nt 02 | 2025 Im Kreis gedacht - Wege zur zirkulären Wirtschaft
Kreislauffähig bauen? Theorie und Praxis
Anna Fulterer, Simon Kindelbacher, Lutz Dorsch
Jeder, der schon mal ein Gebäude saniert hat, weiß: Es kann einfach gehen oder auch nicht. Und das ist zumeist auch davon abhängig, wie leicht sich Gebäudekomponenten trennen lassen. Beispielsweise lässt sich schwimmend verlegtes Holzparkett einfach herausnehmen. Sind hingegen die Stäbe geklebt, geht das nicht zerstörungsfrei. Im Fachjargon spricht man von „lösbaren Verbindungen“ und „Rückbaufähigkeit“ wenn sich Bauteile einfach und zerstörungsfrei voneinander lösen lassen. Sowohl im Holz-, als auch im Stahl- und Betonbau kann man gut und schlecht lösbare Verbindungen unterscheiden.
Lösbare Verbindungen erleichtern Rückbau und Sanierung
Lösbare Verbindungen erleichtern nicht nur Reparatur und Sanierung, sondern auch die Wiederverwendung von Bauprodukten und deren sortenreine Trennung - Voraussetzung für Recycling. Rückbaufähigkeit ist damit eine wichtige Grundlage für Kreislaufwirtschaft auf Gebäudeebene. Damit ein (Teil-)Rückbau zerstörungsfrei gelingt, muss schon bei der Planung mitbedacht werden, wie sich das Gebäude oder Teile davon auseinandernehmen lassen, und was am Nutzungsende mit dem Gebäude und seinen Teilen passieren soll. Eine Planung, die Rückbaufähigkeit verfolgt, wird „Design for Disassembly“ (DfD) und „Design for Adaptation“ (DfA) genannt.
Was passiert derzeit mit aus dem Spendergebäude entnommenen Materialien und Produkten? Einiges landet auf Deponien oder wird thermisch verwertet. Im besten Fall entstehen durch Recycling neue Produkte, wie beispielsweise Recyclingbeton oder Holzspanplatten. Wobei angemerkt werden muss, dass die zerstörungsfreie Entnahme derzeit noch die Ausnahme von der Regel darstellt. Zukünftig soll aber auch die Wiederverwendung ganzer Bauprodukte in einem neuen Gebäude möglich werden. Das Team des EU-Forschungsprojekts ReCreate arbeitet in Deutschland an der Wiederverwendung von Betonelementen aus Plattenbauten (https://recreate-project.eu/project-pilots/germany/). Im Infrastrukturbau gibt es schon viel Erfahrung mit der Wiederverwendung von Stahlträgern. Im Gebäudebereich ist das Angebot von Re-Use Bauteilen durch Produkthersteller jedoch noch gering. Ausnahmen sind unter anderem das ReParkett der Firma Weitzer und sogenannte „Loop Bauprodukte“ bei Systemen für den Innenausbau.
Bei der Verwendung von Recyclingmaterialien bzw. Reststoffen aus anderen Produktionszweigen hat sich hingegen in den letzten Jahren viel getan. Hersteller von Gipskartonplatten nehmen beispielsweise eigene Produkte zurück und lassen sie wieder in die Produktion einfließen. Das reduziert die Abhängigkeit von Rohstoffen und verbessert die ökologischen Kennwerte der Produkte. Obwohl viele Produkthersteller sich bemühen, Kreisläufe zu schließen, lag laut erstem Fortschrittsbericht zur österreichischen Kreislaufwirtschafts-Strategie (2024) die Zirkularitätsrate für Abfälle 2022 bei nur 13,8 Prozent.
In Zukunft wird der Wert eines Gebäudes im Sinne der Kreislaufwirtschaft aber stärker als bisher davon abhängen, ob sich die enthaltenen Materialen und Produkte einfach ersetzen, entsorgen und wiederverwenden lassen.
Herausforderungen in Bezug auf kreislauffähige Verbindungstechniken
Neben den verwendeten Materialien und Produkten geht es bei Kreislaufwirtschaft um Verbindungstechniken. Bei der Analyse verschiedener Gebäude hinsichtlich Rückbaufähigkeit, fällt folgendes auf:
- ältere Gebäude enthalten oft rückbaufähige Komponenten. Holzverbindungen zum Stecken, wasserlösliche oder schwach anhaftende Mörtel für Ziegel und gelegte Dachziegel erleichtern die Wiederverwendung.
- moderne Konstruktionen sind meist nicht sortenrein rückbaufähig. Bodenbeläge, aber auch Dämmstoffe für Fassaden und Dachfolien werden oft vollflächig mit Mauerwerk oder Untergrund verklebt, während Bodenbeläge und Dachfolien früher oft nur aufgelegt wurden. Bei Blechdächern findet man Nieten anstelle von Schrauben und moderne Mörtel lassen sich oft nicht von Ziegeln entfernen.
Aber wenn moderne Verbindungstechniken schlecht lösbar sind, warum werden sie dann eingesetzt? Häufig genannte Vorteile sind eine schnelle Verarbeitung, auch durch wenig geübte Personen. Beispielsweise geht das Einkleben von Fenstern mit Schäumen („Einschäumen“) schnell und verzeiht Unebenheiten, während traditionelle Techniken viel Geschick und Erfahrung erfordern. Schließlich stehen verschiedene Produkte und Verbindungstechniken in Konkurrenz miteinander, unter Kostendruck beim Bau „gewinnt“ oft eine kurzfristig möglichst kostengünstige Bauweise. Außerdem sind schwer lösbare Verbindungen weniger anfällig für Sabotage. Dazu kommt, dass die meisten Produkthersteller noch auf das Geschäftsmodell fokussiert sind, in dem es vor allem darum geht, möglichst viele neue Produkte zu verkaufen.
Dass moderne Gebäude weniger geeignet für den Rückbau sind, liegt nicht nur an den geringen Kosten von modernen Verbindungstechniken. Auch Normen und Gesetze haben zunehmend mehr Sicherheit und Energieeffizienz gefordert, während Rückbaufähigkeit lange Zeit nicht berücksichtigt wurde.
Design-Richtlinien für die Kreislaufbauwirtschaft
Der Niederländer John Habraken entwickelte 1961 das Prinzip des Open Building. Er wollte erreichen, dass Bürogebäude einfacher modernisierbar sind und länger genutzt werden. Dazu beschreibt er die notwendige Trennung des Gebäudes in Funktionsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen, Lebensdauern und Austausch-/Wartungszyklen. Diese Trennung soll die Flexibilität und Adaptionsfähigkeit von Gebäuden erhöht. Habraken unterschied vor allem feste Trag- und flexible Füllstrukturen. Indem die Tragstruktur von der Innenraum- und Fassadengestaltung getrennt wird, ist eine umfassende Adaption durch die Nutzer*innen möglich (OpenBuilding.co, 2021). Dazu vergleicht er Gebäude mit einem Bücherregal: „The support represent the most permanent parts of the building, like the structure and can be seen as a bookcase. The infill represents the adaptable part of the building, or in other words the books“.1
1995 veröffentlichte Stewart Brand seine Theorie der Shearing Layers (im Deutschen: Schichten) von Gebäuden (Tabelle 1). Hierbei unterteilt Stewart ein Gebäude in Schichten unterschiedlicher Funktionen und üblicher Lebens-, beziehungsweise Nutzungsdauern. Stewart unterscheidet insgesamt sechs Schichten. Werden diese Funktionsschichten durch einzeln demontierbare Komponenten bedient, kann eine effiziente Erneuerung von Schichten am Ende ihrer Lebensdauer erfolgen.
- Jedes Gebäude befindet sich an einem geografischen Standort (site), dessen Nutzungsdauer als unbeschränkt angesehen wird.
- „Structure“ beschreibt die statische Tragstruktur eines Gebäudes, für die eine Lebensdauer zwischen 30 und 300 Jahren angenommen wird.
- „Skin“ beschreibt die Gebäudehülle, deren Funktion die Trennung von Innen- vom Außenraum und damit der Schutz vor den natürlichen Elementen ist. Hier wird eine Lebensdauer von über 20 Jahren erwartet.
- Die technische Gebäudeausstattung wird mit dem Layer der „Services“ beschrieben und hält erwartungsgemäß zwischen sieben und 15 Jahre.
- Das Bestehen eines Gebäudegrundrisses („Space Plan“) unterliegt stark der Nutzung, wobei übliche Nutzungsdauern bei drei Jahren beginnen (Geschäftsgebäude) und bis zu 30 Jahre (Wohngebäude) erreichen können.
- Die kürzeste Nutzungsdauer, von wenigen Tagen bis zu mehreren Monaten, wird der Ausstattung und Möblierung (beispielsweise Dekogegenstände und Möbel), dem „Stuff“, zugewiesen.
Die heute gängigen Design-Prinzipen für kreislauffähige Gebäude „Design for Disassembly“ und „Design for Adaptation“ bauen unter anderem auf den Theorien des Open Buildings und der Shearing Layers auf. Vielleicht haben auch Sie schon einmal ein Gebäude besucht, das nach Design for Disassembly- und Design for Adaptability-Aspekten geplant und umgesetzt wurde: Das Centre Pompidou in Paris aus den 1970ern kann als radikales Beispiel für eine Trennung von Tragstruktur und Ausbau gesehen werden und berücksichtigt Design for Disassembly-Prinzipien. Design for Re-Use ist auch bei der gegenwärtigen Sanierung wieder Grundlage der Planung2.
Ein weiteres Beispiel für Design for Disassembly ist der Crystal Palace in London. Er wurde für wenige Monate Stellzeit zur Weltausstellung 1850 in London geplant und dann an anderer Stelle wieder aufgebaut. Ermöglicht wurde die im Wettbewerb geforderte Möglichkeit zu Demontage (und der Wiederaufbau) durch maßlich und geometrisch standardisierte und optimierte Bauteile mit wenigen verschiedenen Grundformaten. Daraus resultierten eine effiziente Modularität und Reglementierung. Zudem wurden die Verbindungen zwischen Stützen und Trägern durch Verriegeln mit Eisenbauteilen reversibel ausgeführt. Unterstützt wurde das Konzept durch ein Unternehmen mit Erfahrung im Eisenbahnbau.
Auch in Österreich wird beim Bauen ein Trend hin zu Kreislaufwirtschaft gefordert: Material- und Energiekreisläufe werden bei Zertifizierungen und Förderungen abgefragt und von Produktherstellern angestrebt. Das Schöne bei Kreislaufwirtschaft ist: sie ist sehr intuitiv verständlich. Wer sich damit beschäftigt, bekommt schnell einen Blick und Verständnis dafür. Und das ist eine gute Voraussetzung für den Wandel hin zu Kreislauf-Bauwirtschaft!
Literatur
1 https://www.openbuilding.co/
2 Centre Pompidou 2030, Press conference, https://cdn.archilovers.com/projects/292d8af1-3ee5-437d-902d-82bf842afebc.pdf
Autor*innen
Dipl.-Ing.in Dr.in techn. Anna Fulterer ist wissenschaftliche Mitarbeiterin des Bereichs „Gebäude“ bei AEE INTEC. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
Dipl.-Ing. Simon Kindelbacher, B.Eng., Junior Researcher Sustainable Materials and Technologies, Fachhochschule Salzburg GmbH / Salzburg University of Applied Sciences. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
Dipl.-Ing. (FH) Lutz Dorsch M.BP., Senior Lecturer, Department Design and Green Engineering, Studiengang Green Buildings. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!