Reflektieren – Rezyklieren – Renaturieren

Klimasensible Betrachtung von Baustoffen und Bauweisen

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Bauen ist klimarelevant, sowohl was die Auswahl der Baustoffe als auch was die Bauweisen selbst angeht. Freilich ist der Anteil des Landschaftsbaus beziehungsweise der Gestaltung von Freiräumen an den klimaschädlichen Emissionen des Bausektors verhältnismäßig gering. Begrünung und Pflanzung als wesentlicher Bestandteil einer Freianlage kann ja sogar wesentlich zur Kompensation dieses Ausstoßes beitragen.
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1./2. Original des Tholos und Rekonstruktion an anderem Ort (Kirchheim b. München). Foto: Ingrid Schegk

Daneben gehört aber meist auch Gebautes zum landschaftsarchitektonischen Entwurf, wie zum Beispiel Belagsflächen, Treppen, Mauern, Bank- und Spielelemente oder Kleingebäude. Insofern müssen auch wir als Planende und Bauende der "grünen" Profession verstärkt auf die Klimawirkung unserer Baustoffe und Bauweisen achten. Unter den drei Schlagwörtern Reflektieren, Rezyklieren und Renaturieren werden dazu Betrachtungen angestellt und Vorschläge gemacht. Dieser Beitrag stellt im Wesentlichen die Inhalte des Kurzvortrags "Klimasensible Betrachtung von Baustoffen und Bauweisen. Reflektieren - Rezyklieren - Renaturieren" dar, der im Rahmen der Landscape Talks am 16. September 2022 auf der GaLaBau-Messe in Nürnberg gehalten wurde.

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3. Abbau mit Sortierung und Nummerierung der Steine. Foto: Ingrid Schegk
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4. Wiederaufbau der sortierten Schichten und Ergänzung neuer Steine, wo erforderlich. Foto: Ingrid Schegk
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Tab. 1: Anforderungen neu definieren: Vitruv\'sche Schlüsselqualitäten versus Schlüsseleigenschaften des klimasensiblen Entwerfens und Bauens.
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Tab. 2: Planungs- und Baugrundsätze hinterfragen: Bewährte Entwurfsprinzipien und Baugrundsätze versus klimasensible Entwurfs- und Baugrundsätze.

1. Reflektieren: Entwurfs- und Ausführungsprinzipien neu denken

Klimasensibles Bauen beginnt mit der Planung. Dabei sind die Anforderungen an den Entwurf neu zu definieren, ebenso wie an die Bauausführung.

Die klassischen Hauptanforderungen an Gebautes, wie sie der römische Baumeister Vitruv in seinen "Zehn Büchern über Architektur" schon vor Christi Geburt formuliert hat, nämlich Nützlichkeit beziehungsweise Funktionalität (utilitas), Haltbarkeit beziehungsweise Widerstandsfähigkeit (firmitas) und Schönheit beziehungsweise Gefälligkeit (venustas), werden vielfach auch heute noch unverändert angestrebt und erwartet. Um diese Anforderungen zu erreichen, arbeiten wir meist stark ergebnisorientiert innerhalb eines klar definierten Zeitrahmens mit überwiegend linearen Stoff- und Energieflüssen.

Das New European Bauhaus (NEB), eine Initiative der EU, die den European Green Deal mit unserem täglichen Leben und unseren Lebensräumen verknüpft, setzt diesen klassischen Qualitäten etwas modifizierte Schlüsseleigenschaften entgegen: sustainability, aesthetics, inclusion¹.

Anstelle der bedingungslosen Haltbarkeit tritt also die Nachhaltigkeit, von der Einhaltung der Klimaziele bis hin zu einer Kreislaufwirtschaft sowie Null-Verschmutzung und Erhaltung beziehungsweise Förderung biologischer Vielfalt. Nachhaltigkeit kann nur mit zirkulären Abläufen ohne Energieverschwendung anstelle der immer noch überwiegend linearen Prozesse erreicht werden. Dementsprechend ist auch die Resilienz von Gebautem, d. h. eine gewisse Anpassungsfähigkeit und Flexibilität gegenüber Umwelteinflüssen, heute wichtiger als die reine Widerstandsfähigkeit.

Ästhetik ist eine zeitlose Anforderung an die Qualität von Gebauten, beinhaltet jedoch nach NEB auch Erlebnisqualität und Stil über reine Funktionalität hinaus.

An die Stelle der Nützlichkeit und Funktionalität tritt die Inklusion, also die Nützlichkeit für alle Menschen. Dabei geht der Begriff der Inklusion über den der Multifunktionalität -wir sprechen heute auch von Multicodierung- hinaus und reicht von der Wertschätzung der Vielfalt der Nutzenden bis hin zur Sicherstellung von Zugänglichkeit und Erschwinglichkeit.¹

Tabelle 1 gibt die Neuinterpretation klassischer Anforderungen an Gebautes wieder.

Im Zusammenhang damit sind auch bislang bewährte Planungs- und Baugrundsätze zu hinterfragen. Entwurfsprinzipien wie "weniger ist mehr", d. h. die Beschränkung auf wenige Elemente anstelle großer Vielfalt, gelten wenigstens bei der Pflanzenauswahl längst nicht mehr. Vielmehr wird versucht, durch einen entsprechenden Artenmix eine bessere Resilienz gegenüber Klimaveränderungen zu erreichen.

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5. Bestand als wertvolle Ressource: Granitgroßsteinpflaster im prägenden Wellenverband verlegt (Hochschule München). Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner
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6. Bestand als wertvolle Ressource: Granitgroßsteinpflaster im prägenden Wellenverband verlegt (Hochschule München). Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner
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7. Die handwerklich anspruchsvolle Wiederverlegung des Wellenpflasters um die passend neugestalteten Pflanzinseln. Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner
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8. Die handwerklich anspruchsvolle Wiederverlegung des Wellenpflasters um die passend neugestalteten Pflanzinseln. Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner

Ebenso müssen auch typische Anforderungen und Vorgehensweise beim Bauen selbst überdacht werden. Anstelle überzogener Sicherheitskonzepte müssen verstärkt Unsicherheiten zum Beispiel durch Wetterextreme mitgedacht werden. Nach zahlreichen schneelosen Wintern können durchaus hohe Schneemengen auftreten, nach Jahren ohne scharfen Fröste sind außergewöhnlich niedrige Temperaturen möglich und nach Monaten ohne nennenswerte Niederschläge sind extreme Regenmengen nicht auszuschließen. Dementsprechend kann es auch nicht mehr in erster Linie darum gehen, Regenwasser so schnell wie möglich abzuführen. Im Gegenteil, zeitgemäße Wassermanagement-Konzepte versuchen vielmehr, Niederschlagswasser so lange wie möglich auf Flächen und im Boden zurückzuhalten, zu speichern und für kühlende Bepflanzung verfügbar zu machen.

Dies heißt in der Konsequenz, dass Bauprozesse flexibler, reaktiver und sogar experimenteller werden müssen. Anstelle des linearen Ablaufs von der möglichst schnellen Fertigstellung über die Abnahme zur Nutzung, müsste ein steter Umbau- und Monitoringprozess treten, der auch Änderungen beziehungsweise Korrekturen nach der Fertigstellung noch möglich macht. "Sanfte", mit weniger Energieaufwand verbundene Baustoffe und Bauweisen sollten gerade im Landschaftsbau an Bedeutung gewinnen gegenüber Ausführungen, die für die Ewigkeit konzipiert erscheinen. Auch die kontinuierliche Instandhaltung und Pflege, die flexibel auf Erfahrungen mit Umwelteinwirkungen und Nutzungen reagiert und - falls notwendig - auch Änderungen miteinschließt, wird immer wichtiger.

Tabelle 2 stellt den bislang geltenden Grundsätzen in Entwurf und Bau Empfehlungen für klimasensible Prinzipien gegenüber.

Die Abbildungen 1 bis 4 zeigen Abbau und Wiederaufbau des Kirchheimer Tholos, einem traditionellen Rundbau aus Trockenmauerwerk im Maßstab 1:2, Geschenk der italienischen Partnergemeinde Kirchheims in den Abbruzzen. Das Bauwerk musste versetzt werden und wurde durch Studierende der Hochschule Weihenstephan.Triesdorf von Hand Schicht für Schicht abgetragen und aus den nummerierten Steinen und Schichten nahezu originalgetreu wiederaufgebaut. Für ein derartiges Vorhaben ist es -schon aufgrund des hohen Anteils an Handarbeit- so gut wie unmöglich, ein realistisches Angebot einer Fachfirma zu bekommen.

2. Rezyklieren: Vorhandenes neu nutzen

Auf dem Weg vom linearen zum zirkulären Bauprozess muss die Wiederverwendung und die erneute Nutzung von Baustoffen und baulichen Anlagen, das Recycling, im Zentrum der Überlegungen stehen, unabhängig davon ob es sich um Um- oder Neubauprojekte handelt.

Bei Umbauprojekten, zum Beispiel im Rahmen von Konversionsprojekten, Modernisierungen oder Sanierungen, geht es vorallem darum, die "graue Energie" zu analysieren und zu nutzen. Unter sogenannter grauer Energie wird diejenige Energiemenge verstanden, die insgesamt für die Erstellung einer baulichen Anlage aufgebracht werden muss. Dazu gehört die Energie für Herstellung, Lagerung, Transport und Verarbeitung sowie für die spätere Entsorgung aller Materialien und Konstruktionen².

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9. Ungebunden verlegtes Pflaster mit einem Fugenanteil von 10 bis 15 Prozent wirkt wasserspeichernd und dadurch kühlend. Foto: Ingrid Schegk
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10. Ungebundene versus gebundene (im Bild oben) Pflasterverlegung: die gebundene Bauweise erfordert circa 160 MJ/m² mehr Energie und bewirkt ein GWP von etwa 18 kg CO2-Äquivalent/m² mehr als die ungebundene Bauweise; zusätzlich wirkt sie optisch nachteilig. Foto: Ingrid Schegk
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11. Vergeudete Ressource: Ungebunden verlegtes Pflaster kann nicht als solches wiederverwendet, sondern bestenfalls einem Downcycling zu Recycling-Schotter unterzogen werden. Foto: Ingrid Schegk
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12. Umzug dank Fertigteilen: der Ausstellungsbeitrag der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf auf der LGS Ingolstadt 2021. Foto: Ingrid Schegk
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13. Ausstellungsbeitrag in neuem Kontext auf dem Hochschulcampus (die Bodenplatten wurden teilweise als Stufen eingebaut). Foto: Ingrid Schegk

Bestehende umzugestaltende Freiraumausstattungen sind somit vorrangig als Ressource und nicht als Abbruchstätte zu betrachten. Wichtige Fragestellungen dabei sind:

  • Was ist wertvoll und erhaltenswert?
  • Was steht zur Disposition?
  • Was davon kann wiederverwendet oder gegebenenfalls saniert und aufgewertet werden?
  • In welchen Bereichen lassen sich gegebenenfalls wiederverwendete Baustoffe aus anderen Ressourcen verbauen?
  • Welche Konsequenzen hat das Nutzen der grauen Energie für den Ausführungsprozess (Ausbau, Lagerung, Sortieren, Spezialgerät, Handarbeit, Abhängigkeiten, Zeitplan etc.)?

Eine konsequente Nutzung der grauen Energie beziehungsweise vorhandener Materialressourcen ist nicht nur klimafreundlich, sie trägt häufig auch nicht unerheblich zur Wiedererkennbarkeit sowie Identität neu gestalteter Orte bei (vgl. Abb. 5 bis 8).

Bei Umbauten, besonders aber auch bei Neuanlagen sind die Auswirkungen von Baustoffen auf das Klima besonders zu beachten. Klimarelevant sind insbesondere folgende Kriterien:

  • Der Ressourceneinsatz des Baustoffes oder der Bauweise, zum Beispiel die Primärenergie, die zur Herstellung benötigt wird, gemessen zum Beispiel in kWh/Einheit (m³ oder m²);
  • Die Umweltwirkung des Baustoffes, zum Beispiel das Erwärmungs-/Treibhauspotenzial (Global Warming Potential = GWP) in kg CO2-Äquivalent/Einheit (m³ oder m²); wie auch für die Primärenergie stellt das Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen eine Datenbasis für Ökobilanzen auf der Plattform OEKOBAUDAT zur Verfügung³;
  • Herstellungsort und daraus resultierende notwendige Transportwege;
  • Lebens- beziehungsweise Nutzungsdauer.

Zu den hinsichtlich Primärenergie und Treibhauspotenzial zweifellos vorteilhaftesten Baustoffen gehören solche aus nachwachsenden Rohstoffen wie Holz oder Bambus. Diese jedoch sind freilich nicht für alle Zwecke einsetzbar und weisen beispielsweise bei dauerhaft voll bewitterten Bodenbelägen Einschränkungen auf. Hier haben Beläge aus mineralischen Baustoffe meist Vorteile, zumindest durch ihre längere Lebens- beziehungsweise Nutzungsdauer. Der Deutsche Naturwerksteinverband (DNV) vergleicht in seiner Studie die Ökobilanz von Bodenbelägen im Außenbereich4. Die Studie vergleicht Pflaster- und Plattenbeläge aus Naturstein, Beton, Klinker und Aphaltdecken. Sie geht von ungebundener Bauweise für die Pflaster- und Plattenbeläge und von der Belastungsklasse Bk 1,0 nach RStO aus. Für Natursteinbeläge werden 50 beziehungsweise 100 Jahre Nutzungsdauer, für alle übrigen Beläge 30 Jahre angesetzt. Dementsprechend erreichen die Natursteinbeläge die günstigste Ökobilanz. Je nach Gesteinsart sind sie nahezu unbegrenzt wiederverwendbar.

Die Ökobilanz der verwendeten Baustoffe ist ein ganz wesentliches Kriterium für klimasensibles Bauen. Es muss der gesamte Lebens-/Nutzungszyklus der Freianlage betrachtet werden einschließlich Abbruch/Demontage. Dabei sind auch die Bauweisen zu berücksichtigen. Wichtige Grundsätze sind:

  • Baustoffe und -elemente mit maximaler Lebensdauer verwenden oder klar auf eine befristete Nutzungsdauer auslegen und renaturierbar gestalten.
  • Ungebunden statt gebunden - Verband statt Bindemittel: Ungebundene Bodenbeläge weisen gegenüber gebunden ausgeführten Belägen eine Reihe von Vorteilen hinsichtlich der Klimawirkung auf: Der Anteil an ungebunden verfüllten Fugen beträgt in der Regel 10 bis 15 Prozent und wirkt wasserdurchlässig, wasserspeichernd und damit kühlend sowie als Lebensraum für Tiere und Pflanzen; der Primärenergiebedarf gebundener Bodenbeläge ist um circa 160 MJ/m² höher als bei ungebundenen, das Treibhauspotenzial (GWP) um circa 18 kg CO2-Äquivalent/m² (eigene Abschätzungen auf der Datenbasis in³); die Wiederverwendung gebunden verbauter Pflastersteine und Platten ist nicht möglich (vgl. Abb. 11); die zunehmende Verbreitung gebunden gebauter Platz- und Wegedecken erscheint hier wenig nachvollziehbar.
  • Homogene Baustoffe statt Verbundbaustoffe, sortenrein konstruieren, beispielsweise die unnötige Bewehrung von Betonbauteilen vermeiden.
  • Modular statt am Stück, zum Beispiel Fertigteile statt Ortbeton (vgl. Abb. 12 und 13) verwenden.
  • Schrauben statt Schweißen, Stahlkonstruktionen demontierbar gestalten.
  • Re- oder Upcycling statt Downcycling.
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14. Nutzung "grauer Energie" und Renaturierung durch Entsiegelung und Begrünung: die alte Sitzstufenanlage, durchgrünt und in den neuen Park integriert (Hofgarten Oettingen). Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner
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15. Nutzung "grauer Energie" und Renaturierung durch Entsiegelung und Begrünung: die alte Sitzstufenanlage, durchgrünt und in den neuen Park integriert (Hofgarten Oettingen). Foto: SCHEGK Landschaftsarchitekten Stadtplaner
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16. Alte Sitzstufenanlage im neuen Park. Foto: Ingrid Schegk
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17. Renaturierbarer Baustoff mit günstiger Ökobilanz: Stampflehm (Friedhof Wil, Schweiz). Foto: Ingrid Schegk

3. Renaturieren: Gebautes der Natur zurückgeben

Ein weiterer und der wohl am weitesten gehende Aspekt klimasensiblen Bauens, der auch eng mit den vorgenannten Punkten zusammenhängt, ist die potenzielle Renaturierbarkeit der baulichen Anlagen. Zum einen ist darunter die potenzielle Besiedelbarkeit durch Pflanzen und Tiere zu verstehen, zum anderen die Möglichkeit, alle verwendeten Baustoffe nach Ablauf der Nutzung in der Landschaft zu belassen oder einzubringen, ohne dass dies eine Kontaminierung bedeutet. Dies ist beispielweise bei unbehandeltem Holz, Lehm oder Natursteinen möglich.

Grundsätzlich sind Freianlagen so zu gestalten, dass sie. . .

  • . . . wasserdurchlässig, wasserrückhaltend oder wasserspeichernd sind,
  • . . . Durchgrünung beziehungsweise spontane Besiedlung durch Vegetation ermöglichen,
  • . . . spontane Besiedlung durch die Fauna zur Förderung der Biodiversität ermöglichen,
  • . . . potenziell möglichst vollständig renaturierbar sind, d. h. dass alle verwendeten Baustoffe nach Ablauf der Nutzungsdauer am Einbauort verbleiben oder an anderer Stelle ohne negative Einflüsse auf die Umgebung der Natur zurückgegeben werden können (vgl. Abb. 17).

Fazit

Die Notwendigkeit, die Auswirkungen unseres Tuns auf das Klima stärker zu berücksichtigen, steht außer Frage. Dies gilt auch für das Bauwesen und hier ganz besonders für den Landschaftsbau. Klimasensibel zu handeln heißt, schon während der Planung gängige Anforderungen überdenken, bislang geltende Planungs- und Baugrundsätze zu hinterfragen und von beispielhaften Projekten und ggf. nachhaltigen traditionellen Bauweisen zu lernen. Aus linearen Prozessen müssen zirkuläre werden.

Dazu gehört auch, die graue Energie bestehender Bauten zu analysieren und bestmöglich zu nutzen, die Klimawirkung neu zu verwendender Baustoffe und -elemente genau zu beachten beziehungsweise Neuanlagen recyclebar zu bauen.

Dies bedeutet idealerweise, dass Gebautes bereits in der Zeit der Nutzung durch den Menschen auch Lebensräume für Flora und Fauna bietet und nach Ende der Nutzungsdauer weitestgehend renaturiert werden kann, um wieder ein Teil der Natur zu werden, aus der es kommt.

Lentius, profundius, suavius, lateinisch für langsamer, tiefgründiger, sanfter und damit Gegenteil vom olympischen Prinzip citius, altius, fortius - schneller, höher, stärker, Motto der Öko-Bewegung und Leitspruch für "sanften", nachhaltigen Tourismus, sollte künftig auch für das Bauen das Leitbild sein.

Quellen

(1) Europäische Union: New European Bauhaus, vgl. new-european-bauhaus.europa.eu/about/about-initiative_en.

(2) Stiftung BauKulturerbe, vgl. stiftung-baukulturerbe.de/was-ist-graue-energie-nachhaltigkeit-bei-gebaeuden.

(3) Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen: OEKOBAUDAT, vgl. www.oekobaudat.de.

(4) DNV (Hrsg.) 2021: Ökobilanz von Bodenbelägen im Außenbereich, S. 14-16. Verfügbar unter: www.natursteinverband.de/fileadmin/user_upload/Nachhaltigkeitsstudie/Bodenbel%C3%A4ge/Studie_Nachhaltigkeit_Boden_aussen_web.pdf.

Prof. Dipl.-Ing. Ingrid Schegk
Autorin

Lehr- und Fachgebiet Baukonstruktion und Entwerfen

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