Mitte Juni dieses Jahres erlebte Griechenland eine Hitzewelle mit 45 °C. Gleichzeitig steigt die Feuchtigkeit in der Atmosphäre je ein Grad um 7 %, was bei einer theoretisch gleichbleibenden Wetterlage zirka ein Drittel mehr Niederschläge bedeutet. Es werden vermehrt Zerstörungen durch Starkregenereignisse und Hochwasser wie das „Jahrhunderthochwasser“ 2021 im Ahrtal vorkommen. Und dennoch sind nach wie vor viele Menschen von der Entwicklung des Klimas überrascht, obwohl wir schon seit mehr als 50 Jahren durch das Buch: „Die Grenzen des Wachstums“ [3] über die Endlichkeit der Ressourcen und über zunehmende Umweltverschmutzungen und deren Folgen informiert sein könnten. Es wäre aus heutiger Sicht angebracht gewesen, bereits 1972 intensive Maßnahmen zur Ressourceneinsparung und zur Verringerung der CO2-Emissionen, also einen Paradigmenwechsel vom linearen Wirtschaften hin zur Kreislaufwirtschaft einzuführen. Dann müssten wir heute nicht auf die Folgen des Klimawandels reagieren, sondern hätten die Klimakrise vermeiden können. Es zeigt sich wie so oft, dass die Gesellschaft erst durch den bittersten Weg des Lernens, den durch Erfahrung, aufgerüttelt wird und von Politik und Wirtschaft den Wandel einfordert. Böttcher stellt dazu fest, dass wir bis 2050 Anpassungsmaßnahmen auszuführen haben, die heute durch Wissensvermittlung, Handlungsoptionen und Akzeptanzkommunikation angestoßen werden müssen.
Was bedeutet dies für den Gebäudesektor bis 2050? Setzen wir voraus, dass die Energiewende in naher Zukunft umgesetzt und damit kein Thema mehr sein wird, sind dennoch die Folgen des Klimawandels und des ungezügelten Ressourcenverbrauchs noch lange spürbar. In Europa verschlingt allein das Bauwesen 50 % der zur Verfügung stehenden Primärrohstoffe [4]. Wir müssen drastisch Ressourcen sparen und dadurch auch CO2-Emissionen vermeiden. Außerdem müssen wir unsere Städte und Gebäude resilienter gegenüber Hitzewellen und Überschwemmungen machen. Bekannt ist, dass hohe Temperaturen gesundheitsgefährdend sind, besonders für Kindern, kranke und alte Menschen. Hitzewellen zwingen dann vermehrt die Menschen in die Gebäude, wo Wohnen, Arbeiten, Einkaufen, Kommunikation usw. bis hin zu Schule und Freizeit verschmelzen. Gebäude müssen zukünftig sehr flexibel in Grund- und Aufriss sein, um klimaangepasste Nutzungsänderungen mit minimalem Eingriff in die Bausubstanz möglich zu machen. Auch vorausgesetzt, unsere Infrastruktur ist resistenter gegenüber den Auswirkungen von Hitzewellen und Starkregenereignissen, ist das Risiko von Schäden durch Überschwemmungen zukünftig doppelt so hoch wie bisher [1]. Zusätzliche Versieglungen sind zu vermeiden, indem wir den Bestand ertüchtigen und aufstocken sowie bei Neubauten mehrgeschossig bis und über die Hochhausgrenze hinaus bauen. Zur Resilienz trägt bei, wenn die Gebäude im Quartier vernetzt sind, wenn sie fest im Boden verankert sind, über keinen Keller verfügen und das Erdgeschoss robust in der Konstruktion ist. Bei Verwüstungen durch Überschwemmungen müssen als effektiver Bestandserhalt die Ausbauelemente teilweise oder als Ganzes austauschbar sein und Wohnen als Nutzung im Erdgeschoss sollte klimaangepasst vermieden werden.
Klimaanpassung im Gebäudesektor bedeutet also in erster Linie nutzungsflexibel und zirkulär zu bauen. Nutzungsflexibilität ist werkstoffunabhängig in Einraumsystemen und Skelettbauten am besten zu erreichen [5]. Austauschbar zu bauen gelingt durch demontierbare Bauelemente und Bauteile. Für oberflächennahe Bauelemente von Bauteilen, wie die Bekleidung oder die Installationsebene, gelten grundsätzlich andere Austauschzyklen als beispielsweise für das nach außen und innen geschützte Tragwerk. Unterschiedliche Bauelemente sind daher geschichtet und elementiert auszuführen, um austauschbar zu sein. Um zu verstehen, an welchen Schichtengrenzen Zerlegbarkeit integriert werden soll, werden die fünf Betrachtungsebenen der Kreislauffähigkeit ([6] und Abbildung 1) eingeführt: aus der Addition von Materialien entstehen Baukomponenten, aus Baukomponenten entstehen Bauelemente, aus Bauelementen entstehen Bauteile und aus Bauteilen entstehen Gebäude. Die Austauschbarkeit erfolgt vorrangig durch Formschluss auf der Bauelementebene, zum Beispiel könnte die Fassade (äußere Bekleidungsebene) ohne Eingriff in das verbleibende Bauteil Außenwand ausgetauscht werden ([7] und Abbildung 2).
Wir Ingenieur:innen werden maßgeblich die Klimaanpassungsmaßnahmen mitgestalten und sind daher verpflichtet, zirkuläre Bauweisen auch im Sinne eines konstruktiven Ungehorsams gegen Widerstände von Bauherr:innen und Behörden, von Architekt:innen und von Fachplaner:innen einzufordern und durchzusetzen. Wir Bauschaffende müssen weitblickender und mutiger werden.
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Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf
Tragwerk und Material
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
https://tragwerk-und-material.architektur.rptu.de/
Literatur
[1] Böttcher, F. (2024) Klimawandel: Lösungen zur Klimaanpassung gesucht. Deutsches Ingenieurblatt, Ausg. 3-2024, S. 42
[2] Entwicklung der Jahresmitteltemperatur in Deutschland in ausgewählten Jahren von 1960 bis 2023. Statista 2024
[3] Meadows, Donella; Meadows, Dennis; Randers, J.; Behrens III, W. W. (1972): The Limits to Growth. A Report for the Club of Rome’s Project on the Predicament of Mankind. Universe Books, New York 1972, ISBN 0-87663-165-0
[4] Heisel, F.; Hebel D. E. (2021) Einführung. In: Heisel, F.; Hebel D. E. [Hrsg] Urban Mining und kreislaufgerechtes Bauen – Die Stadt als Rohstofflager. Fraunhofer IRB Verlag, 2021, S. 9-15
[5] Graf, J.; Birk, S.; Poteschkin, V.; Braun, Y. (2022) Kreislaufeffektive Bauwende – Auf dem Weg zu einer neuen Tektonik. Bautechnik. doi.org/10.1002/bate.202100111
[6] Graf J, Hao B, Birk S, Shi W, Poteschkin V, Klopfer R, Jagsch C, Ciesla E-M. (2024) Legitimation der kreislaufeffektiven Holzbauweise – Nachweis der Klimaschutzwirkung. Bautechnik 101, S1. doi.org/10.1002/bate.202300087
[7] Homepage des t-lab Holzarchitektur und Holzwerkstoffe: https://tlab.architektur.rptu.de/