37 4 · 2020 TR ANSFORMING CITIES THEMA Städtische Ressourcen Rohstoffgewinnung durch Recycling - Urban mining Da viele natürliche Rohstoffe nicht vermehrbar sind, sie in bestimmten Bereichen bereits knapp werden, ihre Gewinnung oft negative ökologische Folgen hat und es inzwischen große Probleme bei der Deponierung gibt, ist es eine gesellschaftliche Aufgabe, zukunftsfähige Lösungen zur Sicherstellung des Rohstoffbedarfes zu erarbeiten. Die Bundesregierung hat sich mit dem Thema erneut beschäftigt und am 10. Februar 2020 die Novelle des Kreislaufwirtschaftsgesetzes auf den Weg gebracht. Sie will damit die Abfallvermeidung fördern und das Recycling verstärken. Das Kreislaufwirtschaftsgesetz sieht eine fünfstufige Abfallhierarchie vor: 1. Vermeidung 2. Vorbereitung zur Wiederverwendung 3. Recycling 4. Sonstige Verwertung 5. Beseitigung Hierbei stehen die ersten drei Punkte im Vordergrund unseres Handelns. Der amerikanische Architekt William McDonough gilt als Mitbegründer des Cradle-to-cradle-Konzeptes, das davon ausgeht, dass (Bau-)Stoffe kontinuierlich in technischen Kreisläufen gehalten werden können. Dieses etwa 30 Jahre alte Kreislaufkonzept, wird im Rahmen der Fridays-for-Future- Bewegung in der interessierten Öffentlichkeit erst richtig wahrgenommen. Basierend auf dem Cradleto-cradle-Konzept sollte überlegt werden, wo es städtische Rohstoffquellen gibt und wie sie sich erschließen lassen. Das Umweltbundesamt definiert dieses „Urban Mining“ als die integrale Bewirtschaftung des so genannten anthropogenen Lagers mit dem Ziel, aus langlebigen Gütern sowie Ablagerungen Sekundärrohstoffe zu gewinnen. Darunter fallen beispielsweise Konsumgüter wie Elektrogeräte und Autos aber auch Infrastrukturen, Gebäude und Ablagerungen auf Deponien. Um dem Urban Mining gerecht zu werden, sollte bei der Planung von Gebäuden bereits der ganze Lebenszyklus betrachtet Zum verantwortungsvollen Umgang mit städtischen Ressourcen - ein Beitrag der Bauingenieure Urbanisierung, Ressourcen, Flächenverbrauch, Bauwesen, Rohstoffe, Recycling Norbert Gebbeken Die Vereinten Nationen haben mit ihrer „Globalen Agenda 2030“ Ziele für eine nachhaltige Entwicklung festgeschrieben. Das „Ziel 11“ ist „Nachhaltige Städte und Gemeinden“. Auch für Bauingenieure und Stadtplaner gewinnt dieses Thema und damit der Umgang mit städtischen Ressourcen zunehmend an Bedeutung. Der Zuzug in die Städte ist weiterhin ungebremst. Das Thema Verstädterung ist ein globales Megathema. Die vorhandenen Grundstücksflächen reichen nicht mehr aus. Das Thema „Flächenfraß“ ist zu einem Wahlkampf entscheidenden Thema geworden. Das Bevölkerungswachstum und das Wirtschaftswachstum führen zu einer Verknappung natürlicher Ressourcen. Wir benötigen also dringend Antworten auf die drängenden Fragen im Zusammenhang mit städtischen Ressourcen. Doch was sind städtische Ressourcen und wie gehen wir damit um? Der Beitrag liefert anhand von wenigen Beispielen mögliche Antworten aus der Sicht von Ingenieuren der Bauwirtschaft. Bild 1: Baustoffrecycling © Andrea Kustermann 38 4 · 2020 TR ANSFORMING CITIES THEMA Städtische Ressourcen werden; also die konsequente Anwendung des Cradle-to-cradle-Konzeptes. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Erreichung des „Zieles 12“ der UN-Agenda 2030, nämlich: „Nachhaltige/ r Konsum und Produktion“. Das Umweltbundesamt weist außerdem darauf hin, dass sich urbane Minen oftmals genau dort befinden, wo Rohstoffe benötigt werden. „So liegen etwa Sekundärgesteinskörnungen aus dem Rückbau von Bauwerken meist im innerstädtischen Bereich, während im Vergleich dazu Primärkies aus Steinbrüchen stammt, die sich mitunter weit entfernt befinden.“ [1] Bau- und Abbruchabfälle machen mit einer Menge von 220 Mio. t etwas mehr als die Hälfte des Gesamtabfallaufkommens (53 %) aus. Damit kommt der Bauwirtschaft eine besondere Verantwortung zu. Durch die Aufbereitung von mineralischen Bauabfällen konnten 72 Mio. t Recycling-Baustoffe hergestellt werden. Diese wurden zu 53 % im Straßenbau, zu 22 % im Erdbau, zu 4 % in sonstigen Anwendungen (vor allem Deponiebau) und zu 21 % als Gesteinskörnungen in der Asphalt- und Betonherstellung eingesetzt. Die Bau- und Entsorgungswirtschaft leistet damit bereits einen wichtigen Beitrag zu einer ressourceneffizienten Gesellschaft. Aufgrund der bestehenden, teilweise sehr alten baulichen Infrastruktur und durch den industriellen Wandel, der dazu führt, dass einige bauliche Anlagen nicht umgenutzt werden können, müssen Gebäude und bauliche Anlagen abgerissen werden. Frau Prof. Andrea Kustermann von der Hochschule München arbeitet mit ihrem Team an einem Forschungsprojekt, mit dem sie zeigen wollen, dass Recyclingbeton mit 100 % rezyklierter Gesteinskörnung durchaus für neue Betonkonstruktionen geeignet ist. Da es sich beim Wiederverwendungspotenzial von eingebauten Baustoffen um große Mengen handelt - mit einem Gewicht in Tonnen in zweistelliger Millionenhöhe - muss die Recyclingforschung dringend intensiviert werden. Bauen im Bestand - Nutzung und Umnutzung von Bestandsimmobilien Die Bestandsbauten sind eine wichtige städtische Ressource. Wenn Umnutzungen anstehen, dann droht häufig der Abriss, weil vorhandene Grundrisse, Deckenhöhen oder Wandaufbauten heutigen Ansprüchen nicht mehr genügen. Doch oft lohnt es sich, darüber nachzudenken, ob die Bestandsimmobilie durch Instandsetzung, Modernisierung, Umbau und Erweiterung doch erhalten werden kann. Dadurch wird der Wert der Immobilie gesteigert, Abfall vermieden und es wird ein Beitrag zur Baukultur sowie zur Schonung der materiellen Ressourcen geleistet. Durch den Umbau und die Sanierung des bestehenden Institutsgebäudes 0505 der Technischen Bild 2: Bauen im Bestand: Umbau und Sanierung eines Labor- und Institutsgebäudes der TUM, Luisenstrasse / Theresienstrasse, Bauherr Freistaat Bayern, Hild und K Architektur. © Gebbeken Bild 3: Gebäude Rainhausgasse, Lindau. © Dr. Schütz Ingenieure, Kempten 39 4 · 2020 TR ANSFORMING CITIES THEMA Städtische Ressourcen Universität München (TUM) auf dem Innenstadtcampus hat der Freistaat Bayern ein Zeichen für den Erhalt des Baubestandes gesetzt und gezeigt, dass es sich lohnt, in den Bestand zu investieren, anstatt abzureißen und neu zu bauen. Es wird dabei angestrebt, dass ein sanierter Bestandsbau die gleichen Qualitäten aufweist wie ein Neubau. Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung hat einen Leitfaden „Nachhaltiges Bauen - Gebäudestand“ [2] erarbeitet. Darin heißt es, dass die Bundesregierung das Ziel verfolgt, die Nachhaltigkeit von Gebäuden vermehrt über den gesamten Lebenszyklus durch Einbeziehung ökologischer, ökonomischer wie auch sozialer Aspekte transparent, messbar und überprüfbar auszuweisen - bei gleichzeitiger Beachtung gestalterischer, technischer und funktionaler Qualität. In ähnlicher Weise hat sich die Bundesstiftung Baukultur geäußert. Weitere Hinweise zum Bauen im Bestand gibt es zum Beispiel beim Bundesarbeitskreis Altbauerneuerung e. V. (BAKA) [3] und beim Institut für Bauforschung e. V. (IFB) [4]. Denkmalpflege Die Denkmalpflege ist weit mehr als „nur“ Bauen im Bestand. Der Erhalt des baukulturellen Erbes ist eine staatliche Aufgabe. Darum kümmert sich in Bayern das Landesamt für Denkmalpflege. Die sanierten Baudenkmäler werden zumeist einer „modernen“ Nutzung zugeführt. Oft gelingt es auch, Baudenkmäler in ein neues Gebäudeensemble zu integrieren, wie die alte Abflughalle und der alte Tower am Flughafen Riem oder die denkmalgeschützte Sander-Villa beim neuen ADAC-Hochhaus zeigen. Die bayerische Ingenieurkammer-Bau vergibt alle zwei Jahre den Denkmalpflegepreis, um die bautechnischen Leistungen im Bereich der Denkmalpflege zu würdigen. Bild 3 zeigt ein preisgekröntes Gebäude in der Rainhausgasse in Lindau. Das Gebäude „Rainhausgasse“ in Lindau wurde im Jahr 1586 errichtet. Im Laufe seiner Geschichte war es Quarantänestation, Krankenhaus, Pflegehaus, Militärlazarett, Schulhaus und Armenhaus. Das Ingenieurbüro „Dr. Schütz Ingenieure“ stellte fest, dass der denkmalgeschützte Renaissancebau in einem bedenklichen Zustand war (Bild 3 links). Die Dach- und Deckenkonstruktionen zeigten erhebliche Fäulnisschäden und das Gebäude hatte sich aufgrund unzureichender Fundamente um 20- bis 30 cm ungleich verformt, wodurch Wände stark gerissen waren. Für die Instandsetzung gab es keine Normen. Die Ingenieure mussten innovative Sanierungstechniken erarbeiten. Bei dem statisch sehr schwierigen Untergrund aus Seetonschichten Bild 4: Schaffung von Wohnraum durch Aufstockung in vorgefertigter Holzbauweise. © Gebbeken Bild 5: Schaffung von Wohnraum durch Überbauung von Parkplätzen. © Gebbeken Bild 6: Weitgehend ungenutzte Brachfläche unterhalb einer Straße bietet Platz für einen Scater. © Gebbeken 40 4 · 2020 TR ANSFORMING CITIES THEMA Städtische Ressourcen wurden teure und risikoreiche Baugrundverbesserungen vermieden. Unter dem Bestandsgebäude wurde eine neue 30 cm dicke Bodenplatte eingezogen und die Fundamente der Außenwände wurden vergrößert. Dadurch waren keine Eingriffe in die Altfundamente nötig. Die erarbeiteten Sanierungstechnologien sind besonders denkmalverträglich und wirtschaftlich. Heute wird das Gebäude mit 17- Wohneinheiten für inklusives Wohnen von der Lebenshilfe Kreisvereinigung Lindau betrieben. Intelligente Flächennutzung Aufstockung und Dachausbau Eine wichtige städtische Ressource im Rahmen der Schaffung von Wohnraum sind Bestandsgebäude, die aufgestockt werden können oder bei denen das Dachgeschoss ausgebaut werden kann. In beiden Fällen wird zur Schaffung von Wohnraum keine zusätzliche Fläche versiegelt. Bild 4 zeigt links aufgestockte Reihenhäuser und rechts ein Reihenendhaus im Ursprungszustand. Die Reihenhäuser waren ursprünglich für vierköpfige Familien geplant. Bild 8: Intelligente Nutzung von Dachflächen. © Gebbeken Bild 7: Intelligente Nutzung von Brachflächen unterhalb von aufgeständerten Straßen. Illustrationen: © Flavio Cucina, Architekt, mit Unterstützung von Motionland Familien mit mehr als zwei Kindern initiierten eine Aufstockung in Holzbauweise. Die kommunalen Initiativen zur Schaffung von Wohnraum führten in den vergangenen Jahren zu einem Boom beim Dachgeschossausbau. Dabei wird die Tektur nicht verändert, jedoch müssen Anforderungen an den Brandschutz erfüllt werden, die meist zu außenstehenden Fluchttreppen führen, die oft als störend empfunden werden. Überbauungen In der Vergangenheit wurden innerstädtisch Parkplätze und einstöckige Zweckbauten errichtet, vor allem Einkaufsmärkte, die sehr viel Grundfläche beanspruchen und versiegeln. Das ist in Zeiten der Wohnraumknappheit nicht mehr akzeptabel. Deshalb werden neuerdings derartige bauliche Anlagen vereinzelt überbaut. In München wurde der Parkplatz am Dantebad durch einen 100 m langen aufgeständerten vierstöckigen Wohnbau einer zusätzlichen Nutzung zugeführt (Bild 5). Dieses Stelzenhaus wird von Stadtplanern, Bewohnern und Anwohnern gleichermaßen gelobt und als urbane Bereicherung angesehen. Es ist zu hoffen, dass diesem Beispiel noch viele anderen folgen werden, damit die städtische Ressource „Baugrund“ effizient genutzt wird. Intelligente Nutzung von Brachflächen Innerhalb der Städte gibt es ungenutzte oder schlecht genutzte Brachflächen, die oft nicht als Nutzungspotenzial erkannt werden. Neben anderen kann man Flächen unterhalb von Hochstraßen in Betracht ziehen. Bild 6 zeigt eine weitgehend ungenutzte Fläche unterhalb einer Hochstraße. Diese Fläche wird fast täglich von „Kids“ als Scater-Platz genutzt. Solches Interesse könnte man aufgreifen und einen Scater-Park errichten. Der Architekt Flavio Cucina hat genau hierzu ein Projekt entwickelt (Bild- 7). Er schreibt: „Es ist mir wichtig zu betonen, 41 4 · 2020 TR ANSFORMING CITIES THEMA Städtische Ressourcen dass dies nicht nur ein Skatepark ist, sondern ein sogenanntes urbanes Projekt, das Dockstationen und Parkplätze für leichte Mobilität, Sitze und Straßenmobiliar, Grünelemente und ein neues LED-Beleuchtungskonzept beinhaltet. Die Realisierung dieses Projektes wäre ein wichtiger Beitrag zur sinnvollen Nutzung städtischer Ressourcen und zur Verbesserung der Urbanität.“ Intelligente Nutzung von Zweckbauten Zweckbauten wie Parkhäuser, Gewerbegebäude, Bürogebäude, Kamine etc. werden in der Regel nur für einen bestimmten Zweck funktional errichtet. In Zeiten des Klimawandels, der zur Überhitzung von Städten und zu vermehrtem Starkregen führt, könnte man Zweckbauten multifunktional auslegen. Flachdächer lassen sich begrünen. Damit speichern sie Regenwasser, sie kühlen, können bei Vorhandensein spezieller Gräser und Blumen ein Habitat für Insekten und Bienen sein und bei entsprechender Größe sogar als Weide dienen (Urban farming), so wie auf dem Dach des Gebäudes „Werk 3“ im Werksviertel München (Bild 8) [5]. Darüber können noch Photovoltaik-Anlagen (PVA) errichtet werden. Auch Fassaden lassen sich begrünen oder mit PVA bestücken. Zudem erscheint die Installation von Mini- Windrädern sinnvoll. Verantwortungsvoller Umgang mit der städtischen Ressource Wasser Im Zuge des Klimawandels beobachten wir, dass sich Starkregenereignisse häufen. Sie führen insbesondere in den versiegelten Städten vermehrt zu Überflutungen bis hin zu Sturzfluten. Nicht nur begrünte Dachflächen halten Regenwasser zurück, sondern auch Zisternen. Sie sollten insbesondere in Neubauquartieren angelegt werden, um Regenwasser zurückzuhalten und es anschließend sinnvoll zu nutzen. Dieses Wasser kann zur Bewässerung genutzt werden, aber auch als Brauchwasser zur Toilettenspülung oder bei hinreichender Qualität zum Duschen. Derzeit erfolgt unsere Toilettenspülung mit einem Lebensmittel, nämlich Trinkwasser. Ist das heute noch zu verantworten? Abschließende Bemerkungen Der Beitrag hat gezeigt, dass wir das Thema „städtische Ressourcen“ noch viel stärker in das Bewusstsein der Bevölkerung und von Entscheidern bringen müssen, damit sie optimal genutzt werden können. Oftmals ist gar nicht bewusst, was das Themengebiet „städtische Ressourcen“ alles umfasst. Städtische Ressourcen sind weit mehr als wir unter „urban mining“ verstehen. Die bayerische Architektenkammer und die bayerische Ingenieurekammer - Bau haben sich in einem Positionspapier zum Flächensparen unter anderem für Innenentwicklung vor Außenentwicklung ausgesprochen. Es wäre wichtig, die stärkere Nutzung von städtischen Ressourcen in der Bauleitplanung zu verankern, damit sie „normal“ wird, statt, wie derzeit, ein Projekt Weniger aus der „Kreativ- oder Forscherszene“. LITERATUR [1] Umweltbundesamt: Urban Miming. 2017. Online: https: / / www.umweltbundesamt.de/ themen/ abfallr e s s o u r c e n / a b f a l l w i r t s c h a f t / u r b a n m i n i n g # strategie-zur-kreislaufwirtschaft- [2] Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR): Leitfaden „Nachhaltiges Bauen - Gebäudestand“. Online: https: / / www.bbsr.bund.de/ BBSR/ DE/ forschung/ programme/ zb/ Auftragsforschung/ 2Nac hhaltigesBauenBauqualitaet/ 2012/ LeitfadenNBBestand/ 01_start. [3] Bundesarbeitskreis Altbauerneuerung e. V. (BAKA). Online: https: / / www.bakaberlin.de/ [4] Institut für Bauforschung e. V. (IFB): Bauen im Bestand, Katalog für die Altbauerneuerung, 3. Auflage 2015. [5] Mann, G.: Das Schafsdach von München. Vielfacher Nutzen auf einem Dach vereint. Transformimg Cities 1 (2020) S. 24 - 27. Bild 9: Zisterne zum Speichern von Regenwasser. Grafik: © Yvonne Behnke Prof. Dr.-Ing. habil. Norbert Gebbeken Universität der Bundeswehr München Forschungszentrum RISK Kontakt: norbert.gebbeken@unibw.de AUTOR Regenwassertank/ Zisterne Regenwasser vom Dach wird in den Tank geleitet. Das Wasser kann in Haus und Garten genutzt werden. Achtung: Kein Trinkwasser! Fallrohr vom Dach Wasseranschluss Überlauf zur Kanalisation Tauchpumpe Regenwassertank Filtersieb