Vorbeugen statt heilen

Der Bau von Brücken, Tunneln, Autobahnen oder Kanalisationssystemen ist langwierig und teuer. Die lange Nutzung solcher Bauwerke soll den Aufwand entschädigen, doch die Realität sieht ernüchternder aus: Die geplante Lebensdauer wird bei den meisten Infrastruktur-Objekten nicht erreicht. So wurde bei Brücken, die nach dem Zweiten Weltkrieg neu bebaut oder grundlegend saniert wurden, mit einer 100 Jahre langen Lebensdauer gerechnet. In der Praxis sind viele dieser Bauwerke nach der Hälfte der geplanten Nutzung als marode zu bezeichnen: Der zunehmende Güterverkehr auf den Bundesstraßen und Autobahnen und die Witterungseinflüsse lassen die Brücken vorzeitig altern. 

Und das kostet: Auf rund 270 Mrd. Euro beziffert die Bundesregierung den Investitionsbedarf an Straßen, Brücken, Schienen- und Wasserwegen zum Jahr 2030. Der Bauexperte Andreas Gerdes vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist überzeugt, dass mehr Vorbeugung der Schlüssel sein kann, um die Infrastruktur auch ohne teure Instandsetzung dauerhaft fit halten zu können. Dafür hat der Leiter der Forschungsgruppe „Mineralische Grenzflächen“ Konzepte entwickelt, mit denen sich die Lebenszyklen von Bauwerken enorm verlängern lassen. „Im KIT Innovation Hub ‚Prävention im Bauwesen‘ bringen wir die Wissenschaft auf die Baustelle. Alle Akteure – Bauherren, Rohstoffhersteller, Planer und Bauunternehmer – arbeiten im Projekt zusammen an einem strukturierten Innovationsprozess“, erklärt Gerdes. So sollen Technologien und Dienstleistungen entwickelt werden, mit deren Hilfe die Bauwerke vor Schadensprozessen geschützt werden können.In Frage sollten aber auch die Vergabeprozesse bei öffentlichen Aufträgen gestellt werden. Die Regelwerke dafür unterscheiden Materialien nicht nach deren Leistungsfähigkeit, sondern stellen lediglich Mindestanforderungen. „Dabei sollte doch eigentlich klar sein, dass ich in einem öffentlichen Schwimmbad nicht den gleichen Fliesenkleber verbauen kann wie zu Hause in der Dusche“, so der Materialforscher. Derzeit werde aber stets das kostengünstigste Material eingesetzt – mit fatalen Folgen für die Langlebigkeit von öffentlichen Gebäuden und Infrasktrukturobjekten. 

Der gesamte Lebenszyklus der Bauwerke sollte daher berücksichtigt werden, wenn Investitionen in die öffentliche Infrastruktur anstehen. Spart man zu Beginn bei der Qualität der Materialien, dann können später unkalkulierbare Instandsetzungskosten auf den Bauherren zukommen. In diesem Zusammenhang ist es ebenso wichtig, projektbezogen die Beanspruchung der Materialien genau zu analysieren, um die geplante Nutzungsdauer auch tatsächlich erreichen zu können. Präventives Bauen ist zu Beginn sicher teuerer, langfristig rechnet sich jedoch der anfängliche Aufwand. Der Bauchemiker Gerdes nennt ein Beispiel: Bei Autobahnbrücken umhülle eine Schicht aus Beton die in den Pfeiler eingelegten Bewehrungsstäbe aus Stahl. Gerät Streusalz auf den Beton, saugt er sich voll wie ein Schwamm. Die Folge: Korrosion. Dies könne leicht verhindert werden, indem man die Betonoberfläche imprägniere.

Autor: Paul Deder

Weitere Artikel:

Trend
Thermoskanne für die Wand
Thermoskanne für die Wand
Thermoskanne für die Wand

Deutschlands Gebäudefassaden erzählen eine stille Geschichte des Energieverlusts. Rund 21 Mio. Gebäude prägen den Bestand – und der Großteil davon gelten energetisch als sanierungsbedürftig. Etwa 35 % des gesamten deutschen Endenergieverbrauchs entfallen auf den Gebäudesektor – vor allem für Heizen und Warmwasserbereitung. Gleichzeitig stagniert die energetische Sanierungsrate seit Jahren bei rund 1 % – viel zu wenig, um die Klimaziele zu erreichen. 

Trend
Asphalt aus Plasikmüll
Asphalt aus Plastikmüll
Asphalt aus Plasikmüll

Ohne Straßen läuft nichts. Sie sind unverzichtbar, weil sie nahezu alles verbinden, was wir im Alltag brauchen. Und sie bestehen vor allem aus Asphalt: einem Gemisch aus rund 95 % Gesteinskörnung und etwa 5 % Bitumen. Damit der Fahrbahnbelag eine möglichst lange Lebensdauer erreicht, werden dem Material seit geraumer Zeit spezielle Kunststoffe beigemischt. Diese erhöhen die Flexibilität des Asphalts und reduzieren dadurch die Rissbildung.

Trend
Zweite Chance für WDVS-Abfälle
Zweite Chance für WDVS-Abfälle
Zweite Chance für WDVS-Abfälle

Seit den 1960er-Jahren werden in Deutschland Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) im großen Stil eingesetzt. Sie bestehen aus mehreren schichtweise verbundenen Materialien, wobei als Dämmstoff überwiegend expandiertes Polystyrol (EPS) verwendet wird. Trotz wiederkehrender Kritik an EPS-Systemen bleibt der vergleichsweise günstiger  Dämmstoff sowohl im Neubau als auch in der Sanierung weit verbreitet, auch wenn seine Marktanteile allmählich zurückgehen. Da die Menge an WDVS-Abfällen stetig zunimmt, wächst der Druck, umweltfreundliche und wirtschaftliche Entsorgungsmöglichkeiten zu entwickeln.

Trend
Gebäude auf Knopfdruck
Gebäude auf Knopfdruck
Gebäude auf Knopfdruck

Mit dem Großraumroboter Instatiq P1 bringt das Putzmeister-Spin-off Instatiq eine neue Dimension des Bauens auf die Baustelle. Das robotergestützte 3D-Druckverfahren fertigt tragende Wände direkt vor Ort aus Normbeton – schnell, präzise und ohne konventionelle Schalungen. So werden Bauprozesse effizienter, nachhaltiger und sicherer. Eingesetzt wird das System derzeit vom Bauunternehmen Züblin beim Neubau von Mehrfamilienhäusern in Metzingen-Neugreuth.

Trend
Mauern ohne Muskelkraft
Mauern ohne Muskelkraft
Mauern ohne Muskelkraft

Mauern ohne Hilfsgeräte wie Versetzkrane kann für Facharbeiter auf der Baustelle äußerst ermüdend sein. Doch selbst mit maschineller Unterstützung bleibt die Produktivität im Vergleich zur industriellen Fertigung in der Fabrik verbesserungswürdig. Hinzu kommt: Fachpersonal ist auf Baustellen heute Mangelware, denn körperlich schwere und monotone Arbeiten unter freiem Himmel schrecken viele potenzielle Arbeitskräfte ab. Aus diesem Grund hält die Robotik zunehmend Einzug auf der Baustelle. Viel Potenzial bietet dabei ein Seilroboter, der in der Lage ist, eigenständig Mauern zu errichten. Anfang des Jahres wurde diese Technologie Vertretern aus Politik und Presse präsentiert.

Trend
Dämmplatte mit Rezyklatanteil
Dämmplatte mit Rezyklatanteil
Dämmplatte mit Rezyklatanteil

Energie ist teuer, Rohstoffe werden knapper – und was nach dem Rückbau eines Gebäudes übrig bleibt, landet noch immer viel zu häufig auf der Deponie. Vor dem Hintergrund von Klimakrise, Ressourcenschonung und dem Wandel hin zur Kreislaufwirtschaft rücken daher Rezyklatanteile in Baustoffen zunehmend in den Fokus. So lassen sich heute bei der Betonherstellung – je nach Expositionsklasse und Betontyp – bereits bis zu 45 % der natürlichen Gesteinskörnung durch rezyklierte Materialien ersetzen. Auch in der Asphaltproduktion kommen Altasphalt und in der Gipskartonplattenfertigung Recyclinggips zum Einsatz. Besonders sticht Stahl hervor: Mit seinem hohen Anteil an Sekundärrohstoffen ist er ein Paradebeispiel für zirkuläres Wirtschaften.

Trend
Haselnussschalen als Baustoff?
Haselnussschalen als Baustoff?
Haselnussschalen als Baustoff?

Auch wenn Deutschland derzeit in einer Bau-Rezession steckt, gilt Bausand – global betrachtet und nach Süßwasser der meistverwendete Rohstoff – zunehmend als Mangelware. Derzeit verbraucht die Menschheit etwa doppelt so viel Sand, wie alle Flüsse der Erde jährlich nachliefern können: Rund 50 Mrd. t werden weltweit jedes Jahr benötigt. Haupttreiber sind massive Infrastrukturinvestitionen in China, der Bauboom in Indien durch eine rapide wachsende Mittelschicht sowie milliardenschwere Großprojekte im Nahen Osten, mit denen sich die Region vom Öl unabhängig machen will. Und es ist nur eine Frage der Zeit, bis auch die Metropolen Afrikas ihre Bauwirtschaft deutlich ausweiten. Da Wüstensand – vom Wind rundgeschliffen – für den Einsatz im Bauwesen weitgehend ungeeignet ist, braucht es dringend einen verantwortungsvolleren Umgang mit nutzbarem Bausand sowie die Entwicklung nachhaltiger Alternativen. Nur so lässt sich eine langfristig drohende Knappheit bewältigen und der wachsende Bedarf mit den ökologischen und gesellschaftlichen Herausforderungen in Einklang bringen.

Trend
Wärme aus dem Abwasser
Wärme aus dem Abwasser
Wärme aus dem Abwasser

Energie ist teuer – das ist uns spätestens seit dem Ukrainekrieg bewusst, der die Preise für Strom, Gas und Öl auf Rekordhöhen schnellen ließ. Energie zu sparen, sei es aus Kostengründen oder im Sinne des Klimaschutzes, ist daher heute wichtiger denn je. Während Altbauten energetisch saniert und Neubauten nach strengen  Effizienzstandards errichtet werden, bleibt eine wertvolle Energiequelle oft ungenutzt: die im Abwasser enthaltene Wärme.

Trend
Bio-Bindemittel für den Holzbau
Bio-Bindemittel für den Holzbau
Bio-Bindemittel für den Holzbau

Als natürlich nachwachsender Baustoff ist Holz bei nachhaltiger Forstwirtschaft nahezu unbegrenzt verfügbar. Während seines Wachstums bindet es CO2,  was es zu einem besonders klimafreundlichen Baumaterial macht. Darüber hinaus erfordert die Herstellung, Verarbeitung und der Transport von Holz weniger Energie als klassische Baustoffe wie Stahl oder Beton. Aus diesem Grund werden Holzwerkstoffe wie Spanplatten, OSB, Sperrholz oder Faserwerkstoffe in der Bauindustrie in großen Mengen als nachhaltige Baumaterialien eingesetzt.