Baumaterialien in deutschen Nichtwohngebäuden - eine Analyse

414 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. Bautechnik 91 (2014), Heft 6

DOI: 10.1002 / bate.201300058

AUFSATZRegine Ortlepp*, Georg Schiller

Baumaterialien in deutschen Nichtwohngebäuden –eine Analyse

1 Allgemeines

Seit ca. 30 Jahren wird in Deutschland eine Debatte überökologisches Bauen geführt. Hinsichtlich der Reduzie-rung des Primärenergiebedarfs werden im Rahmen der

europäischen Energie- und Klimaschutzpolitik auch inDeutschland immer höhere Anforderungen an die Ge-bäude gestellt. So hat die Bundesregierung im Oktober2013 bereits die nächste Novelle zur Energieeinsparver-ordnung (EnEV) beschlossen. Ziel dieser ist es, bis zumJahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestandzu erreichen. Neben den Wohngebäuden geraten hierbeiauch mehr und mehr die Nichtwohngebäude in denFokus, welche nach Schätzungen [1, 2] nutzflächenbezo-gen eine vergleichbare Bestandsgröße darstellen.

Die Schonung der natürlichen Ressourcen rückt mehr undmehr in den Fokus der Politik. Es ist zu erwarten, dass sich die-ser Perspektivenwechsel zukünftig auch auf das Bauwesenauswirken wird. Zur Beurteilung des künftigen Bedarfs an Bau-stoffen sind neben verlässlichen Prognosen über die Bautätig-keit sowohl im Neubau als auch in der Sanierung Kenntnisseüber die Baustoffmengen erforderlich, welche sich durchRückbaumaßnahmen aus der bestehenden Bausubstanz alsRecyclingbaustoffe wiedergewinnen lassen. Die Basis für einesystematische und wirtschaftliche Nutzung im Sinne der Kreis-laufführung bildet dabei das Wissen über die Menge und Ver-teilung der Baustoffe, denn der erreichbare Verwendungsgradhängt neben bautechnischen Anforderungen an die Baupro-dukte auch von der Verfügbarkeit entsprechender Rezyklat-mengen im Verhältnis zum allgemeinen Bedarf an Baustoffenab.Dieser Beitrag richtet sich thematisch an die Fachverbände derBaustoffhersteller, Planer und weitere für Ausschreibungenverantwortliche Personen. Er soll zukünftige Entwicklungsten-denzen der politischen Rahmensetzung aufzeigen sowie Einbli-cke in den Bauwerksbestand geben. Der Artikel behandelt amBeispiel von Nichtwohngebäuden in Deutschland die Thematikder Baumaterialzusammensetzung. Verschiedene Datenbankenwerden vorgestellt und hinsichtlich der Qualität bezüglich derdaraus ableitbaren Informationen bewertet. Die Auswertungder aktuellen Bautätigkeitsstatistik gibt einen Eindruck von derquantitativen Verteilung der hauptsächlich verwendeten Bau-stoffe über verschiedene Nichtwohngebäudearten. Diesemwird vergleichend das Ergebnis einer Analyse auf Basis derBKI-Objektdatenbank gegenübergestellt. Am Beispiel von land-wirtschaftlichen Bauten wird gezeigt, an welchen Stellen amGebäude sich die wesentlichen Materialdepots befinden undwelche Quantität diese haben.

Keywords Baumaterialien; Nichtwohngebäude; Bestandsentwicklung;Ressourcenschonung

Building materials in German non-residential buildings –an analysisThe preservation of the natural resources moves more andmore into the focus of the politics. It is expected that this shiftin perspective will have a future effect on the building and con-struction industry too. To the judgement of the future require-ments for building-materials knowledge is required besides re-liable forecasts about the building activity both in the new con-struction and in the rehabilitation also about the amounts ofbuilding-materials which can be regained by deconstructionmeasures as recycling material from the existing built volumes.The knowledge about the amount and distribution of the build-ing-materials forms the base for a systematic and economicuse in terms of circular flow because the attainable level ofutilisation also depends on the availability of correspondingamounts of recycled material besides structurally engineeredrequirements on the building materials in proportion to the gen-eral requirements for building-materials.This contribution is thematically particularly aimed at the tradeassociations of the building-material manufacturers, plannersand further persons responsible for announcements. It shallshow future evolutional trends of the legislative framework andgive insights into the building stock. The article deals with thetopic of the building material composition at the example ofnon-residential buildings in Germany. Different databases areintroduced and judged with regard to that one of the quality re-garding the information derivable from it. The evaluation of thecurrent building activity statistics gives an impression aboutthe quantitative distribution of the building-materials usedmainly over different kinds of non-residential buildings. The re-sult of an analysis based on the BKI object database is op-posed to it comparatively. It is shown at the example of agricul-tural buildings in which places the essential material deposito-ries are located and which quantity these have in the building.

Keywords building materials; non-residential buildings; stock growth;sustainable resource use

*) Corresponding author: [email protected] for review: 19 July 2013Revised: 13 December 2013Accepted for publication: 27 January 2014

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Deutlich weniger Beachtung als die Thematik der Ener-gieeinsparung fand hingegen bislang das anthropogeneMateriallager Deutschlands in Form von Bauwerken undInfrastrukturen. Dieses Lager durch Wiederverwendungund Wiederverwertung zu erschließen, kann durchauseinen lohnenswerten Schritt in Richtung Ressourcen-schonung darstellen. Man spricht in diesem Sinne auchvon Urban Mining [3]. Laufende Projekte im Auftrag desBundes zeigen, dass die Thematik der Ressourcenscho-nung zukünftig mehr in den Fokus der Politik gerät. Diegerade in der Diskussion befindliche Ersatzbaustoffver-ordnung zieht als Teil der neuen Mantelverordnung„Grundwasser, Ersatzbaustoffe, Bodenschutz“ beispiel-weise deutlich engere Grenzen hinsichtlich des Einbausvon Ersatzbaustoffen und der Verwendung von Bodenund bodenähnlichem Material. Grundlage der Mantelver-ordnung sind die Prüfwerte der Grundwasserverordnung,aus welchen die Materialparameter für die jeweiligen mi-neralischen Ersatzbaustoffe abgeleitet wurden. Die No-velle wird voraussichtlich dazu führen, dass zukünftignicht mehr so viel Material wie bisher als Ersatzbaustoffin Verfüllungen untergebracht werden kann. Stattdessenwerden die Materialströme auf die Deponien zunehmen,was auch steigende Kosten verursachen wird.

Dabei stellen sich unter anderem Fragen, was aus denvorhandenen Beständen an nutzbaren Sekundärrohstof-fen herausgeholt werden kann und wie sich die veränder-te Situation auf den Neubau auswirken wird. Im Pla-nungsprozess werden Aspekte des späteren Rückbaushinsichtlich der Materialtrennung bereits beim Neubauan Bedeutung gewinnen und sich auf die Entwicklung derBauweisen auswirken. Eine systematische und wirtschaft-liche Nutzung des anthropogenen Materiallagers basiertauf dem Wissen über die Quantität und Verteilung derRessourcen – in diesem Fall über den Bestand an Bauwer-ken in Deutschland einschließlich der darin verbautenMaterialien, wie z. B. Stahl, Beton oder Mauersteine. Dasderzeitige Wissen über die Zusammensetzung des deut-schen Bauwerksbestandes sowie seiner Veränderungsdy-namik ist jedoch sehr lückenhaft.

Neben Wohngebäuden, die u. a. in der amtlichen Statistikvergleichsweise gut dokumentiert sind, prägen auch In-dustrie- und Gewerbebauten sowie eine Reihe von öffent-lichen Bauten, wie beispielweise Schulen und Kranken-häuser, unseren Siedlungskörper. Diese unter dem Begriffder Nichtwohngebäude geführte Gruppe der gebautenUmwelt nimmt einen nicht zu vernachlässigenden Teildes gesamten Bauwerksbestandes ein. Dennoch ist dievorliegende Informations- und Wissensbasis zum Nicht-wohngebäudebestand deutlich geringer als zum Wohnge-bäudebestand. Im Gegensatz zur Wohnbebauung existie-ren für Nichtwohngebäude keinerlei Bestandsdaten inden amtlichen Statistiken. Lediglich die Dynamik imNichtwohnungsbestand wird in Form von jährlichen Zu-und Abgängen statistisch ausgewiesen.

Hinsichtlich der Erfassung bzw. Abschätzung des Bestan-des existieren in der Literatur verschiedene Untersu-

chungen und Studien, die sich jedoch zumeist auf einenTeilbereich beschränken, wie beispielsweise beheizteNichtwohngebäude [4, 5] oder Gebäude der kommuna-len und sozialen Infrastruktur [6]. Daten für den gesam-ten Bestand von Nichtwohngebäuden wurden in [1] fürdas Referenzjahr 1991 auf der Basis der Gebäude- undWohnungszählung (GWZ) von 1950 in den alten Bun-desländern geschätzt. Die ermittelte Nichtwohngebäude-Nutzfläche von 2 713 Mio. m2 ist jedoch nicht reprodu-zierbar, da weder die Herkunft der Ausgangsdaten nochder Berechnungsweg dokumentiert wurden. Ebenfallsauf einer Fortschreibung der GWZ 1950 basiert die EUROPARC-Studie [7], in welcher wiederum landwirt-schaftliche Gebäude nicht mit betrachtet wurden. Eineweitere grobe Schätzung des gesamten deutschen Nicht-wohngebäudebestandes erfolgte auf der Basis des Brutto-anlagevermögens der Bundesrepublik Deutschland [2].Das Schätzverfahren wurde für den Bereich Wohnen an-hand der Wohngebäudebestandsstatistik [8] validiert. DieAbweichungen von 16 % liegen in derselben Größenord-nung wie [1].

Neben belastbaren Bestandsdaten zu Anzahl, Flächenund Volumina der Nichtwohngebäude fehlen bislangauch fundierte Stoffkennzahlen, welche eine Einschät-zung der Materialzusammensetzung und deren Verände-rungen im Nichtwohngebäudebestand erlauben. Zielge-richtete Materialuntersuchungen erfolgten bislang vorallem für Wohngebäude [9, 10], in welchen u. a. differen-zierte Baustoffkennwerte für einzelne Bauelemente wieAußenwände, Innenwände, Decken, Dächer usw. für ver-schiedene Wohnhaustypen erarbeitet wurden.

Untersuchungen zu geometrischen und baustoffbezoge-nen Kennwerten für Nichtwohngebäude finden sich inder Literatur bislang kaum. In [11] wurden Rohstoffkoef-fizienten für den Gesamtverbrauch an mineralischenBaurohstoffen für die beiden NichtwohngebäudeartenBüro-/Verwaltungs-/Anstaltsgebäude sowie landwirt-schaftliche/nichtlandwirtschaftliche Betriebsgebäude er-mittelt – jedoch ohne weitere Differenzierung nach Bau-teilen. Weitere vorliegende Arbeiten [2, 12] liefern hierzuzwar bereits Grundlagen und erlauben erste Einschätzun-gen, sie sind jedoch in hohem Maße auf Plausibilitäts-schätzungen angewiesen. Dadurch müssen große Unsi-cherheiten in Kauf genommen werden. Damit ist der vor-liegende Kenntnisstand vor dem Hintergrund einerumfassenden Einschätzung des potenziell wiedernutzba-ren Anteils des anthropogenen Lagers in diesem mengen-mäßig bedeutsamen Ausschnitt der gebauten Umwelt alsunbefriedigend einzuschätzen. Dies ist insbesondere da-rauf zurückzuführen, dass ein Systematisieren von Datenfür Nichtwohngebäude durch die deutlich größere Nut-zungs- und Funktionsvielfalt erschwert ist.

Basierend auf Analysen verschiedener Datenbanken sollder vorliegende Artikel einen Beitrag zur Systematisie-rung und geeigneten Typisierung von Nichtwohngebäu-den vor allem im Hinblick auf deren Baustoffstruktur undMaterialzusammensetzung leisten. Es wird ein Überblick

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darüber gegeben, in welchen Gebäudebereichen sich diegrößten Materialdepots finden. Hieran werden weiterge-hende Analysen anknüpfen, welche auf eine fundiert her-geleitete Gebäudetypologie für Nichtwohngebäude sowiederen Untersetzung mit Materialkennziffern abzielen.

2 Baustoffanalysen auf Basis derBautätigkeitsstatistik

2.1 Nutzbarkeit der Bautätigkeitsstatistik

Die amtliche Bautätigkeitsstatistik des Statistisches Bun-desamtes [13, 14] gibt die jährliche Veränderung des Bau-bestandes in Deutschland insgesamt bis auf die Einzelge-meinden aufgeschlüsselt wieder. Die Bautätigkeitsstatis-tik ist somit nicht direkt für eine Bestandsschätzunggeeignet, bildet aber die Basis für die Fortschreibung derBestandsdynamik.

Des Weiteren kann die Bautätigkeitsstatistik mit herange-zogen werden, um für Deutschland insgesamt die Men-genrelevanz verschiedener Bauweisen auf der Basis deshauptsächlich verwendeten Baustoffes zu ermitteln. Diein der Bautätigkeitsstatistik aufgeführten Baustoffgrup-pen unterteilen sich in:– Stahl,– Stahlbeton,– Ziegel,– sonstige Mauersteine,– Holz und– sonstige Baustoffe.

Seit dem Jahr 2011 werden die „sonstigen Mauersteine“in der Statistik der Baufertigstellungen weiter differen-ziert in:– Kalksandstein,– Porenbeton und– Leichtbeton/Bims.

Die Hauptbaustoffe in der Bautätigkeitsstatistik beziehensich auf die tragende Konstruktion des Bauwerks – vor-nehmlich auf die Baustoffe der Wand- bzw. Skelettkon-struktion. Zu allen weiteren Materialbestandteilen einesBauwerks, wie beispielsweise Decken, Treppen, Estrich,

Putze, Trockenbau usw., sind in dieser Statistik keineDaten verfügbar. Dennoch können aus der Statistik Ten-denzen hinsichtlich der Veränderung der Nutzung be-stimmter Baustoffe beim Neubau abgelesen werden.

2.2 Typologie der Bautätigkeitsstatistik

Die Bautätigkeitsstatistik unterscheidet die Nichtwohnge-bäude in fünf nutzungsbezogene Obergruppen, wobei in-nerhalb der Gruppe der nichtlandwirtschaftlichen Be-triebsgebäude eine weitere Unterteilung vorgenommenwird (Bild 1).

2.3 Zeitliche Entwicklung der Hauptbaustoffverteilung

Die Entwicklung der Verteilung der hauptsächlich ver-wendeten Baustoffe der Tragkonstruktion der über dieletzten zehn Jahre neu errichteten Nichtwohngebäudezeigt Bild 2. Bezugsgröße ist der umbaute Raum (BRI)der mit diesen Baustoffen errichteten Gebäude. Währenddie Verwendung von Stahl und Holz als Konstruktions-baustoff relativ betrachtet einen nahezu konstanten Ver-lauf aufweist, zeigt sich eine kontinuierliche Zunahmedes Stahlbetons. Dem gegenüber steht ein ebenso gleich-mäßiger Rückgang der Mauersteine und -ziegel. Extrapo-liert man die Absolutwerte des Bauvolumens in die Zu-kunft, so würden in 50 Jahren deutlich über die Hälfte derneuen Nichtwohngebäude hauptsächlich aus Stahlbetonerrichtet, dagegen würden insbesondere Mauerstein undHolz weiter an Bedeutung verlieren.

Vergleichend dazu weisen Wohngebäude eine völlig an-dere Baustoffverteilung auf. Dort bestimmt der Mauer-werksbau den größten Teil der Bautätigkeit, was nicht zu-letzt durch den Einfamilienhaussektor maßgeblich be-stimmt wird (Bild 3). Dennoch zeigt sich auch bei derErrichtung von Wohngebäuden ein kontinuierlicherRückgang der Ziegel, dem ein leichter Zuwachs bei densonstigen Mauersteinen (Kalksandstein, Porenbeton,Leichtbeton etc.) gegenübersteht. Der Baustoff Holz ge-winnt kontinuierlich an Bedeutung, jedoch ist dieser Zu-wachs vor dem Hintergrund der laufenden Diskussionzum nachhaltigen Bauen und der Nutzung nachwachsen-

Bild 1 Unterteilung der Nichtwohngebäude nach Nutzung in der BautätigkeitsstatistikSubdivision of non-residential buildings on a utilization basis in the building activity statistics

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der Rohstoffe als eher gering einzuschätzen. Stahl spieltals Baustoff im Wohnungsbau fast gar keine Rolle. DerStahlbeton ist der einzige Baustoff, welcher sowohl beiWohn- als auch bei Nichtwohngebäuden einen stetigenZuwachs erfährt.

Es sei an dieser Stelle noch einmal anzumerken, dass essich bei der Darstellung im Bild 3 nur um die Verteilungder Baustoffe der tragenden Konstruktion des Bauwerks(Wand- bzw. Skelettkonstruktion) handelt, welche statis-tisch ausgewiesen ist. Um die bestehende Bausubstanzhinsichtlich des Umfangs ihrer Nutzbarkeit als Sekundär-rohstofflager (Urban Mining) sachlich beurteilen zu kön-nen, sind diese Informationen nicht ausreichend aussage-kräftig. Es bestehen hier große Diskrepanzen zur tatsäch-lichen Verteilung der Baustoffe, wie weiter hinten imArtikel gezeigt werden soll. Für die reine Betrachtung von

Relationen zwischen verschiedenen Gebäudearten sinddie in der Bautätigkeitsstatistik berichteten Daten aller-dings hinreichend.

2.4 Mengenrelevanz der Nichtwohngebäudearten

Entscheidend für die quantitative Nutzbarkeit der Bau-substanz im Sinne des Urban Mining sind vor allem dieGebäudearten, welche mengenmäßig den größten Anteilam Baubestand haben. Die Gesamtsumme an Baustoffenim Gebäudebestand wird durch diese Gebäudearten do-miniert. Zusätzlich zu den Wohngebäuden, die in der Li-teratur bereits sehr gut dokumentiert sind [9, 10], ist des-halb der baustofflichen Analyse der mengenrelevantenNichtwohngebäudearten besonderes Augenmerk zuschenken.

Bild 2 Anteile der hauptsächlich verwendeten Baustoffe am Bauvolumen in Nichtwohngebäuden für die Jahre 2000 bis 2011 nach der Bautätigkeitsstatistik[15]Percentages of basically used building materials in building volume in non-residential buildings for the years 2000 to 2011 according to the building activity statistics [15]

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Bild 3 Anteile der hauptsächlich verwendeten Baustoffe am Bauvolumen in Wohngebäuden seit 2000 nach der Bautätigkeitsstatistik [15]Percentages of basically used building materials in building volume in residential buildings since 2000 according to the building activity statistics [15]

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Bild 4 zeigt die Relevanz unterschiedlicher Nichtwohnge-bäudearten (s. Bild 1) für die Bautätigkeit in den letztenzehn Jahren. Allen voran stehen die nichtlandwirtschaftli-chen Betriebsgebäude, innerhalb derer die Industriebau-ten (Fabrik und Werkstattgebäude) und Lagerhallen(Handels- und Lagergebäude) den größten Beitrag amBaugeschehen leisten. Bezugsgröße ist wieder der umbau-te Raum (BRI) der errichteten Gebäude. Das Bauen inder Landwirtschaft, das allgemein wenig Beachtung fin-det, macht ebenfalls einen nicht unerheblichen Anteil amNeubaugeschehen aus – sogar mit deutlich steigenderTendenz. Bezogen auf den umbauten Raum zeigen dieBauten der Landwirtschaft eine höhere Mengenrelevanzals Bürogebäude, die viel öfter im Zentrum der Wahrneh-mung stehen. Bei diesen zeigt sich zudem ein Rückgangder Bautätigkeit.

Hinsichtlich der Frage nach der Quantität des Baustoffre-servoirs sind also vor allem die Bauten der Landwirt-schaft sowie von Industrie und Handel von Bedeutung.Dort wird, bezogen auf die gesamten Nichtwohngebäude,

der Hauptanteil an Baustoffen verbaut. Bild 5 zeigt dieprozentuale Verteilung der hauptsächlich verwendetenBaustoffe für alle im Jahr 2011 fertiggestellten, neu gebau-ten Nichtwohngebäude (s. Bild 1), bezogen auf das Ge-samtbauvolumen (BRI). In letzteren zeigt sich der Stahl-beton als meist genutzter Hauptbaustoff, gefolgt vonStahlkonstruktionen, welche nur noch halb so oft vertre-ten sind. Anders in der Landwirtschaft: hier hat der Bau-stoff Holz noch eine wesentliche Bedeutung – es zeigtsich eine annähernde Dreiteilung zwischen Stahlbeton-,Stahl- und Holzkonstruktionen. Mauerwerk ist in Nicht-wohngebäuden insgesamt wenig vertreten.

3 Baustoffanalysen auf Basis der BKI-Objektdaten

3.1 Nutzbarkeit der BKI-Objektdaten

Da die Bautätigkeit allein weder Rückschlüsse auf dentatsächlichen Bauwerksbestand noch auf die statistischeZusammensetzung der Baumaterialien in bestimmtenNichtwohngebäudearten liefert, sind hierfür weitereQuellen heranzuziehen. Eine davon ist die Objektdaten-bank des Baukosteninformationszentrums Deutscher Ar-chitekten (BKI) [16, 17]. Der Fokus der Datenbank rich-tet sich auf die Kostenkalkulation nach DIN 276 [18] undDIN 18960 [19]. Die darin enthaltenen Flächen- undMengenangaben können aber auch für die Analyse derBaustoffzusammensetzung in Nichtwohngebäuden ge-nutzt werden.

In der BKI-Objektdatenbank sind insgesamt über 2 000tatsächlich gebaute Objekte erfasst. Es handelt sich dabeium Gebäude jüngeren Baualters von bis zu ≈ 30 Jahren.Reichlich die Hälfte davon sind Nichtwohngebäude. DieGebäude sind dort mit diversen Kennwerten in unter-schiedlichem Detaillierungsgrad verzeichnet. Des Weite-ren sind zu jedem Objekt einfache Grundrisse undSchnitte vorhanden. Die Detaillierungstiefe und damitdie Anzahl der angegebenen Kennwerte staffelt sich bei

Bild 4 Anteile der verschiedenen Arten am Bauvolumen der Nichtwohngebäude für die Jahre 2000 bis 2011 nach der Bautätigkeitsstatistik [15]Percentages of different kinds of non-residential buildings in building volume for the years 2000 to 2011 according to the building activity statistics [15]

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Bild 5 Volumenbezogene Verteilung der hauptsächlich verwendeten Bau-stoffe nach der Bautätigkeitsstatistik für 2011 [14]Volumic distribution of basically used building materials accordingto the building activity statistics of 2011 [14]

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den einzelnen Objekten der Datenbank zwischen ein undvier Ebenen entsprechend der Kostengruppengliederungin DIN 276 [18].

Für alle Gebäude ab der 1. Ebene angegebene Planungs-kennwerte für Flächen und Rauminhalte nach DIN 277[20] sind der Brutto-Rauminhalt (BRI), die Brutto-Grund-fläche (BGF) und die Nutzfläche (NF). Angaben zur Bau-konstruktion (Kostengruppe 300) beschränken sich inder 1. Ebene auf eine einfache Auflistung von verwende-ten Baumaterialien, z. B. Objekt 9300-0005 Tierklinik:„Baugrubenaushub; Stb-Bodenplatte, WU-Beton, Zemen-testrich, Acrylbeschichtung; Stb-Wände, WU-Beton, HLz-Mauerwerk, Holz-Alu-Fenster, […]“. Solche Angaben sindzur Analyse der Baustoffzusammensetzung nicht ver-wendbar, weil Mengenangaben fehlen.

Ab der 2. Ebene finden sich weitere (Flächen-)Kennwertefür die Technische Funktionsfläche (TF), Verkehrsfläche(VF), Netto-Grundfläche (NGF) und Konstruktions-Grundfläche (KGF) sowie Angaben zur Baukonstruktion(KG 300) gesplittet nach Kostenuntergruppen:310 Baugrube,320 Gründung,330 Außenwände,340 Innenwände,350 Decken,360 Dächer,370 Baukonstruktive Einbauten und390 Sonstige Baukonstruktionen.

Innerhalb der Kostenuntergruppen, wie z. B. „Dächer“,beschränken sich die Angaben wiederum auf eine Auflis-tung von Baumaterialien, z. B. Objekt 7400-0002 Kartof-fellagerhalle: „Dächer: Stahlkonstruktion mit gedämmtenStahl-Sandwichelementen“. Da auch hier Mengenanga-ben fehlen, sind die Daten von Objekten bis zur 2. Ebenenicht direkt zur Auswertung der Baustoffe verwendbar.Unter Nutzung der Grundrisse und Schnitte können auf

dieser Basis aber Schätzungen vorgenommen werden.Diese Art der Auswertung ist jedoch sehr zeitintensiv.

Für eine direkte Auswertung der Baumaterialmengenver-teilung sind alle Objekte geeignet, die mindestens bis indie 3. Ebene der Kostengruppen nach DIN 276 [18] doku-mentiert sind. Diese enthalten für die Baukonstruktionfür jede Kostenuntergruppe (Außenwände, Innenwände,Decken usw.) auch Angaben zu Konstruktionsstärkenund ggf. direkte Flächenangaben. Die Außenwände desObjektes 9300-0001 Versuchsanlage für Milchviehhal-tung (Kennwerte bis 3. Ebene DIN 276) sind beispielswei-se wie folgt als Fließtext dokumentiert: „KS-Mauerwerkd = 24 cm (399 m2) * Ortbeton Güllekanalwände d = 24–36,5 cm (676 m2) * Bohlenblockwände d = 60mm * […]* Innenputz, Anstrich (468 m2) * Vertikale Kassettenmar-kise (19 m2)“. Mit solch detaillierten Angaben können di-rekt Baustoffvolumina berechnet werden. Sind nur dieMaterialstärken vorhanden und es fehlen die Flächenan-gaben, müssen die Flächen zuvor aus den Grundriss-zeichnungen ermittelt werden. Unter Annahme der Roh-dichten der einzelnen Materialien kann anschließend fürjedes Objekt eine Umrechnung der Baustoffvolumina inTonnagen erfolgen.

3.2 Typologie der BKI-Objektdaten

Die einzelnen Objekte sind in der BKI-Objektdatenbank[16] zu verschiedenen Gebäudetypgruppen zusammenge-fasst. Die dort verzeichneten Nichtwohngebäudetypenfolgen jedoch einer anderen Typologie als die Bautätig-keitsstatistik [14]. Während die Bautätigkeitsstatistik denSignierschlüssel für Nichtwohngebäude [21] als Grundla-ge verwendet, stützt sich die BKI-Datenbank auf eine Ty-pologie, die sich an die Hauptgruppen aus dem Bauwerk-szuordnungskatalog [22] anlehnt. In Bild 6 sind dieHauptnutzungsgruppen der BKI-Datenbank mit der an-gedeuteten weiteren Differenzierung dargestellt.

Bild 6 Unterteilung der Nichtwohngebäude nach Nutzung in der BKI-DatenbankSubdivision of non-residential buildings on a utilization basis in the database from BKI

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3.3 Verteilung der Hauptkonstruktionsbaustoffe über dieBKI-Gebäudetypen

Unabhängig von der Detailtiefe der gelisteten Objekte inder BKI-Objektdatenbank [16] sind Angaben zur Bauwei-se und damit zum hauptsächlich verwendeten Baustoff(ähnlich der Angabe in der Bautätigkeitsstatistik [14]) füralle Objekte vorhanden. Auswertungen zum Hauptkon-struktionsbaustoff gründen sich damit im Vergleich zurDetailauswertung, die nur an den Objekten mit höhererDetaillierungstiefe erfolgen kann, auf eine größere Daten-basis. Sie dienen in erster Linie dem Vergleich zwischenden verschiedenen Gebäudearten.

Bild 7 zeigt die relative Verteilung der Hauptkonstrukti-onsbaustoffe innerhalb der in Bild 6 dargestellten (Haupt-)Gebäudearten. Auch hier wird, wie schon in der Auswer-tung der Bautätigkeitsstatistik [14], die Dominanz derStahlbetonbauweise über die gesamte Palette der Nicht-wohngebäudearten sichtbar. Mauerwerksbauten findensich dominant im Bereich wohnähnlicher Bauten, wie derdes Gesundheitswesens und der Gemeinschaftsstätten,sowie bei Schulen und Kindergärten, welche vorrangigmit geringer Geschossanzahl errichtet werden. Aufgrund

der Datenlage wird beim Mauerwerksbau auf dieser Be-trachtungsebene nicht zwischen Ziegel und anderenMauersteinen unterschieden.

Stahl kann als typischer Industriebaustoff eingeordnetwerden – er ist überall dort vorzufinden, wo größere Hal-lenbauten gefragt sind. Dies sind neben technischen Anla-gen, Gewerbe- und Produktionshallen sowie Versuchshal-len zu Forschungszwecken auch Sporthallen. Holz ist alsHauptkonstruktionsbaustoff bei neueren Objekten eherselten vorzufinden.

Bezug nehmend auf die im Abschn. 2.4 beschriebeneMengenrelevanz (s. Bild 5) richten sich erste Detailunter-suchungen zur Verteilung der Hauptkonstruktionsbau-stoffe auf Industriebauten („Handels- und Lagergebäu-de“ sowie „Fabrik und Werkstattgebäude“), welche inder Gruppe „Produktion, Gewerbe/Handel, Lager, …“(s. Bild 6) enthalten sind, sowie Bauten der Landwirt-schaft als Bestandteil der Gruppe „Gebäude andererArt“. Diese Gebäude werden nun auf der nächst tieferennutzungsbezogenen Gliederungsebene (Bild 7) genauerbetrachtet (Bild 8). In dieser Detaillierungsebene ist dasVerhältnis zwischen Stahlbeton und Stahl in der vorge-

Bild 7 Verteilung der Hauptkonstruktionsbaustoffe in den einzelnen Gebäudearten nach der BKI-ObjektdatenbankDistribution of main structural building materials in the different types of buildings according to the BKI’s object database

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Bild 8 Verteilung der Hauptkonstruktionsbaustoffe bei Industrie- und Landwirtschaftsbauten der BKI-ObjektdatenbankDistribution of main structural building materials in industrial and agricultural buildings of BKI’s object database

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nannten Gebäudegruppe relativ ausgewogen. Mauer-werk kommt hauptsächlich dann zum Einsatz, wenn essich nicht um Hallenbauten handelt. Holz findet man indiesem Sektor zum größten Teil bei den landwirtschaftli-chen Bauten und ansonsten in Form von Skelettbautenvor.

Vertiefend wird im Folgenden am Beispiel der landwirt-schaftlichen Bauten gezeigt, wie sich verschiedene Bau-stoffe über diese Gebäude verteilen. Im Hinblick auf diejährliche Freisetzung von Baustoffen aus der bestehendenBausubstanz sind unterschiedliche Nutzungszeiträumeder einzelnen Bauteile von Bedeutung. Im ersten Ansatzwird dabei zwischen der tragenden und der nichttragen-den Konstruktion unterschieden. Während die Tragkon-struktion im Regelfall während der gesamten Gebäudele-bensdauer im Wesentlichen bestehen bleibt, sind Eingriffein die nichttragende Konstruktion im Zuge von Umnut-zungen und damit verbundenen Umbaumaßnahmennicht auszuschließen, sodass die nichttragenden Bauteilebei vergleichbarem Bestand größere Materialströme ver-ursachen. Des Weiteren werden Baustoffe, die dem Aus-bau zuzuordnen sind, zur Berücksichtigung der höherenAustauschrate separat betrachtet.

Dazu wurden die Gebäude mit 7400er-Schlüsselnummeraus der BKI-Objektdatenbank [16] hinsichtlich der Bau-teilgruppen Gründung, Außenwände, Innenwände, De-cken und Dach ausgewertet. Alle sechs Analyseobjektesind eingeschossige Hallenbauwerke, wobei drei davonStahlkonstruktionen, zwei Holzkonstruktionen sowie

eines ein Mauerwerksbau sind. Die Feinanalyse erfolgte,so vorhanden, auf der 3. Ebene nach DIN 276. Für Ob-jekte, die nur bis zur 2. Ebene dokumentiert sind, wurdendie Datenlücken durch Schätzungen geschlossen. So wur-den u. a. nicht explizit angegebene Flächenkenngrößenaus den Zeichnungen abgeleitet.

Die tragende und die nichttragende Konstruktion der Ge-bäude wurden dabei getrennt betrachtet. Es erfolgtezudem eine Unterscheidung der Gründung in Unterbauund Fundamente, denen Einzel- und Streifenfundamentesowie Bodenplatten zugeordnet wurden. Bauteile des Aus-baus, wie z. B. Fenster und Türen, wurden als separateGruppe innerhalb der nichttragenden Konstruktion ge-fasst. Die Auswertung der Baustoffstruktur erfolgte an-hand der in den Objektdaten gegebenen Mengenangaben.Für fehlende Angaben wurden geeignete Lückenschätzun-gen vorgenommen. So wurden beispielsweise die nicht an-gegebenen Bewehrungsstahlmengen in den Stahlbeton-bauteilen der Gründung konstruktiv bzw. anhand vonÜberschlagsrechnungen zur Mindestbewehrung abge-schätzt.

Für jedes Objekt wurden so die einzelnen Volumenantei-le und unter Heranziehung der durchschnittlichen Dichtefür jedes betrachtete Material die Masse (Tonnage) be-rechnet. Eine Kombination der Absolutwerte der Bauma-terialmassen ist jedoch aufgrund teils sehr unterschiedli-cher Größen (≈ 200…1 000 m2 Nutzfläche) nicht sinnvoll.Stattdessen bietet es sich an, zwecks Vergleichbarkeit un-tereinander mit bezogenen Größen zu arbeiten. Bild 9

Bild 9 Verteilung der Baustoffe bei den analysierten Landwirtschaftsbauten in der tragenden KonstruktionDistribution of building materials in agricultural buildings in the supporting structure

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zeigt die Aufteilung der verschiedenen Baumaterialiender tragenden Konstruktion auf die o. g. Bauteilgruppenfür die analysierten Objekte. Als Bezugsgroße wurde hierdie Nutzfläche (NF) gewählt. Sie stellt eine der beidenGrößen dar, die auch aus der amtlichen Statistik ent-nehmbar sind. Der Brutto-Rauminhalt (BRI) wäre zwarbesser geeignet, ist aber in der amtlichen Statistik nur fürNeubauten, jedoch nicht für den Abriss dokumentiert,weshalb er sich nach derzeitiger Datenlage nicht als Be-zugsgröße eignet. Jeder Baustoff wird im Diagrammdurch eine Farbe symbolisiert.

Da es sich um eingeschossige Hallen handelt, finden sichkeine (Zwischen-)Decken. Ebenso wenig gibt es tragendeInnenwände. Obwohl kein Stahlbetonbau unter denAnalyseobjekten war, zeigt sich eine extreme Dominanzdes Baustoffes Beton. Dieser steckt vornehmlich in denFundamenten. Einen weiteren großen Anteil an der Ge-samtmasse bilden die mineralischen Baustoffe im Unter-bau.

Die nichttragende Konstruktion der landwirtschaftlichenHallen wird durch die Ausfachungen der Außenwändebei den Skelettbauten (Stahl und Holz) sowie die Dach-eindeckung dominiert. Stahl kommt in beiden maßgeb-lich in Form von Sandwichelementen in Kombinationmit Dämmstoffen zum Einsatz. Ansonsten bringen dieDachziegel und Dachsteine neben der Holzschalung oder-lattung, auf der sie verlegt werden, das meiste Gewichtein. Ein Teil der Dacheindeckung ist mit Faserzement-wellplatten ausgeführt. Dieser schwer recyclingfähige

Baustoff findet sich insbesondere bei den größeren analy-sierten Objekten.

Der Ausbau ist im Bereich der landwirtschaftlichen Bau-ten eher spärlich vertreten. Die größten Mengen resul -tieren hier aus Stahl- oder Holztoren. Der Fensteranteilist eher gering (z. B. Aluminium und Glas). Bei Hallen erfolgt die Belichtung oftmals über Lichtbänder im Dach-first, die teilweise in Kunststoff ausgeführt und damit ent-sprechend leicht sind. Über die Materialverteilung im Bereich der Entwässerung, die im Fall von Kupferdach-rinnen ressourcenpolitisch wertvolle Metalle enthält,kann zum jetzigen Zeitpunkt noch keine gesicherte Aus-sage getroffen werden.

4 Weitere Datenbanken

Eine weltweite Sammlung verschiedener Gebäudeartenenthalten z. B. die Datenbanken Structurae [23] und arch-INFORM [24]. Während bei Structurae die Tragwerk-struktur der Bauwerke im Vordergrund steht, enthältarchINFORM mehr oder weniger detaillierte Informatio-nen zum Umfeld und zur Nutzung der Gebäude. BeideDatenbanken basieren wie auch schon die BKI-Daten-bank auf der freiwilligen Eintragung von Planern undsind damit nur begrenzt repräsentativ. Die Datenbankenenthalten jede auf ihre Weise einen gut strukturiertenÜberblick über verschiedene Gebäudetypen. Für die Ana-lyse der Baumaterialverteilung in Nichtwohngebäudenlassen sich daraus jedoch keine brauchbaren Informatio-nen entnehmen.

Bild 10 Verteilung der Baustoffe bei den analysierten Landwirtschaftsbauten in der nichttragenden KonstruktionDistribution of building materials in agricultural buildings in the non-load-bearing structure

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5 Fazit und Ausblick

5.1 Fazit

Am Beispiel landwirtschaftlicher Gebäude wird deut-lich, dass die in der Bautätigkeitsstatistik angegebenenHauptbaustoffe keine zufriedenstellende Grundlage fürdie Bildung von Materialkennziffern darstellen. Brauch-bare Aussagen zum Materiallager sind auf dieser Basisalso nicht möglich. Um zu aussagekräftigen Material-kennziffern für Nichtwohngebäude zu kommen, ist dieHinzuziehung weiterer Gebäudedaten notwendig. DieBKI-Datenbank [16] erweist sich hierbei am erfolgver-sprechendsten. Sie gibt einen umfassenderen Einblick indas Materiallager von Gebäuden als die Bautätigkeits-statistik und bildet die Baualtersklasse nach 1970 gut ab.Die BKI-Datenbank [16] bietet zudem die Möglichkeit,weitere Kriterien, wie beispielsweise bestimmte Bauwei-sen, in die Analysen mit einzubeziehen und Zusammen-hänge zur Materialkomposition der Gebäude herauszu-arbeiten.

Mit einer alleinigen Analyse der Hauptbaustoffe nach derBautätigkeitsstatistik [15] wird insbesondere die Fraktionder mineralischen Baustoffe weit unterschätzt. Dies be-trifft vor allem den Massenbaustoff Beton. Selbst Holz-bauten weisen erhebliche Anteile an Stahlbeton auf, diesich in den Angaben der Statistik nicht abbilden. Dies istdarauf zurückzuführen, dass die Gründungsbauteile vonder amtlichen Statistik nicht mit erfasst werden.

Differenzierte Analysen, wie sie hier am Beispiel derLandwirtschaftsbauten aufgezeigt wurden, sind zukünftigauch für andere Nichtwohngebäudearten durchzuführen.Diese Arbeiten sind Gegenstand der laufenden For-schung. Aus forschungsökonomischer Sicht ist es sinn-voll, die Analysen entlang der Mengenrelevanz der Ge-bäudeteilbestände vorzunehmen (s. Abschn. 2.4). Diesbe-züglich sind insbesondere die Bauten der Industrie unddes Handels von Interesse (s. Bild 5). Es wird sich zeigen,inwieweit sich die extreme Dominanz des Betons derGründungsbauteile bei anderen Gebäudearten reduziert.Das Verhältnis zwischen Gründung und aufstrebendemBauwerk müsste sich bei mehr Geschossen deutlich ver-ändern, was jedoch auch durch einen ansteigenden Ein-fluss von Stahlbetondecken mit zunehmender Geschos-sigkeit ausgeglichen werden kann.

Beton stellt also den mit Abstand größten Anteil des an-thropogenen Baustofflagers dar. Somit sind hier auch diegrößten Freisetzungsraten durch Rückbau oder Abriss zuerwarten. Vor dem Hintergrund der Diskussionen zumUrban Mining ist deshalb eine Weiterentwicklung der bis-lang üblichen Verfahren zur direkten Wiederverwendungvon Betonbauteilen bzw. deren Wiederaufbereitung zu re-zyklierten Gesteinskörnungen (RC-Material) sinnvoll. Eswird also für die Baustoffherstellung genügend, vor allemmineralisches Material als Sekundärrohstoff zur Herstel-lung hochwertiger Recylingbaustoffe zur Verfügung ste-hen. In der Folge müssen aber auch die normativ gegebe-

nen Möglichkeiten zum Einsatz von RC-Material bei derBetonherstellung (Grenzwerte für den Austausch von na-türlichen Gesteinskörnungen durch rezyklierte Gesteins-körnungen) besser genutzt werden, denn nach dem der-zeitigen Stand der Kenntnis [12] werden RC-Gesteinskör-nungen bislang fast ausschließlich im Tiefbau eingesetzt,finden aber nahezu keine Verwendung im Hochbau. Wer-den die durch Recycling erzeugten Sekundärbaustoffesämtlich als Ersatzbaustoffe zur Herstellung neuer Bau-teile genutzt, kann damit auch der Abbau von Primärroh-stoffen reduziert werden. Möglichkeiten zur Einflussnah-me darauf bestehen insbesondere im Planungs- und Ver-gabeprozess.

Mit den in der Diskussion befindlichen genehmigungs-rechtlichen Veränderungen hinsichtlich der Verwertungs-möglichkeit von Bauabfällen (Mantelverordnung) kannder Einsatz von Recyclingbaustoffen zukünftig Wettbe-werbsvorteile bringen, denn es ist absehbar, dass die Ver-füllung von Bauabfällen, die derzeit die bevorzugte Ver-wertungsvariante darstellt, schwieriger und somit teurerwerden wird und knappe Deponievolumina ihr Übrigesdazu beitragen.

Im Fokus umweltpolitischer Betrachtungen stehen zu-nehmend auch die schwer recyclingfähigen Baustoffe.Dies betrifft vor allem Verbundwerkstoffe wie Faserze-ment, welche aus Umweltsicht als problematisch angese-hen werden. Nach dem Ende der Nutzungsdauer fallendiese durch Gebäudeabriss an und sind ggf. als Sonder-müll zu entsorgen. Aus diesem Grund sollte die Notwen-digkeit des Einsatzes solcher Baustoffe bei zukünftigenPlanungsentscheidungen sorgfältig geprüft werden. Unterdem Gesichtspunkt der Recyclingfähigkeit sind diesenBaustoffen andere, weniger problematische Baustoffe vor-zuziehen.

5.2 Ausblick

Die Analysen zur Baustoffverteilung in Nichtwohnge-bäuden münden in gebäudetypbezogene Materialkenn-ziffern, z. B. in Form von synthetischen Bauteilmodulen.Mithilfe der Materialkennziffern können dann Hoch-rechnungen auf Bestände durchgeführt werden. Grund-lage hierfür ist eine Schätzung des Gesamtbestandes anNichtwohngebäuden in Deutschland, die Gegenstandder derzeitigen Forschung ist. Die Materialkennziffernbilden des Weiteren in Verknüpfung mit der Bautätig-keitsstatistik [15] die Basis für die Ermittlung von Be-standsveränderungen infolge von Abriss, Neubau undSanierungen.

Zur Verbesserung der Datenqualität wäre es hilfreich,wenn in der Bautätigkeitsstatistik die Bezugsgröße Brut-to-Rauminhalt (BRI) zukünftig neben dem Neubau auchfür den Abriss angegeben würde, da der BRI einen quali-tativ besseren Bezug zur Konstruktion aufweist als dieNutzfläche (NF), welche nach derzeitigem Stand als ein-zige geeignete Bezugsgröße verwendet werden kann.



Die Beschreibung der Bestände und Bestandsveränderun-gen bietet einen Zugang für die Diskussion übergreifen-der Problemstellungen zur Kreislaufführung unter Beach-tung der In- und Outputströme sowie bautechnischer undabfallwirtschaftlicher Aspekte. Gleichzeitig ergeben sich

Ansatzpunkte für spezifische Fragestellungen. Beispiels-weise könnten die Ergebnisse ein Überdenken von Bauw-eisen unter dem Vorzeichen von Ressourceneffizienz zurFolge haben.

Literatur

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02-2008.[20] DIN 277 – Grundflächen und Rauminhalte von Bauwer-

ken im Hochbau. Berlin: Beuth, 02-2005.[21] Statistisches Bundesamt (Hrsg.): Signierschlüssel für Nicht-

wohngebäude. Stand 2010.[22] BOGENSTÄTTER, U.: Bauwerkszuordnungskatalog. ifBOR

BZK 2007-10, www.ifbor.eu, 10.2007.[23] Ernst & Sohn (Hrsg.): Structurae. http://de.structurae.de/,

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AutorenDr.-Ing. Regine OrtleppLeibniz-Institut für ökologische RaumentwicklungWeberplatz 101217 [email protected]

Dr.-Ing. Georg SchillerLeibniz-Institut für ökologische RaumentwicklungWeberplatz 101217 [email protected]

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Baumaterialien in deutschen Nichtwohngebäuden - eine Analyse