Reduce | Reuse | Recycle: Entwurf eines Stadtquartiers in recyclinggerechter Bauweise

Abstract

Die derzeitige Entwicklung zeigt, dass in Zukunft mehr Menschen in urbanen Räumen leben und Städte infolgedessen weiter an Dichte gewinnen werden. Architektur muss deshalb auf den stetigen Wandel der Zeit flexibel reagieren und sich den Bedürfnissen der Menschen anpassen können. Denn Gebäude, die keine Umnutzung ermöglichen, müssen schlussendlich abgebrochen werden. So werden Gebäude aus mineralischen Baustoffen, hauptsächlich für die Errichtung von Straßen verwendet oder im Worst Case als Bauschutt auf einer Deponie gelagert, was jedoch nicht im Sinne einer nachhaltigen Verwendung ist. Diese Arbeit soll demonstrieren wie eine recyclinggerechte Bauweise hinsichtlich der Auswahl von Baustoffen und Konstruktionen zu nachhaltigem Bauen beiträgt. Das Bauwesen ist global für ein Drittel der Treibhausgasemissionen verantwortlich, wovon die Zementherstellung allein bereits in etwa 8 % dessen beträgt. Aufgrund des enormen Anteils verfügt das Bauwesen daher über ein großes Einsparungspotenzial. Energieeffiziente Gebäude können einen großen Teil zur Reduktion der Treibhausgase beitragen, doch sobald die Grenze für Einsparungen im Gebäudebetrieb erreicht wird, bedarf es der Berücksichtigung der in den Baustoffen enthaltenen Energie, der sogenannten grauen Energie. Durch eine recyclinggerechte Bauweise wird sichergestellt, dass Gebäude in Zukunft in ihre Bestandteile und Materialien zerlegt werden können, um sie in Folge wiederzuverwerten (recycle) oder sogar wiederverwenden (reuse) zu können. Rückbaubare Konstruktionen werden dabei durch die Wahl des Materials, des Konstruktionsprinzips und die Systematisierung der Bauteile beeinflusst. Im ersten Schritt dieser Arbeit werden Materialien untersucht, die im Bauwesen häufig Verwendung finden. Anschließend wird die Rückbaubarkeit dieser Baustoffe auf Bauteil-Ebene untersucht, analysiert und beobachtet, welche Faktoren die Bauteile in ihrer Lebensdauer beeinflussen. Zuletzt werden die Gebäude als gesamte Struktur auf ihre Rückbaubarkeit sowie auf Möglichkeiten des Systembaus und der Modularisierung hierfür überprüft. Die Recherche soll abschließend als Grundlage für einen beispielhaften recyclinggerechten Entwurf eines Stadtquartiers dienen. Dabei wurde der Entwicklungsschwerpunkt Berresgasse im 22. Wiener Gemeindebezirk als Wettbewerbsgrundlage herangezogen. Ein möglicher Rückbau der Gebäudestruktur soll durch ein Rückbaukonzept veranschaulicht werden. Die Bauteile des Entwurfs werden mit Bauteilen von konventioneller Stahlbeton-Massivbauweise auf deren ökologischen Wirkungsabschätzungen verglichen.

The current development indicates that a growing number of people will inhabit urban spaces in the future, leading to even more densely built-up areas in cities. For architecture, flexibility concerning the response to the ongoing change and adaptability towards the needs of the population are imperative. After all, buildings not suitable for reutilization eventually have to be discontinued. Buildings made of mineral construction materials are reduced to small pieces, primarily used for road constructions or simply deposited on landfills as construction waste, a practice which does not, however, qualify as sustainable. The aim of this master thesis is to demonstrate how a recycling appropriate way of construction concerning the choice of material and design contributes to sustainable building. Globally, the building industry is responsible for one third of greenhouse gas emissions, whereof cement manufacturing alone contributes to roughly 8%. In view of these facts, construction offers vast potential savings in greenhouse emissions. Energy-efficient buildings can support these efforts in large measure, yet once the limit for savings in building operations is reached, the energy within the construction materials, so called grey energy, must be considered. A recycling-friendly way of construction ensures the dismantling of buildings into their components and materials in the future and subsequently results in their recycling or even reuse. Recyclable constructions are hereby influenced by the choice of material, their structural principle and the systematization of their components.In a first step, this thesis considers the materials commonly used in architecture. Subsequently, the deconstruction of these materials on a component level is studied, analyzed and factors influencing the operational lifetime of the components are observed. Finally, the buildings in their entirety are assessed for deconstruction as well as opportunities for system construction and modularization for this purpose. The literary research serves as a basis for an exemplary recycling-friendly design of an urban quarter. For this purpose, the developmental focus Berresgasse in the 22nd Viennese district has been studied as competitive base. A potential deconstruction of the building structure will be illustrated through a deconstruction concept. The components of the design are then compared with components of conventional reinforced concrete constructions concerning their ecological impact assessment.