Kreislaufwirtschaft im Holzbau

Das oberste Ziel ist es, die verwendeten Baumaterialien möglichst lange zu nutzen und diese in einen möglichst geschlossenen Rohstoffkreislauf zu bringen. Das heisst, mit dem Bauen und Planen in Kreisen ist es möglich, keine Treibhausgase und keinen Abfall zu verursachen. Also für die einzelnen Bauaufgaben möglichst wenig Ressourcen respektive Material zu verbrauchen und den CO2-Fussabdruck zu reduzieren. Bis anhin galt der Gedanke, dass ein Produkt oder ein Gebäude entworfen, erstellt, benutzt und anschliessend entsorgt wird. Also nach dem Prinzip «take, make, waste».

Die Tatsache, dass wir in der Schweiz und in Deutschland jeweils Anfang Mai eines Jahres unsere theoretisch verfügbaren Ressourcen aufgebraucht haben, regt zum Denken und Handeln an. Wäre der Material- und Ressourcenverbrauch bei allen so gross wiebei uns, bräuchten wir aktuell 2,8 Welten, um den Bedarf der Menschheit zu decken.

Auch der Bausektor hat daran hier seinen Anteil. In der Schweiz fallen gemäss Bundesamt für Umwelt, jährlich 80 bis 90 Millionen Tonnen Abfall an, womit wir im Verhältnis zur Bevölkerung europaweit zu den drei grössten Abfallverursachern gehören. Rund 70 Millionen Tonnen entstehen dabei im Bausektor - ein Grossteil Aushub- und Ausbruchmaterial. 8 Millionen Tonnen Abfall fallen aber direkt im Hochbau an, rund die gleiche Menge wie der Siedlungsabfall aus unseren Haushaltungen [2]. Bei jährlich 3'000 bis 4'000 Abbruchbewilligungen kommt da eine riesige Menge zusammen, je Abbruchobjekt im Durchschnitt 2'300 Tonnen oder rund 100 Lkws.

Von diesem linearen, ressourcenverschlingenden Modell möchten wir zu einem Kreislaufsystem gelangen. Das Ziel soll zusammengefasst darin liegen, Baumaterialien einzusetzen, welche einen natürlichen Ursprung haben, diese möglichst lange zu nutzen und später einer bestmöglichen Wiederverwendung zuzuführen. Neben mineralischen werden vor allem auch erneuerbare Materialien, wie beispielsweise Holz, in der Kreislaufwirtschaft genutzt. Biogene Materialien sind sozusagen «von Haus aus» kreislauffähig.

Beton und Stahl sind sehr grosse Treiber der Klimaerwärmung. Alleine die Herstellung von Zement verursacht rund 8 Prozent der weltweiten Treibhausgase. Dabei wird der grösste Teil des CO2 beim chemischen Prozess der Zementherstellung verursacht. Die Herstellung von Stahlbeton verursacht rund 12 bis 14 Prozent des weltweiten Treibhausgas-Fussabdruckes. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass die Weltbevölkerung die kommenden 40 Jahre auf rund 10,5 Milliarden Menschen anwachsen wird, wovon rund 7 Milliarden in städtischen Gebieten wohnen will. Heute wohnen rund 4 Milliarden in Städten – wir müssen also in 40 Jahren die Städte verdoppeln. Würden diese Wohnmöglichkeiten in Stahlbeton gebaut, wäre das in Paris definierte Zwei-Grad Ziel nie erreichbar.

Der Druck, Materialien wie Beton oder Stahl mit einem grossen ökologischen Fussabdruck zu reduzieren und die verwendeten Materialien in einen Kreislauf zu bringen ist hinsichtlich der Nachhaltigkeit zentral. Dabei ist auch der benötigte Aufwand für den Rückbau und die Materialtrennung selber zu berücksichtigen.

Holz wird derzeit rund zur Hälfte im Sinne eines Downcyclings wiederverwertet und findet meist in einer Spanplatte Einsatz. Der Rest wird thermisch verwertet und damit am Ende des Nutzungszyklus als Energie verwendet. Der CO2-Kreislauf wird damit vom Holz aus dem Wald als CO2-Speicher ideal geschlossen.

Auch wenn Holz als natürlicher und lokal verfügbarer Baustoff grundsätzlich zum ökologischen und kreislauffähigen Bauen ein ideales Material ist, sind einige Punkte hinsichtlich kreislauffähigen Bauen zu beachten, welche nachfolgend aufgeführt werden. Im Auftrag eines Forschungsprojektes des BAFU (Bundesamt für Umwelt) haben wir die Kreislauffähigkeit eines Holzbaus untersucht und die wichtigsten Einflussfaktoren bestimmt. Die Arbeit mit dem Titel «Rückbau und Wiederverwendung von Holzbauten» ist gerade aktuell erschienen und kann bei uns, oder auf der digitalen Plattform des BAFU bezogen werden.

Die Betrachtung des Materialkreislaufs beginnt somit bereits im Projekt-Entwurf respektive in der Planung. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für ein kreislauffähiges Projekt. Dabei sollen, wenn möglich bereits verfügbare Materialien und Baustoffe berücksichtigt werden. Der Einsatz von natürlichen und CO²-armen Materialien wie zum Beispiel der Rohstoff Holz sind stets zu bevorzugen. Der Materialeinsatz soll bei einem Gebäude so gering als möglich gehalten und eine spätere Trennung der Materialien bereits in der Planung berücksichtigt werden. Selbstverständlich soll das Gebäude so geplant und veränderbar sein, dass dieses einer möglichst langen Nutzung zugeführt werden kann.

Beim Bauen selber sind die Vorgaben so umzusetzen, dass eine spätere Trennung der einzelnen Materialien gut möglich ist. Bauteile unterschiedlicher Nutzungsdauer wie zum Beispiel Ausstattung, technische Anlagen, Bekleidungen etc. sind so zu befestigen, dass der Ausbau problemlos und ohne grossen Aufwand erfolgen kann. Klebe- und unlösbare Verbindungen sollen durch reversible Verbindungsarten ersetzt werden. Trennbare, einfache Systeme sind gegenüber aufwendigen Materialkombinationen zu bevorzugen. Wird das alles beachtet, kann garantiert werden, dass die Materialien nach ihrer Nutzungsdauer in einer möglichst hohen Qualität für eine weiterführende Nutzung zur Verfügung stehen.

Die Nutzung soll möglichst lange erfolgen. So, dass der Rückbau so spät als möglich erfolgt. Ein entsprechender Unterhalt und eine gute Anpassungsfähigkeit des Gebäudes werden dabei vorausgesetzt. Heute wird oftmals auf einen Ersatzneubau fokussiert, da damit scheinbar die Bedürfnisse der Nutzer besser abgedeckt werden kann und damit die Marktfähigkeit gegeben ist. Ursprung hierfür ist meist eine fehlende Berücksichtigung einer möglichen Anpassungsfähigkeit während der Nutzungsphase im Rahmen der Planung und der Realisation. Das Konzept soll dafür ausgelegt sein, dass sich ein Gebäude an geänderte Nutzungsbedingungen anpassen kann. Also: möglichst keine tragenden Wände in den einzelnen Wohnungen. Noch besser: die Aussteifung nur über die Erschliessungskerne und/oder über die Aussenwände lösen. Alle Nassräume, Küchen und Haustechnikinstallationen vertikal übereinander und Verkleidungen am Boden, an den Wänden und an der Decke, die einfach demontiert und ersetzt werden können.

Eine spätere Demontage der einzelnen Bauteile und Schichten muss mit einem möglichst geringen Aufwand möglich sein, wobei die gewonnenen Materialien und Bauteile möglichst einer weiteren Nutzung zugeführt werden können. Bauteile wie Fenster oder weitere standardisierte Bauteile müssen nicht immer zwingend aufwendig in die Ursprungsmaterialien zurückgebaut werden. Oft können sie als gesamtes Bauteil wiederverwendet werden.

Bei der Wiederverwendung und dem Verkauf der Materialien helfen digitale Modelle mit klaren Angaben zu den verfügbaren Mengen sowie zu den Materialien selber und deren Qualitäten, um weiterführende Anwendungsbereiche zu finden. Bauteilbörsen und Plattformen wie Madaster dienen wiederum für den Entwurf einer Basis, um die verfügbaren Rohstoffe zu finden und diese im Entwurf zu berücksichtigen.

Noch sind wir am Ursprung der Kreislaufwirtschaft und es wird ein Umdenken in der Baubranche stattfinden müssen. Nachhaltiges Bauen muss alle Ebenen miteinbeziehen. Dabei sind normative Vorgaben, diverse Anforderungen und Garantievereinbarungen zu prüfen und anzupassen. Darüber hinaus müssen neue Ansätze gefunden werden, welche den gesamten Lebenszyklus bis hin zur Mehrfachverwendung und Rückführung in die Natur beachten. Kreislaufwirtschaft bedeutet auch, dass sich Produkthersteller Gedanken über die Rücknahme ihrer eingesetzten Materialien machen. Weiter ist davon auszugehen, dass sich künftig die Rohstoffpreise anpassen und es sich damit rein wirtschaftlich lohnt sich mit dem Gedanken der Kreislaufwirtschaft intensiver auseinanderzusetzen. Die Vizedirektorin es Bundesamtes für Umwelt, Karine Siegwart, fasst das Thema im Magazin espazium perfekt zusammen: «Der Übergang von einer linearen in eine zirkuläre Wirtschaft gelingt also nur, wenn die Grundlagen unserer Gesellschaft zu neuen, auf Veränderungen flexibel anpassbaren und resilienten Systemen verknüpft werden und wir alle unser Konsumverhalten verändern – eine gesellschaftliche und individuelle, komplexe und spannende Herausforderung, bei der dem Bauen eine Hauptrolle zukommt.» [4].

Dass ein kreislauforientierter Ansatz bereits heute möglich ist, beweisen zahlreiche umgesetzte, kreislauffähige Projekte in der Schweiz und in Deutschland. Aktuell begleiten wir neben unserem neuen Firmensitz Haus des Holzes weitere spannende Projekte bezüglich Kreislauffähigkeit und bringen diese in den Rohstoffkreislauf ein. Profitieren auch Sie von unseren Erfahrungen in Theorie und Praxis. Gemeinsam für die Zukunft!

Sanierung Lager-/Gewerberäume Werkstadtgelände an der Hohlstrasse, Zürich

In der alten Holztrocknerei entstand ein Stadtcafé. Ziel war es, möglichst wenige Eingriffe vorzunehmen, die bestehenden Oberflächen, Böden, Wände zu übernehmen und die Nutzung dem bisherigen Gebäude anzupassen.

Ateliereinbau für Bildhauer Gaswerk an der Turmstrasse, Schlieren

Die Grundvoraussetzungen bestimmen die Entwurfsstrategie: maximale Reversibilität, um die denkmalgeschützte Bausubstanz zu schonen, sowie ein behutsamer Umgang mit den eingesetzten Ressourcen, da die Nutzungsdauer nur zehnJahre beträgt. Das Ergebnis ist ein Projekt, das fast ausschliesslich auf die Wiederverwendung von Bauteilen setzt. Die innen angeschlagenen Holzfenster stammen aus einer Blockrandsiedlung aus Zürich, die Wand- und Deckenkonstruktion aus Holzplatten dienten ursprünglich einem provisorischen Bahnübergang in Winterthur und die Holzlatten waren vor wenigen Monaten noch das Geländer einer Strassenüberführung.

Neubau Wohnüberbauung Blumenstrasse in Biel

Das Neubauprojekt setzt voll und ganz auf das kreislauforientierte Bauen. Es ist geplant, dass in einem breiten und kleinteiligen Wohnungs- und Gewerbemix rund 230 Personen wohnen und rund 120 Personen arbeiten. Ziel ist es, natürliche, nachwachsende Rohstoffe zu verwenden. Wo nicht, wird mit Re-Use oder Recycling die graue Energie möglichst minimiert. Die konsequente Systemtrennung und die demontierbare Konstruktion aller Bauteile gewährleistet die Weiterverwendung nicht mehr gebrauchter Teile. Das Architektenteam geht davon aus, dass das Äussere der Wohnobjekte nicht endgültig definiert ist, sondern von der Verfügbarkeit gewisser Materialien abhängt. Schliesslich müssen die Bauteile zur Wiederverwendung erst gefunden werden. Als Beispiel sind die Brüstungen mit wiederverwendeten Metallblechen verkleidet. Diese können auch unterschiedlich sein und bilden die Idee der Kreislaufwirtschaft auch nach aussen ab.

Haus des Holzes in Sursee

Schon in der Planungsphase wurde der Baukörper so definiert, dass Materialien mit möglichst tiefen CO2-Emissionen verwendet werden. Wo immer möglich, wird deshalb Holz aus heimischen Wäldern verwendet, das ohne lange Transporte auf die Baustelle kommt. Lässt es sich nach dem Rückbau nicht wiederverwenden, kann es immerhin als Energielieferant dienen. Lediglich ganz wenige, hierzulande nicht verfügbare Bauteile stammen aus dem grenznahen Ausland. Aufgrund der CO2-Bindung, der Nachhaltigkeit und der lokalen Wertschöpfung sind fast alle Bauteile aus Holz. Sogar der Unterlagsboden wird in Holz ausgeführt. Einzige Ausnahme ist das Untergeschoss. Da dieses im Grundwasser steht, musste es in Beton ausgeführt werden. Für die Wände kommen Holzrahmenkonstruktionen zum Einsatz. Dort, wo sie tragende Funktion haben, sind sie mit flächigen Brettsperrholzscheiben ausgesteift. In der gesamten Aussteifung sind keine metallischen Verbindungsmittel notwendig. Die Decken der Büros sind als Rippendecken konstruiert, in den Wohnungen als Brettstapeldecken. Gedämmt wird weitgehend mit einer Holzfaserdämmung, lediglich die Aussenwände mussten aufgrund der Brandschutzanforderungen mit einer Mineralfaserdämmung versehen werden.

[1] Bundesamt für Umwelt. «Schematische Abbildung des lineraren Wirtschaftssystems» 23.03.2022 [Online]. Available: https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wirtschaft-konsum/fachinformationen/kreislaufwirtschaft.html. [Zugriff am 03 2022]

[2] Bundesamt für Umwelt. «Kreislaufwirtschaft» 23.03.2022 [Online]. Available: https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wirtschaft-konsum/fachinformationen/kreislaufwirtschaft.html. [Zugriff am 03 2022]

[3] Bundesamt für Umwelt. «Schematische Abbildung der Kreislaufwirtschaft» 23.03.2022 [Online]. Available: https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wirtschaft-konsum/fachinformationen/kreislaufwirtschaft.html. [Zugriff am 03 2022]

[4] Danielle Fischer, Karine Siegwart. „Kreislaufwirtschaft am Bau“
23.03.2022. [Online]. Available: https://www.espazium.ch/de/aktuelles/kreislaufwirtschaft-am-bau. [Zugriff am 03 2022].