Abbruch und Bauen im Bestand Rückgewinnung von Rohstoffen

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1 DETAIL Research Frankfurt am Main Abbruch und Bauen im Bestand Rückgewinnung von Rohstoffen Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc Dipl.-Ing. D. Blesinger DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 1

2 Gliederung Motivation Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch und Bauen im Bestand Forschungsprojekt Urban Mining PRRIG (Rohstoffdepot) - Forschungsprojekt DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 2

3 Motivation Quellen: BGL; Motzko; Klingenberger DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 3

4 Motivation Der Bausektor gehört zu den ressourcenintensivsten Wirtschaftssektoren. Der Gesamtbestand von Gebäuden und Infrastrukturen ist mit rund 28 Milliarden Tonnen (Stand 2010, UBA) inzwischen ein bedeutendes, menschengemachtes Rohstofflager, das nach Nutzungsende wieder dem Recycling zugeführt werden kann. UBA, 2015 Um die energie- und klimapolitischen Ziele zu erfüllen, kommt dem Gebäudebereich eine Schlüsselfunktion zu, da auf diesen Bereich rund 35 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland und rund ein Drittel der Treibhausgasemissionen entfallen. Die Bereitstellung bezahlbaren Wohnraums ist seit jeher eine der zentralen Herausforderungen der Wohnungspolitik. Energieeffizienzstrategie Gebäude, BMWi, 2015 Sanierungsmaßnahmen müssen mit den konkreten Lebensumständen und den finanziellen Möglichkeiten und Prioritäten der Eigentümer in Einklang gebracht werden; Sanierungsbedarf im Gebäudebestand, BMWi, 2014 DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 4

5 Motivation Bezahlbarer Wohnraum - Bauprogramm der BGL (80 Mio. ) Sanierung im laufenden Betrieb bei 70% der Objekte Neubau untergeordnet Grundsatz: Bezahlbarer Wohnraum; 10% unter der ortsüblichen Vergleichsmiete 84% 1499 WE 96,5% 100% 12,5% 232 WE 3,5% 69 WE DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 5

6 Motivation Bauprogramm : Sanierung Wohnhochhaus Langen im laufenden Betrieb Investitionsvolumen: ~10 Mio. ; 24 Monate Frage nach der soliden Kalkulation der Baukosten und der Bauzeit beim Bauen im Bestand / Abbruch Quelle: Baugenossenschaft Langen DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 6

7 Motivation Bauprogramm Sanierung Wohnhochhaus Langen im laufenden Betrieb Fassadendämmung Dachhaut und Dachdämmung TGA Brandschutzertüchtigung Dach Altfenster- Recycling Quellen: Motzko; Rewindo DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 7

8 Motivation - Expertenbefragung Bewertung von Abbrucharbeiten und Maßnahmen im Bestand: Zunahme der Abfallmengen und starke lokale Abhängigkeiten bei der Entsorgung Unzureichende oder nicht durchgeführte Bestandsaufnahmen Pauschalverträge ohne Angabe detaillierter Leistungsverzeichnisse, auf Basis des Bruttorauminhalts des Bauwerks Bauproduktion Abbruchdurchführung Anforderungen u.a. in Beziehung auf Ökologie und Ökonomie gestiegen Keine existente Hilfsmittel zur Bestimmung der Budgets Kosten- und Terminplanung, Qualitätssicherung sowie Plausibilisierung deren Ergebnisse für die Projektbeteiligten bisher nicht transparent! DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 8

9 Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch und Bauen im Bestand - Forschungsprojekt Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch und Bauen im Bestand - Datenbanksystem zur Analyse und Bewertung in Bezug auf Kosten, Technologien und Dauern Kurztitel: Bewertungsmatrix für Abbruchmaßnahmen Projektlaufzeit: Oktober September 2015 DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 9

10 Ursprung Ermittlung der Rückbaukosten der Kernkraftwerke in Lubmin und Rheinsberg DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 10 Quellen: EWN, Motzko

11 Projektziele Neben der Betrachtung der technischen Einsatzmöglichkeiten der derzeitigen Abbruchverfahren transparente Darstellung der zu erwartenden Kosten der Ausführungsdauer der umweltrechtlichen Belange beim Abbruch und beim Bauen im Bestand Bewertungsmatrix: EDV-gestütztes Datenbanksystem bildet eine strukturierte Grundlage für eine auf Kosten, Bauzeit und Ökologie gerichtete Verfahrensabschätzung von Abbruchverfahren DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 11

12 Methodik Experteninterviews / Literaturrecherche zu derzeit am Markt vorherrschenden Abbruchverfahren und techniken In situ Untersuchungen an laufenden Projektabwicklungen Analyse der Einsatzmöglichkeiten und -effizienzen verschiedener Abbruchverfahren Analyse der auftragnehmerseitigen Kalkulationen (Nachkalkulation / Experteninterviews) DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 12

13 Demontieren Zerstörungsfreier Rückbau von Bauteilen durch Lösen der Verbindungen und Abheben der Bauteile. Hauptanwendungsgebiet: Ausbau von Bauteilen zur Wiederverwendung; Ausbau von Bauteilen zur Wiederverwertung; Entfernen von Bauteilen zur Vermeidung der Freisetzung von Schadstoffen. DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 13 Quelle: IfBB

14 Reißen Maschinelles Aufbrechen von Bauteilen mit Tieflöffel oder Reißzahn. Hauptanwendungsgebiet: Aufbruch und Zerkleinern von Bodenplatten, Fundamenten und befestigten Flächen. DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 14 Quelle: IfBB

15 Pressschneiden Zerkleinern bzw. Abtrennen von einzelnen Bauteilen durch Zerpressen mit Zangen. Hauptanwendungsgebiet: Zerkleinern oder Trennen von Bauteilen aus bewehrtem und unbewehrtem Beton oder Mauerwerk; Zerkleinern und Trennen von Bauteilen aus Stahl. DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 15 Quelle: IfBB

16 Scherschneiden Zerkleinern bzw. Abtrennen mit scherenförmig angreifenden Backen (zwei Schneiden mit geringem seitlichen Versatz werden aneinander vorbeigeführt). Hauptanwendungsgebiet: Zerkleinern oder Trennen von Bauteilen, zum Beispiel Stahlelemente. DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 16 Quelle: IfBB

17 Abbruchtechnologie - Stand der Technik Quellen: mb, xcentricripper; gtb; Komatsu; DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 17

18 Komplexität der rechtlichen Rahmenbedingungen Abbruchdurchführung Abbruchvorbereitung Abbruchentsorgung Quelle: IfBB DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 18

19 Bewertungsmatrix - Struktur Download: bbsr.ddns.net DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 19 Quelle: IfBB

20 Bewertungsmatrix - Ergebnis DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 20

21 Urban Mining: PRRIG PRRIG: Techno-Ökonomische Potenziale der Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Industrie- und Gewerbegebäude-Bestand Forschungsvorhaben gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderrichtlinie "r³- Innovative Technologien für Ressourceneffizienz - Strategische Metalle und Mineralien Laufzeit: April 2013 März 2015 DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 21

22 Projektkonsortium FG Industrielle Stoffkreisläufe: Materialflussmodell Analyse Wertschöpfungsketten Projektkoordination FG Landmanagement GIS-basiertes Gebäudekataster Immobilienmarktanalyse und -szenarien Institut für Baubetrieb Konzept Vor-Ort-Untersuchungen Techno-ökonomische Untersuchung des Rückbaus Handlungsstrategien für historisch gewachsene Industrieareale Dienstleistungskonzepte für die Revitalisierung von Immobilien Projektleitung: Prof. Dr. Liselotte Schebek DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 22

23 Projektziele Materiallager im Bausektor in Deutschland: Mineralisch ca. 10,5 Mrd. Tonnen Metalle ca. 110 Mio. Tonnen Ermittlung der Rohstoffinventare von Industrie- und Gewerbegebäuden Prognose von Stoffströmen aus dem Sektor der Industrie- und Gewerbegebäude Analyse technologischer und ökonomischer Rahmenbedingungen des Rückbaus Handlungsempfehlungen für Akteure des Industrie- und Gewerbeimmobiliensektors DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 23 Quelle: Motzko

24 Grundidee: Ressourcen-Kataster Kataster von Industrie- & Gewerbegebäude in ausgewählten Projektgebieten Gebäudekataster Übertrag - / Hochrechnung (anhand BRI nach DIN 277-1) Gebäudetypologie Abschätzung Ressourcen- Inventar Spezifisch je Gebäudetypus (Baujahr) Ressourcenkennwerte (Fe, Al, etc.) Komponententabelle Quellen: Schebek et al. DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 24

25 PRRIG: Gebäudesteckbrief DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 25

26 Durchschnittliche spezifische Materialkennwerte für Büro- und Verwaltungsgebäude Altersklasse SSB, SSL, SSM Verteilung der Konstruktionstypen (in %/m³) MMM MBB, SBM, SBB SHM, SHL Beispielhafte Durchschnittswerte der spezifischen Materialgehalte von Büround Verwaltungsgebäuden je Altersklasse (in kg/m³) FE- Metalle Kupfer Beton Aluminium Mauerwerk & Ziegel Holz Glas andere Quelle: Forschungsvorhaben PRRIG-Technoökonomische Potenziale der Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Industrie- und Gewerbegebäude-Bestand [033R100] (unveröffentlicht) Oder Bis % 75% 10% (10%) 23,64 0,24 0,22 161,12 119,44 1,61 1,93 2, % 60% 20% (10%) 23,57 0,23 0,21 174,97 98,79 1,46 2,81 2, % 70% 20% 0% 26,21 0,26 0,24 191,33 114,35 1,65 2,92 3,11 Berliner Konferenz Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Industrie- und Gewerbegebäudebestand % 55% 30% 0% 26,13 0,26 0,23 205,19 93,70 1,50 3,80 3, % 35% 50% 0% 26,25 0,23 0,20 207,37 64,03 1,33 4,59 4, % 25% 60% 0% 26,31 0,22 0,19 208,46 49,19 1,24 4,99 4, % 20% 65% 0% 26,34 0,22 0,18 209,00 41,77 1,20 5,18 4, % 10% 75% 0% 26,40 0,21 0,17 210,09 26,94 1,11 5,58 4,57 Legende: SSB: Skelettbau aus Stahl mit Ausfachung aus Beton, SSL: Skelettbau aus Stahl mit Ausfachung aus Leichtbauelementen, SSM: Skelettbau aus Stahl mit Ausfachung aus Mauerwerk MMM Massivbau aus Mauerwerk, MBB Massivbau aus Beton, SBM Skelettbau aus Beton mit Ausfachung aus Mauerwerk, SBB Skelettbau aus Beton mit Ausfachung aus Beton SHM Skelettbau aus Holz mit Ausfachung aus Mauerwerk, SHL: Skelettbau aus Holz mit Ausfachung aus Leichtbauelementen DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 26

27 "COMMON LEARNING OUTCOMES FOR EUROPEAN MANAGERS IN CONSTRUCTION IV Number of the Project PL01- KA DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 27

28 Literatur Motzko, C.; Klingenberger, J.; Wöltjen, J.; Löw, D.: Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch und Bauen im Bestand. Datenbanksystem zur Analyse und Bewertung in Bezug auf Kosten, Technologien und Dauern. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit /Zukunft Bau. FKZ: SWD , 2015 Schebek, L.; Schnitzer, B.; Blesinger, D.; Köhn, A.; Miekley, B.; Linke, H.J.; Lohmann, A.; Motzko, C.; Seemann, A.: Material stocks of the non-residential building sector: the case of the Rhine-Main area. In: Resources, Conservation and Recycling (2016), Wöltjen, Jan: Ein Beitrag zur ökologischen Bewertung von Abbruchverfahren im Hochbau Dissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2016 Löhr, M.; Motzko, C.: Planungsleistungen im Bereich von Abbrucharbeiten In: Schwarz, J. (Hrsg.): Nachhaltigkeit und Innovation in Baubetrieb und Tunnelbau, Schriftenreihe, Institut für Baubetrieb, Universität der Bundeswehr, München, 2014 ISBN Löhr, Michael: Planung von Abbrucharbeiten Dissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2013 Schebek, L.; Linke, H.J.; Motzko, C.: Potential of Urban Mining in the Industrial and Commercial Buildings Sector - The case of the Rhine-Main-Area. In: MFA-ConAccount Section Conference 2012, , Darmstadt Klingenberger, Jörg: Ein Beitrag zur systematischen Instandhaltung von Gebäuden Dissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2007 Ebner, Torsten: Bauen im Bestand bei Bürogebäuden Dissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2002 DETAIL Research Institut für Baubetrieb TU Darmstadt Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 28