Grüner werden

Mit der Möglichkeit, lokale, recycelte Materialien zu verwenden, hat Beton im Hinblick auf eine nachhaltige Bauweise viel zu bieten. Betonfertigteile bestehen überwiegend aus natürlichen Zuschlagstoffen, und die lokale Verfügbarkeit von Zuschlagstoffen sorgt für eine kohlenstoffarme Anlieferung im Fertigteilwerk. Außerdem müssen die Materialien nur minimal verarbeitet oder chemisch behandelt werden. Dies führt dazu, dass Beton im Gegensatz zu einigen anderen stark verarbeiteten Materialien einen relativ niedrigen grauen Energiegehalt aufweist.

In Bezug auf das Recycling ermöglichen moderne Fertigteilwerke eine hohe Fertigungseffizienz. Neue Fertigteilwerke werden mit geschlossenen Recyclingkreisläufen gebaut, bei denen alle nassen Abfälle automatisch zu einer zentralen Recyclinganlage zurückgeführt werden. Ausgediente Betongebäude können zerkleinert und auf Deponien oder in den Tragschichten von Straßen verwendet werden. Wasserrecycling und -einsparung sind ebenfalls ein gängiges Merkmal moderner Fertigteilfabriken.

Die größte Quelle von CO2-Emissionen in der Fertigteilindustrie ist Zement, der einen großen Kohlenstoff-Fußabdruck hinterlässt. Auf Zement entfallen bis zu 70 Prozent der gesamten CO2-Belastung der Fertigteilbranche.

"Bei der Zementherstellung wird CO2 in die Atmosphäre freigesetzt, wenn Kalkstein kalziniert wird. Die Herstellung von Zement in einem Ofen bei einer Temperatur von über 1.400 Grad Celsius erfordert zudem eine große Menge an Wärmeenergie", erklärt Jouni Punkki, Professor für Betontechnologie an der Aalto-Universität, School of Engineering.

Die Fertigteilindustrie arbeitet hart daran, die CO2-Emissionen von Zement zu reduzieren, indem sie Fertigteilprodukte entwickelt und den Zementgehalt im Beton optimiert.

"Die Verwendung anderer zementhaltiger Materialien, wie gemahlener Hüttensand aus der Stahlindustrie und pulverisierte Brennstoffasche aus Kohlekraftwerken, nimmt zu. Beide Zusätze haben einen viel geringeren CO2-Ausstoß als Zement", sagt Punkki.

Die Material- und Energieeffizienz von Zementwerken wurde durch die Verwendung von Abfallstoffen aus anderen Industrien als Brennstoff für den Zementofen verbessert.

Vorgespannte Hohlkörperplatten sind ein gutes Beispiel für den effizienten Einsatz von Rohstoffen. Hohlkörperplatten ermöglichen Betoneinsparungen von bis zu 45 Prozent im Vergleich zu einer einfachen Ortbetonplatte.

Die Fertigteilproduktion unter kontrollierten Werksbedingungen bietet ein enormes Potenzial zur Verbesserung der Ressourceneffizienz von Materialien, Energie und Prozessen. Im Vergleich zur Ortbetonbauweise wird bei der Fertigteilproduktion weniger von allem verwendet - weniger Zement, weniger Wasser und weniger Stahl. Es entsteht weniger Abfall auf der Baustelle und im Werk. Dadurch ist der Kohlenstoff-Fußabdruck von Fertigteilen viel kleiner als bei der Ortbetonbauweise.

"Beton kann im Fertigteilwerk effektiv wärmebehandelt werden, wodurch die für Betonprodukte benötigte Zementmenge reduziert wird. Es ist auch möglich, bei bestimmten Anwendungen alternative Bindemittel zu verwenden, um die CO2-Emissionen zu verringern", sagt Punkki.

"Die Verbesserung der strukturellen Effizienz ist ebenfalls wichtig. Längere Spannweiten und fortschrittlichere Strukturen sparen auch Material und reduzieren die Zementmenge. Diese Einsparungen lassen sich am einfachsten durch die Verwendung von Spannbeton erzielen."

Vorgespannte Hohlkörperplatten sind ein gutes Beispiel für den effizienten Einsatz von Rohstoffen. Mit Hohlkörperplatten lassen sich bis zu 45 Prozent Beton im Vergleich zu einer einfachen Ortbetonplatte einsparen. Gleichzeitig kann die Menge des Spannstahls aufgrund des geringeren Eigengewichts um 30 Prozent reduziert werden.

Für eine durchschnittliche Wohnung bedeutet dies eine Einsparung von 14,4 Tonnen Beton und 275 kg Stahl.

Eine gute Haltbarkeit von Betongebäuden ist bei wechselnden Wetterbedingungen von großer Bedeutung. Zunehmende Wirbelstürme und Tornados stellen die Baustoffe vor die Herausforderung, starken Regenfällen und vom Wind verwehten Trümmern standzuhalten.

Laut einer Studie des Wind Engineering Research Center der Technischen Universität Texas halten Betonwandsysteme nachweislich 100 Prozent aller bekannten Winde mit Orkanstärke und über 99 Prozent der Winde mit Tornadostärke stand.

Gute Dämm- und Wärmeeigenschaften sind ebenfalls von Vorteil für Fertigteilbeton. Dichter Fertigteilbeton kann als Wärmesenke und leichter Beton als Dämmstoff wirken, und in einigen Gebäuden kann man sehen, dass Fertigteile beides tun. Eine hohe thermische Masse in Verbindung mit einer guten Isolierung machen den vielseitigen Beton zu einem sehr wettbewerbsfähigen Material.

Die Hohlkerne in Fertigteilböden können genutzt oder Rohre in Platten gegossen werden, um Kühlsysteme zu bilden, die bis zu 50 Prozent weniger Energie verbrauchen als Klimaanlagen.

Die guten Dämmeigenschaften von Betonfertigteilen sind vor allem in Ländern wie Indien und den Vereinigten Arabischen Emiraten mit feuchtem Klima und hohem Baubedarf von Vorteil.

In Indien, wo der gravierende Energiemangel eine große Herausforderung für das sich rasch entwickelnde Land darstellt, wächst das Interesse an der Fertigteiltechnologie. Die indische Regierung beabsichtigt, in den kommenden Jahrzehnten mehr als hundert intelligente, nachhaltige Städte zu bauen.

"Indien kann es sich nicht leisten, Energie durch schlecht gebaute Gebäude zu verschwenden. Deshalb ist der Bau von energiefreundlichen Gebäuden so wichtig", sagt Chander Dutta, Geschäftsführer von Elematic India.

"Die guten Dämmeigenschaften von Betonfertigteilen sind wichtig, ebenso wie die glatten Fugen in den Wänden, die zu weniger Energieverlusten führen, wenn ein Haus gekühlt oder geheizt wird.