Innovative Lösungen für einen kreislauforientierten Bausektor
Im Bausektor werden nicht nur viele Ressourcen genutzt, sondern auch erhebliche Abfallmengen verursacht. Tatsächlich machen Bauschutt und Abbruchabfälle (Construction and Demolition Waste, CDW) mit einem Anteil von etwa 25 bis 30 % an der Gesamtabfallmenge den größten Abfallstrom in der EU aus. Das Problem ist, dass dieser Abfall wertvolle Bestandteile und Materialien enthält, die recycelt und wiederverwendet werden könnten. „Da es dem Sektor an der Fähigkeit mangelt, diese potenziell wiederverwendbaren Materialien effektiv zu sortieren und von echtem Abfall zu trennen, werden wertvolle Bestandteile und Materialien oftmals auf eine Weise getrennt, die eine hochwertige Wiederverwendung oder einen geschlossenen Recyclingkreislauf verunmöglicht“, sagt Timo Hartmann, Professor für Bauingenieurwesen am Institut für Bauingenieurwesen(öffnet in neuem Fenster) der Technischen Universität Berlin(öffnet in neuem Fenster) (TU Berlin). Mit Unterstützung durch das EU-finanzierte Projekt Reincarnate(öffnet in neuem Fenster) leitet Hartmann eine Initiative, die dem Bausektor dabei helfen soll, Abfall zu vermeiden, die Lebensdauer von Gebäuden und Bauteilen zu verlängern und die hochwertige Wiederverwendung sowie das Recycling von Baustoffen zu ermöglichen. „Reincarnate zielt darauf ab, Gebäude, Bauprodukte und Baustoffe während ihres gesamten Lebenszyklus als wertvolle Ressourcen zu erhalten, anstatt am Ende ihrer Nutzungsdauer zu Abfall zu werden“, fügt er hinzu.
Digitale Lösungen ebnen den Weg für einen kreislauforientierten Bausektor
Zu diesem Zweck setzte das Projekt eine Kombination digitaler Lösungen ein, welche unter anderem die Modellierung von Gebäudeinformationen (Building Information Modeling, BIM), digitales Informationsmanagement, ein Informationsmodell zum kreislauforientierten Potenzial(öffnet in neuem Fenster) (CP-IM), eine Material- und Gebäudebewertung, das Internet der Dinge und Nachverfolgungstechnologien, die Wiederverwendungs- und Recyclingplanung sowie die Automatisierung mittels Robotertechnik beinhaltete. „Reincarnate bringt die Entwicklung in diesem Bereich voran, da aufgezeigt wird, wie digitale Informationen und physikalische Bewertung zu praktischen Arbeitsabläufen im kreislauforientierten Bausektor verknüpft werden können, um zu ermitteln, welche Bestandteile erhalten, wiederverwendet oder recycelt werden können und wie dies praktisch umsetzbar ist“, erklärt Hartmann. So wurden im Rahmen des Projekts beispielsweise mithilfe verschiedener Kombinationen dieser Technologien Lösungen für die Nachverfolgung von Bauteilen, die Begutachtung und Bewertung von Gebäuden sowie die kreislauforientierte Sanierung und Wertstromplanung entwickelt. Außerdem wurden datengesteuerte Methoden und Methoden des maschinellen Lernens zur Bewertung von recycelten Materialien sowie zur Unterstützung der Material- und Teilebewertung bereitgestellt.
Demonstrierte Lösungen für verschiedene Materialien, Gebäude und Lebenszyklusphasen
Die Lösungen des Projekts wurden in acht Demonstrationsfällen(öffnet in neuem Fenster), die verschiedene Materialien, Gebäude und Lebenszyklusphasen betrafen, zusammengeführt und validiert. Einer dieser Demonstrationsfälle war auf einen kreislauforientierten Wertstrom ausgerichtet, bei dem Flachglas aus bestehenden Gebäuden zurückgewonnen, aufbereitet und zur Herstellung von neuem Flachglas verwendet wird, um erneut als Fensterkomponente eingebaut zu werden. Die Demonstration erreichte eine Recyclingquote von 91 % bei der Umwandlung von Flachglas in neues Flachglas und ein deklariertes Ende der Abfalleigenschaft, die bescheinigt, dass das zurückgewonnene Material bestimmte Produktstandards erfüllt und somit nicht mehr als Abfall eingestuft wird. Weitere Demonstrationsfälle waren unter anderem dem Bau eines Tiny House aus wiederverwendeten Materialien und Produkten, der BIM-basierten Nachverfolgung von Fertigteilen sowie der zerstörungsfreien Risserkennung in Mauerwerkskonstruktionen gewidmet.
Eine solide Grundlage für die Kommerzialisierung im Bausektor
Laut Hartmann schafft der erfolgreiche Abschluss dieser vielfältigen Demonstrationsfälle eine solide Grundlage, um die Ergebnisse über das Forschungsvorhaben hinaus weiterzuentwickeln. „Der nächste Schritt besteht darin, durch die weitere Umsetzung, Replikation und Weiterentwicklung auf den demonstrierten Lösungen aufzubauen“, lautet sein Fazit. „Dazu zählt die Anwendung des CP-IM und einzelner Innovationen in weiteren Bauvorhaben, die Weiterentwicklung der ausgereiftesten Technologien für die betriebliche und kommerzielle Nutzung sowie die Fortführung der Forschung in Bereichen, die weitere Entwicklungsarbeit erfordern.“
