Wiederverwendung von Betonbauteilen

Während Betonrecycling bereits Eingang in die Baupraxis gefunden hat, ist die Wiederverwendung ganzer Bauteile noch sehr selten. Dabei ist dieser Weg deutlich energieärmer und ressourcenschonender, da viel weniger neuer Zement benötigt wird. Forschungsprojekte und beispielhafte Bauten zeigen, wie ein durchdachter, möglichst zerstörungsfreier Rückbau und digitale Planungsmethoden sowohl Fertigelementen als auch Ortbetonteilen zu einem zweiten Leben verhelfen.

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Gebauter Materialpool

Ein Ergebnis der großangelegten Wohnungsbauprojekte, die an vielen Orten in den Nachkriegsjahrzehnten durchgeführt wurden, ist ein großer Bestand an verbauten Betonfertigteilen. Mit diesem Materialpool beschäftigten sich Baufachleute und Wissenschaftler*innen in Schweden und den Niederlanden spätestens ab den 1980er-Jahren. Ähnliche Projekte gab es auch in der DDR und weiteren Ländern. Wachsenden Wohnungsleerständen wurde im Ostdeutschland der 1990er- und 2000er-Jahre durch einen Rückbau oder Teilrückbau der sogenannten Plattenbausiedlungen begegnet. In diesem Kontext entstanden einige Pilotprojekte, etwa fünf Stadtvillen aus Elementen eines elfgeschossigen Wohnblocks in Cottbus oder der Infopavillon der Initiative Plattenvereinigung in Berlin (siehe Bauwerke zum Thema).

Viele Planer*innen weltweit entwickeln bis heute außerdem von vornherein um- bzw. rückbaubare Betongebäude. Erste, bekannte deutsche Beispiele sind das in den 1960er-Jahren bei den Naturwissenschaftlichen Instituten der Philipps-Universität Marburg angewandte Marburger Bausystem und die 1972 fertiggestellte Wohnanlage Genter Straße in München. Ähnliche, standardisierte Betonelemente – zum Beispiel Stahlbeton-Hohldielen, TT-Decken (auch bekannt als Pi-Platten oder Pi-Decken) und Stützen mit Auflagerkonsolen – sind heute weit verbreitet im Gewerbebau und stellen eine enorme Ressource dar.

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Wiederverwendung von Fertigteilen

Elementierte Gebäude sind oft Hybride aus Fertigteilen und Ortbetonfugen. Diese Fugen lassen sich unter bestimmten Bedingungen zersägen und die Elemente somit trennen. Folgende Prozessschritte wurden 2024 im Artikel Recreating the Construction Sector for Circularity des internationalen Forschungsprojekts ReCreate beschrieben. Bevor der Rückbau beginnt, wird eine detaillierte Bestandsanalyse (Pre-Deconstruction Audit) durchgeführt, bei der die Betonteile auf Mängel und Schadstoffe untersucht werden. Anhand dieser Begutachtung werden die statischen Eigenschaften berechnet und an einer Probe überprüft. So lassen sich vorab bereits Tragfähigkeit und Expositionsklassen einschätzen und auch wie lange das Betonbauteil noch eingesetzt werden kann. Diese Informationen fließen in ein digitales Gebäudemodell ein, das über einen QR-Code bzw. eine Art Bauteilausweis mit dem realen Element verknüpft werden kann.

Zum Trennen der Elemente setzen die Rückbauteams Hydraulikhämmer, Sägen, Meißel und Minibagger sowie Hebebühnen für hohe oder unsichere Tragwerksbereiche ein. Entscheidend für die Arbeitssicherheit ist, die Veränderungen des statischen Systems im Laufe des Rückbauens zu berücksichtigen. Um die schweren Decken, Wände, Stützen und Träger zu bewegen, werden sie mit Ankern und Tragseilen versehen, sodass sie ein Kran aus der Konstruktion heben kann.

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Wiederverwendung von Ortbetonteilen

Auch Gebäude in Ortbetonbauweise lassen sich als Materialquellen erschließen, wie aus dem Forschungsprojekt Abbau Aufbau hervorgeht. Gegenüber Gebäuden aus Stahlbetonfertigteilen ist der Prozess komplexer, unter anderem weil noch umfangreichere Betonsägearbeiten nötig sind, damit wiederverwendbare Bauteile entstehen. Ein systematisches, auf das deutsche Baurecht bezogenes Vorgehen ist in der gleichnamigen Publikation zu finden. Auch hier wird mit einer umfassenden Bestandsuntersuchung und Materialprüfung begonnen. Dem Rückbau muss jedoch ein Neubauentwurf vorausgehen, um die Decken, Wände und Stützen des Spendergebäudes passend zerteilen zu können. Digitale Planungswerkzeuge sollen die Zuschnittplanung und Variantenerstellung vereinfachen und die Anwendung der Elemente im Neubau durch automatisch generierte Bauteilkataloge unterstützen. Ein Praxistest folgt voraussichtlich ab Herbst 2024.

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Herausforderungen begegnen

Dass die Wiederverwendung von Betonteilen noch nicht gängige Praxis ist, hat verschiedene Gründe: Einerseits sind die nötige detaillierte Bestandsuntersuchung, der schonende Rückbau und die gezielte, entwurfsbezogene Aufbereitung der Bauteile Prozesse, die mehr Zeit und eine stärkere Vernetzung von Akteur*innen fordern, als heute meist üblich ist. Zugleich bedarf es baurechtliche Veränderungen, um eine Zertifizierung der gebrauchten Bauteile und damit ihre Wiederverwendung zu erleichtern.  

Ein Kernproblem ist nach wie vor das Trennen der Betonelemente, wie ein Team der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EFPL) in der 2021 erschienenen Studie Selektiver Rückbau – Rückbaubare Konstruktion feststellte. Alternativen zum Mörtel befinden sich in der Entwicklung, zugleich gibt es bereits gebaute Beispiele mit verschraubten und gesteckten Verbindungen, zum Beispiel die nomadischen Schulen des brasilianischen Architekten João Filgueiras Lima (bekannt als Lélé) oder das landwirtschaftliche Forschungszentrum von St. Aubin, entworfen von Jakob Zweifel und Heinrich Strickler.

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