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Der ökologische Fußabdruck von Mauerwerk

Mit dem Klimaschutzplan 2050 hat sich die Bundesregierung ambitionierte Ziele gesetzt: Bis zum Jahr 2050 soll Deutschland weitestgehend klimaneutral sein, bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen um mindestens 55 Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 gesenkt werden. Da der Bausektor für etwa 40 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs und 30 Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, besteht hier enormes Einsparpotenzial. Dabei kann allein die Materialwahl große Auswirkungen haben. Wie steht es um die Ökobilanz von Mauerwerk – immerhin bestehen 72 Prozent aller Wohngebäude in Deutschland aus diesem Baustoff.

Das C2C-Prinzip bezeichnet einen idealisierten, geschlossenen Rohstoffkreislauf nach dem Vorbild der Natur, bei dem alle Rohstoffe eines Produkts nach dem Nutzungszeitraum zu hundert Prozent im Kreislauf bleiben und wiederverwendet werden können.

Bild: Sulafa Isa, Berlin

Bei einer Lebenszyklusbetrachtung über 80 Jahre zeigen sich die langfristigen ökobilanziellen Vorteile von Mauerwerk.

Bild: Sulafa Isa, Berlin

DAfM Schriftenreihe Heft 3: Beiträge des Mauerwerksbaus zu Klimaschutz und Nachhaltigkeit

Bild: Ernst & Sohn

Herstellung und Transport

In der Baupraxis kommen viele verschiedene Mauerwerksarten zum Einsatz, die sich teils deutlich in ihrer stofflichen Zusammensetzung unterscheiden. Die marktbestimmenden Mauersteinarten sind mineralisch gebundene Steine wie z.B. Kalksandsteine, Porenbeton-, Beton- oder Leichtbetonsteine. Für ihre Herstellung werden hauptsächlich natürliche Rohstoffe wie Kalkstein, Kies, Sand, Lehm, Ton oder vulkanisches Gestein verwendet, die überwiegend in heimischen Regionen abgebaut und ohne lange Transportwege verarbeitet werden können. Die Abbaugebiete mineralischer Rohstoffe werden in der Regel nur temporär in Anspruch genommen und anschließend rekultiviert.

Die Herstellung von Mauersteinen erfordert teils hohe Temperaturen beim Brennvorgang bzw. energieintensive Härtungsprozesse in Autoklaven. Zudem werden, außer bei Mauerziegeln, Brandkalk bzw. Zement als hydraulische Bindemittel eingesetzt, die durch Vermahlen und Brennen hergestellt werden. Laut einer aktuellen Studie des Deutschen Ausschusses für Mauerwerk DAfM ergab eine Auswertung von Ökobaudat, der Datenbank für ökobilanzielle Basisdaten von Bauprodukten des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) allerdings, dass die Herstellung einer Tonne Mauersteine dennoch anderthalb- bis dreieinhalbmal weniger CO₂-Äquivalente verursacht als die Produktion einer Tonne Brettschichtholz oder OSB-Platten und in etwa gleich viel wie eine Tonne Nadelschnittholz und Konstruktionsholz (s. Surftipps). Grund dafür sei der Energieverbrauch im industriellen Herstellungsprozess inklusive Trocknung und Formgebung sowie die Emissionen der verwendeten Bauteilkomponenten, wie z.B. Bindemittel und Kleber. Bei der Wahl eines passenden Baustoffs ist allerdings auch die notwendige Menge des benötigten Baustoffs in die eigene bilanzielle Betrachtung aufzunehmen.

Heizenergiebedarf in der Nutzungsphase

Ein Faktor für die CO₂-Gesamtbilanz von Wohngebäuden ist der Energieverbrauch während der Nutzungsphase. Laut der DAfM-Studie haben massiv gebaute Häuser aus Mauerwerk aufgrund der hohen Wärmespeicherfähigkeit im Vergleich zu Holzbauten einen 4 bis 17 Prozent geringeren Heizenergiebedarf. Über einen kalkulatorischen Lebenszyklus von fünfzig Jahren emittieren Häuser aus Mauerwerk sieben Tonnen weniger CO₂ als äquivalente Wohngebäude in Holzbauweise; legt man einen Lebenszyklus von 80 Jahren zugrunde, summiert sich die Einsparung auf 11 Tonnen.

Recycling und Kreislauffähigkeit

Während das Recycling der gebrannten Steine ein etablierter Vorgang ist, sieht es mit ihrer Wiederverwendung etwas schwieriger aus.

Wiederverwendung
Für die Wiederverwendung eines Ziegelsteins werden enorme Ressourcen benötigt, um die Steine bruchfrei vom festen Mörtel zu trennen. Das Abklopfen der Mörtelreste, sowie das zerstörungsfreie Entfernen der einzelnen Ziegel ist zeitintensiv und bedarf großer Vorsicht, denn beim Bruch der Steine verlieren diese ihre Tragfähigkeit und können nicht mehr als vollwertiges Material berechnet und verbaut werden. Trotz des großen Aufwands gibt es heute einige Firmen, die sich die Rettung der Steine beim Rückbau eines Bestandsgebäudes oder Teilabbrüchen von historischen Mauerwerkshäusern zum Ziel gesetzt haben.

Recycling
Der üblichere Umgang mit dem Baustoff ist das Rezyklieren des Steinbruchs und der Steinreste. Am Ende ihres Lebenszyklus' werden Ziegel und ziegelreiche Stoffgemische heute zu knapp 78 Prozent wiederverwertet. Im Rahmen des Recyclingprozesses werden aus dem mineralischen Bauschutt Sekundärrohstoffe gewonnen, die teilweise zur Herstellung neuer Mauersteine Verwendung finden oder im Beton-, Straßen- und Deponiebau sowie für die Dachbegrünung oder als Bodenbelag bei Tennis- und Sportplätzen eingesetzt werden.

Lebensdauer und ökologischer Fußabdruck

Im Rahmen der Studie des DAfM wurde untersucht, welchen Beitrag Mauerwerk zur Erreichung der Klimaschutzziele leisten kann. Während in der Regel eine Lebensdauer von fünfzig Jahren für ökobilanzielle Berechnungen zugrunde gelegt wird, geht die Studie hingegen von achtzig Jahren aus. Grund dafür sei die tatsächlich deutliche längere Lebensdauer von Mauerwerksbauten, so der DAfM. Das zeige sich auch daran, dass mehr als zwei Drittel des über fünfzig Jahre alten Gebäudebestands in Ziegelbauweise errichtet wurden. Bei diesem wesentlich längeren Betrachtungszeitraum ist die energetische Qualität von Mauerwerkskonstruktionen höher als die anderer Bauweisen und erreicht einen deutlich besseren CO₂-Äquivalenzwert.

Summiert man auf Grundlage einer Lebenszyklusbetrachtung von fünfzig Jahren die CO₂-Bilanzen aller Lebensphasen, sind keine allzu großen ökobilanziellen Unterschiede zwischen verschiedenen Bauweisen ersichtlich. Bei einer Lebenszyklusbetrachtung von achtzig Jahren hingegen verursacht Mauerwerk bis zu vier Prozent bzw. 45,9 Tonnen weniger CO₂ als ein äquivalentes Gebäude in Holzleichtbauweise und 6,5 Prozent bzw. 75,8 Tonnen weniger CO₂ als in Stahlbeton-Ausführung.

Ansätze zur CO₂-Reduzierung

Größter Schwachpunkt hinsichtlich der Ökobilanz von Mauerwerk sind die Bindemittel: So stammen bspw. rund zwei Drittel der verursachten CO₂-Emissionen im gesamten Kalksandstein-Produktionsprozess aus der Verwendung des Rohstoffs Kalk. Die Produktion ist energie- und damit kohlenstoffdioxidintensiv. Um eine Verringerung des CO₂-Ausstoßes zu erreichen, arbeitet die Mauerwerksindustrie an Alternativen und Lösungen:

Schrittweiser Umstieg auf eine klimaneutrale Energieversorgung im Produktionsprozess
Modernisierung, Erneuerung und Weiterentwicklung der Produktionsanlagentechnik
Forschungs- und Entwicklungsarbeit: Anteil ressourcen- und energieintensiver Rohstoffe, wie z. B. Zement und Kalk, sukzessive reduzieren
Langfristiges Ziel: komplette Rückbaufähigkeit von Gebäuden, um ganze Bauteile konstruktiv wiederverwenden zu können

Die ausführlichen Ergebnisse der Studie sind in Heft 3 der DAfM-Schriftenreihe mit dem Titel Beiträge des Mauerwerksbaus zu Klimaschutz und Nachhaltigkeit erschienen. Das Heft kann bei Ernst & Sohn für 9,99 EUR bestellt werden (s. Downloads).