Neubau aus Rückbau. Wissenschaftliche Begleitung der Planung und Durchführung des selektiven Rückbaus eines Rathausanbaus aus den 1970er-Jahren und der Errichtung eines Neubaus unter Einsatz von Urban Mining (RückRat).

Abstract

Der Bausektor in Deutschland benötigt derzeit etwa ein Drittel der Energie sowie die Hälfte der Rohstoffe. In Deutschland werden jedes Jahr über 500 Mio. Tonnen Bauminerale, insbesondere Kies, Sand und Kalkstein gewonnen. Gleichzeitig fallen bundesweit jährlich etwa 60 Mio. Tonnen Bauschutt an. Im Hochbau sind der Abbruch und die Aufbereitung von Beton zu Gesteinskörnung bereits gängige Praxis, wobei das Rezyklat jedoch bisher fast ausschließlich als Schüttmaterial im Tiefbau eingesetzt wird. Die Verwendung für die Herstellung von R-Beton (Ressourcenschonender Beton) zum Einsatz im Hochbau findet bisher nur in wenigen Pilotprojekten statt. Bei der Herstellung von R-Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung können natürliche Primärrohstoffe wie Sand und Kies eingespart werden. Die Aufbereitung von Betonbruch ist jedoch energieaufwendig, kann je nach Verfahren den zusätzlichen Einsatz von Wasser erfordern und durch einen gegebenenfalls erhöhten Bedarf an Zement kann sich die Treibhausgasbilanz insgesamt verschlechtern. Daher ist in jedem Fall eine vergleichende, ökologische Bewertung erforderlich, wie beispielsweise eine Fußabdruck-Analyse, um Problemverlagerungen zu erkennen und zu vermeiden. Mit dem in der Publikation beschrieben Projekt wurden beispielhaft die Bedingungen eruiert, unter denen Urban Mining zur klimaschonenden Nettoeinsparung von stofflichen Ressourcen im Hochbau beitragen kann. Dabei wurde praxisnah geklärt, welche Informationen benötigt werden, um Ressourceneinsparungen einerseits und mögliche gegenläufige Umweltbelastungen andererseits ex-ante und ex-post zu quantifizieren und zu bewerten. Es wurde die Frage beantwortet, unter welchen Bedingungen der Einsatz von R-Beton im Baubereich zu einer erhöhten Ressourceneffizienz, Klimaverträglichkeit und Nachhaltigkeit insgesamt beitragen kann. Die hierfür benötigten Informationen konnten im Zuge eines realen Urban Mining-Projekts in Zusammenarbeit mit den beteiligten Akteuren erhoben, in ein softwarebasiertes Modell integriert und die Funktionalität verfügbarer Ökobilanz-Software-Lösungen getestet werden.The German construction sector currently uses about one-third of the energy and half of the raw materials consumed in Germany annually (BMUB, 2016; Sobek, 2011). More than 500 million tonnes of construction minerals, especially gravel, sand and limestone are extracted each year in Germany (Lutter et al., 2018). At the same time, around 60 million tonnes of construction waste are generated annually (DESTATIS, 2018). The processing of demolished concrete into recycled (RC)-aggregates is common practice in the construction sector, but the aggregates are almost exclusively used as filling material especially in road construction. The use of RC-aggregates to produce recycled (RC)-concrete for construction purposes has mostly been limited to pilot projects. By producing concrete with RC-aggregates, natural aggregates such as gravel and sand can be saved. However, the deconstruction and processing of concrete waste is energy-intensive and may require the additional use of water depending on the waste treatment process. As RC-concrete may require additional cement use, the overall greenhouse gas emissions may increase compared to conventional concrete. Therefore, a comparative, ecological assessment, such as a footprint analysis, is necessary in order to identify and avoid trade-offs and problem shifting. The aim of this project was to determine the conditions under which urban mining can contribute to net savings of material resources in building construction. The scientific monitoring of the project has assessed what information is needed to quantify and evaluate resource savings on the one hand and possible environmental trade-offs on the other hand. The question was answered, under what conditions would the use of RC-aggregates from an urban mining approach lead to increased resource efficiency, decreased climate emissions and improved sustainability. The data required for this was collected in the course of an actual urban mining project in close cooperation with the involved actors. Findings were used to set up a software based model and to test the functionality of available life cycle assessment software solutions. The results shown that data based on literature cannot always be transferred to real urban mining projects. The resource savings and environmental impacts can only be adequately assessed on a case-specific basis. The comparative footprint analysis shows that the material footprint of RC-concrete can be reduced by about 31 to 37 % compared to conventional concrete by using 35 to 45 % RC-aggregates. The water footprint can be reduced by about 9 to 14 % using a dry waste treatment process, but the use of a wet treatment process can lead to a considerable increase in water consumption. The climate footprint could be decreased by about 1 to 7 %, mainly due to the reduced energy demand for production and the transportation of RC-aggregates. The selected footprint indicators have been proven to be suitable for identifying resource efficiency potentials and environmental protection measures in future urban mining projects. In order to reduce the climate footprint of the construction sector, existing buildings with a high proportion of reinforced concrete could be preserved and energetically refurbished in order to avoid the energy consumption and climate impacts of deconstruction and cement production. When planning new buildings, the proportion of reinforced concrete should be reduced to the lowest possible level and the components used should be designed in such a way that they can be completely reused as structural elements so that they do not have to be processed into RC-material in an energy-intensive manner during deconstruction. However, more research on the development and use of concrete structures that can easily be dismantled is needed.