Bis Mitte des Jahrhunderts ist ein klimaneutraler Gebäudebestand in der Schweiz und in Deutschland zu erreichen. Die Vorgabe hat sich die Politik gemacht. Dies ist aus jetziger Sicht nur möglich, wenn sowohl die Sanierungsquote der Altbestände massiv gesteigert als auch bei Neubauten weiterhin auf Energieeffizienz und CO2-Einsparung geachtet wird.
Standards, was den Neubau und die Sanierung im Zeichen der Nachhaltigkeit betreffen, gibt es in der Schweiz und Deutschland einige. In der Schweiz heissen sie beispielsweise SNBS oder Minergie. In Deutschland sind es das BNB (Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen) oder das Zertifizierungssystem der DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e.V.) oder der Effizienzhaus-Plus-Standard des BMI (Bundesministerium des Inneren). Sie setzen bereits früh im Lebenszyklus der neuen Gebäude an. Nicht nur der energieeffiziente Betrieb nach Fertigstellung eines Bauwerks, sondern auch CO2-Einsparungen bereits während der Bauphase und der Einsatz ökologischer Baustoffe finden in die Bewertungssysteme Eingang.
Bei den Baustoffen fällt vor allem die Zementproduktion ins Gewicht, die allein in Deutschland für annähernd 16 Millionen Tonnen des CO2-Ausstosses von insgesamt 798 Millionen Tonnen pro Jahr verantwortlich ist. Aktuell werden Verfahren gesucht, um den Treibhausgas-Ausstoss bei der Produktion zu reduzieren. Aber auch die Verringerung der im Bauwesen genutzten Betonmenge, sei es durch den Einsatz von Alternativen wie Carbon- und Recyclingbeton oder die Verwendung von Hohlkörpern als Betonersatz in statisch nicht relevanten Bereichen von Stahlbetondecken, stellt eine Einsparmöglichkeit dar. Die Heinze Cobiax Deutschland GmbH startet derzeit unter dem Titel «Save the climate: Now» eine Aktion zugunsten ressourcenschonender und CO2-optimierter Bautechnologie.Bei Diskussionen um die Nachhaltigkeit von Gebäuden, insbesondere im Hinblick auf Neubauten, wird vor allem immer Zement als Negativfaktor genannt. Die weltweite Gesamtproduktion von Zement liegt bei etwa vier Milliarden Tonnen pro Jahr. Dabei entstehen circa 2.8 Milliarden Tonnen CO2 jährlich, was acht Prozent der globalen Treibhausgasemissionen entspricht. Diese Werte schlagen sich selbstverständlich auch in der CO2-Bilanz eines Gebäudes nieder, sodass es verschiedene Ansätze gibt, die Verwendung von Zement zu reduzieren oder auch völlig zu umgehen, um auf diese Weise die Ökobilanz eines neuen Bauwerks zu verbessern. «Bereits vor über 20 Jahren haben wir mit unseren Hohlkörperelementen eine Lösung entwickelt, mit der sich im Bauwesen effektiv Beton und somit auch CO2 einsparen lässt», berichtet Volkmar Wanninger, Geschäftsführer der Heinze Cobiax Deutschland GmbH. «Seitdem haben wir unser Produkt fortwährend weiterentwickelt, sowohl im Hinblick auf das Einsparungspotenzial als auch auf das Handling und die Kompatibilität mit Ersatzbaustoffen wie Recycling- oder Carbonbeton.»
Mit Blick auf die Nachhaltigkeit
Das Ziel von Cobiax war es, ein Produkt auf den Markt zu bringen, mit dem die Beton- und Bewehrungsstahlmenge, die für den Bau eines Gebäudes aufgewendet werden müssen, massiv reduziert werden können. Mit der Erfindung der Hohlkörperelemente und der fortwährenden Weiterentwicklung der Produkte konnten signifikante Einsparergebnisse erzielt werden. «Pro Geschossdecke können in einem Gebäude bei der Verwendung unserer Technologie bis zu 35 Prozent Beton und 20 Prozent Bewehrungsstahl eingespart werden», erläutert Wanninger. «Durchschnittlich werden durch die Verwendung unserer Hohlkörper circa 20 Prozent an umweltbelastenden Schadstoffen eingespart, angefangen von der Zementherstellung bis hin zu wegfallenden Anlieferungsfahrten zur Baustelle, da weniger Beton benötigt wird. «Cobiax achtete schon in der Entwicklung seiner Hohlkörperelemente auf ein umfassendes Nachhaltigkeitskonzept. So erfolgt beispielsweise die Produktion zu 100 Prozent aus Recycling-Kunststoff, wodurch eine hervorragende Ökobilanz erreicht wird. Des Weiteren werden die Hohlkörper als Halbschalen gefertigt, die erst auf der Baustelle zusammengesetzt werden, sodass eine grosse Menge mit einer Lieferung transportiert werden kann. Die Nachhaltigkeit der Cobiax-Elemente wurde im Rahmen einer Lebenszyklus-Analyse festgestellt. Darüber hinaus wurde das Produkt gemäss ISO 14025 für Umweltzeichen, der ISO 21930 für EPD von Bauprodukten und der EN 15804 über ProduktkategorieRegeln (PCR) für Bauprodukt-EPD geprüft und verfügt daher über eine Umwelt-Produktdeklaration. Neben dem Einsparpotenzial in Sachen CO2 und Baustoffen kommt dabei auch noch die Gewichtsreduktion zum Tragen. Durch die verringerte Menge an Beton und Bewehrungsstahl in den Geschossdecken sinken auch die statischen Anforderungen an die gesamte Tragstruktur eines Gebäudes, woraus sich weitere Materialeinsparungen ergeben, die von Fall zu Fall variieren. In der Summe wirken sich diese Eigenschaften und Effekte positiv auf die Einhaltung der Anforderungen der nachhaltigen Vorgaben und Standards aus.
Weitere Ansätze zur Reduzierung
Neben dem Ansatz, die Betonmenge an statisch unbedenklichen Gebäudeteilen durch Hohlkörper zu ersetzen, gibt es weitere Ideen, um den Ausstoss von Treibhausgas in Zusammenhang mit der Bauindustrie zu verringern. Angefangen bei der Herstellung des Zements, wo beispielsweise der für die Herstellung notwendige Kalkstein durch Alternativstoffe ersetzt werden soll, bis hin zur Umwandlung des Kalksteins durch Elektrolyse zu Löschkalk. Dabei kann das entstehende hochkonzentrierte CO2 aufgefangen werden und entweicht nicht in die Atmosphäre. Andere Ideen zielen auf den Beton selbst ab. Bereits seit etwa 20 Jahren ist sogenannter Recyclingbeton am Markt verfügbar. Dabei wird der im Beton verwendete Kies durch Betongranulat oder Mischabbruchgranulat aus Altbeton ersetzt. Gemäss europäischer Norm EN 206-1 müssen mindestens 25 Prozent der Gesteinskörnung durch das recycelte Material ersetzt werden, um als Recyclingbeton zu gelten. «Recyclingbeton kann ohne negative Auswirkungen auf die Baustatik mit unseren Cobiax-Hohlkörpern gemeinsam verwendet werden. Dadurch ergibt sich in Sachen CO2-Reduktion und nachhaltiges Bauen sogar ein MultiplikatorEffekt», erläutert Wanninger. «Wir haben allerdings festgestellt, dass bisher keine echte Marktdurchdringung durch den Recyclingbeton stattgefunden hat.» Unter der Bezeichnung Carbonbeton drängt seit einigen Jahren ein Produkt auf den Markt, das auf den Ersatz der Stahlbewehrung durch Carbonfasern setzt. Da Carbon nicht korrodiert, kann die Betonmenge entsprechend reduziert werden, da kein zusätzliches Material als Schutzschicht für die Bewehrung notwendig ist. Von der Carbonbewehrung versprechen sich Experten neben einer Gewichtsreduktion ausserdem eine bis zu fünfmal grössere Festigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Bauten mit Stahlbewehrung. Bisher ist ein Grossteil der bereits realisierten Praxisprojekte in den Bereichen Fassadenbau, Verkleidungen und Wandkonstruktionen angesiedelt. Des Weiteren wurde im Oktober 2015 eine Brücke in Albstadt-Ebingen (D) in Carbonbeton ausgeführt. In Dresden entsteht bis Ende 2020 ein 220 Quadratmeter grosser Experimentalbau, mit dessen Hilfe die Eignung des neuen Baustoffs für den Gebäudebau erforscht werden soll. «Sobald wir über verlässliche Informationen zum Langzeitverhalten von mit Carbonfasern verstärktem Beton im Hochbau verfügen, können wir auch über eine kombinierte Verwendung mit unseren Hohlkörpern nachdenken. Dabei sehe ich einen sehr hohen Multiplikator in Sachen Nachhaltigkeit und CO2-Reduktion», erklärt Wanninger.
Nachhaltiges Bauen und Klimaschutz
Die Ideen in Sachen CO2-Reduktion und nachhaltiges Bauen sind vielfältig, aber oft noch nicht zur Marktreife gelangt oder konnten sich bisher nicht durchsetzen. «Nach unseren Berechnungen werden in Deutschland pro Jahr im Hochbau etwa 50 Millionen Kubikmeter Beton benötigt, davon kommen bis zu 20 Millionen Kubikmeter, sprich 35 bis 40 Prozent, bei der Ausführung der Geschossdecken in Stahlbetonbauweise zum Einsatz. Das entspricht 48 Millionen Tonnen. Durch die Verwendung unserer Hohlkörper könnten hier bis zu 35 Prozent der Betonmenge eingespart werden, was einem Volumen von sieben Millionen Kubikmeter oder 17 Millionen Tonnen entspricht. Daraus ergibt sich allein im Herstellungsprozess des dafür benötigten Zements eine mögliche CO2-Verminderung von annähernd 1.5 Millionen Tonnen», betont Wanninger. Seit der Markteinführung wurden weltweit bisher mehr als 14 Millionen Quadratmeter Stahlbetondecken mit Cobiax-Hohlkörpern realisiert, was einer Betoneinsparung von zwei Millionen Tonnen und einer CO2-Reduktion von 180’000 Tonnen entspricht.
