Nachhaltige Sanierung im Bestand - Lehmdecken als zukunftsfähige Lösung Lehmbau, Verbundbau, Bauen im Bestand, Deckensanierung, Nachhaltigkeit, Baulogistik M. Eng. Konstantin Nille-Hauf, Dr. rer. nat. Beatriz Unger-Bimczok, M. Eng. Eric Wente, Prof. Dr.-Ing. Birol Fitik, Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Schänzlin Die Sanierung von Bestandsbauten mit der InDeckLe-Lehmverbunddecke ist eine nachhaltige Alternative zum ressourcenintensiven Neubau. Während Neubauten schnell die CO 2 -Ziele des European Green Deals überschreiten, bietet das Bauen im Bestand eine Lösung, die gleichzeitig den normativen Anforderungen entspricht. Durch Materialien wie Lehm und Holz sowie flexible baubetriebliche Ansätze wird die Lebensdauer bestehender Gebäude verlängert, der Ressourcenverbrauch minimiert und ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz geleistet. Zusammenfassung Nachhaltiges Bauen im Bestand ist entscheidend für die Zielerreichung des European Green Deals. Das Forschungsprojekt InDeckLe untersucht tragende Deckenkonstruktionen aus Lehm im Verbund mit Holz, Stahl und Stahlbeton. Dabei stehen auch die Anpassungsfähigkeit an die Anforderungen des Bauens im Bestand sowie ökologische Aspekte im Fokus. Der Einsatz von Materialien wie Lehm und Holz zur Ertüchtigung von Bestandgebäuden bietet eine ressourcenschonende Alternative zum Neubau und verlängert zugleich die Lebensdauer historischer Gebäude. 1. Bauen im Bestand 1.1. Die Bedeutung nachhaltiger Bestandssanierung für den Klimaschutz Bestehende Gebäude haben oft höhere Energiebedarfe als Neubauten, da sie schlechtere Dämmeigenschaften aufweisen, was mehr klimaschädliche Emissionen verursacht (BMWK, o.D.). Ersatzneubauten erzeugen jedoch durch ihren hohen Ressourceneinsatz signifikant mehr CO 2 -Emissionen als Sanierungen (siehe Bild 1). Der European Green Deal zielt darauf ab, die EU bis 2050 klimaneutral zu machen. Da Gebäude 40 % des Energieverbrauchs und 36 % der CO 2 -Emissionen in der EU ausmachen, sind Sanierung und Modernisierung des Bestands entscheidend (Europäische Kommission, 2020), (Europäische Kommission, 2019). Initiativen wie die Renovierungswelle sollen die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Gebäuden verbessern, um den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Um bis 2050 - in Deutschland bis 2045 - einen klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen, dürfen nur minimale Emissionen anfallen, ergänzt durch Maßnahmen wie Carbon Capture and Storage (CCS). Bild 1 zeigt an Beispieldaten der Stadt Zürich, dass unter der Annahme einer maximal zulässigen jah- Bild 1: CO 2 -äquivalente Emissionen einer Stichprobe von Neubau- und Instandsetzungsprojekten bei der Erstellung und dem Betrieb von Bauwerken der Stadt Zürich (Dr. Niko Heeren, 2024, Amt für Hochbauten der Stadt Zürich) 20 Sonderausgabe · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0018 NACHHALTIGE TRANSFORMATION Nachhaltig Bauen 2. Nachhaltigkeitsbewertung der von HBC und HFT entwickelten InDeckLe-Deckenlösung Holz-Lehm-Verbunddecken (HLVD) sind eine nachhaltige Alternative zu Stahlbetondecken, da sie aus natürlichen, regional verfügbaren Materialien bestehen, die mit geringem Energieaufwand verarbeitet werden. Stahlbeton verursacht hohe CO 2 -Emissionen und erfordert intensive Ressourcennut zung , während Lehm durch Wieder verwendbarkeit und geringe graue Energie überzeugt (Bild 3). Holz ergänzt die ökologische Bilanz, da es während des Wachstums CO 2 speichert - ein Kubikmeter Holz bindet etwa 1 Tonne CO 2 (pro: Holz, 2025). Bild 3 zeigt das lebenszyklusbezogene Treibhauspotenzial verschiedener Deckentypen. Die HLVD weist hier das geringste Treibhauspotenzial aus, während Betonflachdecken die schlechteste Bilanz haben. InDeckLe bietet Lösungen für Holzlehm-, Stahllehm- und Betonlehmverbunddecken an. Die Besonderheit dieser Deckenkonstruktionen liegt im mechanischen Verbund zwischen dem Lehm und dem Verbundwerkstoff (Holz, Stahl und Stahlbeton). Dadurch werden die mechanischen Beanspruchungen im Bauteil entsprechend den werkstoffmechanischen Eigenschaften aufgeteilt. Gleichzeitig erhöht sich die Tragfähigkeit der Deckenkonstruktion, wodurch sich der Materialeinsatz gegenüber vergleichbaren Deckenkonstruktionen ohne mechanischen Verbund reduziert. resbezogenen CO 2 -äq-Emission aus Erstellung und Betrieb von Bauwerken von etwa 9 kg CO 2 -äq/ m²a (30 % unter den Effizienzpfad SIA 2040 Zielen von 13 kg CO 2 -äq/ m²a) Instandsetzungsprojekte besser abschneiden als Neubauten (Heeren, 2024). Während diese (blau) den Wert meist überschreiten, erreichen besonders ambitionierte Sanierungen (grün) kombinierte Emissionen unter 9 kg CO 2 -äq/ m²a. Daraus wird deutlich: Bauen im Bestand muss in den kommenden Jahren an Bedeutung gewinnen, um die Ziele des European Green Deals zu erreichen und einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. 1.2. Bauen im Bestand im Kontext von Deckenkonstruktionen Normative Hintergründe Die Eurocodes sind einheitliche europäische Standards für die Bemessung und Konstruktion von Bauwerken und wurden 2012 in Deutschland eingeführt. Dabei entfallen 2021 nur 5 % des Wohnungsbestands auf Gebäude, die entsprechend diesen Normen entstanden sind (siehe Bild 2). Ein Viertel des Bestands entstand vor dem Zweiten Weltkrieg. Der Entwurf und die Bemessung von Gebäuden folgten wenigen empirischen Grundsätzen, während sich die Vielfalt der heutigen, häufig analytisch und evidenzbasierten Normungen erst im Laufe der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte. Die Instandsetzung alter Gebäude erfordert die Anpassungen an aktuelle Normen, um beispielsweise Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit, Schall- und Brandschutz sicherzustellen. Vorkriegs- und Nachkriegsbauten verwenden oft materialsparende Deckenkonstruktionen, die heutige Anforderungen kaum erfüllen (Friedrichsen, 2018). So wurden erste Regelungen zum Trittschallschutz erst 1962 durch die DIN 4109-2: 1962 eingeführt, während die Begrenzung von Schwingungen rudimentär erst mit der Einführung der DIN 1052: 1988 und später durch den Eurocode EC5: 2012 umfassend berücksichtigt wurde. Leichtbaukonstruktionen zeigen daher oft erhebliche Mängel, die bei einer heutigen Umnutzung behoben werden müssen. Baubetriebliche Aspekte Sanierungen im Bestand erfordern Bauelemente, die leicht über vorhandene Fenster- oder Türöffnungen transportier- und montierbar sind. Eine kranfreie Logistik kann in vielen Fällen vorteilhaft sein. Besonders in historischen Gebäuden mit schmalen Türöffnungen sind kleinere Paletten mit maximal 60 cm Breite nötig. Bild 2: Verteilung des Wohngebäudebestands in Deutschland nach Baujahr (Stand: 2021) im Kontext der Normenentwicklung von Trittschall- und Schwingungsschutz [HBC Biberach, Nille-Hauf, 2025], basierend auf (RIWIS, 2024) sowie (Hamm, 2012) und (Schnelle, Kurz, 2014) 13% 12% 38% 10% 12% 10% 5% L´ n,w 63dB 63dB 50dB 45dB* DIN 1052: 88 EC5 DIN 1052: 04 Winter/ Hamm/ Richter L´ n,w L´ n,w L´ n,w 53dB *entsp. erhöhtem Schallschutz NACHHALTIGE TRANSFORMATION Nachhaltig Bauen 21 Sonderausgabe · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0018 ƒ Rückbau der Decken: Die Decke über dem Erdgeschoss wird entfernt. Gegebenenfalls ist für das Gebäude eine bauzeitliche, außenliegende Abstützung aufgrund des Wegfalls der Deckenscheibenwirkung vorzusehen (Bild 4, rechts). ƒ Vorbereitung der Wände: Tragende Wände werden für die neue Deckenträger vorbereitet. Bestehende Auflagerpunkte können wiederverwendet oder verfüllt und neue Auflagerdetails entwickelt werden (Bild 5, links). ƒ Einbau der Längsträger: Neue Holzträger werden entweder über Wandöffnungen oder über das Erdgeschoss eingehoben, an neu errichteten Traglastpunkten abgesetzt und mit Baustützen unterstützt (Bild 5, links). ƒ Einsatz eines Leichtbaukrans: Ein Leichtbaukran wird auf den Längsträgern positioniert, um die Materiallogistik effizient zu gestalten. Bauzeitlich werden Holzwerkstoffplatten auf den Längsträgern als Arbeitsebene eingebaut, die dann mit zunehmendem Baufortschritt rückgebaut werden (Bild 5, rechts). ƒ Einbau der Lehmsteine: Lehmsteine werden palettenweise angeliefert, per Außenkran in den Arbeitsbereich transportiert und reihenweise in eine Dünnbettmörtelschicht gesetzt. Je nach Bausituation ist auch eine Zulieferung vom darunterliegenden Stockwerk und ein Aufnehmen der Steine mittels Leichtbaukran umsetzbar (Bild 5, rechts). ƒ Rückbau der Unterstützung: Nach Aktivierung der Lehmsteine übernehmen diese die Lastabtragung und die Baustützen können entfernt werden (Bild 6, links). ƒ Fußbodenaufbau: Der Fußbodenaufbau wird aufgebracht, wahlweise als Trockenfußboden oder in konventioneller Bauweise. Der restliche Innenausbau kann ausgeführt werden (Bild 6, links). 3. Bauablauf einer Deckensanierung: Einsatz der InDeckLe-Lehmdecke im dreistöckigen Fachwerkhaus Am Beispiel eines mehrstöckigen Wohngebäudes mit einer Holzbalkendecke zeigt Bild 4 bis Bild 6 den Bauablauf einer Deckensanierung mit HLVD. Die betriebliche Umnutzung von Wohnräumen im ersten Obergeschoss zu Versammlungsräumen hat in diesem Beispiel eine Erhöhung der Verkehrslast auf die Decke über dem Erdgeschoss zu Folge. Die bestehende Konstruktion genügt somit weder den Tragfähigkeitsnoch den Schwingungs-, den Brandschutz- und den Schallschutzanforderungen, was eine umfassende Ertüchtigung erfordert. Ablauf der Deckensanierung ƒ Entkernung: Das erste Obergeschoss wird entkernt, um die Decke für die Sanierung freizulegen (Bild 4, rechts). 11 22 27 30 36 62 −10 0 10 20 30 40 50 60 Holzlehmverbund Stahllehmverbund Betonlehmverbund Holzbetonverbund Einhängeziegel (Holzträger) Beton achdecke CO 2 −Äquivalent in [kg CO 2 / m 2 ] Herstellung Rückbau Recycling Gesam t Lebenszyklusbezogenes Treibhauspotenial (THP) verschiedener Deckentypen Vergleich Lehmverbunddecken mit gänigen konventionellen Konstruktionen Bild 3: Lebenszyklusbezogenes Treibhauspotential ( THP) verschiedener Deckentypen [kg CO2-Äq./ m2], [HBC Biberach, Nille-Hauf, Knöpfle, 2025], basierend auf (Fernandes, Peixoto, Mateus, & Gerváasio, 2019) sowie (Ökobaudat, 2023) Bild 4: Schematischer Bauablauf beim Bau einer InDeckLe HLVD am Beispiel eines 3-stöckigen Fachwerkhauses mit Balkendecke, Teilbild 1 [Hf T Stuttgart, Unger-Bimczok, 2025; HBC Biberach, Nille-Hauf, 2025] Bild 5: Schematischer Bauablauf beim Bau einer InDeckLe-HLVD am Beispiel eines 3-stöckigen Fachwerkhauses mit Balkendecke, Teilbild 2 [Hf T Stuttgart, Unger-Bimczok, 2025; HBC Biberach, Nille-Hauf, 2025] 22 Sonderausgabe · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0018 NACHHALTIGE TRANSFORMATION Nachhaltig Bauen Dieser Ablauf kombiniert strukturelle Sicherheit mit effizienter Logistik und erfüllt im sanierten Zustand die aktuellen Anforderungen an Tragfähigkeit, Schwingungs-, Schall- und Brandschutz. 4. Fazit Die Sanierung und Modernisierung von Bestandsgebäuden ist essenziell, um die Klimaziele des Bild 6: Schematischer Bauablauf beim Bau einer InDeckLe-HLVD am Beispiel eines 3-stöckigen Fachwerkhauses mit Balkendecke, Teilbild 3 [Hf T Stuttgart, Unger-Bimczok, 2025; HBC Biberach, Nille-Hauf, 2025] European Green Deals zu erreichen. Neubauten überschreiten häufig die zulässigen Emissionsgrenzen, während das Bauen im Bestand eine umwelt- und ressourcenschonende Alternative bietet. Die emissionsarme Bauweise von InDeckLe erfüllt aktuelle Anforderungen an Tragfähigkeit, Schallschutz, Brandschutz und Gebrauchstauglichkeit. Durch flexible Konstruk tionselemente und effiziente Logistik wird eine Sanierung auch unter schwierigen Bedingungen ermöglicht, ohne die Bausubstanz stark zu belasten. Das Beispiel zeig t, dass innovative Lösungen nicht nur die Nutzungsdauer von Gebäuden verlängern, sondern auch Ressourcen schonen und CO 2 - Emissionen reduzieren. Bauen im Bestand muss daher künftig im Fokus der Bauwirtschaft stehen, um nachhaltige und klimafreundliche Herausforderungen zu meistern. Das InDeckLe-Projekt wird gefördert vom Programm für angewandte Nachhaltigkeit der Hochschulen angewandter Wissenschaf t in Baden- Württemberg (PAN-HAW-BW, FEIH_PAN_2684995) des MWK und des EFRE-Fonds. Buchtipp Narr Francke Attempto Verlag GmbH + Co. KG Dischingerweg 5 \ 72070 Tübingen \ Germany \ Tel. +49 (0)7071 97 97 0 \ info@narr.de \ www.narr.de Nachhaltigkeit ist in aller Munde - das Thema umfasst viele Dimensionen. Dieses Handbuch beinhaltet v.a. Ziele, Klimawandel und die Politikebene. Der Autor spannt in diesem Handbuch den Bogen von den begrif ichen Grundlagen über die wichtigsten weltweiten Vereinbarungen, einer entsprechenden Bestandsaufnahme und Prognosen zur Nachhaltigkeit bis hin zu den konkreten Maßnahmen für eine nachhaltige Welt. Hierbei werden die internationalen Maßnahmen (Vereinte Nationen und Europäische Union) als auch nationale Politik behandelt und bewertet. Das Buch schließt mit einem Ausblick in die ferne Zukunft. Der Autor zielt auf eine grundlegende Sensibilisierung für notwendige Maßnahmen im Rahmen der Nachhaltigkeit ab. Damit können künftige Generationen auf einer ökonomisch, ökologisch und sozial intakten Umwelt aufbauen. Andreas Fieber Handbuch Nachhaltigkeit Ziele, Klimawandel, Politik 1. Au age 2024, 347 Seiten €[D] 34,90 ISBN 978-3-8252-6297-6 eISBN 978-3-8385-6297-1 Anzeige NACHHALTIGE TRANSFORMATION Nachhaltig Bauen Ökobaudat. (2023). Brettschichtholz, Baustahl, Beton C25/ 30, Betonstahl, Mauerziegel. pro: Holz. (2025). Holz verwenden ist aktiver Klimaschutz. Abgerufen am 30. Januar 2025, von https: / / www.proholz.at/ wald-holz-klima/ holz-verwenden-ist-aktiver-klimaschutz SIA2040. (2011). SIA-Effizienzpfad Energie. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein. 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Mitteilung der Kommission an das Europäische Parlament, den Rat, den Europäischen Wirtschafts- und Sozialausschuss und den Ausschuss der Regionen: Der europäische Grüne Deal. Europäische Union. Abgerufen am 24. März 2025, von https: / / eur-lex.europa. eu/ legal-content/ DE/ TXT/ ? uri=CELEX%3A52019DC0640 AUTOR: INNEN M. Eng. Konstantin Nille-Hauf, Hochschule Biberach, Karlstraße 11, 88400 Biberach nille-hauf@hochschule-bc.de https: / / orcid.org/ 0000-0001-7682-1794 Dr. rer. nat. Beatriz Unger-Bimczok, Hochschule für Technik Stuttgart, Schellingstraße 24, 70174 Stuttgart beatriz.unger-bimczok@hft-stuttgart.de M. Eng. Eric Wente, HFT Stuttgart, Karlstraße 11, 88400 Biberach eric.wente@hft-stuttgart.de https: / / orcid.org/ 0009-0003-2595-2841 Prof. Dr.-Ing. Birol Fitik, Hochschule für Technik Stuttgart, Schellingstraße 24, 70174 Stuttgart birol.fitik@hft-stuttgart.de https: / / orcid.org/ 0000-0003-0693-4317 Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Schänzlin, Hochschule Biberach, Karlstraße 11, 88400 Biberach schaenzlin@hochschule-bc.de https: / / orcid.org/ 0009-0000-6104-6334 \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissen schaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissen schaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikations wissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprach wissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Alt philologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissenschaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft \ Tourismus \ VWL \ Maschinenbau \ Politikwissenschaft \ Elektrotechnik \ Mathematik & Statistik \ Management \ Altphilologie \ Sport \ Gesundheit \ Romanistik \ Theologie \ Kulturwissen schaften \ Soziologie \ Theaterwissenschaft \ Geschichte \ Spracherwerb \ Philosophie \ Medien- und Kommunikationswissenschaft \ Linguistik \ Literaturgeschichte \ Anglistik \ Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft Bauwesen \ Fremdsprachendidaktik \ DaF \ Germanistik \ Literaturwissenschaft \ Rechtswissenschaft \ Historische Sprachwissenschaft \ Slawistik \ Skandinavistik \ BWL \ Wirtschaft NACHHALTIGE TRANSFORMATION Nachhaltig Bauen 24 Sonderausgabe · 2025 TR ANSFORMING CITIES DOI: 10.24053/ TC-2025-0018