Ressourcen-Kataster: eine konkrete Utopie?

Ein Blick in die Zukunft richtet sich auf den Wiedereinsatz von Baurestmassen im Hochbau, prognostizierte vor fünf Jahren der Österreichische Baustoff-Recycling-Verband. Dem würde heute prinzipiell niemand widersprechen. Als probates Mittel rückt zunehmend die Erstellung von sogenannten Ressourcen-Katastern in den Blickpunkt. Was können solche Material-Register leisten?

Dieser Frage ging 2003 die Umweltschutzbehörde der USA. nach. Sie verglich mehrere Stichproben aus Washington, Oregon, New York und Wisconsin, die Abfälle aus Bau, Umbau und Abriss von Wohn- und Geschäftsgebäuden erfasst hatten. Beim Vergleich von Einzelhandelsgeschäft, Stadtgefängnis, Restaurant und diversen Büroanlagen ergab sich, dass die Schuttmengen zwischen 11.000 Pfund und sechs Millionen Pfund differierten und ihr Aufkommen pro Quadratfuß zwischen 1,61 und 8,59 Pfund lag. Ein ähnliches Bild boten die Stichproben ausschließlich gewerblich genutzter Gebäude mit Mengenangaben zwischen 289 und 167.200 Tonnen bei 36 bis 358 Pfund pro Quadratfuß (square foot).

Keinerlei Daten, doch akzeptabel angenähert

Zwar ließen sich die Zahlen, so die Behörde, „schätzen durch Multiplikation der Abrisse in Wohngebieten pro Jahr mit der durchschnittlichen Abrissfläche und dies wiederum multipliziert mit der typischen Abfallmenge pro Quadratfuß, ermittelt aus den durchschnittlichen Baustellenbeschreibungen zu Konstruktions- und Abrissmaterialien“. In den Wohngebieten müsste die Zahl der Ein- und Mehrfamilienhäuser, die abgerissen (demolished) wurden, zu der Anzahl der Ein- und Mehrfamilienhäuser addiert werden, die beschädigt oder abgerissen (damaged or condemned) wurden, und dann mit 50 Prozent multipliziert werden. So könne man eine Schätzung erhalten, wie viele Wohneinheiten aktuell in diesem Jahr abgerissen würden. Zwar gäbe es keinerlei Daten, die diese Schätzung stützen könnten, doch würde das U.S. Ministerium für Wohnungswesen und Städtische Entwicklung dies als „akzeptable Annäherung“ bezeichnen.

Statistisch nicht repräsentativ

Lässt man beiseite, dass diese Untersuchung mangels Masse statistisch nicht repräsentativ war, ist sie weder als Methode zur Beschreibung des Ist-Zustandes noch als Grundlage für zukünftige Berechnungen tauglich. Zum einen ist die Zusammensetzung von C&D-Abfälle per se hochgradig variabel, unterlag damals aber in den Vereinigten Staaten noch einem zusätzlichen Handicap: Wie die US-Umweltschutzbehörde bereits 1998 einräumte und auflistete, legte jeder nordamerikanische Bundesstaat seine eigene Definition und Bandbreite für Bauschutt fest, was die Vergleichbarkeit oder Summierung der Daten zumindest erschwert. Zum anderen trennt die Untersuchung nicht zwischen unbelasteten und Gefahrstoffen, sodass über die Verwertbarkeit der betrachteten Materialien keinerlei Aussagen gemacht werden konnten. Drittens würden Abfälle von Straßen-, Brücken- und Landschaftsarbeiten oft zusammen mit Gebäudematerialien behandelt oder deponiert: Eine Methodik, diese Abfälle gezielt getrennt zu schätzen, gebe es nicht, zumal einschlägige Quellen zur Bewertung solcher Daten nicht erhältlich seien, musste die Behörde einräumen.

Die vorhandenen Daten ließen lediglich ein paar Generalisierungen zu: Durchschnittlich ältere Häuser würden häufiger abgerissen, seien aber kleiner als neue Häuser. Außerdem hätten – im Gegensatz zu den Mehrfamilienhäusern – neue Einfamilienhäuser seit 1975 ihre Grundfläche von durchschnittlich 1.600 auf 2.330 Quadratfuß vergrößert. Projekte zu Bau und Renovierung von Wohngebäuden werfen größere Mengen an Holz oder Mauerwerk ab, während Abrissbaustellen in der Mehrzahl der Fälle mehr Beton und Bruchstein ergeben. Außerdem seien Abbruchmaterialien stärker mit Gefahrstoffen wie Asbest, Bleifarbe, Lösungsmitteln, Versiegelungen, Klebern oder Ähnlichem belastet.

22.000 Tonnen Beton, eine Tonne Zink

2007 zeigten D. Wittmer und L. Lichtensteiger in „Exploration of urban deposits: long-term prospects for resource and waste management“, dass in Städten als Rohstofflager rund 400 Tonnen pro Einwohner vorhanden sind, davon 370 Tonnen an Kies und Sand und 20 Tonnen an Ziegeln, aber auch fünf bis zehn Tonnen Stahl und fünf Tonnen Holz, je eine Tonne Kunststoffe und Aluminium, und unter anderem 300 Kilogramm Kupfer und ebenso viel Zink. Die Forschungslage ist heute aufgrund von Studien aber wesentlich weiter, und ihr werden beispielsweise in Österreich zukünftig zusätzliche Informationen zur Verfügung stehen. Neben möglicherweise vorhandenen Bestandsplänen sind dort für Abrissarbeiten von Bauwerken über einem Bruttorauminhalt (BRI) von 5.000 Kubikmeter zwei Verfahren verpflichtend: Es muss vor Beginn der Arbeiten von einem Fachmann ein Bericht über die Schadstofferkundung – zur Erkennung von insbesondere Asbest- oder PAK-haltigen Abfällen – angefertigt werden, und ebenso soll ein fachkundiges Abfallkonzept vorliegen, um die Entsorgung der Materialströme besser planen zu können.

Allerdings lassen, wie Fritz Kleemann und Kollegen einräumen, die zunächst verfügbaren Unterlagen meist nur grobe Rückschlüsse auf Materialien in den Gebäuden zu. Daher seien zusätzlich Begehungen der Gebäude und selektive Beprobungen von Bauteilen und Einbauten vonnöten. Dabei können Fußböden, Zwischenwände, Decken-Abhängungen, Fenster, Türen, Türzargen begutachtet und klassifiziert, Kabel, Rohrleitungen und Isolationen nach Länge, Dicke und materieller Zusammensetzung bestimmt und Dächer und Fassaden vermessen werden. Zu welchen Ergebnissen das führen kann, zeigten Fritz Kleemann unter anderem anhand der Untersuchung von vier Wohngebäuden mit zwei bis neun Stockwerken, einer verstärkten Betonstruktur und 57.000 Kubikmeter Innenraum: Das Material bestand aus 22.000 Tonnen Beton, 800 Tonnen Sand und Kies, 410 Tonnen Stahl, 110 Tonnen Holz, 90 Tonnen Asbest, 35 Tonnen PVC (rund zwei Drittel davon Auslegeware, der Rest vorwiegend Isolierkabel), 30 Tonnen Glas, 14 Tonnen Styropor, 13 Tonnen  Aluminium, sieben Tonnen Kupfer, drei Tonnen Mineralstoffen und einer Tonne Zink.

Mit Baujahren zwischen 1880 und 1980

Erkenntnisse über die Materialzusammensetzung von Gebäuden lieferte auch der Technische Endbericht des „Konzepts zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen basierend auf der thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling der EU“, kurz: das Projekt EnBa. Die Untersuchungsergebnisse von sechs Abbruchgebäuden zeigen detailliert, wie unterschiedlich sich die Materialmengen der Gebäude mit den Baujahren 1880, 1890, 1895, 1920, 1970 und 1980 zusammensetzen.

Während beispielsweise ein 1890 errichtetes, niederösterreichisches Haus zur Hälfte aus keramischen Baustoffen bestand, setze sich ein oberösterreichisches Gebäude von 1920 aus insgesamt 58 Prozent Natur- und Kunststein zusammen, und der Neubau von 1980 enthielt zu 75 Prozent „zementgebundene Baustoffe“. 2011 veröffentlichten David Clement und Kollegen eine Arbeit, die nachwies, dass bei mineralischen Baustoffen der Naturstein-Anteil von über 40 Prozent zu Beginn des letzten Jahrhunderts auf null in den 1960er Jahren schrumpfte. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts sank die Verwendung von Ziegeln als Baumaterial auf unter 40 Prozent, während gleichzeitig ein Trend zum vermehrten Einsatz von Beton begann.

Unterschiedlich hohe Schwermetallfrachten

Eine ähnliche Entwicklung förderte das EnBa-Projekt hinsichtlich der Schadstoffgehalte von Bauwerken zutage: Aufgrund der Schlackenbeschüttung weisen Gebäude, die vor 1945 errichtet wurden, im Deckenaufbau hohe Schwermetallfrachten auf. Gebäude der unmittelbaren Nachkriegszeit sind nur gering mit Schwermetallen kontaminiert. In Gebäuden, die nach 1960 gebaut wurden, sind aufgrund eines stark gestiegenen Anteils an Kunststoff-Bauteilen erhöhte Schwermetallgehalte nachweisbar. Insgesamt geht die Untersuchung von 20.000 Tonnen Blei, 15.000 Tonnen Chrom und 5.500 Tonnen Kupfer in den sechs Gebäuden aus.

Nach Darstellung von David Clement sind im Bauschutt gelöste Salze enthalten, die diffundieren oder dispergieren wirken können. Als anorganische Schadstoffe sind Schwermetalle wie Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Quecksilber, Zink und Nickel vorhanden; zu den häufigen organischen Schadstoffen zählen Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe, Biozide beziehungsweise  Schutzmittel. Auch konnte Clement 2010 durch Bestandsuntersuchungen nachweisen, dass bei Bodenfliesen und Wandbelägen im Innenraum der Bleigehalt pro Kilogramm um ein Vielfaches höher liegt als bei anderen Baumaterialien, und dass Beschüttungen und Mauerwerksziegel in Masse das größte Bleigewicht aufweisen. Und schließlich wiesen Clement und Kollegen in ihrer Untersuchung von „Wert- und Schadstoffen in Wohngebäuden“ nach, dass neben Schwermetallen und organischen Schadstoffen wie PAKs und PCBs in Eluaten mineralischer Baustoffe zusätzlich SO4 2–, NO3−, NO2− sowie Cl− und NH4+ vorhanden sein können.

Umgekehrt lässt sich aus den Daten der vorliegenden Studien auch auf Wertstoffgehalte schließen. So errechnete die EnBa-Studie im Materialpotenzial des österreichischen Gebäudebestandes bis 1980 ein Prozent Metall, 0,3 Prozent Kunststoffe und 0,1 Prozent Glas. Und Fritz Kleemann legte erst kürzlich Zahlen vor, wonach in einer Stichprobe von 14 untersuchten Gebäuden zwischen einem und zehn Kilogramm an Metallen pro Kubikmeter Bruttorauminhalt ermittelt wurden. Kleemanns Schlussfolgerung: Mineralische Materialien halten an der Bausubstanz einen Anteil von 94 bis 98 Prozent. Der prozentuale Anteil der Metalle und Organikstoffe sei entsprechend klein, könne aber in absoluten Zahlen je nach Gebäudegröße und -zweck – beispielsweise in Stahlbeton-Bauten oder Ziegelgebäuden – durchaus „bedeutend“ sein.

Eine Gesamtmasse von 337 Millionen Tonnen

Die vorliegenden Zahlen der sechs erwähnten Bauten lassen sich nach Ansicht der EnBa-Berichterstatter sogar für Hochrechnungen verwenden. Zur Berechnung der im österreichischen Gebäudebestand gespeicherten Massen nahmen sie eine durchschnittliche Tonnage pro Quadratmeter Nutzfläche je nach Bauperiode – vor 1945, 1945 bis 1960 und 1961 bis 1980 – an und multiplizierten sie mit der Gesamtwohnfläche: Vor 1980 verfügte die österreichische Bevölkerung über 218 Millionen Quadratmeter. Ein Gebäude, dessen Baujahr vor 1945 liegt, wurde mit einer Durchschnitts-Tonnage von 2,1 Tonne pro Quadratmeter Nutzfläche veranschlagt. Die Gebäudemassen späterer Wohnbauten nahmen sukzessive ab, da einerseits die Räume weniger hoch auslegt wurden und andererseits die Ziegel- zunächst einer Beton- und schließlich einer Leichtbauweise wich. Daher war für Bauwerke, die gegen Ende des 20. Jahrhunderts errichtet wurden, eine Masse von 1,1 Tonne pro Quadratmeter Nutzfläche anzunehmen.

Die Studie gewichtete schließlich die Mengenanteile der drei Bauphasen, da rund die Hälfte der Mengen auf den Wohnbau vor 1945 entfielen, während sich die restliche Hälfte auf den Wohnungsbau 1945 bis 1960 mit 15 Prozent und von 1961 bis 1980 mit 34 Prozent verteilte. Daraus ergab sich für Österreich bis 1980 ein Wohnungsbestand mit einer Gesamtmasse von 337 Millionen Tonnen.

Ressourcenkataster und Schadstofffrachten

Nach Ansicht von Fritz Kleemann besteht daher durchaus die Möglichkeit, je nach Größe, Bauperiode und Nutzung der Gebäude unterschiedliche Materialzusammensetzungen und -mengen so zuzuordnen, dass ein „Ressourcenkataster“ entsteht. Dieses könnte, kombiniert mit Informationen über die Abbruchaktivität, Auskünfte über Menge und Qualität von Baurestmassen geben. Falls es gelänge, die spezifische Materialzusammensetzung jeweiliger Gebäudetypen zu erkunden, könnten Aussagen über das Gesamtmateriallager an städtischen Gebäuden und gleichzeitig über zukünftig durch Abbrüche anfallende Abfälle getroffen werden.

Doch David Clement warnt vor allzu großer Euphorie. Denn das wirkliche Problem der Baurestmassen sei kein quantitatives, sondern hinsichtlich der Schadstoffe ein qualitatives. Es sei notwendig, die Schadstoffe in mineralischen Baurestmassen zu quantifizieren. Unter anderem um zu verhindern, dass sie sich durch mehrfachen Recyclingeinsatz in Gebäuden aufkonzentrieren. Nun ist zwar die Bleibelastung von Fliesen und keramischen Wandbelägen bekannt. Doch sei, betont Helmut Rechberger, die Schadstoffbelastung insbesondere bei der tragenden Gebäudestruktur, die über 80 Prozent der gesamten Gebäudemasse ausmache, schwer zu prognostizieren. Fundamente, Mauern und Decken bestehen aus – meist wenig belasteten – Ziegeln, Beton und Mörtel, können jedoch in Masse „beträchtliche Frachten an Schadstoffen“ enthalten, die zusätzlich stark gestreut auftreten können. Falls diese Belastungen – im konkreten Fall eines Gebäuderückbaus – nicht über den vorhandenen Wissenstand „standardisiert“ lokalisiert und quantifiziert werden können, werden zusätzliche Begehungen, selektive Beprobungen und meist manueller Ausbau der problematischen Materialien nötig. Die nicht nur Zeit, sondern auch Geld kosten und daher die Marktfähigkeit der Recyclingstoffe in Frage stellen.

Mit Primärmaterial kompetitiv?

2011 beklagten D. Clement, K. Hammer und Paul H. Brunner, dass aufgrund hoher Kosten, selten angewandter präziser Separationstechnologien und daraus resultierender mangelhafter Qualitäten Bauabfälle „nicht mit Primärmaterial kompetitiv“ seien. Daher müssten neue Technologien des Rückbaus und der Baurestmassen-Aufbereitung „mit hoher stofflicher Trennschärfe“ entwickelt werden. Oder es müsste, wie es die Bundesvereinigung Recycling-Baustoffe e.V. ausdrückte, eine entsprechende Aufbereitungstechnik für Recyclingbaustoffe zum Einsatz kommen, die „eine bestmögliche Gleichmäßigkeit der Eigenschaftskennwerte sicherstellt“. Als einen wesentlichen Schritt in diese Richtung darf daher der vom EnBa-Projekt entwickelte „Schadstoffkatalog“ verstanden werden: Er listet auf über 120 Seiten insgesamt 18 Schadstoffe nach chemischer Verbindung, Toxizität, Vorkommen, Beprobung etc. auf und soll zur besseren Identifikation und Entsorgung von Baureststoffen beitragen. Und dazu dienen, höhere Kosten für den größeren Arbeits- und Zeitaufwand durch vermiedene Deponierungskosten und Erlöse aus der Produktion von RC-Baustoffen auszugleichen.

Die Anwendung dieses Katalogs wird alleine nicht ausreichen, um die Marktfähigkeit von RC-Baustoffen zu Primärmaterialien herzustellen; und wird auch nicht das einzige Hilfsmittel sein, um die sogenannte „Lagerforschung“ zu präziseren und validere Daten und Angaben zum Baurestmassen-Bestand zu erhalten. Doch wohin der Weg führen soll, ist für Rechberger/Clement ganz klar: „Mittel- bis langfristiges Ziel muss es sein, eine Art Kataster für anthropogene Ressourcen zu entwickeln. In Kombination mit Abbruch- und Rückbauszenarien können dann Planungsgrundlagen für die Recyclingindustrie entwickelt werden.“


Literatur:

D. Clement, K. Hammer, Johannes Schnöller, Hans Daxbeck, Paul H. Brunner, Wert- und Schadstoffe in Wohngebäuden, Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 04/2011; 63(2):61-69
D. Clement, K. Hammer, Paul H. Brunner,Bewertung unterschiedlicher Szenarien der Behandlung von Baurestmassen anhand von Kosten-Wirksamkeits-Analysen, Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 12/2011; 63(11-12)
D. Clement, K. Hammer, Paul H. Brunner, L. Anger (2009), Quo vadis Baurestmassen? Nachhaltige Bewirtschaftung von Baurestmassen – ein Beitrag zur Ressourcenschonung, Proceedings „Nachhaltige Nutzung von Baurestmassen – Ein Beitrag zur Ressourcenschonung und Umweltverträglichkeit im Bauwesen“, 13. November, Wien
Projekt EnBa, Endbericht unter http://enba.rma.at/?q=de/node/599
Fritz Kleemann, Jakob Lederer, Helmut Rechberger und Johann Fellner, Bestimmung der Gebäudezusammensetzung – Prognose zukünftiger Quantitäten und Qualitäten von Baurestmassen –, Mineralische Nebenprodukte und Abfälle 2, hrsg. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Neuruppin 2015
Konzept zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen basierend auf der thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling der EU (Projekt EnBa). Technischer Endbericht, http://ec.europa.eu/environment/life/project/Projects/index.cfm?fuseaction=home.showFile&rep=file&fil=LIFE07_ENV_A_000004_FTR_DE.pdf
Helmut Rechberger, David Clement, Urban Mining – städtebauliche Rohstoff-Potenziale, Recycling und Rohstoffe, Band 4, hrsg. Karl J. Thomé-Kozmiensky und Daniel Goldmann, Neuruppin 2011
Helmut Rechberger, New Resources from Urban Mines, www.eumicon.com/images/EUMICON_2015/New%20Resources%20from%20Urban%20Mines%20-%20Helmut%20Rechberger.pdf
United States Environment Protection Agency, Estimating 2003 Building-Related Construction and Demlition Msaterials Amouunts, www.epa.gov/epawaste/conserve/imr/cdm/pubs/cd-meas.pdf
D. Wittmer, T. Lichtensteiger, Exploration of urban deposits: long-term prospects for resource and waste management, Waste Manag Res. 2007 Jun; 25(3):220-6.


 

Foto: O. Kürth

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