Betonrecycling – Bauen statt Deponieren

Betonrecycling: Bauen statt Deponieren

Mit Betonrecycling gibt es auch für Bauschutt eine Aussicht auf eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft im Betonbau.

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„Hundert Prozent recycelte Gesteinskörnung im Beton sind auch im Hochbau machbar!“

Prof. Dr. Andrea Kustermann
Prof. Dr. Andrea Kustermann entwickelt für Betonrecycling in einem Modellprojekt in der Bayernkaserne eine Methode
Bild: Julia Bergmeister
Prof. Dr. Andrea Kustermann entwickelt in einem Modellprojekt in der Bayernkaserne eine Methode für Betonrecycling

Betonrecycling: Bauen statt Deponieren

Auf dem Gelände der Bayernkaserne findet derzeit ein einzigartiges Modellprojekt statt: Der Bauschutt der abgerissenen Gebäude wird nicht auf die Deponie gefahren, sondern soll vollständig für neue Bauwerke genutzt werden. Die Rezeptur für den Recycling-Beton entwickeln Prof. Dr. Andrea Kustermann und ihr Team der Fakultät für Bauingenieurwesen der Hochschule München.

Bereits jetzt türmen sich auf dem Gelände der ehemaligen Bayernkaserne meterhohe Schutthalden. Vor drei Jahren begann der Abbruch der alten, von der Wehrmacht errichteten Gebäude. Dieser „Rückbau“ wird insgesamt 300.000 Tonnen Beton-, Ziegel- und Mörtelreste hinterlassen.

Für Andrea Kustermann ist der Schutt jedoch ein hochinteressantes Forschungsobjekt. Die Professorin kommt mindestens einmal in der Woche auf die Baustelle, um Proben zu nehmen. „In dem Modellprojekt, das vom Kommunalreferat der Landeshauptstadt mit 35.000 Euro gefördert wird, wollen wir herausfinden, wie sich der Beton, der beim Abriss der alten Bauten anfällt, zu hundert Prozent recyceln lässt.“

Selten Kreislaufwirtschaft im Betonbau

Hundert Prozent Beton-Recycling ist in Deutschland im Bereich des Hochbaus noch ein Novum, vor allem bei sehr feinkörnigem Bauschutt. Die Kapazität von Schuttdeponien ist bereits jetzt weitgehend erschöpft, jedes Jahr kommen Millionen Tonnen neuer Schutt dazu. Dessen Transport per LKW verbraucht zudem fossile Rohstoffe. Außerdem werden stets neuer Sand und Kies für Neubauten abgebaut. Folglich könnte ein Recycling der Baumaterialen vor Ort die Öko-Bilanz deutlich verbessern.

Durch das Recyclen von Beton könnte deutlich die Ökobilanz verbessern
Bild: Julia Bergmeister
Durch das Recyclen von Beton könnte deutlich die Ökobilanz verbessern

Dass Kreislaufwirtschaft im Betonbau bisher kaum praktiziert wird, liegt an den in Deutschland gültigen Normen. Denn bisher ist nur eine begrenzte Zumischung von grobkörnigem Material erlaubt. Überdies darf Sand gar nicht verwendet werden. Poröse Zementbestandteile können Wasser aufnehmen, sich verformen und bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sogar den Beton sprengen.

Hundert Prozent Recycling-Beton für den Hochbau

„Mit unseren Untersuchungen wollen wir zeigen, dass Recycling-Beton mit 100 Prozent rezyklierter Gesteinskörnung durchaus für neue Beton-Konstruktionen geeignet sind“, erklärt Kustermann. „Man muss die Materialeigenschaften allerdings genau kennen, um beurteilen zu können, wo ein Werkstoff eingesetzt werden kann – es macht einen großen Unterschied, ob man eine Innenwand daraus baut, die kaum Frost ausgesetzt wird, oder eine Fassade.“

An der Wand des Betonlabors der Hochschule München stehen Reihen beschrifteter Mörtelwannen, gefüllt mit Abbruchmaterial. Das Abrissunternehmen Ettengruber, der Kooperationspartner des Projektes, filterte den Bauschutt bereits mit riesigen Brech- und Siebanlagen. Somit ist der Bauschutt für seinen erneuten Einsatz aufbereitet. Alle Proben sind nun feinkörnig, enthalten aber unterschiedlich viel Ziegel, Putz oder Beton. „Daher müssen wir für die Verarbeitung unterschiedliche Rezepturen entwickeln“, erläutert Kustermann.

Michael Weiß, Projektleiter der Firma Ettengruber, und Prof. Dr. Andrea Kustermann prüfen die Bestandteile des Schutts aus den riesigen Brech- und Siebanlagen vor Ort
Bild: Julia Bergmeister
Michael Weiß, Projektleiter der Firma Ettengruber, und Prof. Dr. Andrea Kustermann prüfen die Bestandteile des Schutts aus den riesigen Brech- und Siebanlagen vor Ort

Testverfahren für Betonrecycling

Im ersten Schritt werden Korngrößen bestimmt, Dichte sowie Porosität gemessen. Anschließend mischen die Ingenieurinnen und Ingenieure das Material mit Zement und Wasser und dokumentieren genau die Mengverhältnisse. Nach dem Gießen der Probewände und deren Aushärtung folgen Belastungsprüfungen. „Mit diesen Untersuchungen können wir ermitteln, wie belastbar der fertige Beton ist und wie oft er sich einfrieren und wiederauftauen lässt, ohne Schaden zu nehmen“, erläutert die Forscherin.

Betonrecycling auf dem Prüfstand: Der recyclete Beton muss genauestens  überprüft werden
Foto: Julia Bergmeister
Der recyclete Beton muss genauestens überprüft werden

Nachdem alle Tests abgeschlossen sind, wird die Genehmigung für den Einsatz des 100-prozentigen Recycling-Materials bei der Baubehörde beantragt. Danach sollen 2020 die ersten temporären Gebäude aus dem neuen, alten Baustoff auf dem Gelände der Bayernkaserne entstehen.

Text: Monika Weiner

Alpine Architektur: Die Schönheit des Alten

alpine Architektur: das Forschungsprojekt ATLAS unter der Leitung von Prof. Dr. Natalie Eßig und Prof. Dr. Silke Langenberg
Die Schönheit alpiner Fassaden (Bild: Natalie Eßig)

Traditionelle alpine Architektur von historischen Gebäuden neu entdecken, bewerten und nachhaltig entwickeln – das ist das Ziel des europäischen Forschungsprojekts ATLAS. Zwei Professorinnen der Fakultät für Architektur sind in der wissenschaftlichen Leitung des Projektes aktiv.

In diesem Artikel:

„Wir wollen die traditionelle alpine Architektur bewahren und historische Gebäude – auch Häuser und Ensembles jenseits des Schutzniveaus – erhalten und für die Zukunft rüsten.“

Prof. Dr. Silke Langenberg und Prof. Dr. Natalie Eßig

Die Schönheit des Alten: alpine Architektur

Wer Urlaub in den Bergen macht, sieht sie oft: alte, traditionelle Bauernhäuser in einem kleinen Bergdorf. Sie sind nicht mehr bewohnt, und langsam aber sicher beginnt ihr Verfall. Für die Renovierung oder Sanierung solcher Häuser macht sich das Projekt »Advanced Tools for Low-carbon, high-value development of historic architecture in the Alpine Space« (ATLAS) stark.

»Wir wollen die traditionelle alpine Architektur bewahren und historische Gebäude – auch Häuser und Ensembles jenseits des Schutzniveaus – erhalten und für die Zukunft rüsten. Gleichzeitig sollen sie energieeffizient und nachhaltig saniert werden, denn nur so können wir die ehrgeizigen Klimaschutzziele erreichen und die Merkmale der alpinen Kulturlandschaft schützen«, erklären Prof. Dr. Silke Langenberg und Prof. Dr. Natalie Eßig das Konzept.

Prof. Dr. Silke Langenberg, wissenschaftliche Leitung des europäischen Forschungsprojektes ATLAS
Prof. Dr. Silke Langenberg (Bild: Johanna Weber)
Prof. Dr. Natalie Eßig, wissenschaftliche Leitung des europäischen Forschungsprojektes ATLAS
Prof. Dr. Natalie Eßig (Bild: Johanna Weber)

Die beiden Professorinnen ergänzen sich ideal in diesem Projekt: während Eßig die Professur für Baukonstruktion und Bauklimatik inne hat und Expertin für Nachhaltigkeit ist, ist Langenberg Professorin für Bauen im Bestand, Denkmalpflege und Bauaufnahme und steht für die Bewahrung der historischen Bausubstanz unter Berücksichtigung ihrer kulturellen Bedeutung.

Gebäude nachhaltig entwickeln

Bis zu 60 Prozent der Gebäude in ländlichen Gebieten können als historisch betrachtet werden. Meistens stehen sie in benachteiligten Gebieten im alpinen Raum – ob im slowenischen Soca-Tal, im italienischen Truden im Naturpark oder im österreichischen Hittisau in Vorarlberg – und bieten ein geringes Maß an Energieeffizienz und Komfort.

Die Besitzer*innen der historischen Gebäude müssen, ebenso wie Architekt*innen, Erbschaftsbehörden und politische Entscheidungsträger*innen in den Kommunen, meist erst für die Notwendigkeit und den Nutzen einer nachhaltigen Entwicklung der traditionellen alpinen Architektur sensibilisiert werden.

Gebäudeatlas für alpine Architektur

In einem ersten Schritt entsteht im Rahmen von ATLAS deshalb ein historischer Gebäudeatlas als Online-Datenbank mit Best-Practice-Beispielen.

Beispiel für alpine Architektur: Das Jurasteinhaus im bayerischen Altmühltal
Das Jurasteinhaus im bayerischen Altmühltal (Bild: Silke Langenberg)

Tobias Listl, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsprojekt, klassifizierte dafür unterschiedliche Typologien wie beispielsweise das Jurasteinhaus im bayerischen Altmühltal (Bild oben), das Appenzeller Haus in der Schweiz oder das Vorarlberger Holzhaus in Österreich (Bild unten) – und stellte gelungene Beispiele für die nachhaltige Sanierung solcher historischen Gebäude in die Datenbank ein.

Ein weiteres Beispiel für alpine Architektur: Das Vorarlberger Holzhaus in Österreich
Das Vorarlberger Holzhaus in Österreich (Bild: Natalie Eßig)

Darüber hinaus finden sich hier auch Tipps, was man von historischen Bauten lernen kann, zum Beispiel Fensterläden aus Holz, die man im Sommer als Sonnenschutz verwendet, im Winter aber aushängt, um Platz für ein zusätzliches Winterfenster zu machen.

Bewertungsschema für alpine Architektur

Im zweiten Schritt entwickelt Prof. Eßig mit ihrem wissenschaftlichen Mitarbeiter Ahmed Khoja ein Bewertungsschema mit so genannten »Key Performance Indicators« für die Nachhaltigkeit historischer Gebäudesanierungen. Dabei geht es – neben ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Kriterien – auch um kulturelle Aspekte wie die Vereinbarkeit der Sanierung mit den kulturellen Werten in der Region.

Darauf folgen wird ein »interactive retrofit guidance tool«, das jede und jeder Einzelne als Grundlage für Sanierungspläne nutzen kann: »Welcher Architekt ist sensibel für das Thema? Wie wurde ein ähnliches Gebäude saniert? Welche Baumaterialien haben sich bewährt? Wie wurde gedämmt?« nennt Eßig einige praktische Beispiele.

Kommunen sind gefragt

Ein Hauptergebnis des Forschungsprojekts ATLAS wird ein ganzheitliches Toolkit für Kommunen sein. »Gemeinden sind Schlüsselakteure, wenn es um die optimalen Rahmenbedingungen für eine nachhaltige Sanierung historischer Gebäude geht. Sie können Pilotprojekte starten und sich selbst an der Renovierung traditioneller Gebäude beteiligen, lokale Netzwerke gründen oder sich als Modellregion positionieren«, erklären Eßig und Langenberg.

Prof. Dr. Silke Langenberg und Prof. Dr. Natalia Eßig
Eßig und Langenberg im Gespräch (Bild: Johanna Weber)

Professor Eßig hat übrigens selbst ein historisches Gebäude in Franken renoviert und weiß – aus der Perspektive der Bauherrin und der Architektin – wie viele Stolpersteine im Lauf eines solchen Projekts auftauchen. »Man muss sehr behutsam vorgehen, um die Schönheit des Alten zu bewahren, kann aber auch moderne Elemente integrieren«, sagt sie. In ihrem eigenen Haus hat sie zum Beispiel die inneren Fenster ihres Altbau-Kastenfensters durch eine energieeffizientere Verglasung ersetzt, deren Fensterrahmen aber die historischen Proportionen aufgreifen. Ein klarer Fall für die Best-Practice-Datenbank.

Projektdaten

Projekttitel:
Advanced Tools for Low-carbon, high-value development of historic architecture in the Alpine Space (ATLAS)

Projektlaufzeit:
April 2018 bis 16. April 2021

Projektpartner:

  • Accademia Europea di Bolzano, Italien (Koordinator)
  • Universität Innsbruck, Österreich
  • Energieinstitut Vorarlberg, Österreich
  • Posoški razvojni center, Slowenien
  • Gemeinde Truden im Naturpark, Italien
  • Teamblau GmbH, Italien
  • Sites et Cités Remarquables France, Frankreich
  • University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland, Schweiz

Projektträger und Zuwendungsgeber:
Europäische Union sowie Interreg-Programm

Text: Elke Zapf

Das Studio Chamanga – Design Build in Ecuador

Das Studio Chamanga ist ein Design Build Projekt der Hochschule München in Ecuador.

Das Studio Chamanga ist ein Design Build Projekt der Hochschule München in Ecuador.

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Ein Kulturzentrum für Chamanga: Bauen lernen und etwas Sinnvolles tun

Nach einem Erdbeben fehlt es im Küstenort Chamanga in Ecuador an Orten für Kultur. Deshalb planten Studierende der Fakultäten der Architektur und des Bauingenieurswesens in einem Projekt von Professorin Ursula Hartig ein Kulturzentrum und bauten es eigenhändig vor Ort. Für Manche war dies zudem eine Erfahrung, die auch die Wahrnehmung der eigenen Kultur veränderte.

Zwei Räume in Beton-Ziegel-Bauweise, dazwischen eine große Halle mit Bühne. Darüber mehrere Stockwerke ganz aus Bambus gebaut – viel Platz für Kurse und ein Radiostudio. So steht das Kulturzentrum der NGO „Opción Más“ jetzt in Chamanga. Dass es in viereinhalb Wochen Bauzeit fertig wurde, ein kleines Wunder – auch für Hartig, die Initiatorin des Projekts. Sie hat bereits langjährige Erfahrung mit internationalen Bauprojekten mit Studierenden.

Bauschild des Kulturzentrums in Chamanga
Bauschild des Kulturzentrums in Chamanga

Design Build Studio Chamanga

Die Studierenden entwickelten im „DesignBuild Studio Chamanga“ zunächst den Entwurf für ein Kulturzentrum, dann machten sie sich an die Ausführungspläne: Was muss man bedenken, wenn Beton gegossen wird? Wie genau lassen sich die Bambusbauteile aus den Rohbestandteilen zuschneiden? Erfahrung im eigenhändigen Bauen hatten bis zu diesem Zeitpunkt nur Wenige von ihnen. Nicht nur deshalb war ein Netzwerk von lokalen Architekten und anderen akademischen Partnern vor Ort für Hartig die wichtigste Voraussetzung für den Erfolg des Projekts.

„Kati vom Dach“ – Studentin beim Schnüren der Bambusstruktur
„Kati vom Dach“ – Studentin beim Schnüren der Bambusstruktur
Zwischenzeit beim Bau des Studio Chamanga
Zwischenzeit beim Bau des Kulturzentrums in Chamanga

Unplanbares planen

Noch in Deutschland erstellten die Studierenden einen so genannten Bauzeitenplan. „Der musste alles enthalten, zum Beispiel auch, dass immer zwei Personen durch Krankheit ausfallen“, sagt Hartig. Und eben solche Eventualitäten erlebten die Studierenden schließlich: Die rostfreien Schrauben aus Italien kamen partout nicht an. Und der angelieferte Bambus war so verschlammt, dass er zwei Wochen lang geputzt werden musste.

Die Gruppenmitglieder übernahmen jeweils Verantwortung für einzelne Teile des Baus, außerdem hat eine Person die Rolle des Bauleiters übernommen. Nicht nur durch die körperliche Arbeit, sondern auch mit den eigenen Kenntnissen kamen einige Studierende an ihre Grenzen. Doch die Gruppe unterstützte sich wechselseitig.

Bau der "Königsstützen" des Kulturzentrums in Chamanga
Bau der „Königsstützen“ des Kulturzentrums

Aus Sicht von Ferdinand Loserth, Masterstudent des Bauingenieurwesens und studierter Holzbauingenieur, hat sich auch der Bauzeitenplan bewährt: „Wir Deutschen kommen uns oft kleinkariert vor. Das sind wir auch! Aber über weite Strecken ist das notwendig für ein gewisses Niveau an Sicherheit und Qualität.“ Für ihn änderte der Aufenthalt seine Sicht auf die eigene Kultur: „Das tägliche Deja-vu, als wir abends in den Urlaubsort Mompiche kamen – völlig fertig, dreckig und hungrig – und dann die vom Surfen kommenden Urlauber. Das kam einem völlig surreal vor“.

Herstellung der "Bubble-Fassade" des Kulturzentrums von Chamanga. Verwendung von lokalen Materialien, wie zum Beispiel Bambus.
Verwendung von lokalen Materialien, wie zum Beispiel Bambus: Herstellung der „Bubble-Fassade“

Gute Aussichten für Chamanga

Hartig kennt diesen Effekt des Perspektivenwechsels bei ihren Studierenden in dem zugleich internationalen, interdisziplinären und praxisorientierten Lehrformat: „Da steht nicht nur das Architektonische im Mittelpunkt, sondern auch die Menschen und ihre Umgebung. Solche Projekte sind rundum sinnvoll für alle Beteiligten“.

Endlich fertig: am Abend vor der Fertigstellung des Studio Chamanga
Am Abend vor der Fertigstellung des Kulturzentrums: noch herrscht rege Betriebsamkeit

Dass das auch für die Menschen in Chamanga gilt, zeigte sich bereits kurz nach der Einweihung: “Opción Más“ hatte das Gebäude gleich in Beschlag genommen und veranstaltete am Folgetag den ersten Kurs. „Kultur hat dort einen ganz hohen Stellenwert“, sagt Hartig. Und mit dem Zentrum nun auch wieder einen festen Ort im Dorf Chamanga.

Abschließend wurde das Projekt eingeweiht: Abend der Einweihung des Kulturzentrums mit dem Deutschen Botschafter
Abschließend: Ein Einweihungsabend mit dem Deutschen Botschafter

Eckdaten Studio Chamanga

Der Bau des Kulturzentrums für die NGO „Opción Más“ in Chamanga, Ecuador, war eine Kooperation der Hochschule München (HM) mit der „Portland State University“, der “Tokyo University“ und der „Pontificia Universidad Católica del Ecuador“ sowie zwei Architekten vor Ort.

Die ProfessorInnen Christoph Dauberschmidt und Andreas Scholz sowie Ursula Schmid von der Fakultät für Bauingenieurwesen und Frau Prof. Hartig von der Fakultät für Architektur betreuten das Projekt an der HM. Insgesamt konnten Mittel in Höhe von Euro 70.000 für das Projekt eingeworben werden, davon ein Großteil über das HM-Programm Qualifive. Weitere Informationen: www.dbxchange.eu/node/1531

Weitere Design Build Projekte finden Sie hier.

Text: Christiane Taddigs-Hirsch
Bilder: Studio Chamanga, Hochschule München