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© VDI ZRE / Carolin Oelsner
Die Modul- und Elementbauweise sowie die Herstellung einer Baugrube sind entscheidende Aspekte einer ressourceneffizienten Bauausführung. Durch die Verwendung vorgefertigter Module und Elemente kann der Material- und Energieverbrauch reduziert werden. Gleichzeitig ermöglicht eine effiziente Baugrubenherstellung die Minimierung von Aushub und den Schutz natürlicher Ressourcen. Eine kreislaufgerechte Bauausführung betont die Wiederverwendung und das Recycling von Baumaterialien, was zu einer nachhaltigen Ressourcennutzung beiträgt. Diese Ansätze tragen dazu bei, die Umweltauswirkungen von Bauprojekten zu minimieren und eine nachhaltige Zukunft zu gestalten.
Durch die Vorfertigung von Modulen und Elementen können Transporte reduziert und die Logistikemissionen im gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes verringert werden.* Ding, L.; Wang, T. und Chan, P. W. (2023): Forward and reverse logistics for circular economy in construction: A systematic literature review. In: Journal of Cleaner Production, 388, S. 5. ISSN 0959-6526 (abgerufen am: 26.07.2023). Im Vergleich zu traditionellen Bauweisen erfolgt die Materialversorgung bei der Vorfertigung in einem zweistufigen Prozess. Die Materialien werden zunächst zu einer Fabrik transportiert, dort zu einem Produkt verarbeitet und anschließend als Modul oder Element zur Baustelle transportiert.* Zhu, M.; Dai, J.; Liu, R.; Xu, J. und Alwisy, A. (2021): Two-period based carbon-economy equilibrium strategy for modular construction supply planning. In: Journal of Cleaner Production, 290, S. 1. ISSN 0959-6526.
Darüber hinaus können Baustellenabfälle und negative Umweltwirkungen (z. B. Lärm, Staub) reduziert werden. Elemente und Module sind nach der Nutzungsphase potenziell wiederverwendbar, was die Ressourceneffizienz beim Um- oder Rückbau erheblich erhöhen kann. Gegenüber konventionellen Bauweisen ergibt sich eine deutliche Zeitersparnis beim Bau und damit eine mögliche Kostenreduktion. Außerdem ist die Herstellung in externen Anlagen witterungsunabhängig und sicherer.* Gunawardena, T. und Mendis, P. (2022): Prefabricated Building Systems—Design and Construction. In: Encyclopedia, 2(1), S. 71. Encyclopedia. Die kurze Bauzeit kann eventuell auf milde Monate verlegt werden, wodurch Ressourceneinsparungen auf der Baustelle möglich sind.
Eine konkrete Studie zeigt, dass ein flexibles modulares Gebäudedesign mit wiederverwendbaren Komponenten (Stahlkonstruktion und Holzdeckenelemente), das auch bei sich verändernden Nutzungsanforderungen eine verlängerte Gebäudelebensdauer sowie höhere Grade an Kreislaufführung ermöglicht, insbesondere bei langer Nutzungsdauer zu Umweltvorteilen gegenüber einem konventionellen Design (monolithische Stahlbetonkonstruktion) führt. Die mögliche Wiederverwendung vorgefertigter Strukturelemente reduziert die grauen Lebenszyklusemissionen um bis zu 14 %.* Kröhnert, H.; Itten, R. und Stucki, M. (2022): Comparing flexible and conventional monolithic building design: Life cycle environmental impact and potential for material circulation. In: Building and Environment, 222, S. 1. ISSN 03601323 (abgerufen am: 26.07.2023).
Bei der Errichtung von Neubauten sollte ein besonderes Augenmerk auf mögliche Untergeschosse gelegt werden, da diese zu einem hohen Anteil der THG-Emissionen beitragen können. Inwiefern sich die Herstellung der Baugrube ressourcenschonend durchführen lässt, wurde in einer Fallstudie der Stadt Zürich untersucht.* Kuhn, A.; Knecht, K.; Schultheiss, M. (2023): Untersuchung von CO2-Emissionen von Erdbauarbeiten, Baugrubensicherungen und Tiefgründungen bei der Erstellung von Untergeschossen. Hg. v. Stadt Zürich. Amt für Hochbauten, Fachstelle Umweltgerechtes Bauen. Zürich. Berlin (abgerufen am: 21.03.2023), zuletzt geprüft am 22.06.2023.
Liegen z. B. erschwerte Baugrundverhältnisse wie drückendes Grundwasser vor, wird empfohlen, möglichst auf Untergeschosse zu verzichten. Grund dafür ist, dass in solchen Fällen häufig Pfähle und andere aufwendige Baugrubensicherungen erforderlich werden. Sofern in geringer Tiefe (im Rahmen der Studie wurde von einer Tiefe von ca. 3,5 m ausgegangen) eine geeignete Bodenschicht vorhanden ist, können sich statt der Erstellung einer Tiefgründung das Ausheben des Bodenmaterials und die Herstellung der Fundamente auf dieser Bodenschicht ökologisch lohnen. Zudem sollte stets die Böschung der Baugrube angestrebt werden. Das ist jedoch vor allem in innerstädtischer Lage nicht immer möglich. Sind steilere Winkel erforderlich, zeigen Sickerbetonwände, Nagelwände und gesprießte Spundwände deutlich reduzierte Umweltwirkungen als z. B. konventionelle Spundwände, Bohrpfahlwände oder Rühlwände. Die Herstellung von Stahlbetonbohrpfählen gestaltet sich als besonders emissionsintensiv. Daher kann es sich als ökologisch vorteilhaft erweisen, eine ungeeignete Bodenschicht auszuheben und durch ein tragfähiges Material zu ersetzen.* Kuhn, A.; Knecht, K.; Schultheiss, M. (2023): Untersuchung von CO2-Emissionen von Erdbauarbeiten, Baugrubensicherungen und Tiefgründungen bei der Erstellung von Untergeschossen. Hg. v. Stadt Zürich. Amt für Hochbauten, Fachstelle Umweltgerechtes Bauen. Zürich. Berlin (abgerufen am: 21.03.2023), zuletzt geprüft am 22.06.2023.
Die durch die Baubranche verursachten hohen Abfallmengen sind u. a. auf eine geringe Wiederverwendung und ein geringeres Recycling von Baumaterialien und -komponenten zurückzuführen. Ein Grund liegt darin, dass der Rückbau von Gebäuden erschwert und eine sortenreine Erfassung von Materialien häufig nicht möglich ist. Wären die heute gebauten Gebäude so gestaltet, dass der Rückbau und die Trennung der Materialien erleichtert wären, könnten in Zukunft Materialien und Komponenten leichter wiedergewonnen werden.
Das Bauhauptgewerbe steht in der Verantwortung, eine kreislaufgerechte Planung wie angedacht umzusetzen und darüber hinaus bauseits ausgeführte Verbindungen zwischen verschiedenen, sich im Recycling gegenseitig negativ beeinflussenden Materialien, wenn technisch möglich, lösbar zu realisieren. Dies sollte von der Bauleitung entsprechend kontrolliert werden.