Beton und Ziegelsteine sind die meistverwendeten Baustoffe in Deutschland. Aber sie haben eine schlechte Ökobilanz. Als Alternative gibt es aber längst nicht mehr nur Holz.
Stuttgart - Setzt man Beton mit Wohlstand gleich, geht es den Deutschen richtig gut: 490 Tonnen Baustoffe kommen laut dem Stuttgarter Architekten Werner Sobek auf jede und jeden Deutschen. Damit besitzen die Menschen hierzulande etwa viermal so viele Baustoffe wie der Weltdurchschnitt. Und etwa 80 Prozent der verwendeten Baustoffe sind laut Statistischem Bundesamt Beton, Ziegel oder Kalksandstein.
Vor allem Beton hat aber nicht gerade den Ruf, ein nachhaltiger Baustoff zu sein. Bei der Produktion einer Tonne Zement fällt mindestens eine halbe Tonne CO2 an. Das ergibt bis zu 2,8 Milliarden Tonnen Kohlendioxid jährlich aus der Zementproduktion – nach den Zahlen des Global Carbon Project entspricht dies etwa acht Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes und damit fast dreimal so viel wie der weltweite Flugverkehr. Ziegelsteine, die laut Experten in der CO2-Bilanz nicht wesentlich besser sind, sind da noch nicht eingerechnet.
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Hanf kann manches besser als Beton
Das Bauwesen hat ein Umweltproblem. Wir alle brauchen aber Wohnungen und Häuser, in denen wir leben; Büros, in denen wir arbeiten; Krankenhäuser, die uns aufnehmen. Die gute Nachricht ist: Man kriegt diese Gebäude auch nachhaltiger hin.
Bei Gebäuden wird oft viel mehr Material eingesetzt, als sinnvoll wäre. „Betoniert für die Ewigkeit, abgerissen nach wenigen Jahrzehnten“, sagt der Wissenschaftler Jan Knippers dazu und nennt das Katharinenhospital in Stuttgart als Beispiel. Der Schleyerhalle dürfte es bald ähnlich ergehen. Knippers arbeitet am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (Itke) der Uni Stuttgart an Konstruktionen aus Hanf und Flachs, deren Fasern in Harz getränkt und anschließend von einem Roboter um eine Form gewickelt werden. Sobald das Harz ausgetrocknet ist, ist das Bauteil stabil.
Bauen ohne „totes Material“
Knippers nimmt einen Stift und ein Notizbuch und bildet damit zwei Wände und eine Decke nach, um das Prinzip zu erklären. Die statische Beanspruchung sei nur an den Oberflächen groß, wo das Dach auf den Wänden aufliege. Der Beton dazwischen – meist 20 oder 30 Zentimeter – sei „totes Material“, energieaufwendig produzierter Baustoff, der keinen Zweck erfüllt. Anders ist das bei seinen Hanf-Bauteilen. „Die Faserstränge sind nur dort platziert, wo ich sie wirklich brauche“, sagt Knippers. Also: viel leichter und ressourcenschonender als ein vergleichbares Betonteil.
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Hanf und Flachs haben einen weiteren Vorteil: Beides wächst in Mitteleuropa, bindet CO2, während es wächst, und gibt es erst wieder ab, wenn es kompostiert oder verbrannt wird. Anstatt also wie Beton bei der Herstellung große Mengen CO2 in die Luft zu blasen, entnehmen beide für lange Zeit große Mengen des Klimagases aus der Atmosphäre. Deswegen fordern viele Wissenschaftler, mehr auf organische Baumaterialien zu setzen. Der Klima-Experte John Schellnhuber will, dass auf Holz gesetzt wird, um die Ziele des Pariser Klima-Abkommens zu erreichen. Auch Lehm wird von vielen Experten als Möglichkeit für nachhaltigeres Bauens gesehen. Im größeren Rahmen wurde das zum Beispiel bei der Alnatura-Zentrale in Darmstadt umgesetzt – von Stuttgarter Architekten.
Pilze wie Stahlbeton
Ähnliche Eigenschaften haben Pilze. An so einem arbeitet der Wissenschaftler Dirk Hebel vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Genau genommen handelt es sich um das Wurzelwerk von Pilzen. „Das wächst auf der Suche nach Zucker unglaublich schnell“, sagt Hebel. Und man könne es in eine beliebige Form wachsen lassen. Zu einem Ziegel etwa oder um einen Stab aus Hanfgräsern. Der Pilz nimmt Druckkräfte auf, der Hanf Zugkräfte – eine Arbeitsteilung wie bei Stahlbeton, sagt Hebel. Und wenn man das Ganze nicht mehr braucht? „Dann können Sie es zu Hause auf den Kompost werfen“, ergänzt Hebel. Damit ist er bei einem der wichtigsten Punkte im nachhaltigen Bauwesen: dem Rückbau.
Die Hälfte aller Abfälle in Deutschland sind Bau- und Abbruchabfälle, wie Zahlen des Statistischen Bundesamts ergeben. Um Dämmstoffe von Holz, Fenster von Wänden trennen und weiterverwenden zu können, ist es notwendig, dass diese lösbar verbunden sind. Bauschäume, Verklebungen und Beschichtungen sind damit tabu. Stattdessen wird verschraubt, zusammengesteckt, geklemmt. Die Idee nennt sich Urban Mining, die Stadt wird dabei als riesiges Rohstofflager gesehen, das bereits alle notwendigen Materialien bereitstellt und zusätzlichen Abbau unnötig macht. Planer müssen sozusagen den Abriss beim Bau mitdenken. „Da fällt eine große Verantwortung auf uns Architekten“, sagt Dirk Hebel.
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Wie wird die Zukunft des Bauens aussehen? „Es gibt nicht den einen Baustoff, der für alles Lösungen bietet“, sagt Jan Knippers. Ganz ohne Beton werde es nicht gehen, etwa bei Tunneln, Kellern, Fundamenten, also überall dort, wo ein Bau mit der Erde in Berührung ist. Auch wird an vielen Materialien wie den Pilzen und den Hanfkonstruktionen noch geforscht. Trotzdem: Die Möglichkeiten seien da, sagt Dirk Hebel vom KIT. Aber die Bauindustrie um Umdenken zu bewegen sei schwierig. „Sie ist wie ein Ozeandampfer, der gerade richtig Fahrt hat.“
Wie sieht die Zukunft des Betons aus?
Sandknappheit
Der Sand für die Betonherstellung ist knapp, und das führt indirekt zu ökologischen Auswirkungen. Durch den Abbau werden etwa in manchen Gebieten Korallen, Algen und Seegraswiesen zerstört, wie die Wissenschaftlerin Aurora Torres 2017 in der Fachzeitschrift „Science“ beschrieb. In Vietnam führt Salzabbau dazu, dass mehr Meerwasser ins Landesinnere vordringt und Kulturland versalzt.
Recycling
Die Wiederaufbereitung spielte bei Beton lange kaum eine Rolle, mittlerweile ändert sich das. Eine Methode zum Recyceln ist die elektrodynamische Fragmentierung. Dabei werden unter Wasser kurze Blitze durch den Beton gejagt. So entstehen Schockwellen, die Kies, Sand und Zement auseinandersprengen. Anders als bei mechanischer Zerkleinerung entstehen so keine Mikrorisse in Sand und Kies.
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