisher angenommen. «Einstein» begleitet Wissenschaftlerinnen, die der Intelligenz von Tieren auf den Grund gehen. Sie machen Kunststücke, benutzen Werkzeuge, erkennen sich selbst im Spiegel. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben in den letzten Jahren bei den verschiedensten Tierarten erstaunliche Fähigkeiten entdeckt. Aber sind Mäuse, die sich vor der Katze totstellen oder Fischotter, die sich einen Stein auf den Bauch legen, um Muscheln aufzuschlagen, gleich intelligent? Oder Hunde, die sich unterschiedliche Kommandos merken können? Oder Tintenfische, die problemlos verschraubte Konfitüregläser öffnen, um an die Beute zu kommen? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind seit Jahren auf der Suche nach den «objektiven» Kriterien für Intelligenz bei Tieren. Anthropologinnen und Anthropologen der Universität Zürich glauben nun, solch ein objektives Kriterium gefunden zu haben: Den G-Faktor, kurz «G», der Aufschluss darüber geben soll, ob ein Tier eine sogenannte allgemeine oder generelle Intelligenz besitzt – ähnlich wie die Intelligenz beim Menschen, wenn spezifische IQ-Tests eingesetzt werden. So haben die Forschenden eine Reihe von Tests entworfen, die unterschiedlichste Problemlösungsaufgaben beinhalten und die geistige Flexibilität der Tiere fordern. Aufgaben, die die Tiere weder mit Routine noch mit ihrem Instinkt lösen können. So müssen die Tiere beispielsweise begreifen, dass sie um ein Hindernis herumgreifen müssen, um an das Leckerli zu kommen oder sie verstehen, dass sich das Leckerli nur im Topf mit den meisten Punkten versteckt. Haben sie dies intus, wird getestet, wie schnell sie umlernen können, wenn das Futter plötzlich nur noch im roten Topf versteckt ist und nicht mehr in dem mit den meisten Punkten. Unzählige Aufgaben testen so unterschiedlichste kognitive Fähigkeiten der Tiere wie zum Beispiel Aufmerksamkeit, Erinnerung, Lernen, Kreativität, Orientierung, Vorstellungsvermögen, usw. Im Moment hat man die Tests erst bei einigen Primatenarten, sowie ein paar wenigen Säugetieren und einer Fischart durchgeführt. Die Ergebnisse sind jedoch vielversprechend. So zeigt sich insbesondere, dass die Tiere, die in einem Test gut abschneiden, auch in allen anderen gut abschneiden. «Dies sieht man am Schluss bei der statistischen Auswertung im grossen Bild: Korrelieren die Testergebnisse miteinander, gehen wir im Moment davon aus, dass die entsprechende Tierart eine generelle Intelligenz besitzt», so Judith Burkart vom Anthropologischen Institut der Universität Zürich. Bis heute konnten die Forschenden generelle Intelligenz, oder eben «G», bei Affen, aber auch Mäusen, Ratten, Hunden und einigen Vogelarten nachweisen. Dabei gilt, je grösser das Hirn wie zum Beispiel bei Menschenaffen wie Gorillas oder Orang-Utans, desto mehr «G». Eine Ausnahme sind Fische: Bei ihnen konnte offenbar kein Zusammenhang zwischen den positiven Korrelationen ihrer Fähigkeiten und dem «G» nachgewiesen werden. Es scheint, dass das zehnmal kleinere Hirn dieser Kaltblüter zwar Spezialisierungen in bestimmten Bereichen erlaubt, für eine allgemeine oder generelle Intelligenz aber nicht ausreichend ist.

Schlaue Tiere: Intelligenter als wir meinen

Nirgends in der Schweiz brennt es so oft wie im Tessin. Im Durchschnitt sind es rund 20 Waldbrände pro Jahr – Tendenz steigend. Mit dem Klimawandel brennen aber auch in der Deutschschweiz immer mehr Wälder. «Einstein» zeigt, was wir von den Waldbrandexperten im Tessin lernen können. Lange Trockenperioden im Sommer, die das Brandrisiko erhöhen, bedrohen alle Wälder in der Schweiz. Im Tessin und in den südlich ausgerichteten Bündner-Tälern gibt es solche Waldbrände schon länger. Der Südkanton hat deshalb in den letzten Jahren spezialisierte Waldbrand-Löschtruppen ausgebildet, die mit Unterstützung aus der Luft in der Lage sind, auch Feuer in unzugänglichen Berggebieten zu löschen. Diese Spezialisierung ist nötig, denn Waldbrände sind schwierig zu löschen und erfordern ein hochspezialisiertes Wissen. Das Brände in Wäldern schnell gelöscht werden, ist entscheidend. Denn sie hinterlassen eine grosse Zerstörung. Sie sind nicht nur gefährlich für Mensch, Tier und Pflanzen. Auch das Risiko vor Steinschlägen, Erdrutschen und Lawinen steigt, wenn ein Schutzwald von einem Feuer heimgesucht wurde. Dadurch entstehen auch Gefahren für Siedlungen und Verkehrswege. Es reicht aber nicht, Brände professionell zu löschen. So ist es auch wichtig, sie – wenn immer möglich – im Vorfeld zu verhindern. Im Tessin erforscht deshalb das Eidgenössische Institut für Wald, Seen und Landschaft, wo die Waldbrandgefahr am grössten ist. Forschende haben dort herausgefunden, dass die Brände im Wald je nach Region und Jahreszeit unterschiedlich sind. Zudem haben sie ein Frühwarnsystem entwickelt, das einschätzen kann, wann die Waldbrandgefahr am grössten ist. Von diesem Wissen können in Zukunft auch die Kantone auf der Alpennordseite profitieren. Denn bedingt durch den Klimawandel nehmen Hitze- und Dürreperioden stetig zu. Dadurch werden auch Gebiete anfälliger auf Brände, die bisher kaum von Feuern betroffen waren, wie zum Beispiel die Buchenwälder auf der Alpennordseite.

Achtung Waldbrand – Wie die Schweiz löschen lernt

Das Wissensmagazin berichtet wöchentlich über aktuelle und hintergründige Themen aus allen Wissensbereichen, Phänomene und die Geheimnisse des Alltags und des Lebens.

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