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Entwicklung einer Methodik für das materialbasierte Screening und die Kategorisierung bestehender Gebäude im Hinblick auf die Kreislaufwirtschaft

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer innovativen Methode für die Bewertung bestehender Gebäude, die über den traditionellen technischen Ansatz hinausgeht und als Circular Due Diligence definiert werden kann. 

Foto (schräg von unten) vom City Hochhaus in Leipzig
© Ilaria Di Benedetto
Projektzeitraum:
Typ:
Abschlussarbeit
Profillinie:
Entwerfen ∙ Bauen ∙ Erhalten

Einleitung

Ziel ist es, Gebäudekomponenten am Ende ihres Lebenszyklus als wiederverwendbare Ressourcen zu bewerten und damit einen Beitrag zur Verbesserung der Nachhaltigkeit und zur Verringerung der Umweltauswirkungen des Bausektors zu leisten. Die Methode kombiniert die übliche Technical Due Diligence, die im Ingenieur- und Architekturbereich gut etabliert ist, mit verschiedenen Arten von Analysen, die auf das Wiederverwendungs- und Recyclingpotenzial von Materialien abzielen. Um diese komplexe Methode optimal zu handhaben, wird ein auf der AHP-Methode (Analytic Hierarchy Process) basierendes Entscheidungssystem verwendet, das die Auswertung von Daten durch den paarweisen Vergleich von Kriterien vereinfacht und klare und verständliche Ergebnisse liefert. Dieses schrittweise Verfahren ist so konzipiert, dass es nicht nur von Fachleuten, sondern auch für anderen Projektbeteiligten oder potenziellen Kund*innen verständlich ist.

Problemstellung

Das lineare Wirtschaftsmodell, das auf dem Prinzip „Nehmen – Herstellen – Wegwerfen“ beruht, ist für den Bausektor nicht mehr tragfähig, sodass der Übergang zu einem Kreislaufmodell von entscheidender Bedeutung ist, um die Umweltauswirkungen von Gebäuden zu verringern. Während dieser Prozess für neue Bauprojekte bereits eingeleitet wurde, besteht das Problem bei bestehenden Gebäuden weiterhin, da es noch kein standardisiertes Verfahren gibt, um die Wiederverwendung von Materialien und Komponenten in die Bewertung einzubeziehen. Dies ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen, wie z. B. die hohe Komplexität der zirkulären Bewertung eines Gebäudes, das im Laufe der Zeit vielen Einwirkungen ausgesetzt ist, die Schwierigkeit der Wiederverwendung von Materialien, die nach unterschiedlichen Normen hergestellt wurden, und die begrenzte Kenntnis der Bausubstanz, die in anderen, oft lange zurückliegenden Epochen hergestellt wurde. Nicht zuletzt stellt die Vielzahl von Variablen im Zusammenhang mit bestehenden Gebäuden ein Problem dar, das die Umsetzung eines ohnehin schon komplexen Kreislaufsystems weiter erschwert.

Methodik

Die Methode beginnt mit der TDD-Prüfung und der CAPEX-Bewertung der Investitionen, die erforderlich sind, um das untersuchte Gebäude auf Dauer funktionsfähig zu halten. Es ist von entscheidender Bedeutung, in einem frühen Stadium Ziele, Alternativen und Kriterien zu definieren. Die technischen und wirtschaftlichen Bewertungen werden durch zusätzliche ökologische und soziale Kriterien ergänzt, die beispielsweise auch die Widerstandsfähigkeit des Gebäudes oder die Auswirkungen der verwendeten Materialien auf die Umwelt berücksichtigen. In einer vorläufigen Machbarkeitsstudie werden die Nutzungsmöglichkeiten für das Gebäude untersucht, einschließlich eines kontrollierten vollständigen oder teilweisen Abrisses. Anschließend wird in einer detaillierten Analyse, die parallel zum Sanierungsprojekt durchgeführt wird, auch die Möglichkeit der Wiederverwendung einzelner nicht mehr verwendbarer Komponenten im Gebäude selbst untersucht. Durch ihre Katalogisierung und Wiedereingliederung in die Gesamtheit der verfügbaren Materialien wird ein Kreislaufprozess erreicht. Der Prozess wird in jeder Phase durch eine Priorisierung der Kriterien ergänzt, die mithilfe des AHP-Matrixsystems durchgeführt wird.

Fallstudie City Hochhaus Leipzig

Die untersuchte Fallstudie betrifft das City Hochhaus in Leipzig, das in den frühen 1970er Jahren gebaut wurde. Die Analyse wurde in Zusammenarbeit mit einem Fachplanungsteam von Arup in Berlin durch Anwendung der beschriebenen Methode bei einem realen Projekt durchgeführt. Der Eigentümer verlangte eine Due Diligence, um die Möglichkeit einer Verlängerung der Lebensdauer des unter Denkmalschutz stehenden Gebäudes zu bewerten, gefolgt von einem Sanierungsplan. Die erweiterte TDD wurde durch eine Machbarkeitsstudie ergänzt, um die verfügbaren Optionen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf der Renovierung der Gebäudehülle lag, die aus baurechtlichen Gründen erhebliche Eingriffe erforderte. Die detaillierte Durchführung des Reclamation Audits ermöglichte die Integration der zirkulären Methodik, wodurch letztendlich eine große Menge an Floatglas durch selektiven Abriss gewonnen werden konnte. Durch diese Maßnahmen wurden die Umweltauswirkungen der Renovierung erheblich reduziert, die Effizienz der Gebäudehülle erhöht und insgesamt 85 Tonnen hochwertiges, marktfähiges architektonisches Floatglas erhalten.

Projektbeteiligte

1. Gutachter

Prof. Dr.-Ing. Michael Prytula
Forschungsprofessor für ressourcenoptimiertes und klimaangepasstes Bauen
Studiengangsleiter Urbane Zukunft (M. A.)

2. Gutachter

Dipl.-Ing. Christian Mueller

Masterabsolventin

Ilaria Di Benedetto