«Lehm hat ein grosses Potential»

Im Interview erläutert der Bau- und Energieingenieur Wolfram Kübler, Geschäftsleitungsmitglied von WaltGalmarini, den Zusammenhang zwischen dem Bau und dem Klima.

 

Wenn es um die Klimaerwärmung steht, sprechen viele vom Verzicht aufs Fliegen oder Fleischkonsum. Das Bauen steht weniger im Fokus. Wie funktioniert das Bauen nach dem Netto-Null-Prinzip in der Praxis?

Noch gar nicht. Wir fangen erst an uns damit ernsthaft zu befassen – obwohl inzwischen praktisch alle Materialien und Lösungen als nachhaltig angepriesen werden! Echte Nachhaltigkeit - im Sinne dass wir den nächsten Generationen die gleichen Voraussetzungen ermöglichen - haben wir damit abgeschafft und wird nicht mehr möglich sein. Wir können die Ökosysteme nur wieder Reparieren oder Regenerieren und die schlimmsten Konsequenzen versuchen zu vermeiden.

Beton ist (neben Wasser) das meistverwendete Material auf unserem Planeten. Alleine die Zementindustrie stösst zusammen mit dem Stahl die vierfachen Emissionen des globalen Flugverkehrs aus und wäre als Land betrachtet an dritter Stelle hinter China und den USA.

Gleichzeitig ist die Klimaveränderung sich vermutlich bereits am Beschleunigen, so dass inzwischen immer klarer wird, dass wir gar nicht mehr die Zeit bis 2050 haben, wenn wir drastische Konsequenzen für die Bevölkerungen der meistbetroffenen Länder und auch bei uns in Europa reduzieren wollen. Der Wassermangel in Südeuropa betrifft auch unsere Lebensmittelversorgung.

Wir sollten jetzt strategisch vorgehen und uns auf die Hauptemissionen konzentrieren. Dazu gehört die Verschwendung von Zement reduzieren, Ersatzbindemittel und Zusatzstoffe einsetzen und schleunigst anfangen, die Emissionen bei der Herstellung an den Zementwerken abscheiden. Dieses CO2 müssen wir kontrolliert einlagern, was nun in sehr bescheidenen Mengen auch im RC-Granulat beispielsweise mit Lösungen wie neustark, Zirkulit oder reCO2ver von Sika passiert oder als Rohstoff für die Chemie brauchen. Gleiches gilt für die Fernwärme durch Müllverbrennung.

 

Es gibt einige Leuchtturmprojekte für klimafreundliches Bauen, die in der Schweiz bereits realisiert wurden. Es sind bisher Einzelbeispiele. In der Schweiz, besagen Studien, werden jährlich 10 000 bis 15 000 Wohnungen zu wenig gebaut. Das bedeutet, dass mehr gebaut werden muss. Geht das mit neuen und klimafreundlichen Bauverfahren?

Der Flächenverbrauch je Person hat über die Jahre deutlich zugenommen, wir haben grosse demografische Herausforderungen und Bauen ist – auch infolge höherer Ansprüche, diverser Gesetze und Normen - komplexer geworden. Die Diskussionen gehen oftmals bereits in eine gute Richtung: Im Bestand verdichten, umnutzen oder aufstocken ist wichtig. Ein positives Beispiel ist nach wie vor das Toni-Areal in Zürich wo aus einer Industriemolkerei ein Hochschulcampus sowie Wohnungen in einer 40 Meter- Hochhausaufstockungen entstanden sind.

Wir sollten auch hier differenzieren und raumplanerisch effektive Konzepte umsetzen, die auf mehreren Ebenen klimafreundlich und effizient sind. Wir wissen, dass durch geplante und koordinierte Verdichtung – vor allem in die Höhe – die Emissionen je Person deutlich minimiert werden können, wenn gleichzeitig auch das Mobilitätsverhalten positiv beeinflusst wird. Das heisst, wir müssen dafür sorgen, dass Wohnen und Arbeiten weniger weit auseinander liegt bzw. diese Orte gut an den ÖV angeschlossen sind und dieser die nötige Leistung aufweist. Das Hochhausprojekt Pi hat bei 199 Wohnungen nur 35 Parkplätze die Arbeitsplätze hierzu entstehen im benachbarten Techcluster von Metall Zug. Das Projekt Volta Nord Baufeld 5 des Kanton Basel Stadt bei 150 Wohnungen keinen Parkplatz. Untergeschosse in Beton verursachen meist mit Abstand den grössten Anteil der Emissionen. Unser bisheriges Mobilitätsverhalten verursacht also nicht nur auf und durch die Strassen, sondern auch im Stillstand unter der Erde erhebliche Emissionen. Oder umgekehrt: unser zukünftiges Mobilitätsverhalten entscheidet mit grosser Wahrscheinlichkeit die Erreichung des Netto-Null-Ziels.

 

Welche Massnahmen sehen Sie, um das netto klimaneutrale Bauen zu erreichen? Welche Rolle spielen Baumaterialien, Baugesetze und -normen und Bauprozesse?

Auch hier sind wir erst am Lernen was tatsächlicher Kreislauf sein kann: Recycling-Beton, der gleich viel oder sogar mehr Zement braucht ist bezüglich Emissionen gar nicht besser als konventioneller Beton. Das start-up Oxara entwickelt gerade mit unserer Unterstützung einen betonähnlichen Baustoff aus Mischabbruchgranulat mit dem Namen Oulesse, das keinen zusätzlichen Zement benötigt. Die Festigkeitsentwicklung entspricht ca. den Betonen wie vor hundert Jahren. Viele Gebäude dieser Zeit stehen nach wie vor und tun dies – vielleicht mit ein wenig Erdbebenertüchtigung – auch nochmals so lange.

Parallel entwickeln wir bereits emissionsarme Massivbaustoffe wie beispielsweise Flüssiglehm und ermöglichen deren Anwendung. Holznutzung für das Bauen sollten wir maximieren um das darin enthaltene CO2 möglichst lange im Gebäude gebunden zu halten. Altholz sollte wiederverwendet und kein bautaugliches Holz aus dem Wald direkt verbrannt werden.

Aufklärung und klare Kommunikation sind nötig. Es braucht gezielte Anpassungen von Normen und Gesetzen um Kollaborationen aus Forschung, Bauindustrie und Planenden mit motivierenden Innovationen voranzutreiben. Beispielsweise was die EMPA beim NEST tut. Wir sind dort Planungspartner für ein effizienteres, emissionsarmes und vorfabriziertes Betondeckensystem zusammen mit der Firma Stahlton in der Unit Step2, welche im August eröffnet wird.

Da die Kantone nun Emissionsgrenzwerte festlegen sollen, könnten diese bewusst jetzt einen Absenkpfad bis 2040 definieren, um spätestens dann Netto-Null zu erreichen. Wer bis dahin bereits Lösungen mit deutlich tieferen Emissionen anbieten kann, sollte bei öffentlichen Vergaben Zusatzpunkte bei den Zuschlagskriterien erhalten. Bei Sonderbauverfahren und Arealen sollten deutlich tiefere Emissionen in der Erstellung erreicht werden als gesetzlich vorgeschrieben, durch entsprechend mehr Baumasse an strategisch attraktiven Orten können diese Investitionen in emissionsärmere Konstruktionen und Innovation finanziert werden.

Im Januar startete ein 5jähriges innosuisse flagship mit 10 Teilprojekten an verschiedenen Hochschulen mit dem Ziel Holz-Lehm-Hybridkonstruktionen wieder am Markt zu etablieren. Wir sind einer von ca. 40 Industrie- bzw. Planungspartnern und Mitinitiator. Ganz Europa hat bereits über Jahrhunderte beinahe emissionslos bis zur Industrialisierung so gebaut. Weltweit leben 30 Prozent der Bevölkerung in Gebäuden mit Lehm als Baustoff. Parallel sollen mit dem SIA dazu benötigte Normen erarbeitet werden. Lehm hat grosses Potential im Bereich Brand- und Schallschutz, wenn keine hohen Festigkeiten benötigt werden, sowie für nicht tragende Bauteile. Der Rohstoff dazu liegt in unseren Deponien in Form von Baugrubenaushub.

 

Wie beurteilen Sie die Rolle von Energiestandards wie etwa Wattareal 2000 oder Minergie hinsichtlich des Materialbedarfs und des Emissionsausstosses?

Sie sind sehr wichtig als Vorbild und Orientierung. Bauherren und Investoren schätzen grundsätzlich die Struktur dadurch in der Planung. Labels sollten allerdings Innovation nicht verhindern, zielfokussiert bleiben und nicht produkt- bzw. technologiegebunden sein. Im Moment verhindern solche Anforderungen und Normen die oft mögliche Reduktion von Gebäudetechnik. Wir versorgen nach wie vor viele Leitungen einfach in statisch nicht notwendigen dicken Betondecken, weil es am wenigsten Koordination benötigt und billig ist. Systemtrennung ist eine Voraussetzung des nachhaltigen Bauens und der Kreislaufwirtschaft!

Die bald erwartete Norm SIA390-1 «Klimapfad Treibhausgas- und Energiebilanz von Gebäuden» sollte von allen Playern als roter Faden und Bilanzierungsgrundlage anerkannt und verwendet werden. Die Digitalisierung und noch zu entwickelndeTools für die BIM-basierte Ökobilanzierung können wertvolle Erkenntnisse bereits im Variantenstudium in frühen Phasen bringen.

Minergie hat sich aus dem starken Fokus der Minimierung der Betriebsenergie für das Heizen entwickelt. Der Verein hat sehr viel geleistet und erreicht: Fossile Energieträger sind inzwischen praktisch nicht mehr möglich!

Wir wissen aber aus der Physik, dass sich Emissionen aus Erstellung und Betrieb nicht entkoppelt betrachten lassen. Hier braucht es Korrekturen in der Philosophie der Labels. Wichtig ist disziplinenübergreifendes systemisches Denken und Optimierung. Es ist nahezu unmöglich und oft auch nicht nötig, dass duzende Kriterien alle gleichzeitig mit Bestnote erfüllt werden. Es führt sonst zwangsläufig zu nicht zielführendem Mittelmass ohne. Wir haben dadurch in der Planung ständig Zielkonflikte und kümmern uns vor allem um die Erreichung des Zertifikats und nicht mehr kostenbewusst um die Ziele und Bedürfnisse unserer Kunden. Das ist ineffektiv, ineffizient und für alle Beteiligten oft nur frustrierend. Der neu gegründete Verein Gebäudesimulation Schweiz will und kann hier die nötige Kompetenz einbringen auf die Ziele integral zu fokussieren und effizienter zu erreichen.

Entscheidend ist es, die mit kleinstmöglichem finanziellen Aufwand maximal realisierbare Emissionsminimierung zu identifizieren. Es ist ineffektiv für sehr viel Geld mehr als 20cm Wärmedämmung und Wärmebrückendetails auszugeben, wenn der Zusatznutzen an Reduktion von Heizenergie gegen Null geht, die ohnehin bereits erneuerbar ist. Insbesondere wenn es in den nächsten Jahrzehnten ohnehin nur deutlich wärmer werden wird und circa 30 Prozent weniger Heizgradtage erwartet werden. Die 50 Prozent zusätzliche Emissionen für die unnötige Dämmung fallen jetzt beim Bau an.

 

Zusammen mit Implenia errichtet Ihr Unternehmen das Rocket Hochhaus in Winterthur. Sie setzen dabei auf den Hybridbau, sie kombinieren Holz, Stahl und Beton. Welche ökonomischen und ökologischen Vorteile bietet diese Kombination?

Bei hochbeanspruchten Tragwerken wie Hochhäusern hat Emissionsminderung auch etwas mit Leistungsfähigkeit zu tun. Materialien mit hoher Festigkeit können zu einer Volumenreduktion führen, die schlussendlich weniger Emissionen verursacht als scheinbar ökologisches Material mit tiefer Festigkeit. Das mit Implenia Holzbau entwickelte Deckensystem ist circa 35 Prozent leichter als eine sonst gleichwertige Betonflachdecke. Inklusive Stabilisierungskonstruktion für Orkane bei 100 Metern Gebäudehöhe beträgt der Unterschied zur konventionellen Bauweise – dank einer Rahmenkonstruktion aus Holz in der Fassade - sogar bis zu 60 Prozent der Eigenlasten für die Fundation. Grossbohrpfähle haben wegen der dieselbetriebenen energieintensiven Maschinen besonders hohe Emissionen. Die meisten Labels und Normen berücksichtigen die Fundation im Moment noch nicht einmal in der Ökobilanzierung. Wir sollten insbesondere bei solch grossvolumigen Gebäuden endlich ehrliche Aussagen und Vergleiche machen. Wir werden Hochhäuser in Zukunft vermehrt brauchen.

Es ist eine herausfordernde, aber auch spannende neue Aufgabenstellung: Durch effizientere Tragwerke kann zusätzlich erreichte Ertragsfläche helfen, die aktuell noch vorhandenen Mehrkosten gegenüber der Zementverschwendung mit unverantwortlich hohen Emissionen auszugleichen.

 

Können Sie Beispiele für Gebäude oder Infrastrukturprojekte nennen, die aufzeigen, wie sich das Abweichen von Baunormen dank der Zusammenarbeit von Bauherr und Ingenieur positiv auf den Geldbeutel und die Umwelt auswirken kann? Welche Risiken bestehen dabei?

Beim Projekt Burkwil einer privaten Stiftung in Meilen konnten wir die Bauherrschaft sowie den Baumeister davon überzeugen, projektspezifische Betonrezepturen mit deutlich weniger Zement als dem Mindestgehalt nach Norm zu verwenden. Sie erfüllen trotzdem die nötigen Eigenschaften. Im Moment trägt die Verantwortung für die Eigenschaften dann der oder die ausschreibende Bauingenieur oder -ingenieurin und nicht mehr das Betonwerk. Es war so möglich die Gesamtemissionen des Untergeschosses von sechs grossen Mehrfamilienhäusern inklusive 120 Parkplätzen kostenneutral zu halbieren. Das sind bei diesem Projekt mit 100 Wohnungen konkret 540 Tonnen Zement. Der Baumeister Marti Zürich ist mit der Betonverarbeitung auf der Baustelle sehr zufrieden. Die üblichen Risiken der wasserdichten Bauteile sinken sogar und es braucht weniger Stahlbewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten. Betone mit nur 150kg/m3 Zement können den erforderlichen Wassereindringwiderstand bereits erreichen. Die Norm fordert aktuell noch 280kg/m3 für diese Eigenschaft.

Bald sollen solch emissionsreduzierte Rezepturen in einem Anhang zur Betonnorm - nach achtjähriger Diskussion in der entsprechenden Kommission - möglich werden.

Auch im Infrastrukturbau verwenden die Tiefbauämter inzwischen innovative Vergabeverfahren mit Kriterien zur Emissionsreduktion, die von den Unternehmern während der Ausführung belegt werden müssen oder sonst finanzielle Konsequenzen drohen.

Wir sind froh und dankbar, dass immer mehr Bauherren Verantwortung übernehmen wollen und Lösungen erwarten die über das Mittelmass deutlich hinausgehen. Beispiele sind neben dem Techcluster Zug der Immobilienentwickler Senn, die Städte Basel und Zürich, weitere Kommunen und auch Kunden im Industriebau sowie private Bauherren. Immer mehr unserer Bauingenieurkolleg*innen werden und sind sich ihrer Verantwortung bewusst. Sie bilanzieren die Emissionen ihrer Tragwerke selber und handeln anschliessend entsprechend.

 

Über den Autor

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Susanna Vanek

Redaktorin

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