Trend
Aktuelle Entwicklungen in der Baubranche
Nichtbrennbarer Bauschaum
Eine Dose mit Polyurethan-Schaum (PU) sollte zur Grundausstattung eines jeden Bauprofis gehören. Die Vielseitigkeit dieses Baumaterials ist einzigartig: Wenn die zu bearbeitende Oberfläche öl- und staubfrei ist, haftet dieser Alleskönner sowohl auf Beton, Putz und Mauerwerk als auch auf Holz und Stahl. Nahezu in jeder Baugewerksanwendung ermöglicht er das Abdichten, Füllen, Fixieren und Dämmen von Bauelementen. Nach dem Aushärten ist der Bauschaum resistent gegen Wasser, Öl, Benzin und verschiedene Lösungsmittel.
Sanierung ohne Auszug
Der Klimawandel ist eine der drängendsten Herausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert. Da der Immobiliensektor in Deutschland etwa 40 % der CO2-Emissionen verursacht, besteht ein enormes Potenzial, durch Optimierungsmaßnahmen im Gebäudebestand zu den Zielen der Klimaneutralität beizutragen.
Biotumen: Erdölfrei asphaltieren
Gut ausgebaute und instand gehaltene Straßen bilden das Rückgrat einer modernen Gesellschaft und sind die Grundlage ihrer wirtschaftlichen Wohlfahrt. Es ist jedoch eine Tatsache, dass der Bau von asphaltierten Straßen eine erhebliche Menge an CO2-Emissionen verursacht. In der Produktion setzt eine Tonne Asphalt etwa 50 kg CO2 frei, was bedeutet, dass bereits für den Bau einer 100 mlangen und 16 cm starken Fahrbahn mehr als 11 t dieses Gases ausgestoßen werden. Da selbst nach der Umstellung auf erneuerbare Energien asphaltierte Straßen unverzichtbar bleiben, ist es von großer Bedeutung, die Treibhausgasemissionen bei ihrer Herstellung erheblich zu reduzieren. Der emissionsfreie Verkehr der Zukunft sollte auf Fahrbahnen rollen, die keine exorbitanten CO2-Bilanz mehr aufweisen.
Fasertechnologie für die Fassade
Die Leichtbauweise ist in zahlreichen Branchen auf dem Vormarsch. Durch Einsparung von Gewicht und Ressourcen passt dieses Konstruktionskonzept ideal in eine Zeit, wo Rohstoffe und Energie immer knapper und teurer werden und der Senkung von CO2 eine hohe Priorität beigemessen wird. Bei Fortbewegungs- und Transportmitteln wie Fahrzeuge, Schiffe oder Flugzeuge sorgen die leichten Komponenten für eine höhere Kraftstoffeffizienz, mehr Reichweite und Nutzlast. In der Raumfahrt ist diese Technologie sogar die Grundvoraussetzung für die weitere Erforschung des Weltalls: Hier schlägt jedes kg Nutzlast mit bis zu 100 kg Zusatzgewicht für Treibstoff und Rakete zu Buche.
Wärmende Wände für die Wende
Als klimafreundliche und effiziente Heiztechnik zählen Wärmepumpen spätestens seit der letzten Regierungsbildung zu den Hoffnungsträgern der Energiewende. Besonders Luftwärmepumpen haben an Popularität gewonnen und sind in Neubauten oft die erste Wahl für Heizung und Warmwasseraufbereitung. Denn: Außenluft ist überall vorhanden, die Erschließung der Geräte relativ einfach und die Investitionskosten zum Bau einer Heizung sind mit einer Luftwärmepumpe geringer im Vergleich zu Erdwärmepumpen. Zudem sind die neuen Gebäude in der Regel gut gedämmt und verfügen über eine Bodenheizung. Dank der großen Heizflächen reichen die niedrigen Volauftemperaturen von meistens unter 40 °C aus, um bei effizientem Betrieb behagliche Wärme in den Räumen zu erzeugen. Aus einer Einheit Strom können so bis zu fünf Einheiten an Wärme gewonnen werden.
Ökologische Betonbewehrung
Von allen Baumaterialien ist Beton seit Jahren die unangefochtene Nummer eins. Dieses von Menschen komponierte Baustoffgemisch ist dank seiner besonderen Eigenschaften zum Grundstoff des Bauens geworden. Im nassen Zustand ist der Beton frei formbar und macht es möglich, auch die spektakulärsten architektonischen Ideen umzusetzen. Er brennt nicht, ist witterungsbeständig und widerstandsfähig – sowohl chemisch als auch physikalisch. Zudem ist er preiswert und einfach zu verarbeiten, was ihn zu einem Universalwerkstoff macht. Sein wohl wichtigster Trumpf ist seine enorme Druckfestigkeit: Hochfeste Betone halten Belastungen bis zu 2,5 t pro cm² stand. Das ermöglicht u. a. die Errichtung hoher Bauwerke sowie filigraner bzw. hoch beanspruchter Bauteile wie Stützen oder Brückenpfeiler.
Vorfertigung: Der neue, alte Trend
Die Baubranche befindet sich seit Jahren im Wandel. Die Baustoffe und ihre Produktionsmethoden werden immer nachhaltiger, die Prozesse auf der Baustelle und im Baubüro immer digitaler. Wir setzen uns mit BIM und Lean Construction auseinander, machen uns Gedanken über die Zukunftsfähigkeit elektrischer Antriebe in Baumaschinen und debattieren über das reale Potenzial von 3D-Betondruck-Verfahren. Neben all den innovativen Themen sind aber auch negative Entwicklungen im Baugewerbe zu beobachten: Der Fachkräftemangel hat sich zu einem großen Problem entwickelt.
Lowtech-Gebäude: weniger ist mehr
Für das Bauen und Wohnen wird ein großer Anteil der verfügbaren Energie benötigt – mit Mineralölen, Gasen und Strom als Energielieferanten. Um den hohen Verbrauch im Sinne der Energiewende zu reduzieren, werden bei Neubauten oft hochtechnisierte Lösungen installiert. Diese Praxis wird jedoch mehr und mehr in Frage gestellt: Bietet die komplexe Haustechnik tatsächlich die geforderte Effizienz und den erwarteten Komfort für die Nutzer oder ist sie in Wahrheit kaum wirtschaftlich zu amortisieren und entwickelt sich für Bauherren im Laufe der Jahre schlicht zum teuren Hobby?
Wärmepumpen als Klimaretter
Die Einsparung von Primärenergie ist schon seit langer Zeit ein erklärtes Ziel der Bundesregierung. Mit dem Angriffskrieg Russlands auf die Ukraine und der in Folge gestiegenen Energiepreise musste die Ampel-Koalition weitere Maßnahmen für mehr Energieeffizienz auf den Weg bringen, um die Abhängigkeit von fossilem Erdgas schneller zu reduzieren. So soll z. B. die Umsetzung einer zentralen wärmepolitischen Forderung aus dem Koalitionsvertrag um ein Jahr vorgezogen werden: Die Regierung hat vereinbart, dass bereits ab dem 1. Januar 2024 jede neue Heizung – im Neubau genauso wie im Bestand – zu 65 % mit Erneuerbaren Energien betrieben werden muss. In dem Zusammenhang kommt der Wärmepumpe eine besondere Bedeutung zu, da diese – mit Ökostrom betrieben – gänzlich CO2-frei heizen kann.
Zwischenlösung Hybridisierung
Seit Monaten leiden die Bauunternehmen unter der rapiden Verteuerung des Diesel-Kraftstoffs. Denn trotz der Elektrifizierungs-Offensive der letzten Jahre läuft auf den meisten Baustellen nichts ohne schwere Technik, die immer noch mit regulären Verbrennern angetrieben wird. Natürlich bemühen sich einzelne Baukonzerne um eine ökologieorientierte Profilierung und melden Projekte oder Musterbaustellen, die gänzlich ohne fossile Treibstoffe abgewickelt werden. Entsprechende Technik wird vom Markt angeboten – elektrische Radlader, Transporter, Minibagger und Vibrationsplatten machen den Traum von der emissionsfreien Baustelle möglich. Und solange die Maschinen für den nächsten Einsatz nicht durch einen dieselbetriebenen Generator aufgeladen werden, macht diese Entwicklung auch wirklich Sinn. In der Breite der Anwendungen – z. B. bei Baustellen ohne Zugang zu Strom oder bei Projekten, die leistungsstarke Maschinen erforderlich machen, ist emissionsfreies Bauen noch Zukunftsmusik.
Baumodule: Mieten statt kaufen
Der Klimawandel ist eines der wichtigsten Themen unserer Zeit, der Klimaschutz – eine der dringendsten Aufgaben der Menschheit. Um die Erderhitzung auf ein erträgliches Maß zu reduzieren, sind grundlegende Veränderungen unserer Lebensweise erforderlich, und auch die Wirtschaft muss sich einer Transformation stellen – in Richtung einer nachhaltigen Entwicklung. Da fast 16 % der deutschen Treibhausgasemissionen auf die Wohnnutzung zurückzuführen sind, hat auch der Bausektor einen wesentlichen Beitrag dazu zu leisten.
Robotik für die Baubranche
Rund 400.000 neue Wohnungen pro Jahr sollen den Plänen der neuen Ampelregierung nach in Deutschland entstehen, um den riesigen Wohnraummangel in den Städten zu lindern. Damit diese Pläne nicht nur Lippenbekenntnisse bleiben, wird nicht nur neues Bauland benötigt, sondern auch Ideen dafür, wie das Bauen beschleunigt werden kann.
Autonomer Asphalteinbau
Das Fahrerhaus der modernen Baumaschinen ist ein Hightech-Arbeitsplatz. Während früher ihre Bedienung rein mechanisch und später hydraulisch vonstatten ging – mit mächtigen Bedienhebeln und großen Schaltern – reichen heute kompakte und feinfühlige Joysticks aus, um auch das größte Ungetüm mit Leichtigkeit bewegen zu können. Die elektrohydraulische Steuerung ermöglicht kombinierte Bewegungen, verbessert die Kontrollierbarkeit der Maschine und sorgt für präzises, ermüdungsfreies Arbeiten. Doch nicht nur das: die Technologie bildet auch die Grundvoraussetzung für Assistenzsysteme, die den Fahrer auf der Baustelle entlasten sollen.
„Meeresabfall“ als Öko-Dämmstoff
Nicht zuletzt aufgrund der attraktiven nationalen Förderprogramme für den Neu- und Bestandsbau ist die Nachfrage nach Dämmstoffen ungebrochen hoch: Der deutsche Absatz wuchs in 2021 um mehr als 3 % im Vergleich zum Vorjahr. Und auch wenn die natürlichen Dämmstoffe wie Hanf, Zellulose, Holzwolle, Kork & Co. nach wie vor ein Nischendasein fristen, spielt die Zeit für sie. Denn durch das zunehmende Umweltbewusstsein der Bauherren steigt auch ihre Bereitschaft, beim Bauen und Sanieren auf ökologisch verträgliche Dämmmaterialien zurück zu greifen. Den Trend belegen auch die Zahlen, denn das Ökosegment wächst mit über 6 % in 2021 doppelt so schnell wie der Gesamtmarkt.
Dämmstoff zum Anbeißen
Debatten und Vorträge über die Nachhaltigkeit im Baugewerbe stehen auf beinahe jeder Branchenveranstaltung als Must-have auf der Tagesordnung. Verständlich, denn der Rohstoffeinsatz im Bauwesen ist enorm: allein in Deutschland werden jährlich über 500 Mio. t an mineralischen Materialien verbaut. Folglich bietet dieser ressourcenintensive Wirtschaftszweig auch enorme Einsparpotenziale.
Nanotechnologie am Bau
Bei der Vorsilbe „Nano“ denkt man an Geschichten aus der Science-Fiction-Ecke. Kaum ein Blockbuster in diesem Genre, der ohne Nanotechnologie auskommt: Die kleinen Nanobots haben dort stets einen filmreifen Auftritt – z. B. als unsichtbare Killer, die Jagd auf Menschen machen. In der Realität werden die Nanoteilchen, die größentechnisch zwischen einem Atom und einem Bakterium angesiedelt sind, als Zukunftstechnologie mit großem Potenzial gesehen.
Warmasphalt als Klimaretter
Die Arbeit im Straßenbau ist ein schweißtreibender Job: Auch wenn die Temperaturen im Sommer auf über 30 °C klettern, sind schattige Plätzchen für die Bauarbeiter tabu. Sie müssen nämlich dorthin, wo die heiße schwarze Masse die Umgebungstemperaturen ins Unerträgliche hochtreibt. Hinzu kommen die beim Asphalteinbau freiwerdenden Gefahrstoffe, die beim Einatmen zu Gesundheitsrisiken und Berufskrankheiten führen können.
"Luftig" bauen mit Gradientenbeton
Der sparsame Umgang mit Rohstoffen ist angesichts der wachsenden Weltbevölkerungzahl und knapper werdenden Ressourcen eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Da das Bauwesen zu mehr als der Hälfte des globalen Ressourcenverbrauchs beiträgt, wird mit Hochdruck daran gearbeitet, durch ökologische Materialauswahl, Wiederverwendbarkeit von Baustoffen und ressourcensparende Architektur das Bauen nachhaltiger zu machen.
Asche zu Beton
Jeden Tag produziert die Weltbevölkerung rund 3,5 Mio. t Müll, wobei gerade die Industrieländer in Europa und Nordamerika den größten Teil dazu beitragen. Auch Deutschland sorgt trotz Saubermann-Image dafür, dass die Müllberge weiter anwachsen. So haben wir in 2018 über 400 Mio. t Müll produziert – eine Zahl, die trotz aller Nachhaltigkeits-Bemühungen von Jahr zu Jahr weiter ansteigt.
Holzschaum statt Styropor
Eine gesunde Lebensweise gewinnt für die Menschheit immer stärker an Bedeutung. Dazu gehört auch, ökologisch zu bauen und zu wohnen. Aus diesem Grund achten immer mehr Bauherren darauf, dass der Bau der eigenen vier Wände mit geringstmöglichen Auswirkungen auf die Umwelt vonstatten geht. Eine gute Möglichkeit, die eigene Öko-Bilanz zu verbessern, ist der Einsatz von natürlichen Dämmstoffen wie Hanf, Flachs, Kork oder Wolle. In der Herstellung sind sie klimafreundlich und bringen gute bis hervorragende Dämmeigenschaften mit, sodass hierbei Ökologie und Energieeffizienz in Einklang gebracht werden können.
OP-Masken als Straßenbaustoff?
In den letzten Monaten sind sie zu unseren treuen Begleitern geworden: Die Mund-Nase-Masken sind für die Meisten ein lästiges Accessoire und doch auch ein hilfreiches Mittel gegen einen noch schlimmeren Verlauf der Pandemie. Die Kehrseite der Medaille: Die kleinen Lebensretter verschmutzen als Wegwerfartikel die Umwelt und lassen die Abfallberge wachsen. Umweltorganisationen gehen davon aus, dass im vergangenen Jahr rund 1,5 Mrd. Masken in die Weltmeere gespült wurden und dort für zusätzlichen Plastikmüll gesorgt haben. Doch auch richtig entsorgte Anti-Corona-Einwegprodukte wie Masken, Latex-Handschuhe und Schutz-Overalls sorgen für Unmengen an Müll. Allein in Deutschland erwartet man aus diesem Grund ein zusätzliches Abfallaufkommen von 1,1 Mio. t jährlich.
Wohnen, wo andere arbeiten
Seit Jahren ist bezahlbares Wohnen in den Städten Wunschdenken. Mehr noch – auch für die Mittelschicht ist der Kauf einer Immobilie in strukturstarken Regionen zu einem Ding der Unmöglichkeit geworden. Bauland ist so gut wie nicht vorhanden, sodass den Familien oft nur noch die Wahl bleibt, weiter aufs Land zu ziehen oder zu abgenutzten und verbrauchten Immobilien aus den 70ern zu greifen, um sie für teuer Geld zu sanieren.
Das Konzept der Schwammstadt
München, Stuttgart oder Düsseldorf gehören zu den Städten mit den besten Wirtschaftsperspektiven in Deutschland. Auch aus diesem Grund zieht es die Menschen – vor allem die jungen Erwachsenen – in die Metropolen. Um diese enorme Nachfrage zu bedienen, wird in den Städten immer mehr baulich nachverdichtet – zu Lasten von Frei- und Grünflächen. Denn die Bautätigkeiten führen dazu, dass immer mehr Fläche versiegelt wird, wodurch das Niederschlagswasser nicht auf natürliche Art und Weise versickern kann und in der Folge vermehrt an der Oberfläche abfließt. Allein in Berlin nimmt z. B. die versiegelte Fläche jährlich um ca. 1 % zu, was zum einen das natürliche Grundwassersystem unter der Stadt negativ beeinflusst und zum anderen die Abwassersysteme der Stadt weiter belastet.
Klimafreundlicher Zement
Der im November 2016 von der Bundesregierung verabschiedete Klimaschutzplan 2050 sieht vor, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausneutral zu werden. Das Etappenziel für den Sektor Industrie ist eine Halbierung der Emissionen bis 2030 gegenüber dem Niveau von 1990. So will das Land seinen Anteil leisten, um die globale Erderwärmung auf unter 2 °C zu begrenzen. Wichtig ist dabei das entschlossene Handeln der Industrie, weil dieser Sektor nach der Energieerzeugung in Deutschland der zweitgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen ist.
Smart City – Stadt der Zukunft
Seit langem ziehen Städte die Menschen an. Hier ist früher wie heute der Handel und das Handwerk zu Hause, hier lässt es sich in der Gemeinschaft sicher und komfortabel leben und arbeiten. Die Städter schwören heute auf die idealen Einkaufsmöglichkeiten, kurzen Wege, kulturellen Angebote und eine gute Infrastruktur. Aber nicht nur das – nun erleben die Städte eine neue Stufe ihrer Entwicklung. Das Konzept „Smart City“ soll dank umfassender Vernetzung für mehr Effizienz und Lebensqualität sorgen.
Cradle to Cradle: Gebäude als Rohstoffdepot
Auch wenn die westliche Welt angesichts der Corona-Pandemie das Problem kurz aus dem Blickfeld verloren hat – das Thema Umweltschutz nimmt nach wie vor eine wichtige Stellung im Leben moderner Gesellschaften ein. So sind in der Bauwirtschaft heute Nachhaltigkeitsstandards zu beobachten, die schon weit über die Gesetzgebung hinausgehen. Doch die Branche konzentriert sich bei der Entwicklung von neuen Produkten viel zu sehr auf das Ziel, Energie einzusparen, was eine eher einseitige Betrachtung des Umweltschutzes darstellt. Lösungen für Ressourcenprobleme gibt es kaum.
Energiesprong: Serielles Sanieren
In Deutschland steigen die Baukosten, während die Unternehmer der Branche Schwierigkeiten bei der Suche nach Fachpersonal haben. Des Öfteren werden die Zeitpläne überzogen, wodurch eine zügige Projektabwicklung selten zu schaffen ist. Wie das anders gehen kann, zeigen uns unsere europäischen Nachbarn: Die Niederländer haben mit dem Energiesprong-Ansatz („Energiesprung“) ein Konzept entwickelt, das Modernisierungsarbeiten besser, billiger und schneller machen soll.
Ohne Moos nix los?
Es ist der Albtraum der Hobbygärtner: Wenn sich das Moos nach einem milden Winter auf dem grünen Teppich breit macht, dann ist der mühsam angelegte Rasen binnen kürzester Zeit von diesen Pflanzen überwuchert. Hier kennen die meisten Gartenbesitzer kein Pardon und greifen notfalls zur chemischen Keule, um sich dieses Problems zu entledigen. Dabei hätten die Moose eigentlich mehr Wertschätzung verdient.
Wärmestrom aus dem Erdinneren
Der Einsatz regenerativer Energien ist heute nicht nur schick – er ist auch eine zentrale Säule der Energiewende. Hier setzen wir in Deutschland vor allem auf Wind und Sonne als wichtigste erneuerbare Energieträger. Viel unbekannter ist dagegen die Geothermie, obwohl sie schon seit über 100 Jahren erfolgreich genutzt wird und – anders als Wind- und Solarenergie – eine immerzu verfügbare Quelle darstellt. Wird tief in die Erdkruste gebohrt, dann steigt die Temperatur pro 100 m um etwa drei Grad an – und das rund um die Uhr und überall auf der Welt.
Von der Baustelle ins Werk
Die Nachfrage nach Wohnraum ist in den Metropolen und dem Umland ungebrochen hoch. Doch die Bauausführenden kommen mit der Arbeit nicht hinterher – der Mangel an qualifiziertem Personal hemmt das Wachstum im Bausektor. Der Auslastungsgrad im Baugewerbe ist seit 2018 zwar leicht rückläufig, aber mit 77 % (4. Quartal 2019) immer noch auf einem sehr hohen Niveau. Auf der anderen Seite wird nicht zuletzt durch die starke Zuwanderung der letzten Jahre bezahlbares Wohnen benötigt. Die soziale Wohnraumförderung des Bundes und die Einführung des Baukindergeldes sind hilfreiche Instrumente, lösen das Problem jedoch nicht. Um gegen knappe Kapazitäten vorzugehen und kostengünstiges Bauen zu ermöglichen, braucht die Branche neue Methoden, um die aufwendigen, stark handwerklichen Prozesse zu standardisieren und/oder effizienter zu gestalten.
Fahrerlos durch den Steinbruch
Im Jahr 2014 stellte Tesla sein teilautonomes Fahrsystem vor und sorgte mit dieser Innovation für Aufsehen. Nicht zuletzt aufgrund einer Reihe von Unfällen bei angeschaltetem Autopilot wird das Thema automatisierter Pkw seitdem stark diskutiert. Dabei schreitet die Entwicklung solcher Systeme im Lkw-Bereich ebenso rasant voran und macht darüber hinaus auch wirtschaftlich Sinn. Denn: die Speditionsbranche hat mit geringen Margen zu kämpfen und hofft mit der Digitalisierung und Automatisierung der Transporte auf Kostenersparnisse im zweistelligen Prozentbereich.
Lehmbau: Zurück in die Zukunft
Er schien fast schon vergessen und nun stehen die Zeichen gut, dass dieser Baustoff das ökologische Bauen der Zukunft mitgestalten kann. Das traditionelle Baumaterial Lehm, das sich hierzulande zumeist in den Ausfachungen von Fachwerkhäusern findet, wurde dank seiner natürlichen Inhaltsstoffe aus einem über 100 Jahre langen Dornröschenschlaf geweckt.
Neuer Straßenbelag baut NO2 ab
Fahrverbote sind ein wirksames Mittel, die Luftqualität in den Städten zu verbessern. Gleichzeitig gilt diese Maßnahme bei den Bürgern jedoch als unpopulär, was zu einem weiteren Anstieg der Politikverdrosssenheit führen kann. Das ist der Grund, wieso sich die grün-schwarze Landesregierung in Stuttgart dagegen sträubt, Fahrverbote für Diesel der Euronorm 5 zu verhängen.
Roboter ersetzt Bauarbeiter
Baujobs verlieren mehr und mehr an Popularität. Bei Wind, Nieselregen oder Sommerhitze tagein tagaus Schwerstarbeit zu verrichten – bei einer wohlgemerkt eher durchschnittlichen Bezahlung – ist nicht jedermanns Sache. Zudem ist die gesellschaftliche Anerkennung der Berufe im Baugewerbe im Vergleich noch immer viel zu gering. Das Ergebnis: Die Lehre am Bau wird nicht als erstrebenswert erachtet, der Branche fehlt es an Nachwuchs. In Zeiten der Hochkonjunktur am Bau fehlen die „Macher“ auf der Baustelle.
Upgrade für den Rohstoffkreislauf
Mit einem Anteil von etwa 30 bis 40 % ist er für die Betonherstellung unersetzbar – der Sand ist nach Süßwasser der weltweit am meisten verbrauchte Rohstoff. Allein in Deutschland werden über 240 Mio. t Sand und Kies pro Jahr gewonnen, weltweit sollen es rund 15 Mrd. t sein. Grotesk – aber sogar einem Wüstenstaat wie Dubai gehen die Ressourcen aus, sodass das Emirat für seine Hochbauprojekte Bausand aus Australien importieren muss. Aufgrund der durch den Wind abgerundeten Kanten ist der Wüstensand für die Herstellung von Beton nämlich völlig ungeeignet.
Luftfilter gegen Feinstaub
Das Neckartor in Stuttgart gilt als einer der schmutzigsten Orte in Deutschland – zumindest was das Thema Feinstaub angeht. Regelmäßig werden hier die entsprechenden Grenzwerte überschritten. Bei der Stickoxidbelastung landete die Schwabenmetropole 2018 deutschlandweit sogar auf dem Spitzenplatz: 71 Mikrogramm wurden im Herzen Stuttgarts im Jahresmittel gemessen. Das sind 31 Mikrogramm zu viel für den geltenden EU-Grenzwert von 40 Mikrogramm NOx pro Kubikmeter.
Exoskelett: Superkräfte zum Anziehen
Hollywood hat es schon früh vorgemacht: In zahlreichen Filmen verliehen sogenannte Exoskelette den Leinwandhelden übermenschliche Kräfte. Den nur 1,70 m großen Tom Cruise machte der Stützroboter im Film „Edge of Tomorrow“ zum mobilen Supersoldaten, während Matt Damon im „Elysium“ dank Roboteranzug vom harmlosen Produktionsarbeiter zum schlagkräftigen Einzelkämpfer mutierte. Doch auch wenn in der Traumfabrik maßlose Übertreibung zum Geschäftsmodell gehört – die Idee von Stützrobotern hat es inzwischen tatsächlich in die reale Welt geschafft. Das Potenzial dieser Technologie wurde von der Wissenschaft erkannt, sodass weltweit an der praktischen Umsetzung dieser Idee gearbeitet wird.
Altreifen: Von der Straße in den Asphalt
Die Autobesitzer kennen das Problem: alle Jahre wieder müssen die alten, abgefahrenen Pneus durch neue ersetzt werden, um die gesetzlich vorgeschriebene Mindestprofiltiefe einzuhalten. Das lässt einen riesigen Gummiberg anwachsen: Pro Jahr fallen allein in Deutschland etwa 570.000 t Altreifen an, europaweit sind es über 3,5 Mio. t. Weil die Altreifen nicht verrotten, sind sie eine Gefahr für die Umwelt und dürfen daher seit 2006 nicht mehr deponiert werden. Doch was tun mit dem schwarzen Rund?
„Schlank“ gebaut mit Lean Construction
Der japanische Autobauer hat es vorgemacht, westliche Wissenschaftler haben dieser Produktionsmethode den passenden einprägsamen Namen gegeben: es geht um Lean Management. Die Grundlage des in den 60er Jahren eingeführten Produktionssystems von Toyota ist die komplette Beseitigung der Verschwendung. Während für die meisten erfolgreich operierenden Autohersteller in den Nachkriegsjahren die Massenfertigung der einzig richtige Weg für Kostenoptimierung war, entwickelte Toyota ein gegensätzliches Konzept.
Tiny Houses – Wohnen im Kleinformat
Die Finanzkrise 2007/2008 hat in den USA nicht nur Billionenwerte vernichtet – sie hat auch bei Teilen der Bevölkerung zu einem Umdenkungsprozess geführt. Denn seit dem großen Knall werden die Wohnungen im Land der unbegrenzten Möglichkeiten immer kleiner. So verkleinerte sich die durchschnittliche Wohnfläche eines Einfamilienhauses bereits zwei Jahre nach dem absoluten Spitzenwert von 2007 um 5 % auf 226 m². Die Phase des Gesundschrumpfens wurde eingeläutet.
Flüsterasphalt – immer mit der Ruhe
Im dicht besiedelten und verkehrsreichen Deutschland können wir dem Straßenlärm kaum entfliehen. Einer Umfrage des Umweltbundesamtes nach fühlt sich mehr als die Hälfte der Bevölkerung von ihm belästigt. Doch der Verkehrslärm stört nicht nur – er macht auch krank. Ist man regelmäßig höheren Lärmpegeln ausgesetzt, dann steigt z. B. das Risiko für Depressionen und Herzschwäche. Nach der Luftverschmutzung stellt Lärm hinsichtlich der Gesundheitsgefahren für die Bevölkerung die zweitgrößte Gefahr dar. Kein Wunder also, dass der Lärmschutz gerade bei Straßenbauprojekten eine immer größere Rolle spielt.
Elektro-Autobahn im Feldversuch
Seit über einem Jahr ist Auto-Diesel das neue Umweltmonster der Nation. Ob gerechtfertigt oder nicht – will man das Problem mit der Feinstaub-Belastung und dem Stickoxid-Ausstoß ernsthaft angehen, dann müssen auch die Lkw umweltfreundlicher werden. Alternativen gibt es bereits: zahlreiche Hersteller haben Lkw mit Erdgasantrieb (LNG) in die Konfiguration aufgenommen. Anders als beim Diesel fallen beim Flüssig-erdgas kein Schwefeldioxid und keine Rußpartikel an, auch der Kohlendioxidausstoß ist deutlich geringer.
Smart Daylight – es werde Licht
Zahlreiche Studien haben in den letzten Jahren den Beweis erbracht, dass die menschliche Gesundheit weit über das vorher bekannte und vermutete Maß hinaus vom Licht beeinflusst wird. Daher werden heute Mittel und Wege gesucht, das Tageslicht zielgerichtet an den Arbeitsplätzen nutzbar zu machen. Das fördert nicht nur die Leistungsfähigkeit der in Innenräumen Arbeitenden – durch die Einsparung von Energiekosten sind auch wirtschaftliche Vorteile relevant. Derzeit arbeiten die Ingenieure bei BASF an einer Beleuchtungslösung für Innenräume, die so weit wie möglich natürliches Licht nutzt. Dabei transportiert ein innovatives Lenkungssystem das Tageslicht von der Fassade weit in das Gebäudeinnere.
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.
Betonformen ohne Schalung
Seine Vorläufer waren schon bei den Babyloniern und Römern in Gebrauch und auch heute noch ist Beton einer der beliebtesten Baustoffe der Welt. Wie kein Anderer bietet er durch seine Formbarkeit und Beständigkeit viele technische und gestalterische Möglichkeiten. Einmal getrocknet, lässt er sich über viele Jahre von Wind, Wetter, Hitze oder Kälte wenig anhaben.
Pilzgeflecht als Dämmstoff
Immer mehr Bauherren entscheiden sich bei ihren Bauvorhaben für die Wärmedämmung aus natürlichen Baustoffen wie z. B. Hanf, Holzfaser, Zellulose oder Jute. Mit rund 10 % ist der Anteil der Öko-Dämmung am Markt zwar noch relativ gering, doch insgesamt gewinnt grünes Bauen an Bedeutung. Dabei geht es vor allem darum, die Umwelt zu schonen und mit ihr in Harmonie zu leben. Während Dämmstoffe, die aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, inzwischen bekannt sind, wird beim Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT nun an selbst wachsenden Dämmstoffen gearbeitet. Die Biodesignerin Julia Krayer forscht seit einiger Zeit an pilzbasierten Materialien zur Entwicklung von Verfahren, mit denen sich diese zu Werkstoffen weiterverarbeiten lassen.
Mit Mikrowellen Granit brechen
Kurz nach dem zweiten Weltkrieg hat der US-amerikanische Ingenieur Percy Spencer ein Gerät erfunden, das heute in den meisten Küchen zu finden ist: Die Mikrowelle. Seit der ersten 1947 gebauten Version, die satte 340 kg wog und 1,80 m hoch war, entwickelte sich die Mikrowelle zum handlichen Küchenhelfer für alle Dauergestressten, die Wert auf eine schnelle Zubereitung der Gerichte legen. Heute sind die Mikrowellen nicht nur schneller als Elektroherd oder Backofen, sondern unter Umständen auch sparsamer im Stromverbrauch – gerade bei der Zubereitung von kleineren Portionen.
Algenfassaden – grüner geht‘s nicht
Algen an der Fassade? Für jeden Hauseigentümer ist das der Grund, den Hochdruckreiniger aus dem Keller zu holen. Bei einem Wohnquartier in Hamburg sind die grün schimmernden Wände jedoch pure Absicht. Der Clou: Die sogenannte Algenbioreaktorfassade produziert Energie für das Gebäude.
Energieautarkie – selbst ist das Haus
Ein Haus, das seine Energie selbst erzeugt und den Bewohner von Öl, Gas oder Netzstrom unabhängig macht? Technisch ist das seit Jahrzehnten möglich – und seit einigen Jahren ist diese Unabhängigkeit von externen Energiequellen auch einigermaßen erschwinglich. Bereits 1992 ist das erste energieautarke Haus im Freiburger Gewerbegebiet Haid errichtet worden – als praxisnahes Labor des Fraunhofer-Instituts. Die Forscher wollten beweisen, dass auch in unseren Breitengraden allein die Kraft der Sonne ausreicht, um ein Haus mit Strom und Wärme versorgen zu können. Dafür wurden eine große Photovoltaikanlage auf dem Dach sowie Sonnenkollektoren fürs Warmwasser installiert. Auf einen Stromnetzanschluss wurde verzichtet.
Platooning: Lkw in Reih und Glied
Auf der 66. IAA Nutzfahrzeuge im Herbst 2016 gaben führende Nutzfahrzeughersteller einen Ausblick auf den Lkw von morgen. So auch der Zulieferer-Gigant Bosch, der mit seiner Konzeptstudie VisionX zeigte, welche Trends die Transportbranche beschäftigen und was Nutzfahrzeuge schon in wenigen Jahren zu leisten imstande sind: Sie sind vernetzt, fahren teilweise autonom und je nach Anforderung elektrisch oder mit effizientem Diesel. Die technische Vision schließt neben vielen anderen Technologien auch Platooning ein, das automatisierte Fahren im Konvoi. So wird der Lastzug zu einem Zugverbund aus Lastzügen – nur eben auf der Straße und nicht auf den Gleisen.
Natürlich warm - mit Öko-Dämmung
Seitdem das Sparen zur reinen Geldvernichtung zu werden droht und die Bauzinsen auf einem historischen Tief verharren, ist die Investition in eine Immobilie ein vernünftiger Weg. Ob Sanierung oder Neubau – die Frage nach dem passenden Dämmsystem für das Haus steht schnell im Raum. Greift man als Bauherr zu altbewährten, konventionellen Dämmstoffen wie Polystyrol bzw. Mineralwolle oder ist man offen für Alternativen jenseits des Mainstreams? Denn es gibt eine ganze Reihe von Herstellern, die Dämm-Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen anbieten.
Durchbruch der vierten Realität
In der Welt der Videospiele sorgt diese Technologie seit einigen Jahren für Goldgräberstimmung, und auch in vielen anderen Branchen ist dieses noch relativ junge Wissenschaftsgebiet ein großer Hoffnungsträger. Die Rede ist von Virtual Reality (VR) – einer computerunterstützten, interaktiven Umgebung, in der man sich bewegen, die man erfahren und erfühlen kann. Neben dem besonderen Kick, den Gamer sich mit dieser Technologie versprechen, bietet VR Mehrwert für die Nutzer und wird daher im großen Stil eingesetzt.
Elektrifizierung der Baumaschinen
Im Jahr 2017 ist der Trend zur Elektromobilität ungebrochen. Gerade in der Automobilindustrie gehört es zum guten Ton, auf wichtigen Messen auch Entwicklungen bei Elektrofahrzeugen präsentieren zu können. Der Bestand der E-Autos in Deutschland ist jedoch trotz des Preissturzes bei der Akkutechnologie verhalten. Die Elektromobilität ist erschwinglich geworden, doch die hierzulande immer noch schlechte Ladeinfrasturktur in Verbindung mit bescheidenen Reichweiten der Fahrzeuge bringen die Absatzzahlen ins Stocken.
Echtzeit-Monitoring der Infrastruktur
Seit Jahren werden in Deutschland notwendige Ausbauten und Instandhaltungen im Bereich der Infrastruktur vernachlässigt. Nun wird reagiert: in den kommenden Jahren soll in die Sanierung und den Ausbau der Straßen, Schienen und Wasserwege soviel investiert werden wie noch nie: Bis zum Jahr 2030 sollen mehr als 260 Mrd. Euro in solche Projekte fließen. Damit die Maßnahmen auch dauerhaft für Entspannung der Verkehrssituation führen, müssen Brücken und Bahngleise, Tunnel und Trassen regelmäßig gewartet werden.
Neuer Lösungsansatz für effektives Baustoffrecycling
Rund 5 Mio. t feinkörniger Bauschutt fallen jährlich in Deutschland an. Doch nur für 5 % des Materials findet ein hochwertiges Recycling auf Produktniveau statt. Der größte Teil landet durch Downcycling im Unterbau von Straßen, in Deponiebefestigungen oder direkt auf der Deponie. Um die im Beton verwendeten, wertvollen Rohstoffe wie Sand oder Kies wiederzugewinnen und sie in den Produktionskreislauf zurückführen zu können, haben sich vier Fraunhofer-Institute zum Ziel gesetzt, eine innovative Verwertung für feinkörnigen Bauabbruch zu realisieren. Dazu wurde das Projekt „BauCycle“ ins Leben gerufen.
E-Mobilität – die Stadt atmet auf
Die Urbanisierung schreitet voran – bessere berufliche Aussichten und eine ideale Infrastruktur sorgen dafür, dass es immer mehr Menschen in die Metropolen zieht. Berechnungen zufolge werden in 35 Jahren 70 % der geschätzten 9 Mrd. Bewohner der Erde Städter sein. Für die Verantwortlichen gilt es daher, Vorkehrungen zu treffen, um die Luftqualität und die Geräuschemissionen in der Stadt zumindest auf einem erträglichen Niveau zu halten. Daher werden entsprechende Auflagen immer weiter verschärft. Einzelne Großstädte wie London oder Paris erwägen sogar, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren aus den Stadtzentren komplett zu verbannen.
Invasion der Superspäher
Ferngesteuerte Drohnen werden längst nicht mehr nur vom Militär eingesetzt. Ihr bisheriges Killer-Image weicht zunehmend dem Mehrwert, den die Miniflieger inzwischen bei ihrer zivilen Nutzung unter Beweis stellen können. Quadro- und Multicopter finden in Filmproduktionen, bei Werbeagenturen oder Berichterstattern vielseitig Verwendung. Kleine Drohnen mit mehreren Propellern tragen Kameras durch die Luft und ermöglichen Bilder aus völlig neuen Perspektiven. Zudem ersetzen sie komplizierte Kranaufbauten, gefährliche Kamerafahrten oder teuren Einsatz von Hubschraubern.
Das Haus aus dem Drucker
Der Maschinenbau bildet das Rückgrat des deutschen Exports. Seit einigen Jahren sorgt eine neue Fertigungstechnik dafür, dass der technologische Vorsprung Deutschlands in dieser Branche fortbesteht. Additive Fertigung – oder einfach formuliert – 3D-Druck heißt das Verfahren, welches die industrielle Wertschöpfungskette wie kein anderes in den kommenden Jahren verändern wird. Bereits heute wird 3D-Druck bei vielen Technologieriesen wie etwa Airbus im Prototypenbau eingesetzt. Wird ein neues Bauteil ausprobiert, müssen dafür keine Lieferanten mehr gesucht werden – das Einzelstück wird mit Metall- oder Kunststoffpulver in Mikromillimeter dünnen Schichten aufgebaut. Auch wenn das Verfahren perspektivisch keine Alternative zur Massenfertigung bietet, sind Kleinserien von wenigen Hundert oder Tausend Stück in der Zukunft durchaus realistisch.
Modulbau – ein Zukunftskonzept?
Vorfertigung im Bau ist nicht neu. Besonders nach dem zweiten Weltkrieg hat die Notwendigkeit nach preiswertem Wohnraum Denkanstöße für die industrielle Massenfertigung ausgelöst. Die so entstandenen Baracken der Nachkriegszeit erfüllten zwar ihren Zweck, hatten jedoch herzlich wenig mit gediegenem Wohnambiente zu tun. In den Ländern jenseits des Eisernen Vorhangs – wie z. B. in Russland – prägten die Plattenbauten aus vorgefertigten Betongroßtafeln Jahrzehnte lang die Architektur der modernen Städte. Ganze Quartiere wurden auf diese Weise preiswert errichtet, sodass die Wohnungsgrundrisse in Leningrad genauso aussahen wie die im 9.000 km entfernten Chabarowsk.
Gehört Stahl zum alten Eisen?
Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist der Schlüssel für Produkt- und Verfahrensinnovationen und damit auch für technologischen und wirtschaftlichen Fortschritt. Besonders auf einem neuartigen Material ruhen die Hoffnungen vieler Branchen. Die Rede ist von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, verkürzt auch Carbon genannt.
LPG als Antriebsalternative
Trotz der Vorstöße einiger Hersteller, alternative Antriebskonzepte auf den Markt zu bringen, sind Dieselmotoren die derzeit dominierende Antriebsquelle für mobile Arbeitsmaschinen. Diese Aggregate ermöglichen eine hohe Maschinenleistung und erreichen insbesondere bei aktuellen Baugeräten eine hohe Energieeffizienz. Doch obwohl der Kraftstoffverbrauch bei mobilen Maschinen etwa 10 % des im Straßenverkehr anfallenden Verbrauchs ausmacht, verursachen sie etwa 25 % der Stickoxid-Emissionen des Straßenverkehrs. Das hat eine im Jahr 2015 durchgeführte Untersuchung des IFEU-Instututs ergeben.
Mobile Allzweckwaffe
Gutes Wohnen ist wichtiger als Freizeit, Autos und Urlaub, hat eine Studie von TNS Emnid bereits vor drei Jahren ergeben. Noch immer gilt: Auch wenn das Alter und individuelle Lebensphasen Einfluss auf das Wohnverhalten nehmen – ein gemütliches Zuhause ist für die meisten erwachsenen Deutschen ein erstrebenswertes Gut. Und dieses will gehegt und gepflegt, bemalt und verschönert, neu tapeziert und energetisch auf den neuesten Stand der Technik gebracht werden. Doch immer seltener holt der Hausherr dafür die Leiter und die Werkzeugkiste selbst aus der Garage, sondern er wählt den bequemeren Weg und lässt machen.
Intelligente Hybridbauweise
Der Begriff „Hybrid“ steht spätestens seit der Einführung des Toyota Prius im Jahr 1997 im öffentlichen Fokus. Heute sind Hybridbauweisen auch für das Bauhauptgewerbe nichts gänzlich Neues mehr. So wird etwa im Ingenieurbau bereits seit Jahren mit Stahlbetonverbundtechnologien gearbeitet – unter anderem bei Brückenbauwerken. Auch im Hochbau ist die Hybridbauweise immer häufiger der Schlüssel zur Lösung vielfältiger Bauaufgaben.
Barrierefreies Wohnen
Werden Architekten oder Bauunternehmer nach den Entwicklungen der Baubranche gefragt, die die kommenden Jahre am stärksten prägen werden, dann ist das Thema Barrierefreiheit stets prominent platziert. Dieser Begriff steht für die Zugänglichkeit und Nutzbarkeit der gestalteten Lebensbereiche für mobil eingeschränkte Menschen. Öffentliche Bauten, Verkehrswege aber auch die Gestaltung der Wohnbereiche sollen auf diese Weise möglichst ohne Hürden und Schwellen zugänglich sein.
Sound Masking – Lärm mit Lärm bekämpfen
Bei der Planung von Großraum- und Gruppenbüros denkt der Arbeitgeber an alles: Hell und freundlich soll die Arbeitsumgebung sein, modern ausgestattet, mit möglichst viel Glas für einen uneingeschränkten Blick in den Raum. Und ergonomisch optimiert möbliert. Ist der Chef kein soziales Wrack, dann wird er auch an eine ausreichende Klimatisierung der Räume denken. Mit viel Glück ist er vielleicht sogar ein legerer Zeitgenosse und denkt auch an die XXL-Sitzsäcke und eine Tischtennisplatte im Pausenraum. Doch spätestens, wenn die neue Mitarbeiterin beim Telefonieren die Alarmfrequenz ihrer hohen Piepsstimme vorführt, wissen die Kollegen im „Gehege“, dass die gewünschte Wohlfühlatmosphäre in weite Ferne gerückt ist.
Recyclingbeton als Baustoff der nächsten Generation
Deutschland gilt weltweit als Recycling-Weltmeister. Die von uns in den letzten 40 Jahren aufgebaute Kreislaufwirtschaft wird in vielen Ländern als vorbildhaft angesehen. Zu Recht, denn global gesehen werden die Abfälle aus den Haushalten in mehr als 90 % der Länder immer noch ohne Vorbehandlung deponiert. Währenddessen gehört für uns Recycling zum Alltag: 87 % des Glases, 72 % des Metalls und 67 % der Kunststoffe werden bei uns wiederverwendet. Angesichts dieser Zahlen ist es kein Wunder, dass auch Baustoffe zunehmend in den Fokus rücken, denn sie könnten einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Schonung der natürlichen Ressourcen leisten.
BIM – Der Weg aus dem Planungschaos
Der stetig wachsende Projekt- und Kostendruck macht es für Architekten und für Bauausführende erforderlich, sich kritisch mit den eigenen Planungsprozessen auseinanderzusetzen. Denn durch innovative Ansätze – ob methodischer oder technischer Art – lassen sich Abläufe optimieren und der Arbeitsaufwand dauerhaft reduzieren.
Intelligentes Wohnen
Durch den Hang zur totalen Vernetzung interagieren heutzutage nicht nur wir Menschen. Moderne Technik und allumfassende Informatisierung machen es möglich, dass auch Alltagsgegenstände miteinander kommunizieren können. Ein intelligentes Zuhause, in dem IT, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und Haustechnik vernetzt sind, ist heute keine Science-Fiction mehr. Die sogenannte „Smart Home“-Technologie soll unsere Wohn- und Lebensqualität steigern, die Sicherheit zu Hause erhöhen, effiziente Energienutzung ermöglichen und die Abläufe automatisieren.
Digitalisierung im Baugewerbe
Eine wachsende Zahl von Bauunternehmen, Architekten und Ingenieuren verwaltet die Arbeit auf ihren Baustellen nicht ausschließlich mehr mit Verträgen, Plänen und Fotos auf Papier – sondern auch mit elektronischen Hilfsmitteln wie Smartphones, Tablets und digitalen Bauakten. Die neuen Werkzeuge sollen weite Teile der Schriftgutverwaltung am Bau automatisieren – und so Zeit und Geld sparen.
Autonomes Fahren
Ein perlweißer VW-Käfer, der fahrerlos selbst fährt oder ein schwarzer, hochtechnisierter Sportwagen, der mit künstlicher Intelligenz ausgestattet ist und gegen Unrecht und Verbrechen kämpft – das mutete in Filmreihen wie „Herbie“ aus den 1960er Jahren oder „Knight Rider“ aus den 80ern noch sehr futuristisch an.