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Der europäische Green Deal mit den Maßnahmen wie Taxonomie-Verordnung [1], Green Public Procurement Kriterien [2], Ökodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte sowie Circular Economy Action Plan [4] geben den Weg zu einer zirkulären Bauwirtschaft vor. Die Umsetzung bedeutet ein Umdenken für die Entwicklung, Herstellung, Nutzung und End-of-Life von Bauprodukten.
Das allgemeine 9R-Modell der Kreislaufwirtschaft legt zehn generelle Prinzipien (R0-R9) zu möglichen Handlungsfeldern fest. Je nach Produkt ergeben sich unterschiedliche Prioritäten und Optionen in den einzelnen Handlungsfeldern.
Die Bauelemente Fenster und Türen haben, als wesentlicher Bestandteil der Gebäudehülle, eine große Bedeutung für eine zukünftige zirkuläre Bauwirtschaft. Bislang fehlt aber eine systematische und objektive Analyse zum Potenzial für komplexe Bauelemente wie Fenster und Türen in den einzelnen Handlungsfeldern der 9R-Strategie. Aufgrund der Komplexität der Bauelemente Fenster und Türen, durch die Verwendung vieler unterschiedlicher Materialien und Komponenten und Vielfalt ihrer Kombination, mit sich unterscheidenden Herstellungsprozessen und der langen Lebens- bzw. Nutzungsdauer ist eine systematische Analyse dieser Bauelemente zur Bewertung notwendig.
Übergeordnetes Ziel eines am ift Rosenheim laufenden Forschungs-Projektes ist es, für komplexe Bauelemente wie Fenster und Türen potenzielle, zielführende Handlungsfelder der 9R-Strategie zu identifizieren sowie ein Konzept zur Klassifizierung der Kreislauffähigkeit zu erarbeiten.
9R-Strategien
Hilfestellung zur systematischen Umsetzung der Circular Economy bzw. der Transformation hin zu einer Circular Economy bieten die R-Strategien. Diese zielen allesamt darauf ab, den Verbrauch von natürlichen Ressourcen zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erfüllen, werden Handlungsoptionen definiert und in eine Hierarchie geordnet.
An erster Stelle steht der Verzicht (Refuse) auf eine Entnahme von Rohstoffen bzw. auf die Herstellung eines Produkts, an letzter Stelle steht das Recover (thermische Verwertung) der eingesetzten Materialien. Nachfolgend sind die einzelnen R-Strategien dargestellt.
R0 Refuse (Verzicht)
Komponente des Produktes, Produktionsprozess oder Funktion überflüssig machen; Funktion anders bereitstellen
R1 Rethink (Überdenken)
Eine systemische Sicht einnehmen, für Kreisläufe planen und designen (auch zirkuläre Systeme rund um das Produkt planen, inkl. Reverse Logistics), Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, bewusste Materialwahl für Kreisläufe (Substitution bedenklicher Stoffe, Materialinnovationen). Intensivierung der Produktnutzung (z. B. durch Product-as-a-Service, Wiederverwendungs- und Sharing-Modelle oder durch das Angebot, multifunktionale Produkte auf den Markt zu bringen)
R2 Reduce (by design)
Implementierung eines Designs, das Zirkularität ermöglicht. Erhöhung der Effizienz bei der Herstellung oder Verwendung von Produkten durch den Verbrauch von weniger natürlichen Ressourcen und Materialien und Energie, Reduktion des ökologischen Fußabdruckes inklusive Nutzung
R3 Reuse (Wiederverwendung)
Wiederverwendung eines Produktes gemäß seiner ursprünglichen Funktion (nach geringfügiger Behandlung/Reparatur) durch neues Inverkehrbringen
R4 Repair (Instandhaltung)
Instandhaltung (Wartung und Reparatur) eines Produktes zur Wiederherstellung bzw. Beibehaltung der Leistungsfähigkeit gegenüber dem ursprünglichen Neuzustand
R5 Refurbish (Aufarbeitung)
Wiederherstellen/Restaurieren und Aufwerten eines Produktes, das die notwendige/ erwartete Leistungsfähigkeit nicht mehr erfüllt. Verbesserung der Leistungsfähigkeit gegenüber dem ursprünglichen Neuzustand
R6 Remanufacture (Aufbereiten)
Ein Produkt durch einen industriellen Prozess wieder in einen Zustand versetzen, der sowohl von der Qualität als auch von der Leistung her wie neu oder besser ist
R7 Repurpose (Umnutzung)
Produkt oder Komponenten eines Produkts in einem Produkt mit anderer Funktion nutzen
R8 Recycling
Stoffliche Verwertung der Materialien des Produkts oder chemische Aufbereitung zu Rohstoffen
R9 Recover (Rückgewinnung)
Thermische Verwertung der Materialien des Produkts sowie Aufbereitung zu Materialien, die für die Verwendung als Brennstoff bestimmt sind
Kreislauffähigkeit
Für die Ermittlung der Ökobilanz eines Gebäudes werden die entsprechenden Kenndaten der Produkte benötigt. Die Produktkenndaten werden durch entsprechende EPDs (Environmental Product Declarations) an den Gebäudezertifizierer übermittelt. EPDs haben sich in den letzten Jahren stark etabliert. Auch für Fenster und Türen haben Hersteller solche EPDs erstellen lassen. Der Verband Fenster + Fassade (VFF) hat am ift Rosenheim sogenannte Muster-EPDs erarbeiten lassen.
Um die Zirkularität eines Gebäudes zu ermitteln, werden hierfür in Zukunft auch entsprechende Daten an den Zertifizierer übermittelt werden müssen. In Analogie zu den EPDs könnte dies in Zukunft durch CPDs (Circularity Product Declarations) oder durch die Zusammenführung von EPD und CPD (Hinweis: der Begriff CPD existiert aktuell nicht offiziell.). Als Transportmittel der gesamten Daten soll hierbei in Zukunft der digitale Produktpass (DPP) fungieren.
Im Rahmen des Projekts ist nun zu definieren, welchen Daten hier notwendig sind und unter welchen Randbedingungen diese für Fenster und Türen zu bestimmen sind. Exemplarisch sind nachfolgend die aktuell notwendigen zehn Zirkularitätseigenschaften des Bewertungssystems der DGNB [6] dargestellt.
- ZE01: Enthaltene Gefahrstoffe
- ZE02: Post-consumer Rezyklatanteil
- ZE03: Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit
- ZE04: Anteil nachwachsender Rohstoffe
- ZE05: Biologische Abbaubarkeit
- ZE06: Demontagefähigkeit (aus dem Baukörper)
- ZE07: Trennbarkeit (Materialien)
- ZE08: Produkte mit langer Lebensdauer
- ZE09: Wiederverwendbarkeit/Verwertbarkeit
- ZE10: Wiederverwendung/Weiterverwendung
Eine Analyse der Anforderungen anderer Gebäudezertifizierungssysteme wie LEED oder BREAM an die Zirkularität von Bauprodukten ist noch ausstehend.
Ausblick
Das Forschungsvorhaben hat offiziell eine Laufzeit bis Januar 2027. Im Rahmen des Projektes werden – gemeinsam mit den Projektpartnern – noch folgende weitere Schwerpunkte thematisiert:
Reuse und Refurbish von Bauelemente bzw. Baugruppen
In diesem Arbeitspaket werden die Strategien Reuse sowie Refurbish unter dem Aspekt analysiert, wie eine Prüfung, Zertifizierung und Zulassung von „gebrauchten“ oder bereits verbauten Bauteilen sowie Baukomponenten/Baustoffen erfolgen könnte. Dies betrifft insbesondere die offenen Fragen zur Gewährleistung und Haftung sowie zur Deklaration von Leistungseigenschaften im Rahmen einer CE-Kennzeichnung.Predictive maintenance
Im Arbeitspaket wird untersucht, ob und wie durch sog. Predictive maintenance die Lebensdauer von Fenstern und Türen sowie insbesondere die Sicherstellung der notwendigen Leistungseigenschaften positiv beeinflusst werden könnte. Hierzu ist zu analysieren, welche Kenngrößen ermittelt werden müssten, um auf eine rechtzeitige Wartung sowie Instandhaltung hinzuweisen. Des Weiteren ist zu ermitteln, welche „Sensorik“ hierzu notwendig wäre und wie diese in das Bauelement integriert werden könnte.Digitaler Produktpass
Im Arbeitspaket werden die Chancen und Risiken eines digitalen Produktpasses insbesondere im Kontext des zirkulären Bauens analysiert. Es werden Vorschläge entwickelt, in welcher Qualität und Detailtiefe die relevanten Informationen im Neuzustand des Produkts vorliegen müssen (z.B. Materialien, Geometrien, Hersteller). Zusätzlich ist zu analysieren, welche weiteren Informationen im Laufe der Nutzungsdauer in einem digitalen Produktpass aktualisiert werden müssen (z.B. Austausch von Komponenten, verwendete Materialien bei der Wartung, weitere Informationen).
Danksagung
Dieses Forschungs-Projekt wird gefördert vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Auftrag des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen aus Mitteln der Zukunft Bau Forschungsförderung.
Folgende Projektpartner unterstützen das Projekt sowohl inhaltlich als auch finanziell:
Bundesverband Flachglas, Gutmann, Finstral, Jansen, Hydro Building Systems, Raico, Remmers, Holz Schiller, Schüco, Siegenia, Timm Fensterbau, Velux, VEKA, Verband Fenster und Fassade e.V..
Literatur
- Verordnung (EU) 2020/852 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Juni 2020 über die Einrichtung eines Rahmens zur Erleichterung nachhaltiger Investitionen und zur Änderung der Verordnung (EU) 2019/2088
- Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions Public procurement for a better environment {SEC(2008) 2124} {SEC(2008) 2125} {SEC(2008) 2126}
- Verordnung (EU) 2024/1781 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 13. Juni 2024 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen für nachhaltige Produkte, zur Änderung der Richtlinie (EU) 2020/1828 und der Verordnung (EU) 2023/1542 und zur Aufhebung der Richtlinie 2009/125/EG
- COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS A new Circular Economy Action Plan For a cleaner and more competitive Europe
- DEUTSCHE NORMUNGSROADMAP Circular Economy
Herausgeber: DIN, DKE, VDI
https://www.din.de/resource/blob/892606/06b0b608640aaddd63e5dae105ca77d8/normungsroadmap-circular-economy-data.pdf - DGNB System – Kriterienkatalog Gebäude Neubau
TEC1.6 Zirkuläres Bauen
Version 2023
https://www.dgnb.de/filestorages/Downloads_unprotected/dokumente/kriterien/dgnb-kriterium-tec-1-6-gebaeude-neubau-version-2023.pdf
Norbert Sack
Dipl.-Phys. Norbert Sack ist Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung und seit 1995 am ift Rosenheim tätig. Er arbeitet in verschiedenen nationalen und internationalen Normenausschüssen und Sachverständigengremien mit und ist Lehrbeauftragter an der Hochschule Rosenheim.