Atlas Recycling. Gebäude als Materialressource

Atlas

Recycling Gebäude als Materialressource

Annette Hillebrandt Petra Riegler-Floors Anja Rosen Johanna-Katharina Seggewies

Edition ∂

Autorinnen und Autoren

mit Fachbeiträgen von:

Annette Hillebrandt Univ.- Prof. Dipl.-Ing. Architektin

Prof. Dr. Günther Bachmann Rat für Nachhaltige Entwicklung, Berlin

Petra Riegler-Floors Prof. Dipl.-Ing. Architektin

Prof. Dipl.-Ing. Markus Binder Hochschule für Technik Stuttgart Fachgebiet Integrierte Gebäudetechnik CAPE climate architecture physics energy, Esslingen / Schwäbisch Hall

Anja Rosen Dr.-Ing. M. A. Architektin Johanna-Katharina Seggewies M. Sc. M. A. Architektin

Univ.- Prof. Dr.-Ing. Manfred Helmus Bergische Universität Wuppertal, Lehr- und Forschungsgebiet Baubetrieb und Bauwirtschaft

wissenschaftliche Hilfskraft: Julia Blasius, M. Sc.

Univ.- Prof. Holger Hoffmann Bergische Universität Wuppertal, Lehrstuhl Darstellungsmethodik und Entwerfen

alle: Bergische Universität Wuppertal, Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen, Lehrstuhl Baukonstruktion I Entwurf I Materialkunde Forschungsschwerpunkt: Kreislaufpotenziale von Konstruktionen und Materialien im Hochbau

Dipl.-Ing. Mag. Thomas Kasper Porr Umwelttechnik GmbH, Wien Dipl.-Ing. Holger Kesting Bergische Universität Wuppertal, Lehr- und Forschungsgebiet Baubetrieb und Bauwirtschaft Dipl.-Ing. Architekt Thomas Matthias Romm forschen planen bauen, Wien Dipl.-Ing. Michael Wengert, B. Eng. Tobias Edelmann Pfeil + Koch ingenieurgesellschaft, Stuttgart

Verlag Redaktion und Lektorat: Steffi Lenzen (Projektleitung), Jana Rackwitz, Daniel Reisch Redaktionelle Mitarbeit: Michaela Linder, Laura Oberhofer, Charlotte Petereit, Heike Werner Endlektorat: Carola Jacob-Ritz, München (DE) Zeichnungen: Marion Griese, Ralph Donhauser Coverdesign: Wiegand von Hartmann GbR, München (DE) Herstellung /DTP: Simone Soesters Repro: ludwig:media, Zell am See Druck und Bindung: Grafisches Centrum Cuno GmbH & Co. KG, Calbe (DE) Papier: Remake Favini (Umschlag), Profibulk (Innenteil) © 2021, zweite, korrigierte Auflage Detail Business Information GmbH, München detail.de 2

ISBN: 978-3-95553-415-8 (Print) ISBN: 978-3-95553-416-5 (E-Book) Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugs­ weiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werks ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetz­ lichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungs­ pflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.

Die Inhalte dieses Fachbuchs wurden nach bestem Wissen und Gewissen sowie mit größter Sorgfalt recherchiert und erarbeitet. Sie bilden in Teilen einen Forschungsstand ab und sind daher nicht alle in der Praxis erprobt. Rechtliche Ansprüche können aus dem Inhalt ­dieses Buchs nicht abgeleitet werden.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet abrufbar unter http://dnb-nb.de.

Inhalt

Motivation 4 Urban Resource Exploration – Produzieren in geschlossenen Stoffkreisläufen 6 Teil A Strategien und Potenziale 1 Architekturkreisläufe – Urban-Mining-Design 2 Rückbau, Verwertung und Entsorgung im Bauwesen 3 Bewertungssysteme im Überblick 4 BIM zur Optimierung von Stoffkreisläufen im Bauwesen 5­ Elastischer Standard – Urban Mining und Computational Design 6 Ökoeffizientes Bauen mit Ressourcen vor Ort

10 16 24 32 34 36

Teil B Konstruktion und Material 1 Lösbare Verbindungen und Konstruktionen 2 Recyclingpotenziale von Baustoffen 3 Einstoffliche Bauweisen 4 Sind Kreislaufpotenziale messbar? Eine Analyse am Beispiel von Fassadenund Dachbekleidungen 5 Bewertung der Kreislaufpotenziale 6 Herausforderungen bei der bauphysikalischen Konzeption rückbauund recyclinggerechter Konstruktionen 7 Kostenvergleich konventioneller und recyclinggerechter Konstruktionen

42 58 102 108 114 118 120

Teil C Detailkatalog Übersicht Beispiele Nr. 01 bis 09

135

Teil D Gebaute Beispiele Übersicht Beispiele Nr. 01 bis 21

179

Anhang Autoren 214 Projektbeteiligte 215 Glossar 216 Abbildungsnachweis 220 Sachwortregister 222 Förderer / Sponsoren 224 3

Motivation

Ein gutes Haus zu bauen dauert drei Jahre.

Ist es nachhaltig, schätzen seine Bewohner es genauso wie seine Besucher. Aber der Einfluss eines einzigen Hauses auf den Lauf der Dinge ist begrenzt.

Dieses Buch zu schreiben, hat ebenso drei Jahre gedauert. Wir hoffen, hiermit viele Architekten erreichen zu können, die von der Dringlichkeit eines Paradigmenwechsels im Bauen überzeugt sind und die daraufhin viele bessere Häuser bauen werden – um den Lauf der Dinge rechtzeitig zu ändern.

Unsere Motivation, dieses Buch zu schreiben in »anderen« Worten:

»RESOURCE EFFICIENCY HAS TAKEN CENTRE STAGE IN THE INTERNATIONAL POLICY DEBATE« Global Material Flows and Resource Productivity, United Nations Environment Programme (UNEP), 2016

Ressourcenverbrauch »Auf den Bau und die Nutzung von Gebäuden in der EU entfallen rund 50% aller unserer geförderten Werkstoffe und unseres Energieverbrauchs, sowie etwa ein Drittel unseres Wasserverbrauchs.«

Wir stehen vor einer großen Aufgabe, die eine gesamtgesellschaftliche, globale Notwendigkeit darstellt.

Wir sehen darin eine Chance für eine neue, konzeptbasierte Architekturhaltung, die jeder ästhetischen Debatte eine neue Verantwortlichkeit voranstellt.

Mitteilung der Kommission an das Europäische Parlament, (... zum effizienten Ressourceneinsatz im Gebäudesektor), Brüssel 2014

Im Laufe eines 80 Jahre langen Lebens verbraucht ein Mensch in Deutschland rund 530 t Sand, Kies, Hartsteine und Kalkstein und rund 40 t Stahl.

MaRess, Ressourceneffizienz Paper 3.7, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH und Leuphana Universität Lüneburg, Wuppertal 2010

Urban-Mining-Design will kein neuer Baustil sein, sondern ein Paradigmenwechsel: Müll ist ein Designfehler!

Grundgesetz, Artikel 20 a: »Der Staat schützt auch in Verantwortung für die künftigen Generationen die natürlichen Lebensgrundlagen (…)«

»Was für ein Ende soll die Ausbeutung der Erde in all den künftigen Jahrhunderten noch finden?

Bis wohin soll unsere Habgier noch vordringen?« Gaius Plinius Secundus Major (der Ältere), röm. Gelehrter, gest. 79 n. Chr.

Abfall

Warten wir nicht darauf!

Das Know-how ist da.

Setzen wir es um!

»EINE MINDERHEIT HÄLT SICH FÜR BERECHTIGT, IN EINEM VERHÄLTNIS ZU KONSUMIEREN, DAS UNMÖGLICH VERALLGEMEINERT WERDEN KÖNNTE, DENN DER PLANET WÄRE NICHT EINMAL IM STANDE, DIE ABFÄLLE EINES SOLCHEN KONSUMS ZU FASSEN.«

Mit großem Dank an unsere Sponsoren und alle Mitwirkenden, die uns mit ihrem Wissen und ihrer Lebenszeit unterstützt haben.

Papst Franziskus, Laudato Si Zweite Enzyklika 2015

2014 sind 52 % aller Abfälle dem Bausektor zuzuordnen.

Eine 4-köpfige Familie hinterließ 2014 pro Tag 28,3 kg Abfall aus dem Bauwesen, davon 1,01 kg Gefahrenstoffe.

Statistisches Bundesamt Destatis, Umwelt, Abfallbilanz 2014, Wiesbaden 2016

August 2018 Annette Hillebrandt, Petra Riegler-Floors, Anja Rosen, Johanna-Katharina Seggewies 4

»ABFALL IST NAHRUNG«

Michael Braungart, brandeins, 2008

Rohstoffknappheit und Deponiegrenzen Nur ca. 9 % der Rohstoffversorgung kann die EU aus eigenen Quellen decken.

Bei den kritischen Materialien wird der Anteil der Eigenversorgung mit unter 3 % angenommen.

European Commission: Report on critical raw materials for the EU – Ad hoc Working Group, 2014

»IN ZUKUNFT SIND KREATIVE ANSÄTZE GEFRAGT, WIE DEUTSCHLAND MIT DEN ZU ERWARTENDEN ROHSTOFFENGPÄSSEN UND TEUREN IMPORTEN UMGEHEN SOLL.« Umweltbundesamt: »Urban Mining – Rohstoffquellen direkt vor der Tür«, Pressemitteilung Nr. 30, 2017

»Die Abfallentsorgung auf Deponien ist besonders schädlich für Ökosystem und Klima. Deshalb soll die Deponierung bis zum Jahr 2030 nur noch für höchstens 5 % aller Abfälle zur Verfügung stehen.« Jo Leinen, Abgeordneter des Europäischen Parlaments, Brüssel 2017

Paradigmenwechsel »Wird derhalben die größte Kunst/Wissenschaft/Fleiß und Einrichtung hiesiger Lande darinnen beruhen / wie eine sothane Conservation und Anbau des Holtzes anzustellen / daß es eine continuierliche beständige und nachhaltende Nutzung gebe / weil es eine unentberliche Sache ist / ohne welche das Land in seinem Esse [Wesen, Dasein] nicht bleiben mag.« Carl von Carlowitz: Sylvicultura Oeconomica 1713

»VIELE SIND DER ANSICHT, DASS DAS ZUKÜNFTIGE SCHICKSAL DER MENSCHHEIT (...)

DAVON ABHÄNGT, WIE RASCH UND WIE WIRKSAM WELTWEIT (...) PROBLEME GELÖST WERDEN. DENNOCH IST NUR EIN WINZIGER TEIL DER MENSCHHEIT AKTIV BEMÜHT (...)

NACH LÖSUNGSMÖGLICHKEITEN ZU SUCHEN.« Dennis Meadows: Die Grenzen des Wachstums – Bericht des Club of Rome zur Lage der Menschheit, 1972

»Ephemeres Bauen!« [Abkehr von der Vorstellung einer Architektur für die Ewigkeit] Werner Sobek »Das beste System auf dem Globus«, Deutsches. Architektenblatt, 2009

»(...) ANGESICHTS DER ÖKOLOGISCHEN GRENZEN KANN UND DARF ES KEINEN NEUEN WACHSTUMSZYKLUS GEBEN, DER ERNEUT AUF ZUSÄTZLICHEN VERBRAUCH VON ENERGIE, WASSER UND MINERALIEN BASIERT. DER NEUE ZYKLUS MUSS »GRÜN« SEIN (...).« Ernst Ulrich von Weizsäcker, FAKTOR FÜNF, 2009:

»Wenn wir nicht zu einem nachhaltigen Wachstumspfad kommen, (...) werden wir das durch eine nächste Krise bezahlen.« Bundeskanzlerin Angela Merkel, Haushaltsdebatte; Berlin 21.06.2010

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Urban Resource Exploration – Produzieren in geschlossenen Stoffkreisläufen Günther Bachmann

1933 forderte die Charta von Athen, in den Städten die Funktionen Arbeit und Wohnen räumlich zu trennen. Das war damals dringend erforderlich und für Architekten und Stadtpla­ ner bedeutete es einen großen Erfolg. Saubere Luft und weniger Lärm bescherten so vielen Menschen eine bessere Gesundheit. Mittler­ weile ist der technische Umweltschutz in den Industrieländern weit vorangekommen, wobei es Unterschiede und weiterhin auch Defizite gibt. Heute nun steht eine neue und viel tiefer greifende Idee der Trennung an: Die Wieder­ gewinnung von Baumaterialien und Wertstoffen aus der gebauten Stadt heraus erfordert die Trennung von Materialströmen.

Anmerkungen: [1] vgl. UN Habitat, https://unhabitat.org/united-nationsadopts-sdgs-cities-in-greater-focus/ und FAO Food for the Cities multi-disciplinary initiative (Hrsg.): Chal­ lenges of food and nutrition security, agriculture and ecosystem management in an urbanizing world. http://www.fao.org/3/a-au725e.pdf (August 2017) [2] Friege, Henning: Ressourcenmanagement und Sied­ lungsabfallwirtschaft. Challenger Report für den Rat für Nachhaltige Entwicklung. texte Nr. 48, 01/2015, https://www.nachhaltigkeitsrat.de/wp-content/up­ loads/migration/documents/Challenger_Report_Res­ sourcenmanagement_und_Siedlungsabfallwirtschaft_ texte_Nr_48_Januar_2015.pdf. Stand 13.06.2018 [3] Rat für Nachhaltige Entwicklung – RNE (Hrsg.): Indus­ trie 4.0 und Nachhaltigkeit. Chancen und Risiken für die Nachhaltige Entwicklung. Bericht. Berlin 2016 https://www.nachhaltigkeitsrat.de/wp-content/uploads/ migration/documents/20161230_IFOK_Bericht_­ Industrie_4-0_und_Nachhaltige_Entwicklung.pdf.

Stand 13.06.2018 [4] siehe: www.deutscher-nachhaltigkeitskodex.de [5] Rat für Nachhaltige Entwicklung und Accenture ­Strategy Sustainability, unter Mitarbeit von Ökopol ­Institut für Ökologie und Politik GmbH: Chancen der Kreislaufwirtschaft für Deutschland. Analyse von ­Potenzialen und Ansatzpunkten für die IKT-, Auto­ mobil- und Baustoffindustrie. Hamburg. Berlin 2017 https://www.nachhaltigkeitsrat.de/wp-content/up­ loads/migration/documents/RNE-Accenture_Studie_ Chancen_der_Kreislaufwirtschaft_04-07-2017.pdf.

Stand 13.06.2018

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Die 2016 in Kraft getretenen Sustainable Deve­ lopment Goals (SDGs) der Vereinten Nationen geben einen wichtigen Impuls für einen Neu­ start der Kreislaufwirtschaft. Deutschland hat sie mit beschlossen und wendet sie auf natio­ naler Ebene in der Deutschen Nachhaltigkeits­ strategie an. Die SDGs sind heute für die Nach­ haltigkeitspolitik, was gestern für den Städte­ bau die Charta von Athen war: eine zeitgemäß auf den Punkt gebrachte Aufgabenbeschrei­ bung. Sie fordert den ambitionierten Einstieg in die Kreislaufwirtschaft, eine Null-ToleranzStrategie gegenüber Bodenverschmutzung, eine Land Degradation Neutrality (LDN) und eine nachhaltige Stadtentwicklung.

Zu Recht: Die Hälfte aller Menschen lebt schon heute in urbanen Agglomerationen, für die der Ausdruck »Stadt« beschönigend wäre.

In gut 10 Jahren werden es 60 % sein, für die Jahrhundertmitte geht man von 80 % der dann jedoch 9 –10 Mrd. Menschen aus.

828 Mio. Menschen leben heute in Slums und ihre Anzahl steigt. Städte sind Hotspots des Umweltverbrauchs. Weltweit sind sie in der Regel an Standorten mit agrarisch wertvollen Böden entstanden und verdrängen die Urpro­ duktion von Lebensmitteln auf weniger gute Restflächen. Sie verbrauchen weltweit bis zu 80 % der Energie [1].

Der größte Problemdruck liegt auf den Städten in jenen Ländern, die wir früher als Entwick­ lungsländer kannten. Der größte Entwicklungs­

druck liegt indessen nicht dort, sondern in den hochentwickelten Industrieländern. Egal ob man es geschichtlich und verantwortungs­ ethisch begründet oder durch die Wirtschaft­ lichkeit der technischen Neuerungen: Der Ein­ stieg in eine neue Ära, die die Stadt als Mine für Rohstoffe sieht, muss hier gelingen. Das Lehnwort »Mine« erzeugt zunächst vielleicht missverständ­liche Bilder und Analogien. Doch es ist in neuem, innovativem Zusammenhang zu sehen: Vor jedem Rohstoffabbau (mining) steht die Planung und Exploration. Für die Stadt gilt das umso mehr. Das Ziel einer effi­ zienten Rohstoffnutzung kann über Vermei­ dung, Verringerung, Reparatur und Langlebig­ keit, Wiedernutzung und Recycling erreicht werden. Verändertes Produktdesign, zirkuläre Wirtschaftsprozesse und Eigentümerverantwor­ tung, neue Materialien und Re-Design gehören ebenso dazu wie Veränderungen im Verhalten der Nutzer sowie reduktive Praktiken in der Baukultur. Beim Urban Mining, das die Stadt als riesige Rohstofflagerstätte begreift, geht es also eher um Urban Resource Exploration.

Urban Mining ist ein Stichwort, das pars pro toto für die Morgenstadt steht. Es verbindet eine weitreichende Perspektive mit Gestal­ tungswillen und – das ist besonders hervorzu­ heben – schon jetzt mit griffigen und skalier­ baren Instrumenten, z. B. etwa zur Quantifizie­ rung von Sekundärrohstoffen, zur Technik der Rückgewinnung, zur Digitalisierung von Recy­ cling-Mustern in Bauwerksinformationen, zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und zu Geschäfts­ bereichen wie der Aufbereitung und Wieder­ gewinnung von Wertstoffen. Eine lokal-autarke Kreislaufführung von Baumaterialien wäre indessen nicht gesund und nicht sinnvoll. Sie würde Innovationen hemmen und trüge stark ideologische Züge.

Die Zukunft der Stadt liegt in dezentraler Inte­ gration, in sozialer Durchlässigkeit und auch in so komplizierten und noch utopisch erschei­ nenden Aufgaben wie der Reurbanisierung der Erzeugung von Lebensmitteln, die gleichwohl schon längst begonnen hat. Immer deutlicher wird eine Grundvoraussetzung für dies alles: Die Stadt muss lernen, sich aus sich selbst zu

Urban Resource Exploration – Produzieren in geschlossenen Stoffkreisläufen

erneuern. Sie muss ihre Energieversorgung und ihre Infrastruktur zur Mobilität sowie Teile der Nahrungsmittelversorgung koppeln. Und es geht um das Material selbst, aus dem die Stadt gebaut ist. »Imperiale« Herangehens­ weisen lassen Städte dagegen weiter darauf setzen, dass sie alle Baumaterialien aus aller Welt allgegenwärtig beziehen können – und sich darüber keine Gedanken machen müssen.

Wie lange noch wird das gutgehen?

Das Bauen im Anthropozän setzt auf die Wie­ der- und Rückgewinnung von Baumaterial aus dem »urbanen Ökosystem«. Es setzt auf die Trennbarkeit von Baustoffen, auf Lebenszyklen, zirkuläres Planen und zirkuläre Kostenkontrolle sowie auf Eigentümerverantwortung statt auf die linearen, expansiven Wachstumskategorien wie Bedarf, Investitionskosten, Deponie und Immobilienlogik.

Gedanken- und umstandsloses, verbrauchen­ des Wachstum bietet keine dauerhaften Lösun­ gen. Wachstum sollte weder Selbstzweck noch unhinterfragte Geschäftsgrundlage sein. Tat­ sächlich beobachten wir erstaunliche Wachs­ tumseffekte bei solchen Unternehmen, die sich konsequent und innovativ auf die Agenda der Nachhaltigkeit einlassen. Nachhaltiges Wirtschaften ist keine grüne Randerscheinung, sondern Herausforderung für den Mainstream: in der Energiewirtschaft, im Konsum, in der Chemie und auch am Bau. Aktuelle Schlag­ zeilen zu Kostenexplosionen am Bau, zur Min­ destentlohnung, zur Mietpreisentwicklung, zum Wohnungsbedarf verstellen oft den Blick auf den wirklichen Megatrend Nachhaltigkeit. Die alte Glücksformel des Bauens »größer, mehr, solitär« beantwortet die wirklichen Zukunfts­ fragen der Städte nicht mehr.

Recycling und modernes Bauen müssen viel mehr als jetzt Gegenstand von Allgemein­ bildung werden. Noch liegen die Schulatlan­ ten völlig falsch, wenn sie vom rohstoffarmen Deutschland sprechen. Tatsächlich ist Deutsch­ land reich an Rohstoffen; nur sind die eben nicht tief im Erdinnern zu finden. Noch nie zuvor gab es in Deutschland mehr Metalle, mehr Kunststoff, mehr ölbasierte Verbund­

stoffe, mehr Mineralien. Trotz des Rohstoffüber­ flusses führen wir mineralische und chemische Rohstoffe aus aller Welt ein. Wir haben alles und glauben trotzdem, immer mehr zu brau­ chen. Der Grund: Eingesetzte Rohstoffe gelan­ gen über den Lebenszyklus eines Produkts hinaus nicht oder nicht vollständig in den Pro­ duktionsprozess zurück. Ausnahmen gibt es, aber das Recycling hat einen nur geringen Umfang. Im Wesentlichen haben wir immer noch eine Linearwirtschaft, keine Kreislaufwirt­ schaft. Das ist ökologisch fatal, ökonomisch leicht­fertig und sozial unintelligent.

Dennoch sieht sich Deutschland gerne als Recycling-Weltmeister. Aber die deklarierten Recyclingquoten beziehen sich auf die einge­ sammelten Abfälle, die in eine Aufbereitungs­ anlage gebracht werden, nicht auf das, was dabei herauskommt. Real recyceln wir etwa 35 % von dem Abfallvolumen, das zum Zweck der Beseitigung eingesammelt wird. Im Vorder­ grund steht die leicht zu recycelnde Massen­ ware wie Glas, Papier, PET, Aluminium. Ver­ gleichbares ist für die zukunftsstrategischen Hightechstoffe nicht der Fall [2]. Konkurrenz­ druck und lineare Logistik sowie ein recyclingfeindliches Produktdesign führen noch allzu häufig zu einer Entscheidung gegen das ­Recycling; Bequemlichkeit, Ideenlosigkeit und mangelnde Aufklärung tun ihr Übriges. Wäh­ renddessen werden jedoch immer weitere Stoffströme mengenrelevant und für die Wert­ schöpfung bedeutsam, für die es noch keine zirkulären Vorgehensweisen gibt. Das gilt sowohl für die Bauwirtschaft als auch für die Industrie.

Eine grundlegende Reform des Kreislaufwirt­ schaftsgesetzes ist nötig. Zu lange schon wird sie durch Lobbyisten und überkommene Besitzstandswahrung blockiert. Multi-Stake­ holder-Partnerschaften von Akteuren aus Zivil­ gesellschaft, Praxis, Forschung und Unterneh­ men bieten hier bessere Alternativen. Sie kön­ nen zwar kein Recht setzen, aber sie können praktische Regeln schaffen. Best-practiceStandards können im kooperativen Wettbe­ werb bestimmt werden und sich so neue Ver­ fahrensweisen herausbilden. 4.0-Digitalisie­

rungsforen [3] inklusive Kodizes zur Nach­ haltigkeit [4] entfalten unter Umständen über partizipative Attraktion mehr Wirkungen als zunächst erwartet.

Eine ambitionierte Kreislaufwirtschaft funktio­ niert auch unter heutigen Rahmenbedingun­ gen bereits und sie bietet profitable Chancen.

Neue Geschäftsmodelle und Kooperations­ formen liefern dazu eine lohnende und lang­ fristig solide Grundlage [5]. Im Grunde stellen sie ein großes Reformprogramm für die Gesell­ schaft und Wirtschaft dar. Fortschritt und Lösungen im Sinne dieser Ziele fordern die Mechanismen des Marktes ebenso heraus wie auch die Politik; das Neue ist, dass weder der Markt noch die Regulation jeweils für sich allein Erfolge versprechen. Es kommt also auf das Zusammenspiel von Wirtschaft und Politik an, um markt­fähige Lösungen in einem siche­ ren regulativen Umfeld zu ent­wickeln.

Urban Mining – in seiner das große transforma­ tive Potenzial ausschöpfenden Ausprägung – ist Zukunftsmusik. Und natürlich gilt hier wie anderswo: Utopien müssen sich an der Reali­ tät messen lassen, sie müssen es aushalten, dass man ihr Gewicht anhand realer Verbind­ lichkeiten misst, auch wenn das manchmal schmerzlich ist und womöglich zurückwirft.

Aber erhabene Unverbindlichkeit bringt ohne­ hin nichts. Urban Mining schneidet hier gut ab, denn viele Techniken, Verfahren, Einsichten und Haltungen der Experten sind schon vor­ handen. Ihre Weiterentwicklung schreitet zügig voran, was nicht bedeutet, dass es schnell und tiefgreifend genug geht. Die globale Urbani­ sierung verlangt eine viel schnellere Gangart auf Seiten des urbanen Recyclings.

Aber auch die Realität muss sich an der not­ wendigen Utopie messen.

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Teil A Strategien und Potenziale

1 Architekturkreisläufe – Urban-Mining-Design 10 Städtebau 10 Gebäudekubatur 11 Gebäudestruktur 12 Haustechnik 13 Fügung und Material 13 Digitale Daten 14 Kosten 14 2 Rückbau, Verwertung und Entsorgung im Bauwesen Rechtliche Hintergründe Abfallaufkommen und Verwertungsquoten Rückbau- und Abbruchverfahren Aufwand für Rückbau und Abbruch Entwicklung des anthropogenen Lagers Fazit und Ausblick

16 16 19 19 21 22 22

3 Bewertungssysteme im Überblick Recycling in der Gebäudezertifizierung Recycling in der Produktzertifizierung Fazit und Ausblick

24 24 28 30

4 BIM zur Optimierung von Stoffkreisläufen im Bauwesen 32 Lebenszyklen 32 Stoffkreislauf: Liegenschaft – Bauprodukt 32 Beispiel: Recycelte Gesteinskörnung aus Beton und Kalksandstein-Mauerwerk 33 5 Elastischer Standard – Urban Mining und C ­ omputational Design

34

6 Ökoeffizientes Bauen mit Ressourcen vor Ort Ressourcen am Bauplatz, der Genius loci Das »Wiener Modell«

36 36 37

»Metallwerkstück«, Firmensitz, Bad Laasphe (DE) 2010, m. schneider a. hille­brandt architektur

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Architekturkreisläufe – Urban-Mining-Design Annette Hillebrandt

Die Lagerstätten von Rohstoffen weltweit verschieben sich: Viele Rohstoffe sind nicht mehr am Ort ihres natürlichen Vorkommens, sondern in neuen, anthropogenen Lager­stätten zu finden. Ein großer Teil dieser Rohstoffe ist in unserem Gebäudebestand gebunden. Der Paradigmenwechsel Urban-Mining-Design (UMD) basiert auf kreislaufwirtschaftlicher Planung und Kostenbetrachtung über den gesamten Lebens­zyklus einer Immobilie einschließlich ihrer Umweltwirkungen (Abb. A 1.8, S. 15).

Am Ende der Nutzungsphase wird aktuell noch zu sehr in Abfallkategorien gedacht statt in Wertstoffkategorien (siehe »Rückbau, Verwertung und Entsorgung im Bauwesen«, S. 16ff.) und an die Wiedergewinnbarkeit von Post-UseBaumaterial. Zukünftige Gebäude müssen als Rohstoffzwischenlager geplant werden – das Gebäude als Ressource.

Kern eines quali­tätsvollen Recyclingprozesses ist die Trennbarkeit von Konstruktionen und Bauprodukten. Voraussetzung ist der Verzicht auf bedenkliche Stoffe sowie eine konsequente Produktverantwortung: Bauherren tragen Verpflichtungen für Immobilen, Hersteller für Baustoffe und Produkte, Planer und Konstrukteure für Errichtung und Rückbau. Die Strategie ­Urban-Mining-Design setzt auf vielen Maßstabs­ ebenen des Bauens an, fördert die nachhaltige Ressourcennutzung, senkt den p ­ rimären Ressourcenverbrauch durch Einsatz von Sekundärrohstoffen und schützt so unsere Lebensgrundlagen Boden, Luft und Wasser (Abb. A 1.1).

1. Größe der Lagerstätten

Ressourcenschonung beginnt bei der Nach­ nutzung von Land und Gebäudebestand: Jede Weiternutzung hat Vorrang vor der Erschließung weiterer Neubaugebiete.

Urbane Räume verdichten

Der Städtebau setzt – unter moderater, energieeffizient geplanter Höhenentwicklung – ­weiter auf Verdichtungen in Form von Auf­ stockungen, Baulücken­schließungen sowie Nach­verdichtungen innerhalb von Blockrand­ be­­bauungen oder in oft üppigen Abstands­ flächen zwischen Wohnzeilen von Nachkriegssiedlungen. Durch Nachverdichtung werden Landvernichtung und Ressourcenaufwand für neue Infrastrukturen vermieden. Derartige Nachverdichtungen basieren auf Simulationen des örtlichen Mikroklimas, um dem Klimawandel oder seinen Auswirkungen entgegenzuwirken.

Zu berücksichtigen sind: Die Anlage oder Förderung von Frischluftschneisen, das Entgegenwirken oder die Vermeidung von »Hotspots« durch Vermehren von Verdunstungskühle, die Erhöhung der Albedo von Oberflächen und die Entsiegelungen von Verkehrsinfrastrukturflächen bzw. die Anlage versickerungsfähiger Flächen mit dezentraler Abwasserreiningung sowie die Anpflanzungen von klimawandel­ resistenten und die Biodiversität fördernden Gehölzen.

Primärbergbau

Urban Mining

2. Prospektionsaufwand 3. Explorationsgrad

Städtebau

4. Wertstoffgehalt

5. Transportentfernung

6. Nachfrageorientierung

7. Aufbereitungsaufwand

8. Umweltauswirkungen

9. gesellschaftliche Akzeptanz

vorteilhaft

ausgeglichen

A 1.1

10

Architekturkreisläufe – Urban-Mining-Design

A 1.2 Nachnutzung von Brachflächen und Bestandsbauten

Bei Baubeständen ist zuerst die Möglichkeit der Revitalisierung im Sinne eines Re-Use zu prüfen. Der Kernsanierung – also der Weiter­ nutzung des Tragwerks nach Rückbau der Ausbaumaterialien – kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Denn in den tragenden Bauteilen steckt in der Regel die größte Masse des Bauwerks.

Ein Hemmnis hinsichtlich einer Bestandsweiternutzung ist häufig die nur noch unzureichende technische und energetische Leistungsfähigkeit des Altgebäudes. Die sogenannten Hausim-Haus-Konzepte bieten hier eine Lösung – vor allem für große Bestandshallen (Abb. A 1.2).

Kontaminierungen von Gebäuden dienen oft als Argument zum Abbruch des Altbestands.

Fakt ist jedoch, dass Schadstoffe grundsätzlich immer zuerst aus dem Bestand entfernt und separat entsorgt werden müssen, bevor der Abbruch beginnen kann – Gleiches gilt im Fall des Re-Use. Bei der Entsorgung von Schadstoffen handelt es sich also um Sowieso-Kosten, die keineswegs eine alleinige Entscheidungsgrundlage für oder gegen den Abriss liefern.

Wird eine Revitalisierung nicht oder nur in Teilen umgesetzt, bedeutet dies, dass für den verbleibenden Bestand eine stoffliche Nachnutzung vorauszusetzen ist. Die Potenziale liegen hier im On-site-Recycling von Gebäuderestmassen und von Bodenmassen und in einer intelligenten Geländemodellierung.

So wird Abfall vermieden, natürliche Rohstoffvorkommen werden geschont und Mobilitäts­ immissionen verhindert (siehe »Ökoeffizientes Bauen mit Ressourcen vor Ort«, S. 36ff. und Abb. A 1.3) Im Fall von Bodenkontaminierung, vor allem bei ehemals industriell genutzten Brachflächen, lohnt es sich, bei großen Geländeflächen zu prüfen, ob das Baurecht eine Bodensanierung im Untergrund in situ ermöglichen kann oder eine Bodensanierung ex situ/on-site infrage kommt: Im besten Fall wird dadurch die Wiederverwendung als kulturfähige Erde oder aber eine schadlose Deponierung erreicht.

Im Freien bietet sich sogenanntes Landfarming auf zerkleinertem Abbruch- und Bodenmaterial in großflächigen Flachbeeten an.

A 1.3

Gebäudekubatur Die Größe und Form unserer Häuser – auch das unterirdisches Bauvolumen – beeinflussen in erheblichem Maße unseren RessourcenFootprint.

Bauform

Eine kompakte Bauform sorgt für ein gutes Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis (A / VVerhältnis). Über die minimierte Außenhülle und durch Vermeidung von Wärmebrücken, die z. B. an auskragenden Bauteilen entstehen können, wird Energie gespart. Der Material­ aufwand wird verringert bei gleichzeitiger Vereinfachung von Anschlussdetails, sodass sich Reparatur- und Wartungsaufwand reduzieren.

Im Entwurf für Neubauten, aber auch zur Steigerung der Attraktivität von Bestandsbauten ermöglichen Pufferräume die Er­weiterung von Wohnraum in den Übergangsjahreszeiten.

Wintergärten, einfach verglaste Loggien und Atrien bieten Aufenthalts­qualität, auch unbeheizt. Sie schützen den Nutzer vor Lärmimmissionen und Teile der Fassade vor der Witterung.

Dabei werden die Gebäudeanordnungen mittels Sonnenstudien auf den Eintrag passiver solarer Energiegewinne optimiert.

Terrain

Im Sinne der Untouched-World-Idee ist auf neu erschlossenen Flächen auf eine Unterkellerung zu verzichten. Das schützt Bodenorganismen, die wichtige Bestandteile des Ökosystems sind – im Durchschnitt dauert die Bildung von 1 cm Boden mindestens 100 Jahre (Abb. A 1.4) [1].

Bodenschonende Gründungskonstruktionen werden im Kapitel »Lösbare Verbindungen und Konstruktionen« (S. 42ff.) und im »Detailkatalog« (S. 135ff.) vorgestellt.

Im Wohnungsbau stellt neues Konsumverhalten (Stichwort Sharing Economy) Kellergeschosse mit mindergenutzten Stauräumen grundsätzlich infrage. Ebenso verhält es sich mit der Sinn­ fälligkeit von Tiefgaragen, sobald die Anbindung an öffentliche Verkehrsmittel gesichert ist und am Standort Shared Mobility-Angebote platziert werden. Nur hochwertige Hauptnutzflächen, etwa in Hangsituationen, rechtfertigen den Aufwand.

A 1.1 Vorteile von Urban Mining in allen drei Säulen der Nachhaltigkeit – Vergleich von Primärbergbau mit Urban Mining (nach Urban Mining – Ressourcenschonung im Anthropozän. Hrsg. Umweltbundesamt. 07/2017) A 1.2 Haus-im-Haus-Konzept zum Bestandserhalt von großen, ungedämmten Hallen, Hörsaal- und Laborgebäude (»Halle 14a«), Technische Fachhochschule Wildau (DE) 2007, Anderhalten Architekten A 1.3 Industriebrachen – Weiternutzung oder Recycling on-site!

A 1.4 Untouched ground – Gründungsdetail. Experimentalhaus Muuratsalo (FI) 1953, Alvar Aalto Suffizienz und Rebound-Effekte

Mit dem Ausreichenden auskommen, Suffizienz zu üben, ist die direkteste Art der Ressourcenschonung und Abfallvermeidung. Allein unser Wohnflächenverbrauch weist in eine andere Richtung: Im Jahr 2000 betrug die durchschnitt­ liche Wohnfläche pro Einwohner knapp 40 m2, 2016 waren es schon über 46 m2, ein Zuwachs von rund 16 % [2]. Die Prognose für 2050 liegt bei 51 m2. [3] Die flexibelste und effizienteste Bauweise bleibt wirkungslos, wenn die Tendenz zu erhöhtem Flächenverbrauch pro Person anhält. Dieser Rebound-Effekt vernichtet jeden Effizienz­erfolg im Bereich Ressourcenschutz.

Auf der programmatischen, planerischen Ebene bedeutet Suffizienz also das Minimieren von Flächen für Einzelpersonen bei gleichzei­ tigem Vorhalten von Gemeinschaftsflächen (Shared Space). Dazu sind intelligente Lösungen zur Mehrfachnutzung von Flächen und zur Vermeidung temporärer Leerstände im Tagesverlauf anzustreben.

Politisch betrachtet, wünscht man sich Maßnahmen gegen Gewerbeflächenleerstand, gegen mangelnde Wohnflächennachfrage (in strukturschwachen Gebieten) und gegen ungenutzte Luxuswohnflächen, die lediglich der Geldanlage dienen (in den Metropolen).

Für Neubauten könnte die Festschreibung eines Mindestmaßes an ­Nutzer/m2-Grundstück als Planungsinstrument für die erforderliche städtische Verdichtung hilfreich sein.

A 1.4

11

Abbruch- und Rückbaukosten [€]

65 000

Entsorgungskosten hoch Personalkosten hoch

60 000

Entsorgungskosten gering Personalkosten hoch

55 000

50 000 Entsorgungskosten hoch Personalkosten gering

45 000

Entsorgungskosten gering Personalkosten gering

40 000 konventioneller Abbruch

selektiver Abbruch

Rückbau/ Demontage A 2.13

Die Wirtschaftlichkeit ist dabei abhängig von: • Rückbau-/Demontagekosten - Personalaufwand (Anzahl und Qualifikation) - Geräte-/Maschineneinsatz (Art und Menge, Betriebsstoffe) - Material (Sicherungsmaßnahmen, Schutz­ ausrüstung) • Entsorgungskosten Betrachtet man das Verhältnis der Rückbauzu den Entsorgungskosten differenziert nach konventionellem Abbruch und selektivem Rück­ bau wird deutlich, dass vor allem die Ausga­ ben für Personal eine höhere Relevanz für die Gesamtkosten haben als die Ausgaben für die Entsorgung (Abb. A 2.13) [18]. Dies erklärt, warum der verwertungsorientierte, aber per­ sonalintensive, selektive Rückbau nicht durch­ gehend angewendet wird.

Die Kalkulation im Rückbau und Abbruch basiert meist auf Erfahrungswerten des Unter­ nehmers. Im Gegensatz zur Kostenermittlung im Hochbau existieren keine öffentlich verfüg­ baren Daten (z. B. dem Baukostenindex – BKI vergleichbar). Die Kostenschätzung ist mit ­relativ großen Unsicherheiten belegt, weil viele Parameter vorher nicht oder nur schwer erkenn­ bar sind (z. B. bekleidete Bauteile). Fehlende Informationen über verbaute Materialien führen­ oft zu sehr groben Schätzungen der Rückbauund Entsorgungskosten anhand des Brutto­ rauminhalts und/oder auf Basis eines durch­ schnittlich errechneten Zeitaufwands nach ­Flächengrößen.

Das Kapitel »Kostenvergleich konventionel­ ler und recyclinggerechter Konstruktionen« (S. 120ff.) stellt die End-of-Life-Kosten für ­ausgewählte Konstruktionen vor.

Entwicklung des anthropogenen Lagers Der Gebäudebestand in Deutschland wächst seit dem Zweiten Weltkrieg kontinuierlich und stellt mit geschätzten 15 Mrd. t ein enormes, durch den Menschen verursachtes, anthro­ pogenes Rohstofflager dar (Abb. A 2.14). Um das Recyclingpotenzial aus dem Gesamtge­ bäudebestand zu ermitteln, haben Wissen­ schaftler auf Basis der Bau- und Abbruchakti­ 22

vitäten im Jahr 2010 Hochrechnungen und Sensitivitätsstudien für die Massenströme der Jahre 2030 und 2050 durchgeführt. Nach dem Massenstrommodell waren die Input-Ströme für Neubau und Sanierung in 2010 mit 121 Mio. t dreimal so groß wie die rückbaubedingten Out­ put-Ströme. Aufgrund der prognostizierten Bevölkerungsentwicklung wird vermutlich ab dem Jahr 2030 eine Trendwende einsetzen.

Demnach könnten im Jahr 2050 die Massen des Rückbaus diejenigen des Neubaus und der Sanierung um das 1,5-fache übersteigen, wenn die Zunahme leer stehender Gebäude­ brachen moderat bleiben soll (Abb. A 2.15).

Zu einer der wichtigsten Kernaussagen der Studie gehört, dass der Rezyklateinsatz bei Bauprodukten im Hochbau unter optimisti­ schen Annahmen veränderter Rahmenbedin­ gungen für die Kreislaufwirtschaft – auch unter Berücksichtigung theoretischer technischer Obergrenzen – von derzeit durchschnittlich ca.

7 % auf 21 % in 2050 anwachsen könnte [19].

A 2.13 Einfluss von Entsorgungskosten und Personal­ kosten auf die Abbruch- bzw. Rückbaukosten anhand von vier Modellrechnungen für ein Wohngebäude in Massivbauweise (Baujahr 1856) mit 4200 m3 Brutto-Rauminhalt (BRI) A 2.14 Materiallager des Gebäudebestands in Deutsch­ land 2010 in Mio. t nach Materialgruppen A 2.15 Hochrechnungen zu Materialströmen des Bau­ wesens A 2.16 Entsorgungssicherheit über Deponiekapazitäten in Deutschland

unge­löst, wie sich aus dem Zementstein wieder reaktiver Zement gewinnen lässt.

Solange kein echtes Recycling von Beton und anderen mineralischen Baustoffen praktikabel ist, besteht bei diesen ressourcen- und emis­ sionsintensiven Materialien nur die Möglichkeit, die Nachhaltigkeitsprinzipien der Effizienz und Suffizienz zu verfolgen. Die Konstruktionsbei­ spiele im »Detailkatalog« (S. 135ff.) konzen­ trieren sich deshalb auf Bauweisen, die heute schon eine Recyclingfähigkeit auf hohem Qualitäts­niveau gewährleisten.

Die heutigen Abbruchtechniken sind aus wirt­ schaftlichen Gründen in erster Linie auf Schnel­ ligkeit und geringen Personaleinsatz ausgerich­ tet. Die strengeren Trennvorschriften der novel­ lierten GewAbfV und tendenziell steigende Ent­ sorgungskosten werden dazu führen, dass sich der selektive Rückbau weiter durchsetzt. Für heutige Neubauvorhaben bedeutet dies, dass eine leichte Trennbarkeit durch lösbare Verbin­ dungstechniken zukunftsweisend ist (siehe »Lösbare Verbindungen und Kon­struktionen«, S. 42ff.).

Fazit und Ausblick Der Bausektor kann die in der Gesetzgebung geforderten Verwertungsquoten derzeit nur auf niedrigem Qualitätsniveau erfüllen und ist von einer echten Kreislaufwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen weit entfernt.

Angesichts knapper werdender Ressourcen, zunehmender Abbruchtätigkeiten bei gleich­ zeitig knapper werdenden Deponiekapazitä­ ten (siehe »Begrenzte Deponiekapazitäten«, S. 124 und Abb. A 2.16) sowie erhöhten An­­ forderungen an Sekundärrohstoffe im Tiefbau, besteht dringender Handlungsbedarf, ge­­ schlossene Stoffkreisläufe im Hochbau zu generieren. Dies stellt insbesondere die Her­ steller mineralischer Baustoffe vor eine große Herausforderung. In der Forschung gibt es bereits erste Ansätze. So könnte in naher Zukunft z. B. Beton mittels elektrodynamischer Fragmentierung in Gesteinskörnung und Ze­­ mentstein zerlegt werden: Mithilfe von ultra­ kurzen Hochspannungsimpulsen (Blitzen) wird unter Wasser eine Druckwelle im Beton erzeugt, die alle Bestandteile sortenrein von­ einander trennt [20]. Es bleibt jedoch vorerst

Anmerkungen: [1] Beschlussempfehlung und Bericht des Ausschus­ ses für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktor­ sicherheit (16. Ausschuss), Drucksache 18/9094, 06.07.2016 [2] Verordnung (EU) Nr. 305/2011 des europäischen Parlaments und des Rats vom 9. März 2011 zur Fest­ legung harmonisierter Bedingungen für die ­Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89/106/EWG des Rats [3] Richtlinie 2008/98/EG des europäischen Parlaments und des Rats vom 19.11.2008 über Abfälle und zur Aufhebung bestimmter Richtlinien [4] Verordnung zur Einführung einer Ersatzbaustoffver­ ordnung, zur Neufassung der Bundes-Bodenschutzund Altlastenverordnung und zur Änderung der ­Deponieverordnung und der Gewerbeabfallverord­ nung – Referentenentwurf des Bundesministeriums für ­Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, 06.02.2017

Rückbau, Verwertung und Entsorgung im Bauwesen

334 39 296 159 10

‡ Beton ‡ Ziegel ‡ Kalksandstein ‡ Porenbeton ‡ sonstige Mineralik (inkl. Bodenbelägen) ‡ Gipskarton, Gipswandbauplatten ‡ sonstige Gipsprodukte ‡ Bau- /Konstruktionsholz ‡ sonstiges Holz (inkl. Bodenbelägen) ‡ Flachglas ‡ mineralische Dämmstoffe ‡ Kunststoffdämmstoffe ‡ Kunststofffenster /-türen ‡ sonstige Kunststoffe (inkl. Belägen, Leitungen) ‡ Metalle (inkl. Leitungen) ‡ sonstige Materialien (inkl. Leitungen, Belägen)

30 83 68 119

62

Beton Ziegel Kalksand Porenbet sonstige Gipskarto sonstige Bau-/Kon sonstiges Flachglas mineralis Kunststof Kunststof sonstige Metalle (i sonstige

898

6389 3485

15 256 Mio t.

1232 1874

179

A 2.14 [5] Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und ­Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaf­ tung von Abfällen (Kreislaufwirtschaftsgesetz – KrWG), 24.02.2012 [6] Verordnung über das Europäische Abfallverzeich­ nis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV), 10.12.2001, zuletzt geändert durch Art. 2 der Ver­ ordnung vom 22.12.2016 [7] Verordnung über die Bewirtschaftung von gewerb­ lichen Siedlungsabfällen und von bestimmten Bauund Abbruchabfällen (Gewerbeabfallverordnung – GewAbfV), 18.04.2017 [8] wie Anm. 4 [9] Mitteilung der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) 20 – Anforderungen an die stoffliche Ver­ wertung von mineralischen Reststoffen /Abfällen – Technische Regeln. Teil I: Allgemeiner Teil.

06.11.2003 [10] DIN 18 007:2000-05 Abbrucharbeiten – Begriffe, Verfahren, Anwendungsbereiche. Mai 2000 [11] DIN 18 459:2016-09 VOB Vergabe- und Vertrags­ ordnung für Bauleistungen – Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistun­ gen (ATV) – Abbruch- und Rückbauarbeiten [12] Statistisches Bundesamt, Abfallbilanz 2014. Wies­ baden 2016 [13] eigene Berechnung nach: Mineralische Bauabfälle.

Monitoring 2014. Bericht zum Aufkommen und zum Verbleib mineralischer Bauabfälle im Jahr 2014.

Hrsg. von der Initiative Kreislaufwirtschaft Bau, c/o Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden e. V. Berlin 2017 [14] eigene Darstellung nach: Ökobilanzen rezyklierter Gesteinskörnung für Beton. Forschungsbericht der Holcim (Schweiz) AG in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bau und Umwelt (IBU) und der Hoch­ schule Rapperswil (HSR). Zürich 2010 [15] Dt. Abbruchverband e. V. (Hrsg.), Abbrucharbei­ ten, 3. Auflage. Köln 2015 [16] ebd.

[17] wie Anm. 10 [18] Müller, Annette – Einfluss von Entsorgungs- und ­Personalkosten auf die Abbruch- bzw. Rückbau­ kosten, Datenbasis: Schultmann, Frank [19] Deilmann, Clemens u. a.: Materialströme im Hoch­ bau. Zukunft Bauen – Forschung für die Praxis, Bd. 6, Hrsg vom Bundesinstitut für Bau-, Stadtund Raumforschung (BBSR). Berlin 2017 [20] Thome, Volker, Fraunhofer IBP, URL: https:// www.ibp.fraunhofer.de/de/Presse_und_Medien / ­Forschung_im_Fokus/Archiv/Blitz_im_Buero.html.

Stand 29.07.2017

Mineralisches

Sonstiges

Output 2010 Input 2010 Output 2030 Input 2030 Output 2050 Input 2050 -150

-100

-50

Output

0

Input

50

100

150

Materialströme [Mio. t] A 2.15

Deponiebedarf gedeckt je dunkler die Einfärbung, desto größer der regionale Deponiebedarf, um die zehnjährige Entsorgungssicherheit nachzuweisen

A 2.16

23

Teil B Konstruktion und Material

1 Lösbare Verbindungen und Konstruktionen Gründung: Fundamente, Keller Tragwerk Außenbekleidungen: Wand, Steildach Außenbeläge: Flachdach, Dachterrasse Innenwandkonstruktionen Innenwandbekleidungen Fußbodenkonstruktionen Fenster und Außentüren, Pfosten-Riegel-Konstruktionen

42 46 48 49 50 52 52 53 56

2 Recyclingpotenziale von Baustoffen Ressourcenschonung und Abfallvermeidung Materialbeispielsammlung: Grundlagen und Bewertung Gründung und Tragwerk Außenwand, Steildach: Oberflächen außen Flachdach: Oberflächen außen Wand, Decke, Dach: Bauplatten außen / innen Wand, Decke: Oberflächen innen Fußbodenunterkonstruktionen Boden, Decke: Oberflächen Dämmungen Abdichtungen und Trennlagen Öffnungen und Verglasungen

3 Einstoffliche Bauweisen Biotischer Baustoff: Holz Mineralische Baustoffe: Lehm, Ziegel, Porenbeton, Dämmbeton Fazit und Ausblick

58 58 64 65 72 79 80 83 84 84 86 92 95 102 102 104 106

4 Sind Kreislaufpotenziale messbar? Eine Analyse am Beispiel von Fassadenund Dachbekleidungen Kreislaufpotenziale als neue Parameter der Architektur Kriterien zur Bewertung des Kreislauf­potenzials Fassaden Dachbekleidungen Fazit

108 108 108 108 110 111

5 Bewertung der Kreislaufpotenziale Der utilitaristische Nutzen des Recyclings Kreislaufpotenziale von Konstruktionen oder Bauteilen Definitionen Bewertungsparameter und Berechnungsmethode Ausblick

114 114 115 115 115 117

6 Herausforderungen bei der bauphysikalischen Konzeption rückbauund recyclinggerechter Konstruktionen

118

7 Kostenvergleich konventioneller und recyclinggerechter Konstruktionen Ermittlung der Projektkosten Konstruktionsbeispiele im Vergleich Kostenvergleich 1 bis 3

120 120 124 128

Wattenmeerzentrum, Ribe (DK) 2017, Dorte Mandrup

41

Lösbare Verbindungen und Konstruktionen Petra Riegler-Floors, Annette Hillebrandt

Voraussetzung für ein hochwertiges Recycling ist in der Regel eine sortenreine Trennung der Baustoffe. Dazu müssen sowohl die Bau­ teile als auch die einzelnen Materialien lösbar gefügt sein. Konstruktionen mit lösbaren Ver­ bindungen bieten im Laufe der Lebensdauer eines Gebäudes verschiedene Vorteile: • Errichtungsphase: Hier lässt sich eine lös­ bare Verbindung zeitlich und wirtschaftlich oft effektiver herstellen, z. B. durch eine schnellere und witterungsunabhängige Mon­ tage oder den Entfall von Trocknungszeiten.

• Nutzungsphase: Notwendige Instandsetzun­ gen wie der Austausch von einzelnen beschä­ digten Elementen oder von Bauteilschichten geringerer Lebensdauer sowie Modernisie­ rungen aus gestalterischen Gründen (z. B. bei Nutzerwechseln) können einfacher und kos­ tengünstiger umgesetzt werden.

• Rückbau: Beim Abbruch des gesamten Gebäu­des oder einzelner Bauteile wird durch sortenreine Trennung ein Verbleib der Roh­ stoffe im Stoffkreislauf ermöglicht. Mit der Verwertung dieser Rohstoffe lassen sich wirt­ schaftliche Gewinne erzielen, während das Entsorgen von Bauabfällen Kosten erzeugt.

B 1.1 physikalische Wirkprinzipien a Formschluss b Kraftschluss B 1.2 Die Strategie der Funktionstrennung als Vorraus­ setzung für einen sortenreinen Rückbau im ­Vergleich verschiedener Wandaufbauten (nach Valentin Brenner, Sebastian El Khouli u. a.)

BG = Baugruppe; BT = Bauteil; M = Material B 1.3 traditionelles Prinzip der Wasserableitung: Fugen­ überdeckung durch Überschuppung bei einer Ziegeldeckung (»Mönch und Nonne«) B 1.4 Das Prinzip der Überschuppung kommt auch bei einer Reetdachdeckung zum Einsatz, hier mit lösbar gefügter Unterkonstruktion.

B 1.5 lösbare Verbindungen als Konstruktionsprinzip für das zerlegbare Haus, Maison démontable 1944, Jean Prouvé

42

Das Kapitel zeigt eine Beispielsamm­lung ausge­ wählter lösbarer Verbindungen und Kon­struk­ tionen in der Anwendung. Die Systematik lehnt sich dabei an die Ordnung nach Bauteilen der DIN 278 an – auch das folgende Kapitel »Recy­ clingpotenziale von Baustoffen« (S. 58ff.) baut darauf auf. Im Fokus stehen Alternativen zu übli­ cherweise nur schwer lösbaren Verbundkon­ struktionen, aber auch einige nicht allgemein bekannte, einstoffliche Verbindungssysteme, die nicht in allen Fällen lösbar sind, aber auf­ grund ihrer Monomaterialität kein Hindernis für ein sortenreines Recycling darstellen (z. B. im Holzbau, Abb. B 1.16, S. 48). Systeme, die stan­ dardmäßig lösbar ausgeführt werden (z. B. im Stahlbau) werden nur der Vollständigkeit hal­ ber genannt. Wenn nicht anders beschrie­ben, erfolgt der Rückbau der gezeigten Verbindungs­ systeme in umgekehrter Reihenfolge zur Mon­ tage. Der Recy­clingweg der einzelnen Materia­ lien der Verbindungslösungen findet sich eben­ falls unter »Recyclingpotenziale von Baustof­ fen« (S. 58ff.).

Neben Neuentwicklungen sind auch einige ­traditionelle lösbare Verbindungstechniken auf­ geführt, die noch heute Bestand haben. Viele Jahrtausende alte baukonstruktive Strategien machen auch hinsichtlich der Lösbarkeit Sinn – vor allem im Feuchteschutz: hier minimieren das Prinzip der Fugenüberdeckung (Abb. B 1.3) und Dachüberstände die Feuchtigkeitsbelas­ tung von Verbindungsstellen und vereinfachen so den Einsatz lösbarer Konstruktionen. Wasser­ dichte Verbindungen ließen sich bereits vor dem Zeitalter des Verklebens durch Klemmen oder das Ausnutzen von Anpressdruck realisieren.

Die hohen und vielfältigen Anforderungen beant­ wortet der Markt derzeit einerseits mit einer Vielzahl von komplexen Verbundbaustoffen.

Andererseits wurde in den letzten Jahren aber auch ein breites Spektrum interessanter lös­ barer Konstruktionen entwickelt, das allerdings meist nicht mit Blick auf die Trennbarkeit und das anschließende Recycling konzipiert wurde, sondern etwa aus ökonomischen Gründen (z. B. kürzere, witterungs­unabhängige Mon­tage­zei­ ten), aus Flexibilitätsansprüchen oder aufgrund von erhöhten Sicher­heitsan­forde­rungen (z. B. überprüfbare Dicht­heit einer Kellerabdichtung vor der Verfüllung).

Ein großer Teil der beschriebenen Lösungen verfügt über eine bauaufsichtliche Zulassung.

Einige Systeme unterliegen jedoch weder einer EN-, noch einer DIN-Vorschrift und sind damit nicht genormte bzw. geregelte Produkte. Vor Einbau eines nicht genormten Produkts ist grundsätzlich der Bauherr über diesen Sach­ verhalt zu informieren. Hinsichtlich Lösbarkeit und sortenreiner Trennung erweist sich eine Strategie der Funktion­s­trennung der einzelnen Schichten als sinnvoll (Abb. B 1.2). Eine Kon­ struktion im Dachaufbau aus einer Unterspann­ bahn und einer unbehandelten Dämmung ist z. B. empfehlenswerter als die Verwendung eines feuch­teunem­pfindlichen Dämmstoffs, der sich aufgrund der verwendeten Harzbeschich­ tung nicht mehr hochwertig recyceln lässt.

Verbindungsarten

Verbindungen einzelner Funktionsschichten und Baustoffe lassen sich nach verschiedenen Aspekten einteilen. Üblich ist die Unterteilung nach dem physikalischen Wirkprinzip (Abb. B 1.1):

Lösbare Verbindungen und Konstruktionen

Normalkraft Normalkraft

behinderte Bewegung behinderte Bewegung verhinderte Bewegung

Hafttreibkraft

verhinderte Bewegung

Hafttreibkraft

a

b

• Formschluss: Ineinandergreifen der Form von mindestens zwei Verbindungspartnern, z. B. Nieten, Klettverschluss, Stehfalz-Verbindun­ gen, lose Auflage (in einer Begrenzungs­ konstruktion), Stopfen, Schütten, Drehriegel (Fenstergriff) • Kraft- bzw. Reibschluss: Verbindung durch Einwirkung einer Normalkraft und daraus resultierender Haftreibung, z. B. Schrauben, Nageln, Bolzen, Stiften, Klemmen, Keilen, lose Auflage (durch Gewicht) • Stoffschluss: Zusammenhalt der Verbindungs­ partner durch atomare oder molekulare Kräfte, z. B. Kleben, Schweißen, Löten, Adhäsion

zahl von Nägeln aus der Nagelpistole jedoch nur mit erheblichem Aufwand oder gar nicht.

Bewertung der Lösbarkeit

Einige Systeme zur Bewertung der Kreislauf­ fähigkeit von Konstruktionen beziehen die Lös­ barkeit von Verbindungen in ihre Betrachtungen ein, dabei liegt der Fokus auf unterschiedlichen Aspekten: Untersuchungen am Lehrstuhl Bau­ konstruktion Entwurf Materialkunde an der Ber­ gischen Universität Wuppertal etwa betrachten die Wirtschaftlichkeit des selektiven Rückbaus als Kombination aus Arbeitsaufwand und Wert der zurückzugewinnenden Mate­rialien. Dabei wird der Aufwand zur sortenreinen Trennung in Form der physikalischen Größe Arbeit auf einer fünfstufigen Skala von »sehr geringer Aufwand« bis »sehr hoher Aufwand« eingeordnet (siehe »Faktor Arbeit«, S. 116) [1]. Das am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart entwickelte System hin­ gegen bewertet den Grad der Schädigung des Fügeteils beim Rückbau, auch auf einer fünf­ stufigen Skala, von »ohne Schädigung lösbar« bis »nur mit Schädigung oder Zerstörung lös­ bar«. Dabei wird die Bewer­tung der Fügung als »Fügematrix« in sogenannten Recycling­ graphen in die Methode zur Analyse der Rezy­ klierbarkeit von Baukon­struk­tionen eingebun­ den (siehe »Fazit und Ausblick«, S. 30f. mit Abb. A 3.14, S. 31) [2].

Bei Stoffschlussverbindungen handelt es sich in der Regel um unlösbare Verbindungen, bei Kraft- und Formschlussverbindungen (das ­Nieten ausgenommen) im Wesentlichen um lös­ bare. Teilweise ist eine eindeutige Einordnung in »lösbar« oder »unlösbar« aber nicht möglich.

Die Lösbarkeit einer Verbindung kann auch von Faktoren wie etwa dem Witterungseinfluss (Feuchteeintrag, Frost und thermische Längen­ änderungen), der Materialität der zu verbinden­ den Bauteile oder der Anzahl der Hilfsfügeteile abhängig sein. So ist z. B. eine Verbindung zwischen zwei unbewitterten Holzlatten durch einen einzelnen Nagel relativ einfach mit einem Stemmeisen lösbar, eine Verbindung zweier Traghölzer mittels Nagelplatte und einer Viel­ Wärmedämmverbundsystem

B 1.1

Fassadenpaneel

Vorhangfassade Keramik

Tragstruktur Tragstruktur

Dämmung Dämmung

Finish Finish

Tragstruktur Tragstruktur

Dämmung Dämmung

Finish Finish

Tragstruktur Tragstruktur

Tragstruktur

Dämmung

Finish

Tragstruktur

Dämmung

Finish

Tragstruktur

BG BG

BG BG BG

M

BG BG

BG

BG

BT BT

BT BT

BT BT

BT BT

BT BT

BT

BT

BT

BT

BT

BG

M M

BG BG

M M M

M M M

M M M

M M M

M M M

M M M

Dämmung Dämmung

Finish Finish

Dämmung

Finish

BG BG

BG BG

BG BT BT

B 1.3

B 1.4

BG BT BT

BT BT BT

BT BT BT

M M

M M

M M

M M

M M

M M

BT M M

BT M M

M M

M M

M M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

B 1.2

B 1.5

43

Übersicht von Fügetechniken nach DIN 8580 und DIN 8593 Zusammensetzen DIN 8593-1

Fügen, bei dem der Zusammenhalt der Fügeteile durch Schwerkraft (Reibung), Formschluss, Federkraft oder eine Kombina­ tion davon bewirkt wird.

Auflegen Aufsetzen Schichten

Fügen zusammenpassender Teile unter Nutzung der Schwerkraft, im Allgemeinen in Verbindung mit Formschluss, z. B. Dachziegel

Einlegen Einsetzen

Fügen, bei dem das eine Fügeteil in ein Formelement des anderen Fügeteils eingelegt wird, z. B. Einlegen von Dämmmatten in eine Dachkonstruktion

Ineinanderschieben

Fügen, bei dem das eine Fügeteil in das andere oder über das andere geschoben wird, z. B. Einschieben eines Verbindungsbolzens

Einhängen

Fügen, bei dem das eine Fügeteil in das andere eingehängt wird, wobei die Fügeverbindung durch eine Zugkraft ­(Federkraft, Schwerkraft) gesichert wird, z. B. Einhängen einer Zugfeder

Einrenken

Fügen durch Ineinanderschieben zweier Fügeteile, wobei die Fügeverbindung durch eine Druckkraft gesichert wird, z. B. Glühlampe in Swanfassung oder Bajonettverschluss bei Druckluftleitung

federnd Einspreizen

Fügen durch vorheriges elastisches Verformen, damit das Fügeteil nach dem Einlegen oder Aufschieben und anschließen­ dem Rückfedern durch Formschluss gehalten wird, z. B. Federring einspreizen oder Schnappverbindung

Füllen DIN 8593-2

Eine Sammelbenennung für das Einbringen von gas- oder dampfförmigen, flüssigen, breiigen oder pastenförmigen Stoffen, ferner von pulverigen oder körnigen Stoffen oder kleinen Körpern in hohle oder poröse Körper

Einfüllen

Einbringen von gas- bzw. dampfförmigem, flüssigem oder festem Stoff in hohle Körper, z. B. Schüttungen, Einblasdämmungen

An- und Einpressen DIN 8593-3

Eine Sammelbenennung für die Verfahren, bei denen beim Fügen die Fügeteile sowie etwaige Hilfsfügeteile im Wesentlichen nur elastisch verformt werden und ungewolltes Lösen durch Kraftschluss verhindert wird.

Schrauben (An-, Ein-, Ver-, Festschrauben)

Fügen durch Anpressen mittels selbsthemmenden Gewindes

Klemmen

Fügen durch Anpressen mittels Hilfsteilen (Klemmen), wobei die Fügeteile elastisch oder plastisch verformt werden, ­während die Hilfsteile starr sind, z. B. Los-Fest-Flansch

Klammern

Fügen mittels federnder Hilfsteile (Klammern), die die überwiegend starren Fügeteile aneinanderpressen

Fügen durch Presspassung

Fügen des Innenteils mit einem Außenteil, wobei zwischen beiden ein Übermaß besteht: Fügen durch Einpressen, ­Verstiften, Schrumpfen (Aufschrumpfen), Dehnen, z. B. Einschlagen eines Bolzens

Nageln Verstiften Einschlagen

Fügen durch Einschlagen oder Einpressen von Nägeln (Drahtstiften) als Hilfsteile ins volle Material. Hierbei werden mehrere Fügeteile durch Aneinanderpressen miteinander verbunden. Beim Einschlagen ist das eingeschlagene Teil selbst ein Füge­ teil, z. B. Einschlagen eines Hakens.

Verkeilen

Das Anpressen zweier Fügeteile mit Hilfe selbsthemmender keilförmiger Hilfsteile z. B. Verklotzung von Fenstern

Verspannen

kraftschlüssiges Fügen einer Nabe mit einer Welle mithilfe eines Konus oder mithilfe ringförmiger, geschlitzter Keile ­(Spannelemente), wobei die erforderliche Axialkraft über Gewinde aufgebracht wird

Umformen DIN 8593-5

Eine Sammelbenennung für die Verfahren, bei denen entweder die Fügeteile oder Hilfsfügeteile örtlich – bisweilen auch ganz – umgeformt werden. Die Umformkräfte können mechanischer, hydraulischer, elektromagnetischer oder anderer Art sein. Die Verbindung ist im Allgemeinen durch Formschluss gegen ungewolltes Lösen gesichert.

Fügen durch Umformen drahtförmiger Körper

Drahtflechten zu flächenhaften oder räumlichen Drahtgeflechten, z. B. Stahlgewebe gemeinsames Verdrehen (Verseilen, Spleißen, Knoten, Wickeln mit Draht, Drahtweben zu Drahtgeweben), z. B. Spannseile

Fügen durch Umformen bei Blech-, Rohr- und Profilteilen

Fügen durch Körnen oder Kerben, gemeinsam Ziehen (Ummanteln), Weiten, Engen, Bördeln, Falzen, Wickeln, Verlappen, z. B. Stehfalzdeckungen B 1.6

44

Lösbare Verbindungen und Konstruktionen

Ursprungsform

Ursprungsform Wärme Wärmeeinwirkung bewirkt Rückkehr zur Ursprungsform

m mechanische Belastung während der Anwendung

B 1.7 Fügetechniken

Die meisten Fügetechniken sind in DIN 8580 und DIN 8593 geregelt. Abb. B 1.6 zeigt in Anlehnung an diese Normen eine Übersicht von lösbaren Fügeverfahren wie Zusammen­ setzen, Füllen, An- und Einpressen sowie einige Arten des Umformens. Die dort geregel­ ten Fügetechniken sind im Normalfall für eine längerfristige Verbindungszeit vorgesehen.

Für häufig zu lösende und wieder zu verbin­ dende Konstruktionen bieten sich als reversible Lösungen Klettverschlüsse oder Verbindun­ gen durch Magnetkraft an. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Verbindung zwischen Bau­ stoff und Klettband bzw. Magnet ein Hindernis für die sortenreine Trennung darstellen kann, da diese naturgemäß schwer bis unlösbar aus­ geführt werden muss.

Klettverschlüsse Klettverschlüsse bestehen aus zwei Elemen­ ten, die sich lösbar ineinander verhaken: dem Flauschband mit Schlaufen und als Gegenstück dem Hakenband mit Widerhaken (Abb. B 1.8). Üblicherweise werden sie aus Kunststoffen wie PP, PE oder PA, für Spe­zialanwen­dungen auch aus nicht brennbaren Materialien wie Glasfasern oder PPTA hergestellt [3]. Seit 2009 sind Klett­ verbindungen aus gestanzten, dünnen ChromNickel-Blechen auf dem Markt (siehe S. 52f.).

Magnetverbindungen Natürliche Magneten bestehen aus dem selten vorkommenden Magnetit (Eisen(II,III)-oxid).

Heute dienen metallische Legierungen aus Eisen, Nickel und Aluminium mit Zusätzen aus Cobalt, Mangan und Kupfer oder auch kerami­ sche Werkstoffe (Barium- bzw. Strontiumhexa­ ferrit) zur Herstellung von Permanentmagneten.

Besonders starke Magneten werden im Sinter­ verfahren aus Seltenen Erden erzeugt, wie z. B. Samarium-Cobalt oder Neodym-Eisen-Bor: Ein 3,14 cm³ großer Neodym-Magnet kann bei­ spielsweise 11 kg tragen [4]. Damit vergrößert sich das Einsatzgebiet von Magneten bis hin zum Fügen von Baustoffen (z. B. Innenwand­ bekleidungen, Akustikmodule; Abb. B 1.9). Die Magnetverbindung kann in beeng­ten Einbau­ situationen, bei denen ein Einhängen von oben nicht möglich ist, Vorteile bieten.

Monomaterialsysteme Eine Sonderrolle spielen Monomaterialsysteme: Die Lösbarkeit einer Verbindung wird irrele­ vant, wenn Verbindungsmittel und zu verbin­ dende Bauteile aus dem gleichen Material bestehen, da kein Störstoff die sortenreine Trennung behindert (siehe »Einstoffliche Bau­ weisen«, S. 102ff.).

So lassen sich z. B. durch Nieten verbundene Stahlträger nur aufwendig und unter Zerstörung des Fügeteils voneinander lösen – durch die Monomaterialität können sie aber gemeinsam dem Stahlrecycling zugeführt werden. Ähnlich verhält es sich im Holzbau: Zimmermannsmä­ ßige Verbindungen ohne Fügeteile oder Verbin­ dungen mit Hartholzfügeteilen wie Dübel oder Schrauben müssen zum Recycling nicht gelöst werden (Abb. B 1.10).

B 1.8

Ausblick in die Zukunft

Zukünftig könnte die bisher hauptsächlich im Maschinenbau und in der Medizintechnik ein­ gesetzte Formgedächtnistechnik für lösbare Verbindungen eine Rolle spielen (Abb. B 1.7).

Form-Gedächtnis-Legierungen sind Materia­ lien, die sich nach einer Verformung an ihre zuvor durch einen Glühprozess eingeprägte Ursprungsform »erinnern« können. Die vollkom­ men reversible Verformung in die Ursprungs­ form wird durch Temperaturänderung bewirkt.

Bekanntester Werkstoff dafür ist eine NickelTitan-Legierung [5].

B 1.9

B 1.6 Fügetechniken in Anlehnung an DIN 8580 Fertigungsverfahren – Begriffe, Einteilung und DIN 8593 Fertigungsverfahren Fügen B 1.7 lösbare Verbindungen der Zukunft: Sogenannte Form-Gedächtnis-Legierungen können sich nach einer Verformung an ihre zuvor durch einen Glüh­ prozess eingeprägte Ursprungsform »erinnern«.

B 1.8 Klettverschluss: Für höhere Haltekräfte kann das Hakenband oder aber auch beide Elemente als sogenanntes Pilzkopfband ausgeführt werden.

B 1.9 Magnetbefestigungssystem für Wandverglasun­ gen im Nassbereich B 1.10 Lösbarkeit obsolet – Verbindungsmittel für die einstoffliche Bauweise: Holzschraube Kerbig, Gebrüder Murr, 2012 a Holzschraube b Holzdübel

a

b

B 1.10

45

einstofflich möglich einstofflich möglich mit Einschränkungen einstofflich möglich mit Einschränkungen nicht einstofflicheinstofflich möglich möglich nicht einstofflich möglich Holz

Lehm

Holz

phobierung z. B. mit schwer abbaubaren Silikonharzen ist zu vermeiden. Silikonharze sind nicht zur Deponierung zugelassen. Gelangen sie als Anhaftung auf eine Deponie, belasten die Abbauprodukte die Deponieabwässer [11].

Lehm

Fazit und Ausblick

Ziegel

Ziegel

Leichtbeton Leichtbeton

Porenbeton Porenbeton

B 3.7

106

Aktuelle Forschungsansätze und die Weiter­ entwicklung bestehender Bauweisen zeigen auf, wie sich die bautechnischen und bauphy­ sikalischen Eigenschaften einstoff­licher Kon­ struktionen weiter verbessern lassen. Sogenannte Infra­leichtbetone mit verlässlich niedrigen Wärmeleitfähigkeiten unter 0,2 W/(m K) machen einschalige Betonwände auch für Niedrigstenergiehäuser nach heutigen Standards möglich [12]. Gradientenbetone, deren Aufbau über den Bauteilquerschnitt variiert, bieten neue Möglichkeiten für gut dämmende und zugleich hoch belastbare Bauteile [13].

Die Verwendung von mineralischen Baustoffen kann oft die Erfüllung von Brand- und Schallschutzanforderungen vereinfachen, generell impliziert sie in der herkömmlichen Baupraxis aber – abgesehen von Lehm – fast immer ein Downcycling. Aufgrund der Sortenreinheit der einstofflichen Konstruk­tionen stehen den mineralischen Baustoffen häufig Wege der ­Verwendung und Verwertung vor der Deponierung offen.

Der Massivholzbau verfügt durch seine zunehmende marktwirtschaftliche Bedeutung über ein beträchtliches Potenzial zur Weiterentwicklung. Auch aufgrund seiner kurzen Montagezeit und der ökonomischen Vorteile ist davon auszugehen, dass sich seine Ausbreitung über die traditionellen Holzbauregionen hinaus weiter fortsetzen wird.

Eine dogmatische Konzentration auf das Prinzip der Einstofflichkeit erschwert es in manchen Fällen, alle bautechnischen und bauphysika­ lischen Anforderungen gleichermaßen gut zu erfüllen (Abb. B 3.8). Eine punktuelle Ergänzung des gewähl­ten Leitmaterials durch andere, das Recycling nicht behindernde Baustoffe – möglichst aus derselben Abfallfraktion – kann daher eine sinnvolle Alternative zur konsequenten Einstofflichkeit darstellen.

Anmerkungen: [1] Bednar, Thomas; Vodicka, Michael; Dreyer, Jürgen: Entwicklung im mehrgeschossigen Holzbau am Beispiel des Schallschutzes der Trenndecken. Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft (ÖPG) Fachausschuss Akustik. Graz 2000 [2] Zahlreiche Deckenaufbauten mit ihren Kennwerten finden sich in: Holzforschung Austria Österreichische Gesellschaft für Holzforschung (Hrsg.): Deckenkon­struktionen für den mehrgeschossigen Holzbau. Schall- und Brandschutz. Wien 2015 (HFA-Schriftenreihe Bd. 20) [3] Verordnung über Anforderungen an die Verwertung und Beseitigung von Altholz (Altholzverordnung – AltholzV), 03/2003, www.gesetze-im-internet.de/ altholzv. Stand 29.09.2017 www.wecobis.de/bauproduktgruppen/bauprodukteaus-holz.html. Stand 29.06.2017 [4] www.wecobis.de/bauproduktgruppen/massivbaustoffe/lehmbaustoffe.html – Lebenszyklus /Nachnutzung. Stand 29.06.2017 [5] www.wecobis.de/en/bauproduktgruppen/massivbaustoffe/ziegel.html. Stand 28.8.2017 www.wecobis.de/bauproduktgruppen/massivbaustoffe/ziegel/porosierte-ziegel.html. Stand 28.8.2017 [6] Bundesverband Porenbeton (Hrsg.): Porenbeton Bericht 19. Wärmeschutz und Energieeinsparung – EnEV 2014. Berlin 2014 [7] DIN 4109-32:2016-07 Schallschutz im Hochbau – Teil 32: Daten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) – Massivbau [8] Produktinformationen Xella Deutschland GmbH, Duisburg, 8.12.2016, www.ytong-silka.de/recycling. php. Stand 06.09.2017 [9] www.wecobis.de/bauproduktgruppen/massivbaustoffe/porenbeton.html. Stand 14.07.2017 [10] www.wecobis.de/bauproduktgruppen/massivbaustoffe/beton/frischbeton.html. Stand 06.09.2017 www.wecobis.de/bauproduktgruppen/daemmstoffe/aus-mineralischen-rohstoffen/schaumglas.html.

Stand 06.09.2017 www.wecobis.de/bauproduktgruppen/grundstoffegs/gesteinskoernung-gs/industriell-­hergestelltegesteinskoernungen/blaehton-gs.html.

Stand 06.09.2017 [11] www.wecobis.de/bauproduktgruppen/­ oberflaechenbehandlungen/farben-lacke-lasuren/­ siliconharzfarben.html. Stand 06.09.2017 [12] Schlaich, Mike; Lösch, Claudia; Hückler, Alex: Infra­ leichtbeton Stand 2015. In: Holschemacher, Klaus (Hrsg.): Betonbauwerke für die Zukunft. Berlin 2015, S. 93 –104 [13] Heinz, Pascal; Herrmann, Michael; Sobek, Werner: Herstellungsverfahren und Anwendungsbereiche für funktional gradierte Bauteile im Bauwesen. Abschlussbericht zu dem vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten Forschungsvorhaben. Stuttgart 2011 https://www.irbnet.de/daten/baufo/20128035526/ F_2811_Abschlussbericht.pdf

Einstoffliche Bauweisen

B 3.7 Vergleich verschiedener Bauweisen hinsichtlich ihrer möglichen Einstofflichkeit B 3.8 Wärmeleitfähigkeiten und weitere Eigenschaften ausgewählter Materialien B 3.9 U-Werte und Schalldämmmaße ausgewählter ­einstofflicher Außenwandkonstruktionen Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m K)]

spezifische Wärmespeicher­ kapazität [J/(kg K)]

Wasserdampfdiffusionswider­ standszahl μ (feucht / trocken)

Rohdichte [kg/m3]

0,12 ... 0,13 0,18 0,13 (0,08) 0,034 ... 0,063 0,13

1600 1600 1600 ≥ 1700 1700

20 /50 50 /200 > 20 /50 1/2 ... 3/5 30 /50

450 ... 500 700 450 ... 500 40 ... 250 650

0,91 ... 1,40 0,47 ... 1,40 0,17 ... 1,40

1000 1000 ≥ 1000

5 /10 5 /10

1800 ... 2200 1200 ... 2200 600 ... 1200

0,81 ... 1,4 0,50 ... 1,4 0,09 ... 0,29

1000 1000 1000

50 /100 5 /10 5 /10

1800 ... 2400 1200 ... 2400 550 ... 1000

0,39 ... 1,35 (0,17)

1000

70 /150

800 ... 2000

0,12 ... 1,2

1000

5 /15

400 ... 2000

0,08 ... 0,25

1000

5 /10

350 ... 800

Holz und Holzwerkstoffe Bauschnittholz / Nadelholz Bauschnittholz / Laubholz Brettsperrholz Holzweichfasermatten OSB-Platten Lehmbaustoffe Stampflehm Lehmsteine Leichtlehmsteine Ziegelmauerwerk einschließlich Mörtelfugen Klinker Vollziegel Leicht-Hochlochziegel (unverfüllt) Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge mit haufwerkporigem Gefüge und ­porigen Zuschlägen Porenbeton Mauerwerk aus Plansteinen

Bemessungswerte λB gemäß DIN 4108-4:2017, DIN EN ISO 10 456:2010, Lehmbau-Regeln oder Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassungen Die Werte in Klammern sind Herstellerangaben auf Grundlage ­eigener Messungen sowie Werte aus Forschungs- und Entwicklungsvorhaben.

Außenwandtyp

Holzständerwand mit 40 mm Installa­ tionsebene und vorgehängter Fassade

Massivholzwand mit Witterungsschutz

Massivholzwand mit 12 cm Holzweich­ faserdämmung und Witterungsschutz

Stamp­f­ lehmwand

B 3.8

Mauerwerkswand aus hochporo­ sierten Ziegeln, beidseitig verputzt

Leichtbetonwand

Porenbetonwand beidseitig verputzt

Wandstärke gesamt [cm]

31

43

38

45

39

60

39

Schalldämmmaß R'w [dB]

42 – 45

39

45

57

48

58

47

Wärmedurchgangs­ koeffizient U [W/m2K]

0,20

0,34

0,24

2,1

0,24

0,6

0,24

Wärmespeicher­­kapa­zität 1) [Wh/m2K]

6

8

8

20

8

12

7

Alle Werte sind ca.-Angaben auf Grundlage typischer Materialkennwerte.

1)

berechnet nach DIN EN ISO 13 786 für die Periodendauer 1 Tag

B 3.9

107

Sind Kreislaufpotenziale messbar?

Eine Analyse am Beispiel von Fassadenund Dachbekleidungen Anja Rosen

Kreislaufpotenziale als neue Parameter der Architektur Soll der enorme Ressourcenverbrauch im ­Bauwesen auf ein nachhaltiges Maß reduziert werden, ist ein Paradigmenwechsel im Bauen erforderlich. Hierfür müssen nicht nur die poli­ tischen Rahmenbedingungen geschaffen wer­ den, es ist auch notwendig, die Kreislauffähig­ keit von Bauwerken als Entwurfsparameter zu begreifen. Um die Konstruktionsprinzipien recyclinggerechten Bauens berücksichtigen zu können, sind auch neue, quantitative Bewer­ tungsmaßstäbe nötig, an denen die Res­sour­ ceneffizienz von Gebäuden und Baukonstruk­ tionen gemessen werden kann.

»Rückbau, Verwertung und Entsorgung im ­Bauwesen«, S. 16ff.). Um die Messbarkeit des Rückbauaufwands zu untersuchen, wurden in einer Versuchsreihe der Bergischen Universität Wuppertal in Ko­operation mit Aus­bildungs­ zentren und Herstellern beispielhaft verschie­ dene Fassaden- und Dachkonstruktionen erstellt und zurückgebaut. Im Hinblick auf die Demon­ tage war es wichtig, bei der Konzipierung der Konstruktionen darauf zu achten, mög­lichst ­lösbare Materialverbindungen zu verwenden, die nach dem Rückbau eine hohe Sortenreinheit gewährleisten. Diese Untersuchungen werden im Folgenden anhand von neun beispielhaften Fassaden- und Dachkon­struktionen vorgestellt.

Fassaden

Kriterien zur Bewertung des Kreislauf­ potenzials Die im Kapitel »Bewertungssysteme im Über­ blick« (S. 24ff.) vorgestellten Zertifizierungs­ systeme beziehen zum Teil die Rückbau- und Recyclingfähigkeit von Baukonstruktionen mit ein – allerdings bisher nur qualitativ. Eine Methode zur quantitativen Ermittlung der Kreis­ laufpotenziale wird im Rahmen einer Promo­ tion an der Bergischen Universität Wuppertal entwickelt [1] (siehe auch »Bewertung der Kreislaufpotenziale«, S. 114ff.). Die Systematik berücksichtigt neben materialtechnischen auch öko­nomische Aspekte und geht davon aus, dass eine Verwertung auf hohem Qualitätsni­ veau nach marktwirtschaftlichen Gesetzen nur bei entsprechender Wirtschaftlichkeit erfolgt.

Für die quantitative Berechnung sind deshalb neben den Wertstoffmassen drei Faktoren aus­ schlaggebend: das technische oder natürliche Recyclingpotenzial der Materialien, der Wert der zurückzugewinnenden Stoffe und der Auf­ wand für den selektiven Rückbau.

Im Kapitel »Recyclingpotenziale von Baustof­ fen« (S. 58ff.) werden die Recyclingpotenziale einzelner Baustoffe als Material-Cycle-Status vorgestellt. Der Wert der Materialien misst sich an den Verwertungserlösen bzw. Entsorgungs­ kosten [2]. Der Rückbauaufwand ist (neben baustellenbedingten Faktoren) großteils abhän­ gig von Personal- und Maschineneinsatz (siehe 108

Die Versuchsstände für Fassaden wurden in jeweils gleicher Kubatur und Größe bei ver­ schiedenen Herstellern und Ausbildungsbe­ trieben erstellt. Eine Ausnahme bildet die Pfos­ ten- Riegel-Fassade, für die ein Teststand des Herstellers zum Einsatz kam. Auch wenn die Fas­sa­den auf die jeweilige Tragkonstruktion abgestimmt waren, stand stets die Fassaden­ bekleidung im Fokus der Untersuchung, nicht das tragende Bauteil.

Vormauerschale an massiver Außenwand

Das Recyclingpotenzial gebrannter Mauer­ steine ist begrenzt (siehe »Mineralische Materi­ alien: Mauerwerksstoffe, Betone«, S. 69ff.). Der Baustoff zeichnet sich jedoch besonders durch Langlebigkeit und modulare Bauweise aus. In

B 4.1

Sind Kreislaufpotenziale messbar?

B 4.1 wiederverwendbar: Wasserstrichklinker an mas­ siv­er Außenwand, oben Kalkmörtel, unten Kalk­ zementmörtel B 4.2 reparaturfreundlich: VHF-Fassaden an massiver Außenwand B 4.3 homogen: WDVS aus Mineraldämmstoffplatten mit Leichtputz auf Porenbeton B 4.4 Holzbekleidung auf Außenwand in Holzständer­ bauweise

zwei Versuchsständen wurde deshalb der Fokus auf die Wiederverwendbarkeit von Zie­ gelfassaden gelegt. Der erste Versuchsstand zeigt eine Vormauerschale aus Vollklinkern, die jeweils hälftig mit hochhydraulischem Kalk­ mörtel und mit Kalkzementmörtel vermauert ist. Im zweiten Versuchsstand wurden Ziegel im Trocken­stapel­system mit Edelstahlankern an einer Unterkonstruktion befestigt (Abb. B 4.1 und Abb. B 4.9 Nr.1, 2, S. 112 sowie Abb. B 1.20, S. 50). Im Mittelpunkt der Untersuchung stand der Zeit- und Energieaufwand für die zerstö­ rungsfreie Demontage. Während die Fassade im ­Trockenstapelsystem inklusive Dämmschale schnell, mit einfachen Werkzeugen und ohne Zerstörung zurückgebaut werden konnte, überraschte die vermörtelte Vormauerschale: Obwohl der Kalkzement­mörtel gegenüber dem hochhydrau­lischen Kalk einen festeren Ver­ bund der Ziegel erwarten ließ, war es möglich, beide Ziegelverbünde – wenn auch mit hohem aber nahezu gleichem Zeit- und Energieauf­ wand – unter Einsatz eines H ­ ydraulik­meißels mit nur leichten Verlusten zu trennen, sodass in beiden Fällen Z ­ iegel mit nur sehr geringfügi­ gen Anhaftungen zurückgewonnen werden konnten. Der Grund hierfür ist in der Verwen­ dung hochwertiger W ­ asserstrich­klinker mit sehr geringer Wasseraufnahmekapazität zu sehen.

VHF-Fassaden an massiver Außenwand

Vorgehängte, hinterlüftete Fassaden lassen sich auf vielfältige Weise an der tragenden Wand befestigen. In einem Versuchsstand ­wurden zwei verschiedene Bekleidungsmate­ rialien mit unterschiedlichen Techniken auf

B 4.2

einer Aluminium-Unterkonstruktion an einer massiven Wand befestigt (Abb. B 4.2 und B 4.9 Nr. 3 – 7, S. 112f.): • Faserzementplatten mit Agraffenhalterung • Faserzementplatten sichtbar genietet • Faserzementplatten verklebt • Aluminiumblechkassetten geklemmt

habung des Herstellerwerkzeugs erforderlich, wobei sich der gemessene Zeitaufwand bei großen Flächen relativiert.

WDVS an Außenwand aus Porenbeton

Die Montagesysteme wurden auf zwei ver­ schiedene Dämmstoffe abgestimmt: Während bei Mineralwolldämmmatten die Tragschienen mittels Blechwinkeln und Konsolen an der tra­ genden Wand befestigt waren, kamen bei Schaumglasplatten verdübelte Konsolen zum Einsatz. Durch eine Befestigung der Dämm­ stoffe mit Tellerdübeln bzw. Krallenplatten konnte auf eine Verklebung der Dämmstoffe an der tragenden Wand verzichtet werden.

Im Fokus der Untersuchung stand der Aufwand für den Rückbau der Gesamtkonstruktion, also Bekleidung, Unterkonstruktion und Dämmung, wobei die Faserzementplatten aufgrund des eingeschränkten Recyclingpotenzials möglichst zerstörungsfrei demontiert werden sollten mit dem Ziel der Wiederverwendbarkeit.

Im Ergebnis waren die mit Agraffen befestigten Faserzementplatten in Kombination mit Mineral­ wolldämmung und Wandwinkeln am leichtes­ ten und schnellsten zerstörungsfrei demontier­ bar. Die verklebten Platten hingegen ließen sich zwar unter Krafteinwirkung lösen, auf den Füge­teilen verblieben jedoch schwer zu ent­ fernende Rückstände des Polyurethanklebers.

Für die Demontage der auf einer Rasterklick­ schiene eingeklemmten Aluminiumblechkas­ setten war eine gewisse Übung in der Hand­

Ein konventionelles Wärmedämmverbundsys­ tem (WDVS) besteht aus einer Vielzahl unter­ einander verbundener Schichten inhomoge­ ner Materialien, die ein Recycling unmöglich machen. In einem Versuchsstand wurde des­ halb eine hinsichtlich der Materialhomogenität optimierte Konstruktion getestet.

Bei dieser in Abb. B 4.3 und B 3.5 a (S. 105) dargestellten Konstruktion ist die tragende Außenwand aus Porenbeton mit einer Dämm­ platte aus dem gleichen Grundmaterial, jedoch mit wesentlich größerem Porenanteil bekleidet.

Der Mörtel für die Verklebung der Dämmplatten und der Außenputz bestehen ebenfalls aus dem gleichen Basismaterial. Einziger Fremd­ anteil ist ein Putzgewebe aus Glasfasern. Im Ergebnis ließ sich die Putzschicht mit dem Ge­webe durch Einschnitt und Abreißen leicht entfernen, wobei ein Teil des Putzes und das verunreinigte Gewebe verloren gingen. Tragen­ ­de Wand und Dämmung konnten gemeinsam unter sehr geringem Zeit- und vergleichsweise niedrigem Energieaufwand maschinell abge­ brochen und der Verwertung zugeführt werden.

Hinsichtlich der Kreislauffähigkeit ist zu berück­ sichtigen, dass ein Recycling sortenreiner Ab­­ bruchmaterialien zwar möglich, aber der Einsatz als Sekun­därmaterial auf einen bestimmten Anteil in der Neuproduktion beschränkt ist (Ma­­ terial-Loop-Potenzial in »Materialbeispielsamm­ lung: Grundlagen und Bewertung«, S. 64).

B 4.3

B 4.4

109

Kostenvergleich konventioneller und recyclinggerechter Konstruktionen Petra Riegler-Floors, Annette Hillebrandt

Sind kreislauffähige Konstruktionen – wie all­ gemein vermutet – grundsätzlich teurer? Um dieser Frage nachzugehen, wird im Folgenden die gesamte Lebensdauer der Konstruktion untersucht: Errichtung, notwendige Instand­ setzungen während der Nutzungsphase sowie Rückbau und Entsorgung. Üblicherweise steht bei allen Planungsbetei­ ligten in der Kostenanalyse nur die Errichtungs­ phase im Fokus, die Nutzungsphase wird, wenn überhaupt, in der Regel nur unter ener­ getischen Gesichtspunkten betrachtet. Und auch die Rückbaukosten liegen meist außer­ halb des Blickfelds. Da Ausgaben für Instand­ setzungen sowie Rückbau und Entsorgung aber dennoch anfallen, werden im Folgenden die Kosten für alle Lebensphasen der Kon­ struktion in der Gesamtbilanz berücksichtigt (Abb. B 7.1). Aufgrund der Fokussierung die­ ses Kapitels auf die Kon­struktion werden die Betriebskosten für Versorgung, Reinigung und Pflege sowie laufende Instandhaltung – im Gegensatz zu Lebenszykluskostenanalysen in den Bewertungssystemen [1] – an dieser Stelle nicht berücksichtigt. In einer am Ende dieses Kapitels dargestellten Versuchsanordnung werden konventionelle und recyclinggerechte Konstruktionen in drei Beispielen miteinander verglichen (S. 128ff.).

Ermittlung der Projektkosten Die Kosten für die Errichtung sind soweit mög­ lich dem aktuellen Baukostenindex (BKI) ent­ nommen [2]. Für einige wenige, dort nicht auf­ geführte, meist neuere oder weniger bekannte Materialien wurden die Kosten aus der Summe von Materialpreis (Listenpreis des Herstellers) und Lohnkosten zur Montage eines vergleich­ baren Materials aus dem BKI ermittelt.

Material- und Montagekosten

Grundlegend für die Errichtungskosten sind Material- und Montagekosten.

Materialkosten Recyclingfähige Materialien stehen in dem Ruf, grundsätzlich teurer zu sein als üblicherweise eingesetzte, weniger kreislauffähige Baustoffe.

120

Abb. B 7.2 vergleicht beispielhaft verschiedene Dämmstoffe hinsichtlich Errichtungs- und Rück­ bau- sowie Entsorgungskosten (siehe »Däm­ mungen«, S. 86ff.). Ein signifikanter Preisvor­ teil lässt sich bei den Einblasdämmungen aus Zellulose ausmachen. Alle Dämmungen im Matten- oder Plattenformat liegen etwa im glei­ chen Preis­segment, wobei Dämmmatten aus Jute (Wei­terverwertung gebrauchter Kaffeeund Kakao­säcke) hier die günstigste Variante darstellen, nicht etwa ein mineralölbasierter Dämmstoff. Durch den relativ hohen Lohnanteil fallen Unterschiede im Materialpreis jedoch weniger ins Gewicht.

Montagekosten Viele lösbare Verbindungstechniken wurden nicht entwickelt, um einen sortenreinen Rück­ bau zu ermöglichen, sondern um schneller und zumeist auch witterungsunabhängig montieren zu können. Daraus ergibt sich eine Einsparung von Lohnkosten, Baustellenvorhaltekosten und Vorfinanzierungskosten.

Den Vorteil von lösbaren Verbindungen ver­ anschaulicht der Vergleich zweier unterschied­ licher Verbindungsarten von Verblendmauer­ werk (Abb. B 7.4): Die Montagezeit – und damit die Lohnkosten – eines neu entwickelten Tro­ cken­stapelsystems liegt etwa ein Drittel unter der einer konventionellen Mörtelverbindung (siehe »Trockenstapelsystem für Vormauer­ schalen aus Backstein«, S. 50). Entsprechend schneller lässt sich die Vormauerschale an ihrem Lebenszyklus­ende auch wieder demon­ tieren und die Klinker gegebenenfalls zur Wie­ derverwendung verkaufen (siehe »Vormauer­ schale an massiver Außenwand«, S. 108f.).

Zudem entfällt der Aufwand des Abschlagens der alten Mörtelanhaftungen, bevor die Vor­ mauersteine wiederverwendet werden können.

Instandsetzungskosten: Lebenszyklus der Konstruk­ tion und Lebensdauern

Die den folgenden Untersuchungen zugrunde gelegten Lebensdauern stammen größtenteils aus dem BKI [3], der Tabelle »Nutzungsdauern von Bauteilen« des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) [4] und (für Gründächer) aus einem Forschungsbericht des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik [5]. Für

Kostenvergleich konventioneller und recyclinggerechter Konstruktionen

konventionelle Konstruktion

recyclinggerechte Konstruktion

Rückbau und Verwertung

™

™

Errichtung

Instandsetzung

Errichtung

™

™ Rückbau und Entsorgung

Instandsetzung B 7.1 Abbruch- und Entsorgungskosten Errichtung

Kosten [€]

einige weniger bekannte oder neue Materia­ lien, die in den vorgenannten Tabellen nicht veröffentlicht sind, beruhen die Berechnungen auf Herstellerangaben zur Lebensdauer bzw., wenn vorhanden, auf Herstellergarantien.

Als Gebäudelebenszyklus wird eine Dauer von 50 Jahren angenommen. Dies entspricht dem Zeitraum, den die Bewertungssysteme der DGNB und des BNB den meisten Nutzungs­ profilen zugrunde legen (siehe »Bewertungs­ systeme im Überblick«, S. 24ff.).

Viele Baumaterialien haben allerdings eine gerin­gere Lebensdauer als 50 Jahre, d. h. sie müssen in diesem Zeitraum einmal oder sogar mehrfach ausgetauscht werden. Sind mehrere Materialschichten unlösbar miteinander ver­ bunden, müsste man davon ausgehen, dass der gesamte Schichtenaufbau ersetzt werden muss, sobald die Lebensdauer des Materials mit der geringsten Frist erreicht ist. Dabei wer­ den die Bauteilschichten von außen Richtung Kern betrachtet, das Tragwerk bleibt in jedem Fall unberührt. Dies wurde jedoch nicht für Materialien angewendet, die man in der Reali­ tät auch nach Ablauf ihrer Lebensdauer nicht austauschen würde, vorausgesetzt sie sind vor Alterung gut geschützt (z. B. Kunststoffbahnen im Fußboden­aufbau).

Baumaterialien mit geringen Herstellungskos­ ten haben oft auch eine geringe Lebensdauer.

Rech­net man die wiederholten Instandsetzungs­ kosten gemäß ihrer Austauschhäufigkeit über den Lebenszyklus des Gebäudes hinzu, kön­ nen sie am Ende teurer sein als ein anfangs kostenintensives, jedoch langlebigeres Material (Abb. B 7.3).

120 100

77

begrenzt verfügbare Rohstoffe

nachwachsende Rohstoffe

80 60 14

40 38

40

20 43

14 49

12

49

43

14

39

20 0

14

14

14

36

12

27

15 Einblas­ Einblas­ dämmung dämmung Schilfrohr­ Kork­ Jute­ Mineral­ Holzfaser­ Hanf­ PUREPSZellulose Seegras platten platten matten matten platte wolle Platten Platten WLG 035 WLG 030 WLG 035 WLG 040 WLG 040 WLG 040 WLG 055 WLG 040 WLG 040 WLG 045

WLG = Wärmeleitgruppe Abbruch- und Entsorgungskosten (siehe Anm. 6) alle Materialien und Errichtungskosten nach BKI Teil 3 (siehe Anm. 2) sowie Herstellerangaben B 7.2 Edelstahl (VHF)

59 (VHF) Edelstahl

Aluminium-Wabenkernplatten (VHF)

45 Aluminium-Wabenkernplatten (VHF)

Holzschindeln (VHF)

42 Holzschindeln (VHF)

Klinkerriemchen (geklebt auf WDVS)

37 Klinkerriemchen (geklebt auf WDVS)

Kunstharzputzsystem (WDVS)

33 Kunstharzputzsystem (WDVS)

faserverstärkte Harzkompositplatten (VHF)

29 faserverstärkte Harzkompositplatten (VHF) 0

10

20

30

40

50 60 0 70 Lebensdauer [Jahre] B 7.3

Rückbaukosten: Abbruch und Entsorgung

Für Abbruch- und Entsorgungskosten stehen bisher keine umfassenden Datensammlungen oder Statistiken zur Verfügung. Ein Rückbau­ kostenindex analog zum BKI für Errichtungsund Sanierungskosten existiert nicht, wäre jedoch zukünftig ein wichtiges Instrument.

Die wenigen im BKI veröffentlichten Rückbau­ kosten sind zu undetailliert und unterscheiden nicht nach Verbindungstechniken. Meist dienen den Abbruchunternehmen eigene Erfahrungs­ werte als Angebotskalkulationsgrundlage und diese werden aus Wettbewerbsgründen nicht

B 7.1 Betrachtungszeitraum von Projektkosten B 7.2 Dämmstoffe zur Verwendung in der Außenwand in einer Stärke von 160 mm als Nettopreis inkl.

Montage, Mörtel- Abbruch und Dämmungen aus nach­ 0,95 h= 41,80 € wachsenden verbindung Rohstoffen sind auch in der Kosten­ betrachtung vorteilhaft.

B 7.3 Lebensdauern von Außenwandbekleidungen (außen) in Jahren nach BKI (siehe Anm. 3): Lang­ Trocken0,60 h= 26,40 € lebige Bau­stoffe ersparen die Instandsetzung. stapelsystem B 7.4 Montagezeit von Verblendmauerwerk (h/m2 und €) als gemörtelte Vormauerschale und als Tro­ ckenstapelsystem nach 0,6 BKI, siehe 0 (Lohnkosten 0,2 0,4 0,8 1,0 Anm. 2; Montagezeitangabe nach BKI und Her­ Montagezeit [h/m2 und €] stellerangabe): Ersparnis von Lohnkosten durch lösbare Verbindungen

Mörtelverbindung

0,95 h= 41,80 €

Trockenstapelsystem

0,60 h= 26,40 €

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Montagezeit [h/m2 und €] B 7.4

121

10

Die Nachnutzungspotenziale aller verbauten Materialien werden nach aktuell bester Möglichkeit entsprechend ihres Re­cyclingwegs als End-of-Life-Potenzial ausgewiesen und zwar wie folgt: Wiederverwendung Wiederverwendung Wiederverwendung / Re-Use

KommtWiederverwertung ein Produkt zum ursrünglichen Zweck erneut zum Einsatz, handelt es sich um Wiederverwendung / Re-Use. Hier ein­ Weiterverwendung geordnet werden Baustoffe, die langlebig, mo­­dular oder großformatig sind und / oder für die ein Markt existiert oder zukünftig Weiterverwertung angenommen werden kann, z. B. hochwertige Hölzer wie Eichenbalken, NatursteinWiederverwendung und Glasplatten, Klinker oder formstabile Herstellerrücknahme bzw. verrottungsfeste Schüttgüter wie Sand Wiederverwertung oder Schaumglasschotter.

Kompostierung Weiterverwendung Energetische Verwertung Weiterverwendung / Further Use Lässt sich ein altes Bauteil oder Bauprodukt Weiterverwertung Wiederverwendung zwar nochmals einsetzen, jedoch nicht für den ursprünglichen Zweck, handelt es sich Herstellerrücknahme Use. Alle um Weiterverwendung / Further Wiederverwertung Bau­­­stoffe, die zur Wiederverwendung ge­­ eignet sind, lassen sich selbstverständlich Kompostierung auch für einen anderen Zweck, möglicherWeiterverwendung Wiederverwendung weise auf geringerer Qualitätsstufe, weiterverwenden.

Energetische Verwertung Weiterverwertung Wiederverwertung Herstellerrücknahme Weiterverwendung

Verfüllung/„Landfill“ Wiederverwertung Deponie Kl. 0 Wiederverwertung / Recycling WerdenWeiterverwendung aus unter Auflösung der Deponie Kl. IAltstoffen & II Produktgestalt in einem nahezu geschlossenen Verwertungskreislauf neue AusgangsDeponie Kl. III & VI Weiterverwertung stoffe für Werkstoffe der gleichen QualitätsGefahrenstoff stufe hergestellt, handelt es sich um Wie­der­­ Wiederverwendung verwertung / Recycling. Dazu eignen sich Herstellerrücknahme also vor allem alle Closed-Loop-Materialien, Verfüllung/„Landfill“ Metalle,Wiederverwertung aber auch biotische oder mineraliDeponie Kl. 0 sche Stoffe wie z. B. Kork oder Lehm.

Kompostierung Deponie Kl. I & II Weiterverwendung Energetische Verwertung Deponie Kl. III & VI Weiterverwertung Gefahrenstoff Wiederverwendung Weiterverwertung / Downcycling Kann ein Stoff aus einem VerwertungsproHerstellerrücknahme Verfüllung/„Landfill“ Wiederverwertung zess nur unter Deponie Kl. 0 Qualitätsverlust wieder entnommen werden, so handelt es sich um Kompostierung Weiterverwertung.

Hier werden Stoffe eingeDeponie Kl. I & II Weiterverwendung ordnet wie z. B. Beton, stofflich verwertbare Hölzer wie geschützt eingebaute Hölzer und Energetische Verwertung Deponie Kl. & VI wiederverwendet Verfüllung/„Landfill“ Althölzer, dieIIIschon worWeiterverwertung Gefahrenstoff Deponie Kl. 0 den sind, sortenreine Kunststoffe, deren Nutzung und Verwertung immer mit Qualitätsverlust Herstellerrücknahme imKl. Recycling verbunden ist.

Deponie I & II Deponie Kl. III & VI Kompostierung Gefahrenstoff

Herstellerrücknahme

Kompostierung

Hier besteht die Zusage des Herstellers, Kompostierung Weiterverwertung seine Produkte / Materialien nach der Nutzung zum Zweck des Recyclings im ge­­ schlossenen Produktkreislauf zurückzunehEnergetische Verwertung Herstellerrücknahme men. Gleichzeitig werden diese Materialien aber auch alternativ einem VerwertungsKompostierung kreislauf zugeordnet.

Die Kompostierung Energetischenaturbelassener Verwertung Bau­ materialien in Kompostierungsanlagen ist heute noch nicht üblich, wird aber als zukünftige Verwertungsmöglichkeit angenommen.

Energetische Verwertung Wiederverwendung energetische Verwertung

Der energetischen Verwertung werden z. B. Wiederverwertung der Witterung ausgesetzte Hölzer, Holzwerkstoffe und biotische Dämmungen (Ende der Weiterverwendung Nutzungskaskade, sofern nicht kompostierbar) oder nichtWiederverwendung masserelevante Baustoffe (Klebebänder, Dübel, Silikon, ElastomeraufWeiterverwertung lager und weniger sortenreiner Kunststoff­ Verfüllung/„Landfill“ Wiederverwertung folien) zugeführt.

Deponie Kl. 0 Herstellerrücknahme Deponie Kl. I & II Weiterverwendung

Deponie Klasse Kompostierung I und II

Deponie Kl. III & VI deponierbar Baustoffe, die Weiterverwertung ausschließlich Gefahrenstoff sind, wurden in den hier ausgewählten KonEnergetische struktionen nicht verwendet. Verwertung Herstellerrücknahme

e

Kompostierung

136 Energetische Verwertung

Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. 0 Deponie Klasse 0 / Verfüllung Inertstoffe (z. B. gering Deponie Kl. I & IIbelastete mineralische, nicht recyclingfähige Materialien), die auf einer Deponie der Klasse 0 abgelagert Deponie Kl. III & VI werdenGefahrenstoff müssen, werden in den hier vorgeVerfüllung/„Landfill“ stellten Konstruktionen vermieden.

Deponie Kl. 0 Deponie Kl. I & II Deponie Kl. III & VI Gefahrenstoff Deponie Klasse III und IV / Gefahrstoffe Gefahrstoffe sind in den hier gezeigten ­Konstruktionen nicht enthalten.

Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. 0 Deponie Kl. I & II Deponie Kl. III & VI Gefahrenstoff Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. 0 Deponie Kl. I & II Deponie Kl. III & VI Gefahrenstoff Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. 0 Deponie Kl. I & II Deponie Kl. III & VI Gefahrenstoff

Die im Folgenden dargestellten Entwürfe und Konstruktionen wurden speziell für dieses Buch angefertigt. Abgebildet sind ausschließlich Positivbeispiele im Urban-Mining-Design: Die Konstruktionen sind rückbaubar (siehe»Lösbare Verbindungen und Konstruktionen«, S. 42ff.) und die Materialien ermöglichen eine Führung im geschlossenen Stoffkreislauf oder auch eine Kaskadennutzung von nachwachsenden Rohstoffen (siehe»Recyclingpotenziale von Baustoffen«, S. 58ff.).

In einigen Projekten finden sich darüber hinaus wiederverwertete Bauelemente oder solche aus bereits recyceltem Altmaterial (Sekundärrohstoff). Ausnahmen bilden Materialien, für die es bislang keine Closed-Loop-Alternative mit gleicher Leistungsfähigkeit für den Anwendungszweck gibt, z. B. Keller aus WU-Beton. Das Weglassen ganzer Bauteilschichten – Sichtbarlassen der Konstruktion – ist dabei grundsätzlich positiv einzustufen.

Die gezeigten Entwürfe und Konstruktionen dienen der Anregung und sind teilweise nicht vollständig in der Realität erprobt (z.B. unlackierte Fensterrahmen, Keller im Massivholzbau). Hinweise zu gesetzlichen Grundlagen wie z. B. allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen finden sich in den Beschreibungen der Kapitel»Lösbare Verbindungen und Konstruktionen« (S. 42ff.) und »Recyclingpotenziale von Baustoffen« (S. 58ff.). Die Konstruktionen sind in intensiver Abstimmung mit einem Bauphysik-Fachplaner entstanden. Generell ist davon auszugehen, dass dampfsperrende oder -dichtende Ebenen (von MDF- oder OSB-Platten, Trapezblechen oder Folien) über Stoßabdichtungen verfügen müssen. In den Kon­struktionsbeispielen werden für Bauteile, die über einen begrenzten Zeitraum Feuchtigkeit ausgesetzt sind, heimische Holzarten von hoher biologischer Dauerhaftigkeit (ohne chemischen Holzschutz) eingesetzt (siehe »Recyclingpoten­ ziale von Baustoffen«, S. 58ff). Einzelne, besondere Hinweise zu bauphysikalischen Detailausbildungen finden sich in den Zeichnungslegenden. Weitere grundsätzliche Herausforderungen und Problemstellungen werden im Kapitel »Herausforderungen bei der bauphysikalischen Konzeption rückbau- und recyclinggerechter Konstruktionen« (S. 118ff.) erläutert.

Für drei Projekte, die sich in ihrer Bauweise insbesondere hinsichtlich des Tragwerks, der Fassade, Dachaufbau und Art der Gründung unterscheiden, wurden beispielhaft die Kreislauf­ potenziale der Hauptbauelemente quantitativ ermittelt. Dies ist mithilfe eines komplexen Berechnungstools geschehen, das im Zuge einer Promotion an der Bergischen Universität Wuppertal entwickelt wurde. Erläuterungen zur Methodik finden sich im Kapitel »Bewertung der Kreislauf­ potenziale« (S. 114ff.).

Bei den beiden letzten Projekten liegt der Fokus auf der Herausforderung, (private) Nassräume kreislauffähig zu konstruieren. Dafür werden in diesen Beispielen die (bereits in den vorhergehenden Projekten gezeigten) Dach- und Sockelanschlüsse nicht gesondert betrachtet.

Konstruktionen: Annette Hillebrandt, Petra Riegler-Floors Illustrationen: Johanna-Katharina Seggewies Kreislaufpotenziale: Anja Rosen Bauphysik: Pfeil & Koch ingenieurgesellschaft GmbH & Co. KG Michael Wengert, Tobias Edelmann Mitwirkende: Studierende der Bergischen Universität Wuppertal Till Arlinghaus, Julia Blasius, Dario Gräfe, Dorothee Kaspers, Janina Meiners, Nils Nengel, Fan Ling, Nils Schäfer, Xenia Sagrebin, Charlotte Schweden, Johanna-Katharina Seggewies, Alina Weidenhaupt

137

Beispiel 01: Stahlskelettbau/ Fassade aus Edelstahlsteckpaneelen Tragwerk und Hülle als Wertanlage

Eine echte Investition: Edelstahlsteckpaneele umhüllen einen Stahlskelettbau mit Trapezblechdecken und -dach. Die hochpreisigen, langlebigen und wertvollen Materialien sind im Rückbau vollständig auf gleicher Qualitätsstufe recycelbar und somit eine Geld-zurückGarantie.

Schrägdach und Fassade besitzen das gleiche hinterlüftete System. Regenrinne und ­Fallrohre sind verdeckt montiert, sodass die Kubatur ungestört scharfkantig reduziert erscheint. Das Material und die Rasterung der Hülle stärken das disziplinierte äußere Erscheinungsbild.

Im Inneren geht es eher alternativ zu: Als Wand- und Deckenbespannung dienen alte Kaffeesäcke, die ebenfalls als Paneele lösbar befestigt sind. Die Aufdrucke auf dem Jute zeugen von deren Einsätzen rund um die Welt.

Der Gussasphaltestrich ist dunkel; durch den Schliff der Sichtoberfläche heben sich die ­hellen Zuschläge wie kleine Punkte hervor.

Wiederverwertbar und auf wertvollen Kupferrohren verlegt, ist er ein perfektes UrbanMining-Bauteil. Mit seiner Frostsicherheit und Feuchteresistenz findet er ebenso auf dem Balkon Verwendung.

Konstruktionsvollholz (KVH) und Holzwerkstoffplatten dienen wie häufig im Stahlskelettbau als Sekundärkonstruktion.

138

Beispiel 01

Ansichtsausschnitt Maßstab 1:50 Vertikalschnitt Maßstab 1:20

Materialien

Tragwerk und Gründung • Stahlskelettbau • Gefachdämmung • Sekundärkonstruktion KVH • Schraubfundamente Bekleidungen (außen) • Edelstahlsteckpaneele • Unterkonstruktion aus U-Profilen Beläge (außen) • Balkonbelag Gussasphaltestrich in ­Schwalbenschwanzstahlblech gegossen Bekleidungen (innen) • Holzrahmen mit Jutebespannung • metallische Klettverbindung Beläge (innen) • Gussasphaltestrich schwimmend • Holzfasertrittschalldämmung Dämmungen • Jutefaserdämmplatten • Holzfaserdämmplatten Türen / Fenster • Türrahmen Edelstahl • Pfosten-Riegel BSH / Edelstahlabdeckung • Dreifachverglasung • Bauwerksanschluss mit Folienanschluss­ lappen EPDM 139

a

Horizontalschnitte Maßstab 1:20 a Schnitt EG b Schnitt OG Dachaufbau (U-Wert: 0,18 W/m2K)

• Steckpaneelblech 1 mm, Edelstahl, gesteckt und verschraubt • Unterkonstruktion U-Profile 2 – 3 mm, ­Edelstahl, verschraubt • Trapezblech 35/207 mm, verzinkter Stahl, in Negativlage, verschraubt • Lattung 24/48 mm, Fichte, unbehandelt, ­hinterlüftet, verschraubt • Winddichtung 0,2 mm, High Density Polyethylen (PE-HD), diffusionsoffen, ­ sd: 0,025 m, stoß­überlappend getackert • MDF-Platte 15 mm, diffusionsoffen mit Nut und Feder, sd: 0,165 m, verschraubt • Lattung 40/60 mm, Fichte, unbehandelt, ­verschraubt • dazwischen Dämmung 60 mm, Jutefaserdämmplatte, 90 % recycelte Kakao- und Kaffeesäcke mit PLA-Stützfasern, λ: 0,038 W/mK • Tragprofil HEB 200/200/9 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Sekundärkonstruktion KVH 120/200 mm, unbehandelt, verschraubt • Gefachdämmung 200 mm, Jutefaserdämmplatte, 90 % recycelte Kakao- und Kaffee­ säcke mit PLA Stützfasern, λ: 0,038 W/mK • OSB/3-Platte 22 mm, mit formaldehydfreiem Bindemittel, verschraubt • Dampfbremse 0,2 mm, Low Density Polyethylen (PE-LD), sd: >100 m, stoßüberlappend getackert • metallische Klettverbindung 30/2,5/0,2 mm, Chrom-Nickel-Stahl, beidseitig verschraubt • textile Deckenbespannung 2 mm, Jute, 100 % Recyclingmaterial, getackert auf Lattung 30/50 mm, Fichte, unbehandelt, Befestigung über metallische Klettverbindung

• Unterkonstruktion U-Profile 2 – 3 mm, ­Edelstahl, verschraubt • Winddichtung 0,2 mm, High Density Polyethylen (PE-HD), diffusionsoffen, sd: 0,025 m, stoß­ überlappend getackert • MDF-Platte 15 mm, diffusionsoffen, mit Nut und Feder, sd: 0,165 m, verschraubt • Konstruktionsholz 60/85 mm, Fichte, unbehandelt, verschraubt • dazwischen Dämmung 85 mm, Jutefaserdämmplatte, 90 % recycelte Kakao- und Kaffeesäcke mit PLA-Stützfasern, λ: 0,038 W/mK • Tragprofil fi 200/75/8,5 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Sekundärkonstruktion KVH 120/200 mm, Fichte, unbehandelt, verschraubt • Gefachdämmung 200 mm, Jutefaserdämmplatte, 90 % recycelte Kakao- und Kaffeesäcke mit PLA-Stützfasern, λ: 0,038 W/mK • OSB/3- Platte 22 mm, mit formaldehydfreiem Bindemittel, verschraubt • Dampfbremse 0,2 mm, Low Density Polyethylen (PE-LD), sd: >100 m, stoßüberlappend getackert • metallische Klettverbindung 30/2,5/0,2 mm, Chrom-Nickel-Stahl, beidseitig verschraubt • textile Deckenbespannung 2 mm, Jute, 100 % Recyclingmaterial, getackert auf Lattung 30/50 mm, Fichte, unbehandelt, Befestigung über metallische Klettverbindung Fenster Pfosten-Riegel (U-Wert: 0,79 W/m2K)

• Pfosten-Riegel-Konstruktion außenbündig 50/160 mm, Pfosten und Riegel aus BSH mit Edelstahlabdeckleiste, Dreifachverglasung, winddichter Anschluss mit Folienanschlusslappen aus EPDM

Dachrandabschluss

Balkontür (U-Wert: 1,10 W/m2K)

• Kastenrinne 120/150 mm, Edelstahl, ­verschraubt

• Balkontür außenbündig 70 mm, Stahlrahmen Edelstahl, Blendrahmen ausgedämmt, Zweifachverglasung • winddichter Anschluss mit Folienanschlusslappen aus EPDM

Außenwandaufbau (U-Wert: 0,14 W/m2K)

• Steckpaneelblech 1 mm, Edelstahl, gesteckt und verschraubt 140

Geschossdeckenaufbau

• Gussasphaltestrich 50 mm, mit Kupferrohren als Heizestrich, geschliffen als Sichtober­ fläche, schwimmend • Trennlage 0,34 mm, Graupappe aus ­Zellulose-Recyclingfasern, lose verlegt • Trittschalldämmung 60 mm, zweilagig, ­Holzfaserdämmplatte, Lignin-gebunden, λ: 0,04 W/mK, lose verlegt • Trapezblech 48,5/250 mm, verzinkter Stahl, auf Elastomerunterlage aus Naturkautschuk punktuell verschraubt • dazwischen Masseschüttung, Sand, lose in Sicken des Trapezblechs geschüttet • Tragprofil HEB 200/200/9 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Sekundärkonstruktion KVH 120/200 mm, Fichte, unbehandelt, verschraubt • Konterlattung 30/50 mm, Fichte, unbehandelt, verschraubt • Lattung 30/50 mm, Fichte, unbehandelt, verschraubt • metallische Klettverbindung 30/2,5/0,2 mm, Chrom-Nickel-Stahl, beidseitig verschraubt • textile Deckenbespannung 2 mm, Jute, 100 % Recyclingmaterial, getackert auf Lattung 30/50 mm, Fichte, unbehandelt, Befestigung über metallische Klettverbindung Bodenaufbau Balkon

• Gussasphaltestrich 35 mm, geschliffen als Sichtoberfläche • gegossen in Schwalbenschwanzblech 16/34 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Tragprofil H 35/50 mm, verzinkter Stahl, Sonderausführung, verschraubt • Bautenschutzmatte 10 mm, Polyurethange­ bundenes Recycling-Gummigranulat, punktuell unter Tragprofil verlegt • Dachabdichtungsbahn 3 mm, auf pflanzlicher Basis, bitumen- und halogenfrei, sd: 150 m, homogene Verklebung der Stöße untereinander, lose verlegt • OSB/3- Platte 22 mm, mit formaldehydfreiem

Beispiel 01

b

Bindemittel, verschraubt • Tragprofil H 35/50 mm, verzinkter Stahl, ­verschraubt • Tragprofil HEB 120/120/9,5 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Unterkonstruktion U-Profile 2–3 mm, Edelstahl, verschraubt • Steckpaneelblech 1 mm, Edelstahl, gesteckt und verschraubt Bodenaufbau (U-Wert: 0,23 W/m2K)

• Gussasphaltestrich 50 mm, mit Kupferrohren als Heizestrich, geschliffen als Sichtober­ fläche, schwimmend • Trennlage 0,34 mm, Graupappe aus Zellulose-Recyclingfasern, lose verlegt • Dampfbremse 0,2 mm, Low Density Polyethylen (PE-LD), sd: >100 m, lose verlegt • Trittschalldämmung 60 mm, zweilagig, ­Holzfaserdämmplatte, Lignin-gebunden, λ: 0,04 W/mK, lose verlegt • Dämmung 100 mm, mehrlagig, Holzfaserdämmplatte, Lignin-gebunden, druckfest, λ: 0,04 W/mK, lose verlegt • Trapezblech 48,5/250 mm, verzinkter Stahl, Stöße wind- und dampfdicht durch geklemmtes Naturkautschukband (µ: 10 000), auf Elastomerunterlage aus Naturkautschuk punktuell verschraubt • dazwischen Masseschüttung, Sand, lose in Sicken des Trapezblechs • Tragprofil HEB 200/200/9 mm, verzinkter Stahl, verschraubt • Schraubfundament, verzinkter Stahl, ­verschraubt

Kreislaufpotenzial der Konstruktion

Wiederverwendung

Ver De

Wiederverwendung Wiederverwertung

Ver De

De De Ver Ge De De Ge De

Wiederverwertung Weiterverwendung Wiederverwendung

Materialien: Recyclingweg / End-of-Life-Potenzial

Weiterverwendung Weiterverwertung Wiederverwertung

Wiederverwendung

Wiederverwendung Sandschüttung Wiederverwendung Wiederverwertung

Wiederverwertung

Wiederverwertung Stahltragprofil, SchraubfundaWeiterverwendung ment, Trapezblech, Edelstahl Steckpaneel mit UnterkonstrukWeiterverwendung tion, Schwalbenschwanzblech, Weiterverwertung Kastenrinne Edelstahl, metal­ Weiterverwertung lische Klettverbindung, Türrahmen Edelstahl, Pfosten-Riegel, Wiederverwendung Herstellerrücknahme Edelstahlabdeckleiste, KupferWiederverwendung Herstellerrücknahme rohre, Gussasphaltestrich Wiederverwertung Kompostierung Wiederverwertung Kompostierung Weiterverwendung Energetische Verwertung

Weiterverwendung

Weiterverwendung Energetische Verwertung Weiterverwertung

Weiterverwertung

Weiterverwertung Wiederverwendung KVH Fichte, Lattung und Wiederverwendung Herstellerrücknahme Lagerholz Fichte, Pfosten-Riegel BSH, OSB/3-Platte, MDFWiederverwertung Herstellerrücknahme Wiederverwendung Platte, Fußbodenheizungsrohr Wiederverwertung Kompostierung Kupfer, Folienanschlusslappen Weiterverwendung Wiederverwertung Kompostierung EPDM, Dampfbremse Low Density Polyethylen (PE-LD), Weiterverwendung Energetische Verwertung Bautenschutzmatte Gummi­ Weiterverwertung Weiterverwendung Energetische Verwertung granulat, Flachglas Weiterverwertung

Verfüllung/„Landfill“ Herstellerrücknahme Weiterverwertung Herstellerrücknahme Weiterverwendung Deponie Kl. 0 Jutefaserdämmung, BautenVerfüllung/„Landfill“ schutzmatte Gummigranulat Deponie Kl. 0 Herstellerrücknahme Deponie Kl. I & II Kompostierung Weiterverwertung Deponie Kl. I & II Kompostierung Deponie Kl. III & VI Kompostierung Energetische Verwertung Jutefaserdämmung, Jute­ Herstellerrücknahme Gefahrenstoff Deponie Kl. III &HolzfaserdämmVI bespannung, Gefahrenstoff platte Energetische Verwertung Kompostierung

De Ge

Verfüllung/„Landfill“ energetische Verwertung Deponie Kl. 0 Verwertung Energetische Verfüllung/„Landfill“ Trennlage Graupappe, Deponie Kl. 0 Dachabdichtung pflanzliche Deponie Kl. I & II Basis, Elastomerunterlage aus Naturkautschuk, WinddichDeponie Kl. I & II Deponie Kl. Denisty III & VI Polyethylen tung High Gefahrenstoff (PE-HD)Kl. III & VI Deponie Gefahrenstoff

Verfüllung/„Landfill“ Deponie Klasse 0 / Deponie Verfüllung Kl. 0 Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. 0 Verfüllung/„Landfill“ Deponie Kl. I & II Deponie Kl. 0 Deponie Klasse I und II Deponie Kl. I & II Deponie Kl. III & VI Deponie Kl. I & II Gefahrenstoff Deponie Kl. III & VI

Gefahrenstoff Deponie DeponieKlasse Kl. IIIIII&und VI IV / Gefahrstoffe Gefahrenstoff

Weiterverwertung Herstellerrücknahme detaillierte Darstellung der Kreislaufpotenziale siehe S. 142f.

Herstellerrücknahme

Herstellerrücknahme Kompostierung Kompostierung Energetische Verwertung Kompostierung Energetische Verwertung Energetische Verwertung

141

Teil D Gebaute Beispiele

Technischer Kreislauf: Urbane Minen 01 RCR Arquitectes – Musée Soulages in Rodez (FR) 02 kadawittfeldarchitektur – Kraftwerk Lausward in Düsseldorf (DE) 03 Durisch + Nolli – Ausbildungszentrum in Gordola (CH) 04 Wandel Hoefer Lorch + Hirsch – Dokumentationszentrum in Hinzert (DE) 05­ Steven Holl Architects – The Nelson-Atkins Museum of Art in Kansas City (US) 06 Graber & Steiger – Fensterfabrik in Hagendorn (CH) Biotischer Kreislauf: Nachwachsende Rohstoffe 07 Cukrowicz Nachbaur Architekten – Gemeindezentrum in St. Gerold (AT) 08 Michael Green Architecture – Wood Innovation and Design Centre in Prince George (CA) 09 Werner Sobek – Aktivhaus-Siedlung in Winnenden (DE) 10 Proarh – Ferienhaus in Kumrovec (HR) 11 Georg Bechter Architektur + Design – Wohnhaus in Vorarlberg (AT)

190 192 194 195 196

Technisch-biotischer Kreislauf 12 architekturwerkstatt Bruno Moser – Bürogebäude in St. Johann in Tirol (AT) 13 NKBAK – Europäische Schule in Frankfurt am Main (DE) 14 Dorte Mandrup – Wattenmeerzentrum in Ribe (DK)

198 200 202

Lokale Materialien 15 Boltshauser Architekten mit Martin Rauch – Wohnhaus Rauch in Schlins (AT) 16 spaceshop Architekten – Wohnhaus in Deitingen (CH) 17 2012 Architecten – Villa Welpeloo in Enschede (NL)

204 206 208

Recycelt 18 Lendager Group – Upcycle House in Nyborg (DK) 19 David Chipperfield Architects Berlin – Erweiterungsbau Museum Folkwang in Essen (DE) 20 Alvaro Siza mit Finsterwalder Architekten – Kulturinstitut, ehemalige Raketen- station Hombroich bei Neuss (DE) 21 Amateur Architecture Studio – Historisches Museum in Ningbo (CN)

erwaltungsgebäude, Reutlingen (DE) 2002, V Allmann Sattler Wappner

180 182 184 186 187 188

210 211 212 213

Wenige gebaute Beispiele erfüllen heute schon die Anforderungen an ein Urban-Mining-gerechtes Bauen. Besonders komplexe Bauten mit großen Raumprogrammen und hohen Anforderungen (z. B. an den Brandschutz) stellen bezüglich rückbaubarer Konstruktion und recyclingfähiger Materialwahl eine Herausforderung dar.

Die hier abgebildeten realisierten Bauten wurden oftmals gar nicht unter der Prämisse eines Urban-Mining-gerechten Bauens entworfen und konstruiert, sondern ganz andere Beweggründe führten zu den vorliegenden Ergebnissen: eine bestimmte Materialästhetik, die Vorzüge einer ökologischen Bauweise im Allgemeinen, eine kurze Bauzeit, serielle Vervielfältigung oder geringe Baukosten.

Daher erfüllen sie auch manchmal nur Teile der Urban-Mining-Design-Strategie: Konzepte zur Flächenminimierung oder Umnutzbarkeit, hoher Anteil nachwachsender Rohstoffe, Fassade als Rohstofflager, Verzicht auf Bauteilschichten (Suffizienzgedanke), einwandfreie Baubiologie, Schutz des Bodens, lokale Materialbeschaffung oder Verwendung von Recyclingmaterial.

In den Legenden zu den Zeichnungen werden die lösbaren Verbindungen und recyclingfähigen Materialien näher beschrieben, die Standardbaustoffe und -verbindungen dagegen nur hinsichtlich ihrer Funktion.

179

b

a

Stahl als Oberfläche innen und außen

a b

a

Musée Soulages Rodez, FR 2014 Architekten: RCR Arquitectes, Olot

c

c c

c c

a

b

a

a

Die Materialwahl der Sichtflächen des Gebäu­ des erfolgte aus gestalterischen Gründen: Der wetterfeste Baustahl an der Außenfassade nimmt Bezug auf den in der Region typischen rötlichen Sandstein der benachbarten Kathe­ drale, während die Innenbekleidung aus Schwarzstahl mit dem Werk des ausgestellten Malers Pierre Soulages korrespondiert. Die Farbe Schwarz ist das Markenzeichen des international renommierten Vertreters der un­­ gegenständlichen Malerei – seit fast 40 Jahren malt er ausschließlich monochrome schwarze Flächen.

Neben seiner ästhetischen Qualität ist Stahl auch ein perfektes Closed-Loop-Material, da es nahezu unbegrenzt recyclingfähig ist. Die Vielfältigkeit seiner Verwendung als sichtbares Oberflächenmaterial wurde hier ausgereizt: Neben den großformatigen Platten aus wetter­ festem Baustahl als Fassadenbekleidung fin­ det man Längsstabgitter-Stege aus Stahl über ein Wasserbecken, quergestellte Stahlplatten als Abtrennung zum Park sowie außenseitig an der Pfosten-Riegel-Fassade befestigte verti­ kale Sonnenschutzlamellen aus dem gleichen Material.

Im Innenraum sind die sichtbaren Bodenbe­ läge, Wand- und Deckenbekleidungen aus Schwarzblech gefertigt, ebenso die Sitzbänke und die Sitznischen in den Fensterlaibungen sowie die frei stehenden Stellwände.

Schnitte • Grundriss Maßstab 1:500 Schnitt Fassade Ausstellungskubus Maßstab 1:20 Vertikalschnitt • Horizontalschnitt Nordfassade Sockelbau Maßstab 1:20

180

b

A

B

aa

bb

cc

a

b

c c

a

b

Technischer Kreislauf: Urbane Minen

2

3

4

9

10

1

11

d

d

4

7

8

5

12

13

8

14

B

13

13

7

6

14

A 1 Außenwandaufbau: Baustahl voroxidiert 6 mm Unterkonstruktion Edelstahl Wärmedämmung 120 mm Stahlbeton 360 mm Installationsraum 520 mm Gipskarton 2≈ 12,5 mm 2 Dachrandabschluss: Attikablech Baustahl voroxi­ diert 6 mm Fugendichtung EPDM 3 Dachaufbau: Gitter, Baustahl voroxidiert 30 ≈ 30 mm Abstandhalter höhenverstellbar 340 mm Abdichtung Wärmedämmung 180 mm Dampfsperre Stahlbeton 120 mm

dd Installationsraum 100 mm Akustikdämmung 60 mm Stahlblech beschichtet, perforiert 0,7 mm 4 Wandfries Stahlblech weiß beschichtet 5 Zwischendeckenaufbau: Deckenpaneel Tageslichtstreuung Akustik und Kunstlicht direkt / indirekt Stahlblech weiß beschichtet, perforiert Akustikdämmung 40 mm auf Rahmen Stahlprofil 160/300 mm 6 Bodenaufbau: Platten Schwarzblech 6 mm Ausgleichsschicht Beton 100 mm Stahlbeton 350 mm Wärmedämmung 100 mm

Hinterlüftung 100 mm Baustahl voroxidiert 6 mm 7 Stahlprofil Baustahl voroxidiert fi 180 mm 8 Baustahl voroxidiert 6 mm 9 Sonnenschutzlamelle voroxidiert 1012/180 mm 10 Isolierverglasung 11 Laibungsblech Baustahl voroxi­ diert, revisionierbar für den Austausch der Verglasungen 12 Oberlicht Isolierverglasung 13 Fassadenpfosten Baustahl voroxidiert, geschweißt 180/700 mm 14 Sitzbank Schwarzblech 20 mm

181

Autoren Annette Hillebrandt geboren 1963 in Essen Univ.- Prof. Dipl.-Ing. Architektin BDA 1982–89 Architekturstudium an der Technischen ­Universität Dortmund 1989-1994 angestellte Architektin seit 1994 selbständige Architektin in Köln: 1994–2001 Hillebrandt + Schulz-Architektur, Köln 2001–2010 hillebrandt-architektur, Köln seit 2010 msah m. schneider a. hillebrandt architektur, Köln 2001–2003 Professur Baukonstruktion, Entwerfen und Bauen im Bestand, FH Kaiserslautern 2003 –2013 Professur für Baukonstruktion, Münster School of Architecture seit 1992 Mitglied Architektenkammer NRW seit 1996 Jurorentätigkeit in Architekturwettbewerben seit 2001 Mitglied in verschiedenen gestaltsichernden Gremien seit 2013 Professur für Baukonstruktion, Entwurf, ­Materialkunde, Bergische Universität Wuppertal, ­Forschungsschwerpunkt Kreislaufpotenziale im ­Hochbau 2009 Initiatorin www.material-bibliothek.de 2010 Berufung in die Expertengruppe »Rückbau- und Recyclingfreundlichkeit« der DGNB 2011 Auszeichnung »Deutscher Fassadenpreis« VHF seit 2014 Mitglied der DGNB 2015 Urban Mining Award 2016 Gründungsmitglied der IRBau Initiative Ressourcenschonende Bauwirtschaft 2016 Mitinitiatorin des Urban Mining Student Award 2017 Initiatorin www.urban-mining-design.de Petra Riegler-Floors geboren 1975 in Saarbrücken Dipl.-Ing. Architektin 1994 –1995 Diplôme de Culture française, Sorbonne, Paris 1995 –1997 Biologiestudium an der RWTH Aachen 1997 – 2003 Architekturstudium an der RWTH Aachen und der ETSAB Barcelona 2004 – 2007 Mitarbeit und Projektleitung bei synn architekten, Wien 2007 – 2008 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Wohnbau und Entwerfen, Prof. Wim van den Bergh, RWTH Aachen 2007 – 2011 Mitarbeit und Projektleitung bei msah ­architektur Köln seit 2011 selbstständige Architektin in Köln seit 2013 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl Baukonstruktion, Entwurf, Materialkunde, Prof. Annette Hillebrandt, Bergische Universität Wuppertal 2003 Euregionaler Architekturpreis EAP 1. Preis 2003 Masterclass Steel, Archiprix International, Berlage Institut Rotterdam seit 2010 Mitglied der Architektenkammer NRW Anja Rosen geboren 1970 in Bielefeld M.A. Architektin 1986 – 1998 Bankausbildung, anschließend Berufstätigkeit und Elternzeit 1999 – 2009 Mitarbeit bei Hartmann-Walk Baubiologie ­ und -ökologie, Warendorf 2005 – 2012 Architekturstudium an der Münster School of Architecture 2009 – 2011 Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der ­Münster School of Architecture; Aufbau www.material-bibliothek.de 2012 – 2013 Mitarbeit bei msah architektur, Köln seit 2009 Mitarbeit in der agn Gruppe, agn Niederberghaus & Partner, Ibbenbüren seit 2013 DGNB-Auditorin und zertifizierte Sachverständige für Nachhaltiges Bauen (SHB)

214

seit 2013 Dozentin am Lehrstuhl Baukonstruktion, ­Entwurf, Materialkunde, Prof. Annette Hillebrandt, ­Bergische Universität Wuppertal seit 2010 Mitglied der DGNB seit 2014 laufende Promotion an der Bergischen Universität Wuppertal am Lehrstuhl Baukonstruktion, Entwurf, Materialkunde, Prof. Annette Hillebrandt, »Entwicklung einer Systematik zur quantitativen Bewertung der Kreislaufpotenziale von Baukonstruktionen in der Neubauplanung« seit 2016 Mitglied der Architektenkammer NRW 2009 Förderpreis der Arbeitsgemeinschaft Industriebau (AGI) 2009, 2. Preis 2010 Hochschulpreis der FH Münster 2009/10 2014 Berufung in die Expertengruppe »Rückbau- und Recyclingfreundlichkeit« der DGNB 2016 Mitinitiatorin des Urban Mining Student Award 2016 Gründungsmitglied der IRBau Initiative Ressourcenschonende Bauwirtschaft Johanna-Katharina Seggewies geboren 1988 in Münster M.A. M.Sc. 2009 – 2012 Architekturstudium an der Bergischen ­Universität Wuppertal, B.Sc. 2012 – 2014 Studium der Baukunst, Kunstakademie ­Düsseldorf, Akademiebrief in Baukunst M. A. 2014 – 2016 Architekturstudium an der Bergischen ­Universität Wuppertal, M.Sc. 2013 – 2016 Mitarbeit bei blumberg + schürg architekten – ingenieure, Wuppertal 2015 – 2016 Wissenschaftliche Hilfskraft am Lehrstuhl für Entwerfen und Gebäudekunde, Prof. Susanne Gross, Bergische Universität Wuppertal seit 2016 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl Baukonstruktion, Entwurf, Materialkunde, Prof. Annette Hillebrandt, Bergische Universität Wuppertal

Autoren der Fachbeiträge Günther Bachmann Prof. Dr.-Ing. 1974 – 1978 Studium der Landschaftsplanung 1983 – 2001 Tätigkeit im Umweltbundesamt: Verantwortlichkeit für das Bundes-Bodenschutzgesetz seit 2001 Leitung der Geschäftsstelle des Rates für ­Nachhaltige Entwicklung in Berlin Vorsitzender der Jurys des Deutschen Nachhaltigkeitspreises sowie des Next Economy Awards seit 2012 Honorarprofessur an der Leuphana Universität Lüneburg tätig in wissenschaftlichen Beiräten, Stiftungen und in internationalen Netzwerken Markus Binder geboren 1970 Prof. Dipl.-Ing. Architekt Architekturstudium an der Universität Stuttgart Bauphysikstudium an der Hochschule für Technik ­Stuttgart 1998 – 2011 projektleitender Architekt in Architekturbüros im Raum Stuttgart 2007 – 2011 Akademischer Mitarbeiter an der Hochschule für Technik Stuttgart, Studiengang Bauphysik 2009 – 2011 Lehrauftrag für Bauphysik an der Staatlichen Akademie der Bildenden Künste Stuttgart 2011 Professurvertretung für Baukonstruktion und Entwerfen, insbesondere klimagerechte Architektur, an der Hochschule für Technik Stuttgart seit 2012 Professur für integrierte Gebäudetechnik an der Hochschule für Technik Stuttgart seit 2013 Partner bei CAPE climate architecture physics energy, Esslingen / Schwäbisch Hall seit 2017 Studiendekan des Bachelor-Studiengangs Architektur und Prodekan der Fakultät Architektur und Gestaltung an der Hochschule für Technik ­Stuttgart

Manfred Helmus geboren 1959 in Leverkusen Univ.- Prof. Dr.-Ing. 1979 – 1985 Studium des Bauingenieurwesens in Dortmund und Stuttgart 1989 Promotion an der Technische Hochschule ­Darmstadt bei Prof. Dr.-Ing. G. König seit 1992 Professor für Baubetriebslehre seit 1999 Gründer und Vorsitzender des Verbandes der Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinatoren Deutschlands (V.S.G.K.) e. V. seit 2002 Leiter der AHO Fachkomission Baustellen­ verordnung seit 2003 Universitätsprofessor für Baubetriebslehre an der Bergischen Universität Wuppertal 2015 Gründung des BIM -Instituts an der Bergischen ­Universität Wuppertal (dort erforschen interdisziplinär zusammengesetzt Experten den Bereich Building Information Modeling. Sie analysieren und dokumentieren Prozesse, erarbeiten Vorschläge für eine Optimierung und setzen diese im Rahmen von Pilotprojekten um.)

Konrad-Zuse-Medaille vom Zentralverband des Deutschen Baugewerbes für herausragende Leistungen in der Informatik im Bauwesen Mitglied im Präsidium »Baukoordinatorentag« im Bundesministerium für Arbeit und Soziales Mitglied des Normenausschusses »Persönliche Schutzausrüstung«/Arbeitsgruppe »RFID bei PSA« des DIN Mitglied in der Arbeitsgruppe BIM der Reformkommission »Großbauprojekte« des Bundesbauministeriums Holger Hoffmann geboren 1974 in Gütersloh Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Architekt BDA 1993 – 1995 Maurerlehre in Wiedenbrück 1995 – 2000 Architekturstudium an der FH Münster 2000 – 2001 Mitarbeit im Architekturbüro Bolles + Wilson, Münster 2001 – 2004 Graduiertenförderung der Konrad-Adenauerstiftung 2001 – 2004 Städelschule Frankfurt, Diplom mit ­Auszeichnung 2005 Taut-Preis der Bundesarchitektenkammer 2002 – 2008 Mitarbeit im Architekturbüro UNStudio, ­Amsterdam 2007 – 2011 Professur für Digitales Konstruieren und ­Entwerfen an der Hochschule Trier 2015 – 2016 Gastprofessur an der Städelschule in ­Frankfurt am Main seit 2009 one fine day: office for architectural design, Düsseldorf seit 2011 Professor für Darstellungsmethodik und ­Entwerfen an der Bergischen Universität Wuppertal Thomas Maximilian Kasper geboren 1976 in Wien Dipl.-Ing. Mag. jur.

1994 – 2004 Studium der Kulturtechnik und Wasser­ wirtschaft an der Universität für Bodenkultur, Wien Diplomarbeit an der Griffith University, School for ­Environmental Engineering; Brisbane /Australien 2000 – 2002 Mitarbeit im Zivilingenieurbüro DI Vinzenz Trugina, Trugina & Partner GmbH, Laxenburg seit 2004 PORR Umwelttechnik GmbH, derzeit Bau­ meister, Abteilungsleiter für Verfahrensentwicklung 2008 – 2013 Studium der Rechtswissenschaften an der Johannes Kepler Universität Linz 2013 Bürogründung Kasper Ingenieurbüro für Kultur­ technik und Wasserwirtschaft seit 2014 Mitglied des Vorstandes des Österreichischen Güteschutzverbandes Recycling-Baustoffe (GSV) seit 2015 Vizepräsident der European Quality Association for Recycling (EQAR) seit 2016 Präsident des österreichischen Baustoff-Recy­ cling Verbandes (BRV) Mitglied des CEN (Comité Européen de Normalisation) Experte und Mitarbeiter im Österreichischen Normungs­ institut Träger des FCP Preises für nachhaltige Entwicklung im Ingenieurbau 2004

Holger Kesting geboren 1975 in Münster Dipl.-Ing. 1999 – 2009 Studium des Bauingenieurwesens an der Bergischen Universität Wuppertal 2009 – 2015 Mitarbeit und stellv. Geschäftsleitung ­Kullmann Bau-Unternehmen GmbH, Haan seit 2015 Kalkulator bei Kullmann Bau-Unternehmen GmbH, Haan seit 2015 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am LuF Baubetrieb und Bauwirtschaft an der Bergischen Universität Wuppertal seit 2016 Dozent an der Bergischen Universität ­Wuppertal seit 2017 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkstoffe im Bauwesen Univ.- Prof. Dr.-Ing. Steffen Anders an der Bergischen Universität Wuppertal seit 2017 Dozent an der IHK Essen Mitglied im VDI-Arbeitskreis 2552 Blatt 9 Building Information Modeling – Klassifizierungen Mitglied im Prüfungsausschuss Weiterbildung Baulei­ tungsassistent / in – Hochbau / Tiefbau der IHK Essen seit 2016 Autorentätigkeit Thomas Matthias Romm geboren 1965 in Eschweiler Dipl.-Ing. Architekt Architekturstudium an der TU Wien und TU Berlin seit 1986 studienbegleitende Architektur- und Baustellenpraxis 2000 Diplomarbeit: Recyclinggerechtes Bauen 2000 – 2003 Geschäftsbereichsleiter Bauphysik, A-NULL EDV GmbH (Energiebedarfsanalyse im BIM) 2003 – 2013 Zusammenarbeit mit Dr. Robert Korab, Büro für Städtebau (Forschung und Projektentwicklung) 2007 – 2011 Wohnbau und Wohnbauforschung als ­selbständiger Architekt seit 2011 Großprojekte Urban Mining als Bietergemeinschaft mit Dr. Ronald Mischek ZT 2013 Nominierung für Staatspreis Ingenieurconsulting seit 2015 aufrechte Ziviltechnikerbefugnis, forschen ­planen bauen ZT, Wien seit 2017 Lektor am IKA, Akademie der bildenden Künste, Wien 2015 Mitinitiator www.BauKarussell.at, Beschäftigung und Kreislaufwirtschaft 2018 Umweltpreis der Stadt Wien für BauKarussell

Michael Wengert Dipl.-Ing. 1997 – 2002 Studium des Bauingenieurwesens mit Vertiefung Bauphysik / Werkstoffe, Entwerfen und Konstruieren und Baubetriebslehre seit 2008 Mitarbeit bei Pfeil & Koch ingenieurgesellschaft seit 2012 Handlungsvollmacht seit 2016 Prokura seit 2006 Energieberater BAFA seit 2008 Mitgliedschaft in der Ingenieurkammer BadenWürttemberg seit 2010 zertifizierter Passivhausplaner Tobias Edelmann B. Eng. 2013 – 2018 Studium der Bauphysik an der HfT Stuttgart Vertiefung thermische Bauphysik und Energietechnik seit 2018 Mitarbeit bei Pfeil & Koch ingenieurgesellschaft

Projektbeteiligte Musée Soulages in Rodez (FR) Architekten: RCR Arquitectes, Olot Mitarbeit: G. Trégouët (Projektleitung) Tragwerksplaner: Passelac & Roques, Narbonne Kraftwerk Lausward in Düsseldorf (DE) Architekten: kadawittfeldarchitektur, Aachen Mitarbeit: Burkhard Floors (Projektleitung), Hagen Urban, Mathias Garanin, Jonas Kröber, ­Christoph Katzer, David ­Baros, Hanns Luh, Florian Graus, Marc ­Bennemann, ­Andreas Horsky, Vera Huhn, Astrid ­Dierkes, Julika Metz Tragwerksplaner: Bollinger + Grohmann Ingenieure, ­Frankfurt am Main Ausbildungszentrum in Gordola (CH) Architekten: Durisch + Nolli, Lugano Mitarbeit: Thomas Schlichting, Dario Locher, Birgit Schwarz Tragwerksplaner: Jürg Buchli, Haldenstein, Tecnoprogetti, Camorino Dokumentationszentrum in Hinzert (DE) Architekten: Wandel Hoefer Lorch + Hirsch, ­Saarbrücken Mitarbeit: Christine Biesel, Alexander Keuper Tragwerksplaner: Schweitzer Ingenieure, Saarbrücken The Nelson-Atkins Museum of Art in Kansas City (US) Architekten: Steven Holl Architects, New York Mitarbeit: Richard Tobias (Projektleitung), ­Martin Cox ­(Projektleitung), Gabriela Barman-Kraemer, Matthias Blass, Molly Blieden, Elsa Chryssochoides, Robert ­Edmonds, ­Simone Giostra, Annette Goderbauer, Mimi Hoang, Makram el-Kadi, Edward ­Lalonde, Li Hu, Justin Korhammer, Linda Lee, Fabian Llonch, Stephen O’Dell, Susi Sanchez, Irene Vogt, Urs Vogt, ­Christian Wassmann Architekten vor Ort: Berkebile Nelson Immenschuh ­McDowell Architects, Kansas City Tragwerksplaner: Guy Nordenson & Associates, New York Fensterfabrik in Hagendorn (CH) Architekten: Graber & Steiger, Luzern Mitarbeit: Urs Schmid (Projektleitung), Roland Stutz ­(Projektleitung), David Zimmermann Tragwerksplaner: Locher AG, Zürich Gemeindezentrum in St. Gerold (AT) Architekten: Cukrowicz Nachbaur Architekten, ­Bregenz Mitarbeit: Stefan Abbrederis (Projektleitung), ­Michael Abt, Christian Schmölz Tragwerksplaner: M+G Ingenieure, Feldkirch Wood Innovation and Design Centre in Prince George (CA) Architekten: Michael Green Architecture, Vancouver Mitarbeit: Mingyuk Chen, Carla Smith, Seng Tsoi, Kristalee Berger, Alfonso Bonilla, Jordan van Dijk, Guadalupe Font, Adrienne Gibbs, Jacqueline Green, Asher deGroot, Soo Han, Kristen Jamieson, Vuk Krcmar-Grkavac, Alexander Kobald, Sindhu Mahadevan, Maria Mora Tragwerksplaner: Equilibrium Consulting, Vancouver Aktivhaus-Siedlung in Winnenden (DE) Architekten: Werner Sobek, Stuttgart Mitarbeit: Stephanie Fiederer, Thorsten Klaus, Frank ­Peiser, Alen Masic Tragwerksplaner: Werner Sobek, Stuttgart Ferienhaus in Kumrovec (HR) Architekten: Proarh, Zagreb Mitarbeit: Davor Mateković (Projektleitung), Oskar Rajko Tragwerksplaner: Branko Galić, Zagreb

Wohnhaus in Vorarlberg (AT) Architekten: Georg Bechter Architektur + Design, ­Langenegg Mitarbeit: Anna Höss Tragwerksplaner: Eric Leitner, Schröcken Bürogebäude in St. Johann in Tirol (AT) Architekten: architekturwerkstatt Bruno Moser, Breitenbach am Inn Mitarbeit: Bruno Moser, Florian Schmid, Thomas Schiegl Tragwerksplaner: dibral, Alfred R. Brunnsteiner, Natters Europäische Schule in Frankfurt am Main (DE) Architekten: NKBAK, Frankfurt am Main Mitarbeit: Simon Bielmeier, Larissa Heller Tragwerksplaner: Bollinger + Grohmann Ingenieure, ­Frankfurt am Main merz kley partner, Dornbirn Wattenmeerzentrum in Ribe (DK) Architekten: Dorte Mandrup, Kopenhagen Mitarbeit: Kasper Pilemand (Projektleitung) Tragwerksplaner: Anders Christensen, Birkerød

Wohnhaus Rauch in Schlins (AT) Architekten: Planungsgemeinschaft Roger Boltshauser, Zürich, mit Martin Rauch, Schlins Mitarbeit: Thomas Kamm (Projektleitung), Ariane Wilson, Andreas Skambas Tragwerksplaner: Josef Tomaselli, Bludesch Wohnhaus in Deitingen (CH) Architekten: spaceshop Architekten, Biel Mitarbeit: Raphaël Oehler, Beno Aeschlimann, Stefan Hess, Reto Mosimann Tragwerkplaner Holzbau: TS Holzbauplanung, Ersigen Beratung Lehmbau: Ralph Künzler, Winterthur Villa Welpeloo in Enschede (NL) Architekten: 2012 Architecten, Rotterdam Mitarbeit: John Bosma, Frank Feder Tragwerksplaner: Nico Plukkel Bouwkundig, Haarlem Upcycle House in Nyborg (DK) Architekten: Lendager Group, Kopenhagen Mitarbeit: Anders Lendager (Projektleitung), Rune Sjöstedt Sode, Christoffer Carlsen, Jenny ­Haraldsdottir, Anna Zobe Tragwerksplaner: MOE Rådgivende Ingeniører, ­Kopen­hagen Erweiterungsbau Museum Folkwang in Essen (DE) Architekten: David Chipperfield Architects, Berlin Mitarbeit: Ulrike Eberhardt (Projektleitung), Eberhard Veit (Projektleitung), Markus Bauer, Florian Dierschedl, ­Annette Flohrschütz, Gesche Gerber, Christian Helfrich, Barbara Koller, Nicolas Kulemeyer, ­Dalia Liksaite, Marcus Mathias, Peter von Matuschka, Sebastian von Oppen, Ilona Priwitzer, Mariska Rohde, Franziska Rusch, Antonia Schlegel, Marika Schmidt, Thomas Schöpf, Gunda Schulz, Manuel Seebass, Robert Westphal Architekten Ausführung: PLAN FORWARD, Stuttgart Tragwerksplaner: Pühl und Becker, Essen Kulturinstitut, ehemalige Raketen­station Hombroich bei Neuss (DE) Architekten: Alvaro Siza, Porto, mit Finsterwalder ­Architekten, Stephanskirchen Mitarbeit: Burkhard Damm, José Diniz Santos, ­Matthias Heskamp, Heinz Kirschner, ­Steffi Zucker Tragwerksplaner: Horst Kappauf, Monheim am Rhein Historisches Museum in Ningbo (CN) Architekten: Amateur Architecture Studio, Hangzhou Wang Shu, Lu Wenyu Mitarbeiter: Song Shuhua, Jiang Weihua, Chen Lichao Tragwerksplaner: Shentu Tuanbing, Hangzhou

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Abbildungsnachweis Allen, die durch Überlassung ihrer Bildvorlagen, durch Erteilung von Reproduktionserlaubnis und durch Auskünfte am Zustandekommen des Buches mitgewirkt haben, sagen die Autoren und der Verlag aufrichtigen Dank. Sämtliche Zeichnungen in diesem Werk sind ­eigens angefertigt. Urheber der Grafiken und tabella­ rischen Darstellungen, zu denen keine andere Quelle ­angegeben ist, sind die Autoren und deren Mitarbeiter.

Fotos, zu denen kein Fotograf genannt ist, sind Archi­ tektenaufnahmen, Werkfotos oder stammen aus dem ­Archiv der Zeitschrift DETAIL. Trotz intensiven Bemühens konnten wir einige Urheber der Abbildungen nicht ermitteln, die Urheberrechte sind jedoch gewahrt. Wir bitten in diesen Fällen um entsprechende Nachricht. Die Zahlen beziehen sich auf die ­Abbildungsnummern.

Teil A A TEAMhillebrandt Architekturkreisläufe – Urban-Mining-Design A 1.2 Werner Huthmacher A 1.3 Nils Schäfer A 1.4 Holger Hoffmann A 1.5 Götz Wrage A 1.6 Cornelis Gollhardt A 1.7 Volkswagen AG A 1.8 TEAMhillebrandt Rückbau, Verwertung und Entsorgung im Bauwesen A 2.1 Ebenen des Abfallrechts in Deutschland mit Relevanz für Rückbau und Recycling im Bauwesen, Darstellung Anja Rosen A 2.2 Anja Rosen nach Abfallverzeichnis, Anlage zur Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV), 2001 A 2.3 Darstellung nach Richtlinie 2008/98/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 19. November 2008 über Abfälle und zur Aufhebung bestimmter Richtlinien Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen ­Bewirtschaftung von Abfällen (Kreislaufwirtschaftsgesetz – KrWG), 2012 A 2.4 Anja Rosen, Quelle: Statistisches Bundesamt, Abfallbilanz 2014 (Abfallaufkommen /-verbleib, Abfallkennzahlen, Abfallaufkommen nach Wirtschaftszweigen). Wiesbaden 2016 A 2.5 Anja Rosen, Quelle: Statistisches ­Bundesamt, Abfallentsorgung, Fachserie 19 Reihe 1 – 2014, veröffentlicht Wiesbaden 2016 A 2.6 Anja Rosen, Quelle: Initiative Kreislaufwirtschaft Bau, Hrsg. Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden e. V., Bericht zum Aufkommen und zum Verbleib minera­lischer Bau­ abfälle im Jahr 2014. Berlin 2017 A 2.7 nach Stoll, Michael: Recycling von minera­ lischen Abfällen – Aktueller Stand und Ausblick aus Sicht der Wirtschaft. In: ThoméKozmiensky, Karl J. (Hrsg.): Mineralische ­Nebenprodukte und Abfälle. Nietwerder 2014 A 2.8 Anja Rosen nach Institut für Bau und Umwelt, Hochschule Rapperswil, in Zusammenarbeit mit Holcim (Schweiz) AG, Ökobilan­zen rezyklierter Gesteinskörnung für Beton. Zürich 2010 A 2.9 Anja Rosen in Anlehnung an Dt. Abbruchverband e. V. (Hrsg.): Abbrucharbeiten. Köln 2015 – Darstellung nach LAGA M 20 A 2.10, 2.11 Anja Rosen A 2.12 Anja Rosen in Anlehnung an Anhang A DIN 18 007:2000-05 Abbrucharbeiten, ­Begriffe, Verfahren, Anwendungsbereiche

220

A 2.13 Müller, Annette: Einfluss von Entsorgungsund Personalkosten auf die Abbruch- bzw.

Rückbaukosten, Datenbasis: Schultmann, Frank: Kreislaufführung von Baustoffen – Stoffflussbasiertes Projektmanagement für die operative Demontage- und Recyclingplanung von Gebäuden. Berlin 1998 A 2.14, 2.15 Anja Rosen nach: Deilmann u. a.: Material ströme im Hochbau, Forschung für die Praxis, Band 06, Hrsg: Bundesinstitut für Bau-, Stadtund Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) Bonn, 2017 A 2.16 Anja Rosen nach: Haeming, Hartmut, Interessengemeinschaft Deutsche Deponiebetreiber (InwesD): Entsorgungssicherheit über Deponiekapazitäten in Deutschland, Stand 01/2018 Bewertungssysteme im Überblick A 3.1 Anja Rosen A 3.2 Anja Rosen, Datenquellen: BNB, DGNB, BREEAM, LEED A 3.3 Anja Rosen nach Bundesministerium für ­Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB), Büro- und Verwaltungsgebäude – Neubau, Version 2015, https://www.bnbnachhaltigesbauen.de/fileadmin/steckbriefe/ verwaltungsgebaeude/neubau/v_2015/BNB_ BN2015_414.pdf, Stand 29.12.2016 A 3.4 Anja Rosen nach Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) e. V. (Hrsg.): DGNB System, Kriterienkatalog Gebäude Neubau, Version 2018, Kriterium TEC1.6 Rückbau- und Recyclingfreundlichkeit A 3.5, 3.6 eigene Darstellung nach BRE Global Ltd. (Hrsg.): BREEAM International New Construction 2016. Non-domestic buildings. Technical Manual, SD233 1.0 A 3.7, 3.8 Anja Rosen nach U.S. Green Building Council (Hrsg.): LEED v4 for Building Design and Construction (BD+C), URL: http://www. usgbc.org/resources/leed-v4-buildingdesignand-construction-current-version, Stand 04/2016, Download vom 12.11.2016 A 3.9 Darstellung nach McDonough Braungart ­Design Chemistry LLC: Cradle to Cradle CertifiedTM Product Standard, Version 3.1, 2016 A 3.10 Blauer Engel, RAL gGmbH Natureplus e. V. PEFC Deutschland e.V. Forest Stewardship Council (FSC) A 3.11 © 2009 EPEA GmbH A 3.12 KÖLBL KRUSE A 3.13, 3.14 Dirk Schwede und Elke Störl BIM zur Optimierung von Stoffkreisläufen im Bauwesen A 4.1, 4.2 Holger Kesting Elastischer Standard – Urban Mining und Computa­ tional Design A 5.1 Roland Borgmann A 5.2 Tobias Nolte A 5.3 Kunlin Ji Ökoeffizientes Bauen mit Ressourcen vor Ort A 6.1 Wien 3420 aspern Development AG A 6.2 Romm / Mischek ZT A 6.3 Karoline Mayer A 6.5 Romm / Mischek ZT A 6.6 Wien 3420 aspern Development AG

Teil B B

© Adam Mørk/VADEHAVSCENTRET

Lösbare Verbindungen und Konstruktionen B 1.1 Petra Riegler-Floors B 1.2 nach Brenner, Valentin: Recyclinggerechtes Konstruieren. Diplomarbeit am ILEK Stuttgart 2010, S. 54 und El Khouli, Sebastian; John, Viola: Nachhaltig Konstruieren. München 2014, S. 67 B 1.3 TEAMhillebrandt B 1.4 Dorte Mandrup B 1.5 Galerie Patrick Seguin B 1.6 Petra Riegler-Floors, Darstellung in Anlehnung an DIN 8593 B 1.7 in Anlehnung an FG-Innovation GmbH, Technologiezentrum Ruhr: Formgedächtnistechnik – eine kurze Einführung. Bochum B 1.8 Graupner / SJ GmbH B 1.9 Maurice Spohn, TEAMhillebrandt B 1.10 Hans Murr Häuser in Holz GmbH B 1.11 BTW-Mietservice (Martin Groß) B 1.12 Krinner GmbH Schweiz B 1.13 a GEOCELL B 1.13 b FOAMGLAS® B 1.14 Misapor B 1.15 ABG Abdichtungen Boden- und Gewässerschutz GmbH B 1.16 /ganz oben © Erwin Thoma Holz GmbH B 1.16 /2. v. oben Esterbauer Holzbau GmbH B 1.16 /3. u. 6. v. oben inholz GmbH B 1.16 /4., 8., 9. v. oben holzius GmbH B 1.16 /5. v. oben naturi-haus.at / Zainzinger GmbH

Säge- und Hobelwerk B 1.16 /7. v. oben Holzbau Willibald Longin GmbH B 1.17 Warth, Otto: Die Konstruktionen in Holz. ­Leipzig 1900, Abb. 71, 84, 90 – 92 B 1.18 Maurice Spohn, TEAMhillebrandt B 1.19 Linea Cladding Systems – Franken-Schotter GmbH & Co. KG B 1.20 Daas Baksteen B 1.21 Easyklett – Kebulin-Gesellschaft, Kettler GmbH & Co. KG B 1.22 DachTechnikBriel GmbH B 1.23, 1.24 Petra Riegler-Floors B 1.25 Petra Riegler-Floors, Darstellung in Anlehnung nach DIN 18 195-9 B 1.26 Maars Deutschland GmbH B 1.27 Hölzel Stanz- und Feinwerktechnik GmbH + Co. KG B 1.28 a Maurice Spohn, TEAMhillebrandt B 1.28 b, c Joh. Sprinz GmbH & Co. KG B 1.29 Forbo Flooring GmbH B 1.30 Dry Tile, trison GmbH B 1.31 Petra Riegler-Floors, verschiedene Vorlagen B 1.32 Tarkett B 1.33 Fermacell GmbH B 1.34 CREATON AG B 1.35 thermisto GmbH B 1.36 Janßen-HeizungsSysteme B 1.37 LITHOTHERM Deutschland GmbH B 1.38 Frank Kaltenbach B 1.39 Maurice Spohn, TEAMhillebrandt B 1.40 Stabalux GmbH B 1.41 © Petschenig /Uniglas Recyclingpotenziale von Baustoffen B 2.1 Annette Hillebrandt B 2.2 Hillebrandt mit Düllmann-Lüffe in Anlehnung an die Cradle-to-Cradle-Strategie von ­Braungart/ Mc Donough B 2.3, 2.4 a Annette Hillebrandt B 2.4b Hillebrandt / Seggewies B 2.5 in Anlehnung an AltholzV B 2.6 TEAMhillebrandt B 2.7 in Anlehnung an DIN 68 800-1 und DIN EN 335 B 2.8 Technische Universität München B 2.9 in Anlehnung an DIN 68 800-1 und DIN EN 350-2 B 2.10 in Anlehnung an DIN EN 350-2016, Tab. B.1

B 2.11 Christoph Schuhknecht (Bauforum Stahl) B 2.12 Sonnenerde GmbH B 2.13 b Daniela Haussmann B 2.14 Hillebrandt / Seggewies B 2.15 – 2.17 TEAMhillebrandt B 2.18 Thermory AG, Estland/Brahl Fotografi B 2.19 TEAMhillebrandt B 2.20 Christian Richters B 2.21 Claudius Pfeifer, Berlin B 2.22 Eva Schönbrunner B 2.23 © Omid Khodapanahi B 2.24 TEAMhillebrandt B 2.25 Hillebrandt / Seggewies B 2.27 istraw – straw based building materials B 2.28 Susanne Reichherzer / Thermo Natur Agaton Lehmtrockenbau B 2.29 Hillebrandt / Seggewies B 2.30 TEAMhillebrandt B 2.31 m.schneider a.hillebrandt architektur B 2.32 Quiel, Wieland-Werke AG Ulm B 2.33, 2.34 Hillebrandt/Seggewies B 2.35 DESSO c/o Tarkett Holding GmbH B 2.36 Baufritz Holz, Erkheim /Allgäu, Deutschland B 2.37 in Anlehnung an DIN 4108-10 B 2.38 tdx / Thermo Natur B 2.39 NeptuTherm e. K. Forschung und Entwicklung Karlsruhe B 2.40 ZIRO – Die Welt der Böden Lothar Zipse e.Kfm. B 2.41 Isolena Naturfaservliese GmbH B 2.42 Hillebrandt / Seggewies B 2.43 Villgrater Natur Produkte B 2.44 Maurice Spohn, TEAMhillebrandt B 2.45 CARLISLE® Construction Materials Europe B 2.46 Hillebrandt / Seggewies B 2.47 TEAMhillebrandt B 2.48 Hanffaser Uckermann B 2.49 Schüco International KG B 2.50 TEAMhillebrandt B 2.51 Hillebrandt / Seggewies B 2.52 in Anlehnung an Prof. Dr.-Ing. habil. Anette Müller, Bauhaus-Universität Weimar, Professur Aufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung, Vorlesung D / Kapitel 9: Glas Einstoffliche Bauweisen B 3.1 a Spindler GmbH B 3.1 b Tord-Rikard Söderström B 3.2 Markus Binder B 3.3 a Wienerberger GmbH B 3.3 b Jakob Schoof B 3.4 ZRS Architekten B 3.5 a Anja Rosen B 3.5 b Johan Dehlin B 3.6 a MBA/S Matthias Bauer Associates B 3.6 b Roland Halbe B 3.7 Petra Riegler-Floors, Markus Binder B 3.8, 3.9 Markus Binder Sind Kreislaufpotenziale messbar?

B 4.1, 4.2 Anja Rosen B 4.3 Xenia Sagrebin B 4.5 Till Arlinghaus B 4.4 Anja Rosen B 4.6, 4.7 Nils Nengel B 4.8 – 4.10 Anja Rosen Bewertung der Kreislaufpotenziale B 5.1 in Anlehnung an DIN EN 15 978 B 5.2 – 5.8 Anja Rosen Kostenvergleich konventioneller und recyclinggerechter Konstruktionen B 7.1 Petra Riegler-Floors B 7.2 Petra Riegler-Floors nach BKI – Baukosten 2016 Neubau Teil 3: Statistische Kostenkennwerte für Positionen, Paul Kamrath Inge­nieur­ rückbau GmbH und Herstellerangaben

B 7.3 Petra Riegler-Floors nach BKI – Baukosten 2016 Neubau Teil 2: Statistische Kostenkennwerte für Elemente, Kapitel: Lebensdauern von Bauteilen und Bauelementen B 7.4 Petra Riegler-Floors nach BKI – Baukosten 2016 Neubau Teil 3 B 7.5 Petra Riegler-Floors nach Statistisches Bundesamt Wiesbaden (Hrsg.): Erzeugerpreis­ indizes gewerblicher Produkte (Inlandsabsatz) nach dem Güterverzeichnis für Produktionsstatistiken, 2009 B 7.6 Petra Riegler-Floors nach Backstein-Kontor, Köln-Ehrenfeld, Angebot vom 03.05.2017 B 7.7 Petra Riegler-Floors nach verschiedenen Quellen B 7.8 Petra Riegler-Floors nach CUTEC-Studie: ­Prüfung und Aktualisierung von Rohstoff­ parametern. Hrsg. vom Clausthaler UmweltInstitut. Clausthal-Zellerfeld 2016 B 7.9 nach Paul Kamrath Ingenieurrückbau GmbH und nach Angabe von Recyclingpark Harz GmbH, Gesellschaft für Recycling und Entsorgung, Nordharz, Stand 10.02.2017 B 7.10 Petra Riegler-Floors nach Prognos AG /Thörner, Thorsten; INFA GmbH / Hams, Sigrid: Bedarfs­ analyse für DK I-Deponien in Nordrhein-Westfalen. Zusammenfassung der Ergebnisse.

Studie im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NordrheinWestfalen. Berlin / Düsseldorf /Ahlen 2013 B 7.11 Petra Riegler-Floors nach BKI – Baukosten 2016 Neubau Teil 3; Nutzungsdauern von Bauteilen zur Lebenszyklusanalyse nach BNB und Paul Kamrath Ingenieurrückbau GmbH B 7.12 – 7.26 Petra Riegler-Floors, Annette Hillebrandt

S. 201 Mitte RADON Photography / Norman Radon S. 201 unten NKBAK S. 202, 203 oben Adam Mørk S. 203 unten Dorte Mandrup S. 204 oben, unten Beat Bühler S. 204 Mitte Reinold Amann S. 205 Beat Bühler S. 206 Stephan Weber S. 207 spaceshop Architekten S. 208 Allard van der Hoek S. 210 Jesper Ray S. 211 oben Christian Richters S. 211 unten links Ute Zscharnt for David

Chipperfield Architects S. 211 unten Mitte Christian Schittich S. 211 unten rechts Christian Richters S. 212

FG+SG S. 213 oben Iwan Baan S. 213 unten links Amateur Architecture Studio S. 213 unten rechts Iwan Baan

Teil C C

Beat Bühler

Detailkatalog S. 142, 143 S. 156, 157 S. 170, 171

Anja Rosen Anja Rosen Anja Rosen

Teil D D

Florian Holzherr

Projektbeispiele S. 180 S. 181 S. 182 oben S. 182 unten, 183 S. 184 oben S. 184, 185 S. 186 S. 187 oben

S. 187 unten S. 188, 189 S. 190 S. 191 S. 192 S. 193 S. 194 S. 195 oben S. 195 unten S. 196 S. 197 S. 198 S. 199

S. 200 S. 201 oben

Pep Sau Hisao Suzuki Stadtwerke Düsseldorf AG Jens Kirchner David Willen Tonatiuh Ambrosetti Norbert Miguletz Courtesy of Andy Ryan / The Nelson-Atkins Museum of Art Roland Halbe Dominique Marc Wehrli Hanspeter Schiess Cukrowicz Nachbaur Architekten Ed White Photographics ©2015 Michael Green Architecture Zooey Braun Miljenko Bernfest Proarh Adolf Bereuter Georg Bechter Christian Flatscher EGGER Holzwerkstoffe / Christian Vorhofer thomasmaywerarchive.de Kaufmann Bausysteme

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Autoren und Verlag danken den folgenden Unternehmen und Institutionen für die Förderung der Publikation:

Weiterbildung Wissenschaft Wuppertal gGmbH

Schüco International KG Karolinenstraße 1–15, D 33609 Bielefeld www.schueco.com Kontakt: Rolf Brunkhorst Telefon: +49 (0)521 7839213 E-Mail: rbrunkhorst@schueco.com

PORR Umwelttechnik GmbH Absberggasse 47, A 1100 Wien www.put.at Kontakt: Dipl.-Ing. Mag. Thomas Kasper Telefon: +43 (0)664 626 -1556 E-Mail: thomas.kasper@porr.at