Obwohl wir Wespen und Hornissen sonst respektieren, war uns das Wespennest direkt über dem Schlafzimmerfenster doch etwas ungemütlich. So vertrieben wir das bedrohliche Volk. Als wir nach der Räumung im Rollladenkasten Nachschau hielten, kam ein Nest von erstaunlicher Zartheit zum Vorschein: Um einen stabilen Wabenkern wölbte sich eine Hülle aus feinstem Papier. Dass solcher Nestbau auch ein Meisterwerk der Klimatechnik ist, zeigt eine Studie der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) in Dübendorf.
Im Frühsommer 2004 siedelte Raoul Klingner mit einem Team der Abteilung Holz auf dem Dach der Empa zwei junge Hornissenvölker an. Die Hornisse (Vespa crabro) ist die grösste unserer einheimischen Wespenarten; sie nistet vorwiegend in Baumhöhlen oder im Gebälk von Häusern.
In den ersten warmen Tagen im Frühjahr beginnt das schon im vorherigen Herbst begattete Weibchen mit der Nestgründung. Von vergrauten Holzlatten, Telefonmasten oder alten Bäumen nagt sie feine Splitter ab und formt sie mit Speichel als Klebstoff zu Kügelchen. Aus diesem biologischen Grundmaterial baut das Insekt eine erste sechseckige Zelle und heftet sie mit der Öffnung nach unten an die Decke. Nach einer Woche hängt ein kleiner Teller von etwa zehn Zellen im Raum. Jetzt beginnt das Weibchen mit dem Eierlegen.
Wenn nach einigen Wochen die erste Generation von Arbeiterinnen aus den Brutzellen schlüpft, wird die Mutter zur Königin eines bis in den Oktober stetig wachsenden Volkes. Die Arbeiterinnen wirken als Ammen für die von der Königin laufend produzierten Larven, schaffen Futter herbei und bewachen das Nest.
Um das wachsende Volk zu beherbergen, ziehen die Arbeiterinnen immer neue Wabenböden unter das bestehende Nest ein, wobei Strebepfeiler die einzelnen Stockwerke miteinander verbinden. Der Etagenturm mit den Brutzellen ist von einer Hülle aus zahlreichen muschelartigen Papierkammern umgeben. Die Hülle dient sowohl als mechanischer Schutz als auch zur Wärmedämmung. Unten gibt es eine grössere Öffnung für den Ein- und Ausflug sowie für den Austausch der Atemluft.
Damit sich die Larven und Puppen im Hornissennest gut entwickeln, muss die Innentemperatur möglichst konstant bei etwa 30 Grad Celsius bleiben, selbst wenn an einem Sommertag die Aussentemperatur bis auf 40 Grad klettert oder in der Herbstnacht auf kalte 5 Grad fällt. Um dieser anspruchsvollen Wärmeregulierung auf die Spur zu kommen, haben die Empa-Forscher in den Hornissennestern Temperatur- und Feuchtefühler installiert und den Nesteingang mit Lichtschranken sowie einer Videokamera überwacht.
Wie die Empa-Messungen nun zeigen, haben die Hornissen den Nestbau derart optimiert, dass allein schon die passive Wärmeregulation der Konstruktion weitgehend für konstante 30 Grad genügt. So halten die zahlreichen Luftkammern der Hülle die Wärme wie eine Mehrfachverglasung im Nestinnern zurück. Die Isolation ist derart effizient, dass selbst in kalten Nächten die normale Abwärme der Insektenkörper als Raumheizung genügt.
An heissen Sommertagen jedoch muss die überschüssige Körperwärme des Hornissenvolkes reduziert werden. Das Holzpapier der Wabenteller ist stark hygroskopisch und speichert von Natur aus Wasser. Steigt nun im Laufe des Tages im Nest die Temperatur, gibt das Wabenmaterial durch kühlende Verdunstung seine Feuchtigkeit ab. In der Nacht kehrt die Feuchtigkeit der Innenluft wieder in das Wabenmaterial zurück, wobei nun die dabei entstehende Kondensationswärme als Raumheizung wirkt.
An besonders heissen Tagen sitzen Hornissen am Nesteingang und sorgen mit ventilierendem Flügelschlag für den Abtransport der jetzt allzu feuchten Innenluft. Da die dünnwandige, aber trotzdem stabile Wabenkonstruktion im Verhältnis zur Baumasse eine sehr grosse Oberfläche hat, genügen bereits geringe Feuchtemengen für eine ausreichende Wärmeregulation.
Man möchte nun an der Empa die Erkenntnisse aus der Hornissenforschung für Verbesserungen im Hausbau nutzen, zum Beispiel, indem mehrschichtige und belüftbare Gebäudehüllen entsprechend optimiert werden. Auch liessen sich durch das Ausschöpfen der hygroskopischen Eigenschaften des Baumaterials Holz unerwünschte Schwankungen des Raumklimas besser dämpfen.