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Das Lego-Prinzip

06.06.2014

Modulares Bauen könnte die Zukunft im Massivbau sein. In Deutschland widmete sich ein universitäres Projekt der Idee.

 

Recycling ist nichts Neues, das Thema aber aktuell wie eh und je. Wir recyceln Kunststoffe, Metall, Glas sowie kleinere Gebrauchsgegenstände wie Elektrogeräte – Mülltrennung ist in vielen Haushalten alltäglich. Dieses breite Bewusstsein über die Mehrfachnutzung von Stoffen macht auch vor der Baubranche nicht halt. Genau dieser Tatsache und den Grundprinzipien des vollkommen rezyklierbaren Bauens widmete sich ein Forschungsprojekt des Lehrstuhls für Tragwerksplanung der TU Dresden. Unter dem Namen „Entwicklung der Grundprinzipien für voll rezyklierbare, modulare, massive Bauweisen in Breitenanwendung auf 0-Energiebasis“, kurz ReMoMaB, veröffentlichte Professor Wolfram Jäger in Zusammenarbeit mit einem Forschungsteam eine Studie über den Ist-Zustand im Bauwesen und wagt einen Ausblick in die Zukunft.

Vorhandenes Problem

Die Grundsituation des Bausektors in Deutschland in Zahlen vermittelt ein deutliches Bild der aktuellen Situation. In der Baubranche werden rund 85 Prozent der mineralischen Ressourcen verwendet, sie verursacht mit rund 58 Prozent den größten Anteil des Gesamtabfallaufkommens. Zur Umsetzung der EU-Ressourcenstrategie soll die Inanspruchnahme von Rohstoffen im Wohnungsbau deshalb bis 2025 um 50 Prozent gesenkt und die Abfallmenge reduziert werden. Somit entstand die Grundidee, die urbane massive Bauweise hinsichtlich ihres Potenzials auf Wiederverwendung einzelner Bestandteile zu untersuchen, um damit ein vollkommen rezyklierbares, im Betrieb emissionsfreies und energetisch autarkes Gebäude erschaffen zu können. 
Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt war dabei „die Entwicklung von technischen Lösungen für vollständig demontierbare Bauwerke in Massivbauweise, deren konstruktive Verbindungen eine sortenreine Trennbarkeit der eingesetzten Baustoffe und Bauteilkomponenten erlauben“. 
Als Primäres Ziel wurde die direkte Wiederverwendung möglichst vieler Bauteile, bis hin zu ganzen Gebäudeelementen, definiert. Dabei stand auch die ganze Zeit über die Möglichkeit der kontinuierlichen Veränderung im Laufe des Lebenszyklus des möglichen Baus im Raum. Tragende Mauern sollten tragende Mauern sein, nur der Rest sollte einfach zu ersetzen und umzugestalten sein. 

Widersprüchliches Szenario

Aus der einfachen Forderung nach Rezyklierbarkeit von Massivbauten entsteht jedoch ein Spannungsfeld. Die Demontabiliät steht schließlich im direkten Widerspruch zur angestrebten Dauerhaftigkeit der Bauwerke. Zusätzlich ist das Fügen im Verbund derzeit der Status quo auf Baustellen. Das bedeutet, dass verschiedenartige Materialien – zum Beispiel Styropor, Kunststoff, Beton und Stahl – durch flüssige Verbundstoffe zusammengefügt werden. Das Ergebnis ist extrem stabil, meist sogar über den Lebenszyklus des Gebäudes hinaus, und beinahe nicht mehr rückgängig zu machen. „Mauerwerk erfüllt an sich bereits einen Teil der notwendigen Voraussetzungen zur Trennung“, erklärt Wolfram Jäger. „Es ist massiv, modular aufgebaut und theoretisch demontabel – wenn trocken gearbeitet wird. Plansteine sind so präzis gefertigt, dass sie – ähnlich des Lego-Systems – trocken gefügt werden können. Mit kleinen Einzelbausteinen lassen sich variable Raumgrößen und -formen ohne zusätzliche Elemente herstellen.“ Dabei wird die Formenvielfalt und Gestaltungsfreiheit nicht eingeschränkt, und man kann das Mauerwerk, sofern konsequent durchgeführt, nach der Nutzungsdauer problemlos wieder zurückbauen.
Besondere Beachtung muss aber der unterschiedlichen Lebendauer einzelner Bauteile geschenkt werden. Teile des Innenausbaus sind einem intensiveren Gebrauch ausgesetzt und müssen nach kurzer Zeit erneuert werden, während die Konstruktion in der Regel die gesamte Lebensspanne des Gebäudes überdauert. Aus diesem Grund wurde für das Forschungsprojekt eine Schichtenlösung entwickelt, die die Erneuerung des Innenausbaus und der Gebäudehülle unabhängig von der Konstruktion möglich macht. Innerhalb dieser Schichten sollen einzelne punktförmige Verbindungen ein einfaches händisches Fügen und Lösen ermöglichen. Für dauerhafte, stabile Verbindungen wurden diverse Möglichkeiten und Techniken untersucht, die alle ihre Vor- und Nachteile ausweisen. Im Versuch erfüllte die eigene Auflast einen Großteil der statischen Anforderungen, an einzelnen Stellen musste zur Aussteifung mit Verspannungen gearbeitet werden. Als bevorzugtes Baumaterial entpuppte sich ein Stein mit kreuzförmigem Verbindungspunkt, der nach allen Seiten Andockmöglichkeiten für Haustechnik, Fassade und Ausbau bietet. Dafür wurden Hohlräume in den Steinen vorgesehen, die der Führung von Leitungen dienen sollen. Der Ausbau selbst kann laut den Forschern beinahe ausschließlich im klassischen Trockenbau erledigt werden, die vorgehängte Fassade funktioniert über weite Strecken ebenso konventionell. Die Schwierigkeit liegt in den Fugen.

Wirtschaftlicher Experimentalbau

Laut Jäger werden nasse Fugen im Roh- und Ausbau vor allem dazu verwendet, Toleranzen auszugleichen und homogene Flächen zu erzeugen. Wie man vor allem die optische Seite lösen kann, wird derzeit noch eingehend untersucht. Um alle Ergebnisse abseits der Forschungseinrichtungen verifizieren und auch an bestehenden Problemen arbeiten zu können, soll nun ein Experimentalbau folgen. „Das Projekt ist so weit abgeschlossen, nun gilt es, einen möglichen Experimentalbau zu Papier und dann auf ein Grundstück zu bringen“, stellt Jäger fest. „Wir haben alle möglichen Bauteile im ReMoMaB-Projekt durchgerechnet, nun müssen wir diese auf Basis ihrer Wirtschaftlichkeit zusammenführen.“ Dabei sei es vor allem wichtig, dass der Preis des geplanten Baus den vergleichbarer Bauten nicht massiv übersteigt, damit eine echte Alternative angeboten werden kann.
Die Forscher sind für viele Vorträge angefragt, das Projekt beschäftigt die Branche, Interesse ist geweckt. „Überall, wo wir das Projekt vorstellen, bekommen wir durchwegs positives Feedback“, sagt Jäger sichtlich stolz. „Wir hoffen deswegen auch auf weitere wirtschaftliche Beteiligung für die Fortführung des Projekts.“ Die Notwendigkeit umzudenken sei laut dem Professor schon in den Köpfen von Wirtschaftstreibenden und Politikern angekommen, nun werde man sehen, ob diese auch bereit sind, den nächsten Schritt zu tun.

Autor/in:
Christoph Hauzenberger
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