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Dirk Schwede*, Elke Störl
Methode zur Analyse der Rezyklierbarkeit von Baukonstruktionen Diese Veröffentlichung stellt eine Methode zur Analyse der Rezyklierbarkeit von Baukonstruktionen vor. Sie zielt darauf ab, die Kreislauffähigkeit von Bauwerken am Anfang zu entwickeln und für das Ende des Lebenszyklus’ zu sichern. Bauteilaufbauten werden mit Recyclinggraphen beschrieben, deren Komponenten zum einen die Materialelemente und zum anderen deren Verbindungen (die Fügungen) repräsentieren. Materialien werden hinsichtlich der Rezyklierbarkeit, der Möglichkeit der Verbrennung und der Ablagerung eingeordnet. Die Fügungen werden nach ihrer Lösbarkeit sowie der Verwertungsverträglichkeit der Materialpaarungen bewertet. Die Konstruktionen werden in Fügematrizen überführt und die Bewertungsaspekte individuell und integriert ausgewertet. Sie werden hinsichtlich ihrer Rezyklierbarkeit (Modularität und Verwertungskompatibilität) eingeordnet. Zur möglichen Erweiterung der Methode werden weitere Bewertungsaspekte diskutiert. Die Methode wurde in einem Modellierungswerkzeug implementiert und wird hier anhand von vier praxisrelevanten Außenwandaufbauten demonstriert und beschrieben.
Method for the analysis of the recyclability of building structures This publication introduces a method to analyse the ability of structures to be recycled. It has the objective to develop the recyclability of structures at the beginning and to secure this ability till the end of the life cycle. Structural compositions are described by recycling graphs. The components represent on the one hand material elements and on the other hand the connections between them. Materials are classified in terms of their recyclability, their ability to be incinerated and the harmfulness of their deposition. The connections are evaluated regarding their ability to be disassembled and the compatibility of the materials connected. The structures are translated into connection matrixes and the aspects of the evaluation are assessed individually and in combination. They are classified regarding their ability to be recycled (modularity and compatibility of materials). Further evaluation aspects are discussed for the potential extension of the method. The method has been implemented in a prototype of a modelling environment and is demonstrated and described for the analysis of four wall structures relevant to praxis.
Keywords Konstruktion; Rezyklierbarkeit; Recyclinggraph; Fügematrix; Bewertungsmethode
Keywords structure; recyclability; recycling graph; connection matrix; evaluation method
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qualitativ einbezogen. Im Produktdesign hingegen sind heute Methoden zur Entwicklung von rezyklierbaren Produkten etabliert [1, 2], auch da durch höhere Stückzahlen und die Produktionsbedingungen die Entwicklung der Rezyklierbarkeit eher möglich ist. M hat die Fertigungs- und die Fügeverfahren vom Produktdesign auf die Baukonstruktion übertragen [3]. Durch die zunehmende Vorfertigung und die vermehrte Anwendung von digitalen Planungsmethoden wird heute auch im Bauwesen die Entwicklung der Rezyklierbarkeit zunehmend relevant und ermöglicht.
Einführung
Die Strategien zum recyclinggerechten Entwerfen und Konstruieren sind seit langem bekannt. Auch ist die Notwendigkeit der Wiederverwendung von Ressourcen zunehmend im Bewusstsein der Bauschaffenden verankert. Die Ressourceneffizienz von Bauwerken wird in der Zukunft, ähnlich wie das energieeffiziente Bauen in der Vergangenheit, als notwendige Qualität von Gebäudeentwürfen etabliert. Es fehlt jedoch heute noch eine praxistaugliche Methode, die Ingenieure und Architekten befähigt, diese Ansprüche in baubare Entwürfe zu übertragen. Zwar existieren bereits Methoden zur Bewertung der Rezyklierbarkeit von Baukonstruktionen, jedoch beschränken sich diese oft auf die Zusammenfassung der Einzelbewertungen der verbauten Materialien. Die Fügetechniken und Fügeprinzipien werden darin, wenn überhaupt, nur *) Corresponding author: dirk.schwede@ilek.uni-stuttgart.de Submitted for review: 21 March 2016 Revised: 28 May 2016 Accepted for publication: 06 July 2016
Im Bauwesen sind heute Datenbanken für die ökologische Bewertung von Materialien im Lebenszyklus vorhanden [4, 5]. Oft sind darin nur Daten für die Herstellungsphase, in einigen Fällen aber auch zu alternativen Verwertungswegen am Ende des Lebenszyklus (Recycling/kein Recycling) verfügbar. Obwohl die Auswahl das Ergebnis maßgeblich bestimmt, fehlt heute eine Richtlinie, die besagt, welcher spätere Verwertungsweg in der Lebenszyklusbetrachtung angenommen werden darf. Da dieser von den baukonstruktiven Qualitäten abhängt (Materialwahl und Fügetechnik), muss eine Analyse der
© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. Bautechnik 94 (2017), Heft 1
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DOI: 10.1002 / bate.201600025