CO₂-reduziertes Bauen

Damit die Umweltproduktdeklaration (EPD) der beiden Produktgruppen objektiv sind, wurden sie vom ift Rosenheim geprüft und veröffentlicht.
© Solidian

Die Baubranche spielt eine große Rolle bei CO2-Emissionen sowie beim Raubbau an fast allen natürlichen Ressourcen. Beispielsweise ist die Produktion von Zement für acht Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Wenn wir es also schaffen, weniger Zement, das heißt weniger Beton, zu verwenden, kann der CO2-Ausstoß entscheidend verringert werden. Doch Beton hat bautechnische Vorzüge, auf die wir aktuell nicht verzichten können. Eine Lösung: nichtmetallische Bewehrungen.

Nichtmetallische Bewehrung

Hierbei handelt es sich um Verbundwerkstoffe, aus Carbon- oder Glasfasern, die beispielsweise in Epoxidharz getränkt und ausgehärtet werden. Sie haben im Vergleich zu Stahl den Vorteil, dass sie auch unter extremen Bedingungen nicht korrodieren. Demzufolge müssen sie nicht durch eine dicke Betondeckung geschützt werden, weshalb nicht nur weniger Beton und damit weniger Zement erforderlich ist, es werden auch andere wichtige Ressourcen wie Wasser und Zuschläge gespart.

Environmental Product Declaration

Exemplarische Berechnungen ergaben, dass es durch den Einsatz von Carbonbewehrung möglich ist, pro
Fassadenplatte ca. 65 kg CO2 zu sparen. Die Platten-
größe im Vergleich lag bei 8,5 m².
© Dorfmüller & Klier

Solidian ist ein führender Hersteller nichtmetallischer Bewehrungen und unter anderem Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen. Das Unternehmen hat für zwei seiner wichtigsten Produktgruppen – die Gitterbewehrung Solidian Grid und die Stabbewehrung Solidian Rebar – die Umwelt-Produktdeklaration (EPD) nach DIN EN ISO 14025 und EN 15804 erhalten. Damit schafft Solidian die Basis für eine ganzheitliche Planung und Bewertung von Bauwerken und Gebäuden. Denn die Deklaration verleiht Transparenz hinsichtlich des ökologischen Fußabdrucks eines Produktes. Dabei wird dessen gesamter Lebenszyklus – von der Rohstoffgewinnung über die Nutzphase bis zu Wiederverwendung und Entsorgung – berücksichtigt. Ein Aspekt, der vor allem für Carbonbewehrungen äußerst wichtig ist. Zumal diese auf den ersten Blick hinsichtlich der CO₂-Emission schlechter abschneiden als Stahl (Stahl verursacht bei dessen Herstellung ca. 0,6 kg CO₂e/kg <-> Carbonbewehrung ca. 22 bis 25 kg CO₂e/kg). Doch betrachtet man, um wie viel leichter eine deutlich leistungsfähigere nichtmetallische Bewehrung aus Carbonfasern ist, wie viel Beton eingespart werden kann und wie langlebig bzw. wartungsarm diese ist, dann erweist sie sich insgesamt als die wesentlich umweltschonendere Alternative.

Ressourcenschonend

Durch den Einsatz nichtmetallischer Bewehrung konnten  7,5 Tonnen CO2 eingespart werden.
© Solidian

Für ein exemplarisches Projekt wurde zum Beispiel errechnet, dass es mit dem Einsatz einer Solidian-Carbonbewehrung möglich ist, die Dicke der vorgehängten Fassadenplatten zu halbieren und dementsprechend viel Beton zu sparen. Darüber hinaus hat das geringere Gewicht auf der rund 300 Kilometer langen Transportstrecke der Fassadenelemente zu einer erheblichen Reduzierung des CO2-Ausstoßes geführt, genauer gesag ist es möglich, pro Fassadenplatte (Plattengröße 8,5 m²) 65 kg CO2 zu sparen. Dies entspricht der durchschnittlichen Resorption von ca. fünf bis sechs Bäumen in einem Jahr – pro Platte. Ähnliche Berechnungen gibt es für eine Fuß-/Radwegbrücke, die in Albstadt errichtet wurde. Bei ihr kam Carbonbewehrung von Solidian zum Einsatz, was sich in vielerlei Hinsicht positiv auf ihre Konstruktion auswirkte. Beispielsweise ließ sich die Dicke der Fahrbahnplatte von 25 cm – die bei der Verwendung von Stahlbeton erforderlich gewesen wäre – auf lediglich 7 bis 9 cm herabsetzen. Das hatte eine Gewichtsreduktion zur Folge, die sich auch auf die Widerlager und deren Fundamente auswirkte: sie konnten wesentlich schlanker gestaltet werden. Um herauszufinden, wie groß der positive Einfluss von Carbonbeton im Vergleich zum Stahlbeton tatsächlich ist, führte die LCEE Life Cycle Engineering Experts GmbH im Auftrag von Solidian eine Ökobilanzstudie durch. Diese ergab, dass durch die Verwendung von Carbonbewehrung ca. 21.000 kg Sand, 4.000 Liter Wasser und 1.500 kg Stahl eingespart werden konnten. Überdies wurden durch diese innovative Bauweise ca. 7,5 Tonnen CO2 gespart. Dabei ist das Objekt so resistent und langlebig gegen äußere Einflüsse, dass bei der Fahrbahn sogar vollständig auf einen Oberflächenschutz verzichtet werden konnte.

Langlebig

Und in der Tat ist die nichtmetallische Bewehrung hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit und der Lebensdauer eines Gebäudes gleich in doppelter Hinsicht ein echter Gamechanger: Erstens sind damit errichtete Objekte langlebiger und zweitens können diese Bewehrungen u.a. zur Sanierung von Gebäuden dienen, bei denen aus statischen Gründen andere Maßnahmen (aufgrund deren höherer Eigenlasten) unmöglich wären. Beispielsweise hat eine Stahlbetonbrücke, je nach Bauweise und Nutzung, eine durchschnittliche Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren. Um diese zu erreichen sind jedoch zahlreiche Maßnahmen erforderlich. Beispielsweise muss der Beton durch Deckschichten, wie zum Beispiel Asphalt oder ein Flächenbeschichtungssystem geschützt werden, was einen zusätzlichen CO₂-Ausstoß zur Folge hat. Da nichtmetallische Bewehrung nicht korrodierten, kann eine Beschichtung entfallen sowie ein großer Teil der Wartungsarbeiten an der Brücke. Bei Instandsetzungen müssen Brücken in der Regel gesperrt und der Verkehr umgeleitet werden. Das führt meist zu längeren Fahrtstrecken und erhöhten Verkehrsaufkommen, was einen zusätzlichen CO2-Ausstoß durch die Fahrzeuge zur Folge hat. Somit ergeben sich neben den Ausgaben für Inspektion, Instandhaltung und Instandsetzung zusätzlich noch volkswirtschaftliche Kosten. Kurz: Die Verwendung einer Bewehrung aus Stahl hat – im Vergleich zur nichtmetallischen – langfristig wesentlich mehr Aufwand und größere finanzielle Belastungen zur Folge.

Sanierung und Nachverdichtung

Hätte man diese 15 m lange Fußgängerbrücke in herkömmlicher Stahlbetonbauweise gefertigt, wären pro m² ungefähr 170 kg mehr CO2 angefallen.
© Solidian

Darüber hinaus sind Bewehrungen aus Carbon & Co. äußerst hilfreich, wenn es um das Thema Instandsetzung geht. Aktuell ist die Zahl der sanierungsbedürftigen Parkhäuser und Tiefgaragen sehr hoch. Bei diesen wurde die Stahlbewehrung vorwiegend durch Tausalze geschädigt. Die betroffenen Gebäude stammen häufig aus den 1960er Jahren. Ihre Tragfähigkeit wurde für wesentlich kleinere und z.T. leichtere Fahrzeuge ausgelegt. Daher stehen die Verantwortlichen immer wieder vor der Frage, wie der Altbestand unter Erhaltung vorhandener statisch tragender Bauteile verstärkt werden kann. Dafür gibt es mehrere effiziente Lösungen aus Carbonbeton.

Wer nachhaltig bauen will, muss zukunftsorientiert denken. Nichtmetallische Bewehrungen sind hierfür ideal, denn durch ihren Einsatz können Ressourcen geschont und CO2 eingespart werden. Dabei sind sie nur auf den ersten Blick teurer als ihr Pendant aus Stahl. Denn der finanzielle Aufwand relativiert sich schnell – wenn man das gesamte Objekt und dessen Lebenszyklus betrachtet. Bereits beim Bau lassen sich durch den geringeren Betoneinsatz und oft einfachere Abdichtungslösungen Kosten reduzieren. Da die innovative Bewehrung leichter als Stahl ist, lässt sie sich mit deutlich geringerem Aufwand wirtschaftlicher verarbeiten. Über die gesamte Nutzungsdauer der Betonkonstruktionen fallen weniger Inspektionen und Wartungen an. Sanierungen sind, wenn überhaupt, erst wesentlich später und in reduziertem Umfang erforderlich, was bedeutet, dass es während dieser Zeit zu keinen Nutzungsausfällen kommt.

Solidian GmbH

www.solidian.com