Weniger Zement aufgrund nichtmetallischer Bewehrung
CO2-reduziertes Bauen
Unsere Umwelt leidet. Grund hierfür sind CO2-Emissionen sowie der Raubbau an fast allen natürlichen Ressourcen. Dabei spielt die Baubranche eine enorme Rolle. Beispielsweise ist die Produktion von Zement für 8 % der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Das bedeutet, wenn Bauende es schaffen, weniger Zement, also weniger Beton, zu verwenden, ist es möglich, den CO2-Ausstoß entscheidend zu verringern. Doch Beton hat bautechnische Vorzüge, auf die aktuell kaum jemand verzichten kann. Eine Lösung: nichtmetallische Bewehrungen.
Dabei handelt es sich um Verbundwerkstoffe, aus Carbon- oder Glasfasern, die beispielsweise in Epoxidharz getränkt und ausgehärtet werden. Sie haben im Vergleich zu Stahl den Vorteil, dass sie auch unter extremsten Bedingungen nicht korrodieren. Demzufolge müssen sie nicht durch eine dicke, Betondeckung geschützt werden. Infolgedessen ist nicht nur weniger Beton und damit weniger Zement erforderlich, es werden auch andere wichtige Ressourcen wie Wasser und Zuschläge gespart.
solidian ist laut eigener Aussage ein führender Hersteller nichtmetallischer Bewehrungen und unter anderem Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen. Das Unternehmen hat für zwei seiner wichtigsten Produktgruppen – die Gitterbewehrung solidian GRID und die Stabbewehrung solidian REBAR – die Umwelt-Produktdeklaration (EPD) nach DIN EN ISO 14025 und EN 15804 erhalten. Damit schaffe solidian die Basis für eine ganzheitliche Planung und Bewertung von Bauwerken und Gebäuden. Denn die Deklaration verleihe Transparenz hinsichtlich des ökologischen Fußabdrucks eines Produktes. Dabei wird dessen gesamter Lebenszyklus – von der Rohstoffgewinnung über die Nutzphase bis zu Wiederverwendung und Entsorgung – berücksichtigt. Ein Aspekt, der laut Unternehmen vor allem für Carbonbewehrungen äußerst wichtig ist.
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Zumal diese auf den ersten Blick hinsichtlich der CO2-Emission schlechter abschneiden als Stahl (Stahl verursacht bei dessen Herstellung etwa 0,6 kg CO2e/kg im Gegensatz zu Carbonbewehrung mit etwa 22 bis 25 kg CO2e/kg). Doch solidian betont, dass bei der Betrachtung der viel leichteren und deutlich leistungsfähigeren nichtmetallische Bewehrung aus Carbonfasern auffällt, wie viel Beton eingespart werden kann und wie langlebig beziehungsweise wartungsarm diese ist. Unter diesem Aspekt erweise sie sich insgesamt als die wesentlich umweltschonendere Alternative.
So sei zum Beispiel für ein exemplarisches Projekt errechnet worden, dass es mit dem Einsatz einer solidian-Carbonbewehrung möglich ist, die Dicke der vorgehängten Fassadenplatten zu halbieren und dementsprechend viel Beton zu sparen. Darüber hinaus hat das geringere Gewicht auf der rund 300 kg langen Transportstrecke der Fassadenelemente zu einer erheblichen Reduzierung des CO2-Ausstoßes geführt, genauer gesagt: Es ist laut Hersteller möglich, pro Fassadenplatte (Plattengröße 8,5 m²) 65 kg CO2 zu sparen. Dies entspricht der durchschnittlichen Resorption etwa fünf bis sechs Bäumen in einem Jahr – pro Platte. Ähnliche Berechnungen gibt es für eine Fuß-/Radwegbrücke, die in Albstadt errichtet wurde. Bei ihr kam Carbonbewehrung von solidian zum Einsatz, was sich dem Hersteller zufolge in vielerlei Hinsicht positiv auf ihre Konstruktion auswirkte. Beispielsweise habe sich die Dicke der Fahrbahnplatte von 25 cm – die bei der Verwendung von Stahlbeton erforderlich gewesen wäre – auf 7 bis 9 cm herabsetzen lassen. Das hatte eine Gewichtsreduktion zur Folge, die sich auch auf die Widerlager und deren Fundamente auswirkte: Sie konnten wesentlich schlanker gestaltet werden, so das Unternehmen. Um herauszufinden, wie groß der positive Einfluss von Carbonbeton im Vergleich zum Stahlbeton tatsächlich ist, führte die LCEE Life Cycle Engineering Experts GmbH im Auftrag von solidian eine Ökobilanzstudie durch.
Diese ergab, dass durch die Verwendung von Carbonbewehrung etwa 21.000 kg Sand, 4000 l Wasser und 1500 kg Stahl eingespart werden konnten. Überdies wurden durch diese Bauweise etwa 7,5 t CO2 gespart. Dabei sei das Objekt so resistent und langlebig gegen äußere Einflüsse, dass bei der Fahrbahn sogar vollständig auf einen Oberflächenschutz verzichtet werden konnte.
Und in der Tat sei die nichtmetallische Bewehrung hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit und der Lebensdauer eines Gebäudes gleich in doppelter Hinsicht ein echter Gamechanger: Erstens sind laut Hersteller damit errichtete Objekte langlebiger und zweitens können sie unter anderem zur Sanierung von Gebäuden dienen, bei denen aus statischen Gründen andere Maßnahmen (aufgrund deren höheren Eigenlasten) unmöglich wären. Beispielsweise hat eine Stahlbetonbrücke, je nach Bauweise und Nutzung, eine durchschnittliche Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren. Um diese zu erreichen sind jedoch zahlreiche Maßnahmen erforderlich. Beispielsweise muss der Beton durch Deckschichten, wie zum Beispiel Asphalt oder ein Flächenbeschichtungssystem geschützt werden, was einen zusätzlichen CO2-Ausstoß zur Folge hat. Da nichtmetallische Bewehrung nicht korrodierten kann dies entfallen und ein großer Teil der Wartungsarbeiten an der Brücke und es wird ein zusätzlicher vermieden, so das Unternehmen. Bei Instandsetzungen müssen Brücken in der Regel gesperrt und der Verkehr umgeleitet werden. Dadurch führt meist zu längeren Fahrtstrecken und erhöhten Verkehrsaufkommen, was einen zusätzlichen CO2-Ausstoß durch die Fahrzeuge zur Folge hat. Somit ergeben sich neben den Ausgaben für Inspektion, Instandhaltung und Instandsetzung zusätzlich noch volkswirtschaftliche Kosten. Kurz: Die Verwendung einer Bewehrung aus Stahl hat – im Vergleich zur nichtmetallischen – langfristig wesentlich mehr Aufwand und größere finanzielle Belastungen zur Folge, ist sich solidian sicher.
Darüber hinaus sollen Bewehrungen aus Carbon & Co. äußerst hilfreich sein, wenn es um das Thema Instandsetzung geht. Aktuell ist die Zahl der sanierungsbedürftigen Parkhäuser und Tiefgaragen sehr hoch. Bei diesen wurde die Stahlbewehrung vorwiegend durch Tausalze geschädigt. Die betroffenen Gebäude stammen häufig aus den 60er Jahren. Ihre Tragfähigkeit wurde für wesentlich kleinere und zum Teil leichtere Fahrzeuge ausgelegt. Daher stehen die Verantwortlichen immer wieder vor der Frage, wie der Altbestand unter Erhaltung vorhandener statisch tragender Bauteile verstärkt werden kann. Dafür gibt es laut Unternehmensaussage mehrere effiziente Lösungen aus Carbonbeton, die die hauseigenen Experten bei Bedarf erläutern. Das Unternehmen betont: Wer Nachhaltig bauen will, muss zukunftsorientiert denken. Nichtmetallische Bewehrungen sollen dafür ideal sein, denn durch ihren Einsatz können Ressourcen geschont und CO2 eingespart werden. Dabei seien sie nur auf den ersten Blick teurer als ihr Pendant aus Stahl. Denn der finanzielle Aufwand relativiere sich schnell – wenn Nutzer das gesamte Objekt und dessen Lebenszyklus betrachtet. Bereits beim Bau lasse sich durch den geringeren Betoneinsatz und oft einfachere Abdichtungslösungen Geld sparen. Da die Bewehrung leichter als Stahl ist, lässt sie sich nach Herstellerangaben mit deutlich geringerem Aufwand, wirtschaftlicher verarbeiten. Über die gesamte Nutzungsdauer von Betonkonstruktionen sollen weniger Inspektionen und Wartungen anfallen. Sanierungen sollen, wenn überhaupt, erst wesentlich später und in reduziertem Umfang erforderlich sein, was bedeute, dass es während dieser Zeit zu keinen Nutzungsausfällen kommt.
