Wie können wir mit weniger Ressourcen bauen?

Die Statistiken über die von Gebäuden verursachten Emissionen sind nach wie vor beeindruckend und herausfordernd. Auf den Bausektor entfällt etwa ein Drittel des gesamten Materialbedarfs. Und etwa 37 % der_{CO2-Emissionen} sind das Ergebnis von Prozessen in der bebauten Umwelt, von der Herstellung von Stahl und Beton bis hin zur Produktion und zum Betrieb von Gebäuden während ihrer gesamten Lebensdauer.

Da der Materialverbrauch aufgrund des Bevölkerungswachstums, der Urbanisierung und der Marktpräferenzen für neue Gebäude immer weiter steigt, könnte die Branche von neuen Ideen und Praktiken profitieren.

Bei Arup haben sich unsere Material- und Designteams seit Jahren mit diesem Thema beschäftigt. Es ist klar geworden, dass es bei diesem Problem darum geht, bestimmte Gewohnheiten zu beenden, Unterstützung und Kapazitäten für ein größeres Materialrecycling aufzubauen und zu beweisen, dass ein aufgeklärterer Ansatz beim Ressourcenverbrauch nicht nur wünschenswert, sondern auch technisch machbar und kommerziell tragfähig ist.

Kreislauforientiertes Denken

Seit Jahrzehnten ist die Idee (und das Ideal) einer Kreislaufwirtschaft sehr vielversprechend. Es ist eine einfache Idee, dass wir Dinge nach dem Prinzip entwerfen sollten, dass alle Materialien so wiederverwendbar und wertvoll wie möglich bleiben. In einigen Sektoren wie der Unterhaltungselektronik, wo Produkte aus vielen Komponenten bestehen, die wiederverwendet werden können, hat sich die Einführung von Kreislaufwirtschaftsprinzipien als wirtschaftlich sinnvoll erwiesen und sich durchgesetzt. Wir sind seit über einem Jahrzehnt Wissenspartner der Ellen Macarthur Foundation (EMF), einer Zeit, in der die Bauindustrie ein wachsendes Interesse an Kreislaufkonzepten gezeigt hat. Aber wir müssen noch sehen, wie sich das Ethos in realen Projekten durchsetzt.

Um die Kluft zwischen der neuen Idee und der täglichen Praxis zu überbrücken, entwickelten Arup und EMF im Jahr 2022 das Circular Buildings Toolkit, das Planern und Ingenieuren helfen soll, den Ansatz bei ihrer Arbeit umzusetzen. Und damit der Bausektor die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft wirklich verkörpern kann, müssen wir uns genauso auf die nachhaltige Demontage von Materialien aus bestehenden Gebäuden am Ende ihrer Lebensdauer konzentrieren, wie auf deren Montage.

Wiedergewinnen, wiederverwenden, neu erfinden

Eines der größten Hindernisse für nachhaltige Baupraktiken ist die Menge an Material, die beim Abriss verloren geht. Arup-Teams haben auch nach Möglichkeiten gesucht, Elemente wie Baustahl wiederzugewinnen und wiederzuverwenden, indem sie neue digitale Werkzeuge zur Bewertung und Klassifizierung der Komponenten einsetzen, damit sie wieder in den Pool der verfügbaren Ressourcen für Designer aufgenommen werden können. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die Bauherren sicher sein müssen, dass das gewünschte Qualitäts- und Leistungsniveau mit gebrauchten Materialien und Komponenten aufrechterhalten werden kann. Mit Nachweisen und Bewertungen kann Vertrauen aufgebaut werden.

Darius Cook, ein leitender Bauingenieur, erklärt, wie bei einem neuen Energieinfrastrukturprojekt dieser Ansatz für den Stahlbau angewendet wurde. Lesen Sie den Artikel.

In einem verwandten Artikel erklärt Kristian Winther, Architekt, wie digitale Scan- und Analyseinnovationen Abfallmaterialien nützlicher machen und eine zirkuläre gebaute Umwelt realisierbarer. Lesen Sie den Artikel.

Das Potenzial erkennen

Graeme DeBrincat hat praktische Ansätze für das Recycling von Architekturglas erforscht - eine vielversprechende Praxis, die jedoch in der Branche noch nicht richtig Fuß gefasst hat. Lesen Sie seinen Artikel hier.

Die weit verbreitete Verwendung von Glas ist ein Schlüsselfaktor für die Kohlenstoffemissionen von Gebäuden. Arup Fellow Graham Dodd gibt einen Einblick in neue Verfahren, die den Energieverbrauch dieses wichtigen Baumaterials senken können.

Datengesteuerte Präzision

Ein weiterer vielversprechender Weg zur Abfallreduzierung liegt in der Anwendung datengesteuerter Konstruktionsmethoden, zu denen additive ('Druck'), subtraktive (Schneiden) und formgebende/platzierende Verfahren gehören. Auf unterschiedliche Weise nutzen diese Techniken die Präzision des digitalen Designs, um unterschiedliche oder maßgeschneiderte Komponenten mit weitaus größerer Effizienz zu erstellen und dabei nahezu keinen Abfall zu produzieren. Arup hat bei Projekten wie dem 3D-gedruckten Haus und der MX3D-Stahlbrücke in Amsterdam mit diesen Ansätzen Pionierarbeit geleistet. Und bei der Sagrada Familia in Barcelona hat die datengesteuerte 3D-Bearbeitung von Stein- und Stahlkomponenten bewiesen, dass strukturelle Innovationen auch zu einem geringeren Einsatz von Ressourcen und Materialien führen können.

Dies sind einige der nachhaltigsten Baupraktiken, die bisher entwickelt wurden, und wir sind weiterhin optimistisch, was ihre zukünftige Relevanz und ihren Wert betrifft. Erfahren Sie mehr über unsere Arbeit an einem 3D-gedruckten Musterhaus. Sie können auch mehr über die MX3D-Brücke in Amsterdam erfahren - ein bahnbrechendes Beispiel für additives Bauen, das jetzt in der Stadt eingesetzt wird.

Einen materiellen Unterschied machen

Wir sind uns der Herausforderung bewusst, die Art und Weise, wie und womit wir bauen, zu verändern - in jeder Branche sind Traditionen, Gewohnheiten und Erwartungen nur schwer zu ändern. Doch gleichzeitig ist die Dringlichkeit eines Wandels real. Was wir der Erde entnehmen und von der belebten Welt ernten, was wir bewusst oder unbewusst in diese Welt freisetzen und welche lebenswichtigen Materialien uns jeden Tag umgeben, sind Teile eines geschlossenen Systems, das Menschen und alle Lebewesen gemeinsam nutzen. Es ist ermutigend zu sehen, wie neue Ideale für das, was wir bauen, neue Ansätze für die Art und Weise, wie wir dies tun, und neue Visionen von Schönheit entstehen, die uns helfen können, unser System wieder ins Gleichgewicht zu bringen.