Primärenergieverbrauch und CO 2 -Ausstoss im Kanalbau bei Verwendung von Flüssigboden aus Bodenaushub und Bauweisen nach SIA

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1 . Primärenergieverbrauch und CO 2 -Ausstoss im Kanalbau bei Verwendung von Flüssigboden aus Bodenaushub und Bauweisen nach SIA Kathrin Zeck, M.Eng. 1

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 3 2. Gegenüberstellung der Rohrverlegearten Betrachtete Rohrverlegearten klassische Bauweise Profil U1/V Betonummantelung Profil U4/V Flüssigbodenverfahren Berechnung des CO 2 -Ausstosses Grundlagen Angaben zur untersuchten Kanalbaugrube Verwendete Materialien Deponierung Transport Benötigte Maschinen Aufwandswerte Zusammenfassung 14 Literaturverzeichnis 16 A. CO 2 -Ausstoss pro m Kanalbaustelle bei bindigem Boden 17 Kathrin Zeck, M.Eng. 2

3 1. Einleitung Für den Bau von Kanalisationsleitungen werden sowohl in Deutschland (DIN EN 1610) als auch in der Schweiz (SIA 190) unterschiedliche Profile für die Ausführung der Rohrumhüllung vorgegeben. Diese reichen von der Kiesverfüllung bis zum Einbetonieren der Rohrleitung (s. Abbildung 1.1). Abbildung 1.1.: Profiltypen nach SIA 190 [1] Neben diesen Ausführungsvarianten ist auch der Einbau der Rohre in Flüssigboden möglich. Aufgrund positiver Erfahrungen wird in einigen Kommunen, wie z.b. Göttingen, nur noch dieses Verfahren ausgeschrieben. Nach den hierfür gültigen Richtlinien (RAL GZ 507 und FGSV H ZFSV 1 ) ist Flüssigboden ein zeitweise fliessfähiges und selbstverdichtendes Boden-Bindemittel-Gemisch, das sowohl aus Aushubmaterial, natürlichen oder aufbereiteten Gesteinskörnungen (z.b. Kies-Sand-Gemisch), als auch aus geprüften Recyclingmaterialien hergestellt werden kann. 1 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen - Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau: Hinweise für die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen im Erdbau (Ausgabe 2012) [7] Kathrin Zeck, M.Eng. 3

4 Welches der Profile zur Anwendung kommt, ist z. B. von den Faktoren: Rohrstatik Rohrmaterial Einwirkungen aus Verkehr o.ä. Überdeckung Baugrundbedingungen und Erfahrung der jeweiligen Tiefbauämtern abhängig. Ziel der hier vorgestellten Untersuchung ist es, die in der Schweiz und in Deutschland hauptsächlich ausgeführten Profile hinsichtlich des CO 2 -Ausstosses mit dem Flüssigbodenverfahren zu vergleichen. Hierzu wird ein Carbon Footprint, auch Klimafussabdruck genannt, ermittelt. Er sagt aus, wie viel Treibhausgasemissionen ein Produkt oder eine Dienstleistung in ihrem Lebenszyklus bewirkt und wird in CO 2 -Äquivalenten pro definierter Einheit angegeben. Damit eine Vergleichbarkeit der Werte erzielt werden kann, wird er nach eindeutig festgelegten Methoden ermittelt, die u.a. in der DIN ISO 14067, Ausgabe: [4] geregelt sind. Für den Carbon Footprint werden zunächst die Rohrverlegearten erläutert und anschliessend für einen typischen Kanalquerschnitt gegenübergestellt. Damit dies erfolgen kann, müssen die gängigsten Profile ermittelt, Randbedingungen gewählt, Aufwandswerte bestimmt und die CO 2 -Emissionen aus der ecoinvent Datenbank (ecoinvent v2.2 (April 2010) [2]) ausgelesen werden. Danach erfolgt die Berechnung für einen ein Meter langen Bauabschnitt, wobei neben dem Aushub des Grabens nur die unterschiedlichen Vorgänge beim Wiedereinbau betrachtet werden. Kathrin Zeck, M.Eng. 4

5 2. Gegenüberstellung der Rohrverlegearten In Deutschland werden Kanalisationsleitungen hauptsächlich mit dem Profil U/V1 ausgeführt, sodass dieses im weiteren Verlauf näher betrachtet wird. Die in der Schweiz ausgeführten Verlegearten wurden in den einzelnen Kantonen bei den jeweiligen Tiefbauämtern erfragt und in den Tabellen 2.1 und 2.2 zusammengefasst. Daraus ergab sich, dass in 6 Kantonen das Profil U/V4, d.h. die volle Einbetonierung der Rohre alleinige Ausführungsvariante ist (s. Abschnitt 2.1.2) und in 9 Kantone die Rohrstatik Grundlage ist. 6 Kantone unterscheiden u.a. zwischen Rohrmaterialien und Nenndurchmessern und von 5 Kantonen steht die Antwort noch aus (s. Abbildung 2.1). Vor allem seitens der Stadt Basel will man durch das Einbetonieren der Rohre einen ausreichenden mechanischen Schutz herstellen, um Beschädigungen bei der Ausführung anderer und tiefer liegender Infrastrukturbauten (wie z.b. Fernwärmeleitungen oder Verbindungsgängen) zu verhindern. Aus diesem Grund wird das Betonieren der Rohre durchgängig ausgeführt. In einigen anderen Kantonen wird diese Verlegeart hauptsächlich bei Kunststoffrohren verlangt, um mögliche Deformationen der Rohrleitungen zu verhindern. Anhand dieser Untersuchung wurde festgestellt, dass das Profil U/V4 das am häufigsten ausgeführte Profil ist. Es wird somit für den Vergleich herangezogen. Abbildung 2.1.: Darstellung der kantonal unterschiedlichen Ausführungsvarianten hinsichtlich der Rohrumhüllung [8] Kathrin Zeck, M.Eng. 5

6 mechanischer Schutz schlechte Erfahrungen sichere Seite Ergänzung Kanton Profil Begründung Rohrstatik Aargau U/V4 x Kunststoffrohre SIA 190 x starre Rohre Appenzell- Ausserroden SIA 190 x Berücksichtigung von Rohrmaterial, Einwirkungen, Überdeckung & Bodenbeschaffenheit Appenzell- Innerroden SIA 190 x Berücksichtigung des Rohrmaterial Baselland U/V4 x Basel-Stadt U/V4 x x x Einfacheres ansetzen der Bohrkerne Bern SIA 190 x Freiburg SIA 190 x Glarus U/V4 SIA 190 x Graubünden V2/V4 x Kunststoffrohre U/V4 x hauptsächlich Luzern SIA 190 x U/V4 x Kunststoffrohre > Entscheidung einzelner Kantone Neuenburg SIA 190 x Berücksichtigung von Rohrmaterial, Einwirkungen, Überdeckung & Bodenbeschaffenheit Nidwalden U/V2 x ausserhalb des U/V3 Strassenbereichs U/V3 U/V4 x Strassen- und Trottoirbereich, Abhängig vom DN Obwalden U/V4 x Leitungen nur im Strassenbereich Solothurn U/V4 x geringe Überdeckung St. Gallen SIA 190 x Schwyz SIA 190 x Thurgau SIA 190 x Abwasserleitungen (PP und HPE) > ausreichende Überdeckung Uri U/V4 x x Steigerung der Dauerhaftigkeit Waadt SIA 190 x im Bezirk Nord- Vaudois und Grosde- Vaud U/V4 x zwischen Lausanne und Genf Fortsetzung s. nächste Seiten Tabelle 2.1.: Tabellarische Gegenüberstellung der kantonalen Vorgaben - Teil 1 [8] Kathrin Zeck, M.Eng. 6

7 Kanton Profil Begründung Rohrstatik mechanischer Schutz schlechte Erfahrungen 2.1. Betrachtete Rohrverlegearten sichere Seite Ergänzung Zug SIA 190 x kaum Neubauten SIA 190 x ab DN 1000 Zürich U/V4 x x bis DN 1000, PE und Steinzeugrohre Tabelle 2.2.: Tabellarische Gegenüberstellung der kantonalen Vorgaben - Teil 2 [8] 2.1. Betrachtete Rohrverlegearten Nach den oben ermittelten Erkenntnissen, werden nun folgende Rohrverlegearten untersucht: klassische Bauweise (Profil U/V1) Betonummantelung (Profil U/V4) Flüssigbodenverfahren klassische Bauweise Profil U1/V1 Abbildung 2.2.: Darstellung der Grabenverfüllung nach DIN 1610 [3] Unter der klassischen Bauweise wird die Herstellung der Bettungsschichten, der Seitenverfüllung (Leitungszone), der Überdeckung und der Hauptverfüllung mit einem Kies-Sand-Gemisch verstanden. Die einzelnen Schichten werden dazu stufenweise eingebracht und verdichtet. Dieses Profil wird in Deutschland durch DIN EN 1610 vorgegeben und stellt die typischste Variante dar. In Ausnahmefällen, d.h. bei Kathrin Zeck, M.Eng. 7

8 2.1. Betrachtete Rohrverlegearten wechselnden Bodenarten und Grundwasserständen, stark geneigter Grabensohle und Fels, kann auch eine Betonummantelung erforderlich werden. In der Schweiz wird dieses Profil nur in wenigen Kantonen angewandt, wenn das Rohrmaterial nicht aus Kunststoff besteht oder die Rohrstatik eine Kies/Sandbettung zu lässt Betonummantelung Profil U4/V4 Beim Profil U/V4 wird das komplette Abwasserrohr mit Beton umhüllt. Dabei wird überwiegend Beton der Güte B25/15, der einem C12/15 bzw. C16/20 entspricht, eingebaut. Der restliche Kanalgraben wird analog der klassischen Bauweise stufenweise mit einem Kies-Sand-Gemisch aufgefüllt und verdichtet. Abbildung 2.3.: Darstellung der Grabenverfüllung nach SIA 190 [1] In 6 der befragten Kantonen wird zur Rohrumhüllung ausschliesslich dieses Profil vorgeschrieben (s. Tabelle 2.1 und Abbildung 2.3). Dabei ist neben den zu erwartenden Beanspruchungen oder Einwirkungen auf das Rohr auch die Vermeidung von Beschädigungen bei Bauarbeiten nach Verlegung der Kanalrohre Anlass für diese Ausführungsart Flüssigbodenverfahren Abbildung 2.4.: Darstellung der Grabenverfüllung mit Flüssigboden inkl. Rohrverlegehilfe [vgl. [6]] Kathrin Zeck, M.Eng. 8

9 2.1. Betrachtete Rohrverlegearten Flüssigboden ist nach FGSV H ZFSV ein zeitweise fliessfähiges und selbstverdichtendes Boden-Bindemittel- Gemisch, das sowohl aus Aushubmaterial, natürlichen oder aufbereiteten Gesteinskörnungen (z.b. Kies- Sand-Gemisch), als auch aus geprüften Recyclingmaterialien hergestellt werden kann. Mit Einschränkungen können auch Torfe und organische Böden zu Flüssigboden verarbeitet werden, somit nahezu alle anstehenden Böden. Mit diesem Verfahren, dessen Entwicklungen 1998 begannen, können aus den o.g. Materialien, einem aus Bentoniten und mineralischen Bindemitteln bestehenden Compound und Wasser zeitweise fliessfähige Gemische hergestellt werden. Nach dem Einfüllen des Flüssigbodens wird das in der Mischung vorhandene Wasser zunehmend gebunden und angelagert. Dadurch kommt es zu einer Verfestigung bzw. Rückverfestigung des Gemisches, wobei je nach Compound keine oder nur geringe Mengen an Rückstandswasser verbleiben. Die Eigenschaften des verfestigten Flüssigbodens können durch die Bindemitteldosierung den Anforderungen angepasst werden. Auf diese Weise werden bodenähnliche Verformungsund Festigkeitseigenschaften erreicht. Die Vorteile liegen neben den geringeren Aushubmengen in der homogenen Verlegung und der kompletten Verwendung des Aushubmaterials. Das heisst von der Rohrbettung bis zur OK Planum kann mit einem einheitlichen Material gearbeitet werden. Darüber hinaus wird eine volumenkonstante Rückverfestigung erzielt, sodass keine Setzungen auftreten. Kathrin Zeck, M.Eng. 9

10 VON EINEM AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT ERSTELLT 3. Berechnung des CO 2 -Ausstosses Die vorliegende Berechnung des Carbon Footprints ermittelt die unterschiedlichen CO 2 -Emissionen zwischen den oben genannten Rohrverlegearten für einen vier Meter langen Bauabschnitt. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden pro m Kanallänge angegeben. Es wird eine neue Kanalisationsleitung der Grösse DN 600 verlegt, sodass anfängliche Mehraufwendungen (wie z.b. Beton lösen/laden) nicht betrachtet werden müssen. Zudem werden Leistungspositionen, die für alle drei Rohrverlegearten identisch sind bzw. sich nur hinsichtlich der Grabenbreite unterscheiden nicht berechnet, sondern nur die Teilleistungen, in denen sich die genannten Ausführungsvarianten unterscheiden. Dies sind z.b. die Positionen Schachtbau, Rückbau und Wiederherstellung des Strassenaufbaus etc. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass der Bodenaushub zu 100 % abtransportiert werden muss. Der hierfür benötigte Landverbrauch wird bei der CO 2 -Bilanz nicht eingerechnet, da dieser nicht direkt als Wert erfasst werden kann. Des Weiteren muss keine Grabensohle hergestellt werden, da vorausgesetzt wird, dass der anstehende Boden ausreichend tragfähig ist. Querende Leitungen sind ebenfalls nicht vorhanden Grundlagen Für die Berechnung des CO 2 -Ausstosses werden die Emissionsfaktoren aus der ecoinvent Datenbank verwendet (s. Die darin angegebenen VON EINEM Daten AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT berücksichtigen nebenerstellt der Herstellung der benötigten Roh- und Hilfsstoffen auch die Herstellung des jeweiligen Materials. Die Transporte zur Baustelle, die Nutzungsphase und der Lebenszyklus der Produkte sind jedoch nicht berücksichtigt und müssen für den Vergleich jeweils ermittelt werden Angaben zur untersuchten Kanalbaugrube Grabenlänge 1,0 m 0,04 Asphaltdeckschicht Grabentiefe 4,5 m 0,18 Asphalttragschicht 0,30 Schottertragschicht Grabenbreite 1,3 m Asphaltdeckschicht 0,04 m 0,35 Frostschutzschicht Asphaltbinderschicht 0,08 m Asphalttragschicht 0,18 m Schottertragschicht 0,3 m FSS 0,35 m Strassenaufbau = 0,95 m 2,15 Grabenverfüllung untere Bettungsschicht 0,1 m obere Bettungsschicht 0,1 m Rohrdurchmesser 0,6 m Überdeckung klassisch 0,2 m 0,2 Überdeckung Überdeckung Beton 0,1 m Grabenverfüllung klassisch VON EINEM AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT ERSTELLT = 2,15 m 0,6 2α 0,08 Asphaltbinderschicht 0,5 Seitenverfüllung 0,1 obere Bettungsschicht 0,1 untere Bettungsschicht 0,1 Grabensohle VON EINEM AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT ERSTELLT Kathrin Zeck, M.Eng. 10

11 3.3. Verwendete Materialien Beton Flüssigboden Winkel Rohr auf Bettung (2α) Grundwasser kreuzende Leitungen = 2,25 m = 3,05 m 90 nein nein Dichten: Aushubmaterial 1,7 t/m3 Flüssigboden 2,0 t/m3 Beton 2,37 t/m3 Kalk (Korndichte) 2,71 t/m3 Kies (Schüttdichte) 1,7 t/m3 Zement (Korndichte) 3,1 t/m3 Bentonit (Korndichte) 2,6 t/m Verwendete Materialien Beton In der SIA 190 werden für die Rohrumhüllung Betone der Güteklasse B25/15 (entspricht C12/15 bzw. C16/20) vorgeschrieben. Die Festigkeitsanforderungen sind jedoch in einigen Kantonen höher, wobei davon ausgegangen werden kann, dass in den meisten Fällen ein C12/15 einzusetzen ist. Die ecoinvent Datenbank veröffentlicht nur Werte für einen C30/37 (261,8 kgco 2 /m 3 ), einen C25/30 (160 kgco 2 /m 3 ) und einen C8/10 (122 kgco 2 /m 3 ). Aus diesem Grund wurde für einen C12/15 der CO 2 -Ausstoss durch lineare Interpolation mit 131,5 kgco 2 /m 3 ermittelt. Zement Zement ist für die Flüssigboden- und Betonherstellung notwendig, wofür reiner Portlandzement (CEM I) verwendet wird. Der Unterschied zu Beton liegt darin, dass beim Flüssigbodenverfahren der Zement nur Zugabewasser bindet, ohne jedoch tragende oder durchgehende Strukturen zu bilden. Auf diese Weise kann die Ausbildung von Festigkeiten, die deutlich über denen des anstehenden Bodens liegen, verhindert werden. Für reinen Portlandzement wird ein CO 2 -Ausstoss von 0,822 kgco 2 /kg angegeben. Kies Die verwendeten Daten berücksichtigen den Prozess der Rohkies-Gewinnung und die Aufbereitung im Kieswerk. Für die Herstellung von Kies beträgt der durchschnittliche CO 2 -ausstoss 2,83 kgco 2 /t. Die Schüttdichte wird mit 1,7 t/m 3 angegeben. Bentonit Die Werte für Bentonit beruhen auf den Daten des Bundesministeriums für Umwelt (Probas; da hierfür sowohl in der ecoinvent Datenbank, als auch unter Ökobau.dat keine Daten existieren. Der CO 2 -Ausstoss wird mit 24,4 kgco 2 /t angegeben. Kalk Bei bindigen Böden ist für die Herstellung von Flüssigboden Kalk notwendig, um ihn so aufzubereiten, dass er rieselfähig wird. Bei nichtbindigen Böden kann auf die Kalkzugabe verzichtet werden. Die verwendeten Daten berücksichtigen neben dem Prozess der Kalkstein-Gewinnung auch das Brennen und Mahlen, woraus sich ein CO 2 -ausstoss von 0,992 kgco 2 /kg ergibt. Kathrin Zeck, M.Eng. 11

12 3.4. Deponierung Treibstoff (= Diesel) Für den Betrieb von Baumaschinen wird i.d.r. Diesel verwendet, das einen CO 2 -ausstoss von 0,0921 kgco 2 /MJ liefert. Mit der Energie von 36,4 MJ/l erhält man für Diesel einen CO 2 -ausstoss von 3,35 kgco 2 /l Deponierung Da hier der Bau eines neuen Kanals untersucht wird, ist davon auszugehen, dass das gesamte Aushubmaterial bei der klassischen und Betonbauweise zu deponieren ist. Hierfür wird eine Transportdistanz von 15 km angenommen. Der CO 2 -Ausstoss für die Entsorgung von Boden (Sand / Betonkies) wird mit einem Wert von 0,0141 kgco 2 /kg berücksichtigt. Beim Flüssigbodenverfahren wird das Aushubmaterial auf eine ca. 3 km entfernte Zwischenstation geliefert und für den Wiedereinbau aufbereitet Transport Für die Berechnung werden die Transportdistanzen für die Lieferung von Zement, Beton, Kalk, Bentonit und Kies angenommen und betragen: Kies: 15 km Beton: 16 km Zement: 103 km Kalk: 413 km Compound: 240 km Ebenso werden die Transportdistanzen zu den jeweiligen Deponien eingerechnet. Der benötigte Emissionsfaktor ergibt sich für den Transport von 1000 kg Transportgut über eine Distanz von 1 km mittels LKW (EURO 3) mit t zulässiges Gesamtgewicht und 17,3 t Nutzlast im Speditionsverkehr. Ebenso ist die Gewinnung und Aufbereitung des Treibstoffes einbezogen. Für die Ermittlung wird angenommen, dass die Lkw s eine volle Last- und eine volle Leerfahrt zurücklegen. Hierzu wird folgende Formel verwendet: Entfernung (tkm)*ef (Lkw)+Entfernung (vkm)*ef (Lkw)=CO 2 Emissionen mit: Entfernung (tkm) vom beladenen Lkw zurückgelegte Entfernung Entfernung (vkm) vom unbeladenen Lkw bei der Rückfahrt zurückgelegte Entfernung EF (Lkw) Emissionsfaktor (lt. ecoinvent Datenbank: 0,185 kgco 2 /tkm) 3.6. Benötigte Maschinen Für die Baumassnahme wird der Einsatz folgender Maschinen berücksichtigt: Hydraulikbagger Betonfahrmischer Für den Betonfahrmischer werden die Daten für den Lkw Transport verwendet, da davon ausgegangen wird, dass die Bewegung der Mischtrommel während der Fahrt kaum mehr CO 2 verursacht. Kathrin Zeck, M.Eng. 12

13 3.7. Aufwandswerte Der Wert beträgt 0,185 kgco 2 /tkm Vibrationsstampfer Vibrationsnadel Radlader Für diese Geräte werden die CO 2 Emission einheitlich mit folgender Formel berechnet. Gesamtanzahl der Stunden (h)*verbrauch pro Stunde (kwh)* *EF Diesel = CO 2 Emissionen mit: Gesamtanzahl der Stunden (h) Anzahl aller Stunden, die nötig sind, um eine bestimmte Aufgabe mit der jeweiligen Maschine zu erledigen Verbrauch pro Stunde (kwh) Verbrauch von Diesel pro Maschine pro Stunde EF Diesel Emissionsfaktor (lt. ecoinvent Datenbank: 3,35 kgco 2 /l) 3.7. Aufwandswerte Die verwendeten Aufwandswerte (s. Tabelle 3.2) wurden in Abstimmung mit einer ausführenden Unternehmung ermittelt. Für viele Teilleistungen sind die Werte der drei untersuchten Varianten identisch, wobei jedoch durch das Flüssigbodenverfahrens eine Reduktion der Massenbewegung von 15 % erzielt werden kann. Grund hierfür ist, dass für die Verdichtung keine Arbeitsraumbreite zwischen Rohr und Grabenwand wie beim lageweisen Verdichten von Kies und Sand erforderlich ist. Somit kann die Grabenbreite bei Ausführung mit Flüssigboden um 0,20 m reduziert werden, im vorliegend untersuchten Profil von 1,3 m auf 1,1 m. Zudem kann die Verbaulänge um 15 % reduziert werden, da die Grabenwand nicht bis OK Grabensohle verbaut werden muss. Vorgang Aufwandswert klassisch Beton Flüssigboden Einheit Graben ausheben 0,04 0,04 0,04 h/m 3 Verbau stellen / einheben 0,01 0,01 0,01 h/m 2 Verbau ziehen / ausheben 0,07 0,07 0,07 h/m 2 Rohrbettung herstellen 0,05 0,07 - h/m 3 Verfüllung Leitungszone klassisch 0, h/m 3 Verfüllung Leitungszone Beton - 0,05 - h/m 3 Verdichten Leitungszone 0,03 0,03 - h/m 3 Abschalung stellen - - 0,03 h/m 2 Auftriebssicherung / Widerlager - - 0,05 h/m stellen Aufwandswert bezieht sich auf einen 4 m langen Bauabschnitt - - 0,13 h/m 3 Grabenverfüllung mit Flüssigboden Zusatzmotor Betonfahrmischer Grabenverfüllung klassisch/beton 0,13 0,13 - h/m 3 Verdichten im Graben (stampfen) 0,03 0,04 - h/m 3 Tabelle 3.2.: Aufwandswerte [5] Kathrin Zeck, M.Eng. 13

14 4. Zusammenfassung Die Art der Umhüllung von Kanalrohren wird in der Schweiz und in Deutschland durch Normen, Regelwerke, kommunale und kantonale Regelungen vorgegeben. Diese wurden als Grundlage für die vorgestellte Untersuchung ermittelt und hinsichtlich des Carbon Footprintes gegenübergestellt. Der Carbon Footprint, welcher unter bestimmten Randbedingungen für einen typischen Kanalquerschnitt erstellt wird, betrachtet u.a. nur die unterschiedlichen Teilleistungen beim Kanaleinbau. Eine rechnerische Bewertung des Landverbrauches findet nicht statt, da eine direkte Umrechnung von Landverbrauch auf CO 2 -Verbrauch nicht möglich ist. Die hieraus ermittelten CO 2 -Emissionen für einen bindigen Boden sind für den Transport, die Baustoffe, die Bauarbeiten und die Deponierung in Tabelle 4.1 bzw. in Anlage A dargestellt. Daraus ergibt sich für einen ein Meter langen Bauabschnitt bei Ausführung des Flüssigbodenverfahrens ein CO 2 -Ausstoss von 232 kgco 2 /m. Die klassische Bauweise (Profil U/V1) liefert einen CO 2 -Ausstoss von 241 kgco 2 /m und die Betonbauweise von 343 kgco 2 /m. klassisch Flüssigboden Beton [Einheit] Transport 69,5 52,4 72,9 kgco 2 /m Baustoffe 17,7 142,48 113,7 kgco 2 /m Aushub und Einbau 65,9 37,4 68,5 kgco 2 /m Deponierung 88,3 0,0 88,3 kgco 2 /m kgco 2 /m Tabelle 4.1.: Tabellarische Gegenüberstellung der unterschiedlichen Verfüllmaterialien bei bindigem Boden Durch das Flüssigbodenverfahren werden für die unter Aushub und Einbau zusammengefassten Leitungen die geringsten Werte für den CO 2 -Ausstoss erzeugt. Ebenso wird kein Aushubmaterial deponiert, somit entfallen die Transporte zur Deponie. Stattdessen wird das Aushubmaterial auf eine nah gelegene Zwischenstation gelagert und aufbereitet. Da der Flüssigboden sehr stark vom anstehenden Boden und den geforderten Endeigenschaften abhängt, wird zum Vergleich ein nichtbindiger Boden betrachtet. Hierfür ist keine Kalkung des Aushubmaterials notwendig, da der Boden ausreichend rieselfähig ist. Die hieraus ermittelten CO 2 -Ausstösse sind Tabelle 4.2 zu entnehmen. klassisch Flüssigboden Beton [Einheit] Transport 69,5 48,5 72,9 kgco 2 /m Baustoffe 17,7 117,24 113,7 kgco 2 /m Aushub und Einbau 65,9 37,4 68,5 kgco 2 /m Deponierung 88,3 0,0 88,3 kgco 2 /m kgco 2 /m Tabelle 4.2.: Tabellarische Gegenüberstellung der unterschiedlichen Verfüllmaterialien bei nichtbindigem Boden Kathrin Zeck, M.Eng. 14

15 Die Werte für die klassische und Betonbauweise bleiben unverändert, da diese Verfüllmaterialien unabhängig von der Kalkzugabe sind. Beim Flüssigbodenverfahren ist der CO 2 -Ausstoss für nichtbindige Böden im Vergleich zu bindigen Böden um ca. 12 % geringer. Bereits anhand dieser kurzen Gegenüberstellung wird deutlich, dass dieses Verfahren im Vergleich zu anderen hier untersuchten Varianten mit einem geringeren CO 2 -Ausstoss ausgeführt werden kann. Hinzu kommt der geringere Landverbrauch für Sand- und Kiesgewinnung sowie Deponierung. Da bisher keine allgemein anerkannten Untersuchungsfaktoren vorliegen, wurde der Landverbrauch nicht in der CO 2 - Bilanz berücksichtigt. Je nach anstehendem Baugrund und geforderten Endeigenschaften variieren die Differenzen zwischen den untersuchten Verfüllmaterialien. Geht man davon aus, dass auch bei den anderen Verfahren der entstandene Bodenaushub vollständig wiederverwendet wird, ist der Flüssigboden eine interessante Alternative. Kathrin Zeck, M.Eng. 15

16 Literaturverzeichnis [1] SIA 190; SN , Juli Kanalisationen; Leitungen, Normal- und Sonderbauwerke, [2] DIN EN Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen und DWA-A Einbau und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen. Beuth, Berlin, [3] ecoinvent Datenbank - v2.2: [4] DIN ISO 14067: : Treibhausgase - Carbon Footprint von Produkten - Anforderungen an und Leitlinien für quantitative Bestimmung und Kommunikation (ISO/DIS :2012): Norm- Entwurf. Berlin, [5] Persönliches Gespräch, [6] LOGIC Logistic Engineering GmbH. : [7] M. Webeling. Hinweis für die Herstellung und Verwendung von zeitweise fliessfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen im Erdbau, H ZFSV. Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen FGSV, Köln, 2012 edition, [8] K. Zeck. Eigene Darstellung. Muttenz,

17 A. CO 2 -Ausstoss pro m Kanalbaustelle bei bindigem Boden Abbildung A.1.: Grafische Darstellung des CO 2 -Ausstosses für die Teilleistungen Transport, Baustoffe, Aushub und Einbau, sowie Deponierung [8] Abbildung A.2.: Grafische Darstellung des Gesamt CO 2 -Ausstosses bei bindigem Boden [8] 17