Gebäude in Wien aus materieller Perspektive1 Gebäude in Wien aus materieller Perspektive Ein...

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Gebäude in Wien aus materieller

Perspektive

Ein Überblick bisheriger Erkenntnisse aus den Projekten

CD Labor für Anthropogene Ressourcen (2012-2019)

Projekt TransLoC (WWTF, 2018-2020)

Jakob Lederer

Institut für Wassergüte und Ressourcenmanagement / Institut für

Verfahrenstechnik

TU Wien

2

Zur Person

Geboren in Tirol

Studium für Bauingenieurwesen,

Uni Innsbruck und TU Wien

Studium für Internationale

Entwicklung, Uni Wien

Doktorat für Abfallwirtschaft TU

Wien (2008-2013)

Seit 2013 Postdoc im CD Labor

Anthropogene Ressourcen

Seit 2018 Projektleiter im WWTF

Projekt TransLoC

Mülldeponie

(Fässer, MBA

Fraktionen,

Autoshredder-

fraktion,…)

3

Christian Doppler Labor Anthropogene Ressourcen

Erkundung, Bewertung und Klassifizierung anthropogener Lagerstätten

(alte Deponien, Bauwerke)

Fritz Kleemann, Phillip Aschenbrenner, Johann Fellner

TransLoC: Smart City Wien -80% CO2 bis 2050

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Transformation bei Gebäuden, Verkehr, Energie

1. Benötigt neue Materialien und Rohstoffe

2. Erzeugt neue Abfälle, die recycelt und entsorgt werden müssen

3. Sorgt für Begleiterscheinungen in Stadt und Hinterland

4. Hat Auswirkungen auf die Gesellschaft

Wienerberger (2019); Wiener Linien (2019); Google Earth (2017); Crossbow (2019)

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Project TransLoC: Steckbrief

• TranLoC: Transformation of cities into a Low Carbon future and its

impact on material flows, energy, and society

• Projektziel: Szenarien-basierte Analyse der Smart City Umsetzung

− Materialflüsse (v.a. Rohstoffe, Abfälle)

− Umwelt (v.a. Luftemissionen) und

− Gesellschaft (v.a. Arbeitsverhältnisse)

• Vorgehensweise:

− Analyse vergangener Entwicklung 1990-2015 (AP1)

− Entwicklung eines Material- und Energiemodells (AP2)

− Entwurf von Szenarien zur Reduktion von THG und Evaluierung der

Auswirkungen auf Umwelt, Rohstoffversorgung & Gesellschaft (AP3-6)

• Team:

− J. Lederer, A. Gassner, J. Fellner, P. Frenzel, D. Blasenbauer (IWR-TU)

− A. Ajanovic, A. Glatt, R. Haas (EEG-TU Wien)

− B. Littig, I. Zielinska, J. Brandl (IHS)

− C. Schremmer, U. Mollay, F. Keringer, G. Kovacic, W. Neugebauer, G.

Schinko (ÖIR)

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Hintergrund: Gebäude in Wien

8

1. Woraus bestehen Gebäude?

Gesetzliche Regelungen (Recycling-Baustoffverordnung RBV)

Oberösterreichische Nachrichten (2016)

9

2. Wieviel Material ist in der Stadt eingebaut?

0

10

20

30

40

50

Anzahl der wissenschaftliche Artikel auf sciencedirect.com, welche die Suchwörter "material stock" AND "buildings" enthalten

Sciencedirect (2019)

10

3. Wie viele Gebäude werden abgebrochen?

Kreuzinger, N. (2017)

11

4. Entwicklung des Materialbestandes in Gebäuden

Massive Reduktion der Treibhausgas-Emissionen in Wien im

Gebäudesektor, u.a. durch Wärmedämmung

Umweltbundesamt (2018)

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5. Kreislaufwirtschaft im Gebäudesektor

European Parliament (2019); ARA (2019)

Anspruch….

… und Wirklichkeit!

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Inhalt

1. Bestimmung der Zusammensetzung von Gebäuden (CD Labor)

2. Bestimmung des Materiallagers in Gebäuden in Wien (CD Labor)

3. Erhebung der Anzahl von abgebrochenen Gebäuden und

Baurestmassen in Wien 2014 (CD Labor)

4. Zeitliche Entwicklung Baustoffe in Wien – Verbrauch,

Baurestmassen und Lagerveränderung 1990-2015 (TransLoC)

5. Kreislaufwirtschaft mineralischer Baumaterialien in Wien 2014

(TransLoC)

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1. Bestimmung der Zusammensetzung von Gebäuden

CD Labor für Anthropogene Ressourcen

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Methoden: auswerten, beproben, vergleichen

Plandokumente auswerten

Gebäude beproben

Entsorgungsnachweise bei Abbruchgebäuden

Kleemann et al. (2016)

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Ergebnis: Materialintensität je Bruttorauminhalt

kg/m³ BRI

Bauperiode NutzungMineralische

Materiealien

Organische

MaterialienMetalle Summe

-1918

Wohnen 390 19 3.1 410

Gewerbe 430 3.7 4.4 440

Industrie 280 5.8 8.8 300

1919-1945

Wohnen 410 13 4.8 430

Gewerbe 340 7.1 6 360

Industrie 320 28 5.8 350

1946-1976

Wohnen 430 6.5 7.3 450

Gewerbe 350 7.6 5.7 360

Industrie 340 7.6 13 350

1977-1996

Wohnen 430 6.7 7.1 460

Gewerbe 380 1 13 400

Industrie 170 1 15 180

1997-

Wohnen 380 10 15 410

Gewerbe 320 5.7 10 340

Industrie 290 5.6 13 310

Kleemann et al. (2016)

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Daten zu Gebäuden: Wien im Vergleich

Heren und Fishmann (2019)

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Zusammensetzung von Gebäuden: Relevanz

BMNT (2019); Österreichisches Normungsinstitut (2014)

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Bestimmung des Materiallagers in Gebäuden in Wien

CD Labor für Anthropogene Ressourcen

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Materialintensität [kg/m³] x Bruttorauminhalt [m³]

X

=

Kleemann et al. (2016)

Aus Gebäudeauswertung Baukörpermodell

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Erhebung der Anzahl von abgebrochenen Gebäuden und

Baurestmassen in Wien 2013/2014

CD Labor für Anthropogene Ressourcen

22

Daten zu Baurestmassen in Wien 1990-2015

Alternativ: 1. Ermittlung der abgebrochenen Gebäude (Statistik)

2. Bruttorauminhalt (BRI) der abgebrochenen Gebäude

3. Abgebrochene Masse = Materialintensität x BRIQuellen: MA 22, MA 48

?

23

Daten zu Gebäudeabbrüchen in Wien 1990-2015

Alternativ: 1. Messung Höhendifferenz bei Gebäuden aus Orthofotos

2. Bruttorauminhalt (BRI) aus Baukörpermodell

3. Abgebrochene Masse = Materialintensität x BRIQuellen: Statistik Austria, Jorde 2007, MA 37, Statistisches Jahrbuch der Stadt Wien 1996

?

24

Vergleich Orthophoto 2013 …

25

… mit Orthophoto 2014: Messung Höhendifferenz

26

+ GIS Daten aus Baukörpermodell: BRI

27

Ergebnis: Abgebrochene Volumen

0

2

4

6

8

10

12S

tatistics 2

01

3/2

014

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Residential Commercial Industrial N/A

x 1

00,0

00 m

³ B

RI/a

-1918

1919-1945

1946-1976

1977-1996

1997-

N/A

Bauperiode

Kleemann et al. (2016)

28

Detailauswertung Abbruch 2013/2014

• Im Jahr 2013/2014 (Jahresmitte) wurden 579 Gebäude abgebrochen

• Der Großteil dieser Gebäude wurden 1946-1976 errichtet

• Am häufigsten wurden Wohngebäude abgebrochen

29

Detailauswertung Abbruch 2013/2014

• Bei den abgebrochenen Volumen liegen Gewerbe und Industrie

voran – das liegt an der durchschnittlichen Größe der Gebäude

• Wohngebäude: Für die Bauperiode -1918 wurden eher größere

Gebäude abgebrochen wurden, für die anderen Bauperioden kleinere

30

Detailauswertung Abbruch 2013/2014

• Insgesamt wurden 101 Gründerzeithäuser (Bauperiode -1918)

abgebrochen, davon waren der Großteil Wohngebäude

• Dieser Wert ist geringer als die oft kolportierten 300 Gebäude/Jahr

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Exkurs: Abbrüche nach 2014

• Datenlage erlaubt kaum Rückschlüsse

• Kaum veröffentlichte Abfallwirtschaftsdaten

• Abbruchdaten Baupolizei: gehen bis 2015 leicht nach oben

− Daten jedoch sehr unsicher (wie gezeigt), weil viele Abbrüche nicht

angezeigt werden

− Daten nach 2015 nicht angefragt

• Medienberichten nach zu urteilen gehen die Abbruchzahlen seit

2015 steil nach oben. Im Jahr 2018 wurden aufgrund der BO-

Novelle 80 Abbrüche gestoppt, vor allem von Gebäuden, die vor

1945 errichtet wurden (ORF/APA 2018)!

• Die Novellierung der Bauordnung 2018 wurde als Konsequenz aus

der Zunahme von Gebäudeabbrüchen gewertet

• Link zum Thema: https://www.wienschauen.at/ (Homepage von

Hrn. Georg Scherer, auf der Abbrüche dokumentiert werden)

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Zeitliche Entwicklung Baustoffe in Wien – Verbrauch,

Baurestmassen und Lagerveränderung 1990-2015

TransLoC

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Methode

Keine Zeitreihe zum Bruttorauminhalt, aber zur Nutzfläche (HWZ/GWZ)

• Umrechnung Materialintensität von BRI in NF (kg/m² NF)

• Ermittlung der Entwicklung der Nutzflächen

• Berücksichtigung von

− Neubau

− Abbruch

− Ausbau (va Dachgeschoss)

− Thermische Sanierung

Quellen: Statistik Austria, Jorde 2007, MA 22, MA 48, MA 37, Statistisches Jahrbuch der Stadt Wien 1996

34

Wohnnutzflächen I kumuliert

Lederer et al. (2020)

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Wohnnutzflächen II kumuliert: Bauperioden -1945

• Es wurden 3,5 mal mehr Nutzflächen saniert als abgebrochen

• Der Zuwachs an Nutzflächen durch Dachgeschossausbau

überwiegt den Verlust durch Abbruch

Lederer et al. (2020)

36

Wachstum des Materiallagers in Gebäuden

Lederer et al. (2020)

37

Entwicklung Materialzusammensetzung

Veränderung der Materialzusammensetzung von Gebäuden im Vergleich zu 1990 (=100%)

Lederer et al. (2020)

38

Entwicklung Materiallager, Flüsse, Bevölkerung

Veränderung des Materialinputs im Vergleich zu 1990 (=100%)

Veränderung der Bevölkerungszahl und des Materiallagers pro Kopf im Vergleich zu 1990 (=100%)

Lederer et al. (2020)

39

Kreislaufwirtschaft mineralischer Baumaterialien in Wien

2014

TransLoC

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Zielsetzungen Wien

Abfallwirtschaftsplan

• Entsorgungsautarkie (so weit wie möglich)

• Recycling- und Deponiekapazitäten wenn möglich in Wien

Smart City Wien

• 80% der Abfälle aus Gebäudeabbrüchen und Großumbauten

sollen verwertet und wiederverwendet werden

• Konsumbasierter Material-Fußabdruck soll um 30% reduziert

werden

Status Quo

• Konsumbasierter Material-Fußabdruck

• Verwertungs- und Wiederverwendungsrate

Quellen: Statistik Austria, Jorde 2007, MA 22, MA 48, MA 37, Statistisches Jahrbuch der Stadt Wien 1996

?

41

Mineralische Baustoffe: quantitative Relevanz

Statistik Austria (2014); Kleemann et al. (2016)

42

Materialflüsse Gebäude & Infrastruktur Wien 2014

Wir verbrauchen ca. 3.9 Mio t mineralische Baumaterialien

Wir produzieren ca. 1.8 Mio t mineralische Baurestmassen

Es werden etwa 80% recycelt, hauptsächlich als Sand-Kies Ersatz.

Wo? Das wissen wir nicht, aber in Wien geht es sich nicht aus!

1.4 Mio t

0.7 Mio t

Lederer et al. (submitted)

43

Szenario nachhaltiges Baurestmassenmanagement

1. Entsorgungs- und Recyclingautarkie:

Baurestmassen in Wien behandeln, recyceln, und deponieren

2. Reduktion des konsumbasierten Fußabdrucks:

Substitution mineralischer Baustoffe durch Recyclingbaustoffe

3. Kreislaufwirtschaft: Mix an Maßnahmen laut Abfallhierarchie

Vermeiden

Wiederverwenden

Recyceln

1. Kein Abbruch von Wohn- und

Gewerbegebäuden der Bau-

periode -1918

2. Wiederverwendung Vollziegel

bei Dachgeschossausbau

3. Asphaltrecycling

4. Recyclingkörnung für Beton

5. Rohmehlersatz Zementindustrie

6. Sand-Kies-ErsatzLederer et al. (submitted)

44

Szenario nachhaltiges Baurestmassenmanagement

Verbrauch an mineralischen Baustoffen kann um 1.4 Mio t bzw. 36%

reduziert werden

Welchen Anteil haben die einzelnen Maßnahmen?

Lederer et al. (submitted)

45

Beitrag der Maßnahmen zur Kreislaufwirtschaft

Lederer et al. (submitted)

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Diskussion

Gedanken auf dem Weg zur Smart City

47

Abfallvermeidung: Gründerzeithäuser

Kreuzinger, N. (2018), Niedermann, E. (2019), Scherer, K., (2019); MA19/Stadt Wien (1997; 1998)

48

Sanierung vs. Abbruch und Neubau?

„Das andere sind bestehende Bauten […] aus der Zwischen- und

Nachkriegszeit, die bei der Wohnqualität und im Energiebereich vielfach

Nachholbedarf haben. „Hier stellt sie die Frage, ob diese Gebäude noch

sanierungsfähig sind oder durch Neubauten ersetzt werden sollen", sagt

[ein Klimaexperte].“

Wiener Zeitung (2019)

49

Sanierung von Gebäuden. Aber wie?

Schwaller, J. (2014).

50

Wiederverwendung und ihre Grenzen

Lederer (2019)

51

Rückbau und Recycling

Lederer (2019)

52

Herstellung hochwertiger Recyclingprodukte

Lederer (2019)

53

Danke!

Kontakt:

jakob.lederer@tuwien.ac.at

+43 1 58801 22653

54

Literatur und Bildquellen

LiteraturBMNT (2019). BGBl. II 181/2015 idF BGBl. II 290/2016. Recycling-Baustoffverordnung RBV.

Heeren, N., Fishman, T. A database seed for a community-driven material intensity research platform. Sci Data 6, 23 (2019) doi:10.1038/s41597-019-0021-x

Jorde, T., Gupfinger, H. (2007). Abschätzung künftiger Probleme der Entsorgung von Hochbaurestmassen durch veränderte Konstruktionsweisen. Studie im Auftrag

der MA 48.

Kleemann, F., Lederer, J., Aschenbrenner, P., Rechberger, H., & Fellner, J. (2016). A method for determining buildings’ material composition prior to demolition.

Building Research & Information, 44(1), 51-62.

Kleemann, F., Lederer, J., Rechberger, H., & Fellner, J. (2017). GIS‐based analysis of Vienna's material stock in buildings. Journal of Industrial Ecology, 21(2), 368-

380.

Kleemann, F., Lehner, H., Szczypińska, A., Lederer, J., & Fellner, J. (2017). Using change detection data to assess amount and composition of demolition waste

from buildings in Vienna. Resources, conservation and recycling, 123, 37-46.

Lederer, J.; Gassner, A.; Keringer, F.; Mollay, U.; Schremmer, C.; Fellner, J. Material Flows and Stocks in the Urban Building Sector: A Case Study from Vienna for

the Years 1990–2015. Sustainability 2020, 12, 300.

Lederer, J., Gassner, A., Kleemann, F., Fellner, J. (submitted). Potentials for a circular economy of mineral construction materials and demolition waste: a case study

from Vienna. Submitted to Resources, Conservation and Recycling.

Österreichisches Normungsinstitut (2014). ÖNORM B3151 – Rückbau von Bauwerken als Standardabbruchmethode.

Schwaller, J. (2014). Ermittlung eines Bemessungs-Außenklimas für die Beurteilung der Dauerhaftigkeit einer innengedämmten Wandkonstruktion. Diplomarbeit, TU

Wien

Statistik Austria, 2014. Umweltgesamtrechnungen. Modul Materialflussrechnung (Zeitreihe 1995 bis 2012). Statistik Austria, Wien.

Umweltbundesamt (2018). Bundesländer Luftschadstoffinventur 1990-2016. Umweltbundesamt, Wien.

Bild- und MedienquellenARA (2019): https://www.ara.at/kreislauf-wirtschaft/circularity-gap-report

Crossbow (2019): http://crossbowproject.eu/investing-in-women-in-science-for-an-inclusive-green-growth/

European Parliament (2019): https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/europarl/circular_economy/circular_economy_en.svg

Google Earth (2017):

Kreuzinger, N., Niedermann, E., Scherer, K., MA19/Stadt Wien (2019): https://www.wienschauen.at/

Kreuzinger, N. (2017). Operation Abrissbirne. In Falter 36/17, S.16-18.

Oberösterreichische Nachrichten (2016): https://www.nachrichten.at/anzeigen/immobilien/art147,2072353

ORF/APA (2018): https://wien.orf.at/v2/news/stories/2922516/

Sciencedirect (2019): https://www.sciencedirect.com/search/advanced?qs=%22material%20stocks%22%20AND%20buildings

Wienerberger (2019): https://www.wienerberger.at/bauen-mit-ziegeln/wandloesungen/porotherm-w-i.html

Wiener Linien (2019): https://www.wienerlinien.at/eportal3/ep/channelView.do/pageTypeId/66528/channelId/-4400525

Wiener Zeitung (2019). Klima-Abrissbirne für die neue Regierung. 01.11.2019, 16:00 Uhr, Onlineausgabe.

https://www.wienerzeitung.at/nachrichten/politik/oesterreich/2036244-Klima-Abrissbirne-fuer-die-neue-Regierung.html?em_no_split=1