Solidian Green: Umweltschonendes Bauen mit nichtmetallischer Bewehrung

(30.11.2023) Hoher CO₂-Ausstoß und Rohstoffverbrauch sind umweltbelastende Eigenschaften der Betonherstellung. Bei der nichtmetallischen Bewehrung von Solidian kann der Betonanteil stark reduziert und Zement eingespart werden.

Die nichtmetallische Bewehrung

Hierbei handelt es sich um einen Verbundwerkstoff aus Carbon- oder Glasfasern, welche z.B. in Epoxidharz getränkt und ausgehärtet werden. Im Vergleich zu Stahl haben sie den Vorteil, dass sie auch unter extremsten Bedingungen nicht korrodieren, wodurch sie nicht durch eine dicke Betondeckung geschützt werden müssen. Infolgedessen wird weniger Beton und einhergehend auch weniger Zement benötigt, ebenso können Ressourcen wie Wasser und Zuschläge eingespart werden. 

Die Environmental Product Declaration

Als Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) und etablierter Hersteller nichtmetallischer Bewehrungen erhielt Solidian für zwei seiner Produktgruppen die Umwelt-Produktdeklaration (EPD) nach DIN EN ISO 14025 und DIN EN 15804. Hierbei handelt es sich um die Produktgruppen der Gitterbewehrung Solidian Grid und die Stabbewehrung Solidian Rebar.

Der gesamte Lebenszyklus von der Rohstoffgewinnung über die Nutzphase bis zu Wiederverwendung und Entsorgung wird dabei berücksichtigt. Das ist ein Aspekt, der vor allem für Carbonbewehrungen äußerst wichtig ist. Diese schneiden auf den ersten Blick hinsichtlich der CO₂-Emissionen schlechter ab als Stahl: Stahl verursacht bei dessen Herstellung ca. 0,6 kg CO₂e/kg, Carbonbewehrung dagegen ca. 22 bis 25 kg CO₂e/kg. Doch betrachtet man, um wie viel leichter eine deutlich leistungsfähigere, nicht metallische Bewehrung aus Carbonfasern ist, wie viel Beton eingespart werden kann und wie langlebig bzw. wartungsarm diese ist, dann erweist sie sich insgesamt als die wesentlich umweltschonendere Alternative.

Exemplarische Berechnungen - Einsatz von Carbonbewehrung (Bild: Solidian, Fotograf: Dorfmüller & Klier)  

Für ein exemplarisches Projekt wurde berechnet, dass es mit dem Einsatz einer Solidian-Carbonbewehrung möglich sei, die Dicke der vorgehängten Fassadenplatten zu halbieren und dementsprechend viel Beton zu sparen. Zudem konnte auf der Transportstrecke von rund 300 km durch das geringere Gewicht der Fassadenelemente der CO₂-Ausstoß erheblich reduziert werden. Somit sollen pro Fassadenplatte 65 kg CO₂ gespart werden, bei einer Plattengröße von 8,5 m². 

Durch den Einsatz nichtmetallischer Bewehrung konnten bei dieser Brücke 7,5 Tonnen CO₂ eingespart werden. (Bild: Solidian)  

Ähnliche Berechnungen für die nichtmetallische Bewehrung gibt es für eine neu errichtete Fuß-/Radwegbrücke in Albstadt. Die Dicke der Fahrbahnplatte ließ sich von 25 cm, der üblich notwendigen Stahlbetondicke, auf nur noch 7-9 cm reduzieren. Das hatte nicht nur eine Gewichtsreduktion zur Folge, die sich auch auf die Widerlager und deren Fundamente auswirkte, sie konnten auch wesentlich schlanker gestaltet werden. 

Um herauszufinden, wie groß der Einfluss von Carbonbeton im Vergleich zum Stahlbeton tatsächlich ist, führte die LCEE Life Cycle Engineering Experts GmbH im Auftrag von Solidian eine Ökobilanzstudie durch, mit dem Ergebnis, dass durch die Verwendung von Carbonbewehrung ca. 21.000 kg Sand, 4.000 Liter Wasser und 1.500 kg Stahl eingespart werden konnten. Überdies wurden durch diese Bauweise ca. 7,5 Tonnen CO₂ gespart. Dabei ist das Objekt so resistent und langlebig gegen äußere Einflüsse, dass bei der Fahrbahn vollständig auf einen Oberflächenschutz verzichtet werden konnte. 

Langlebigkeit

Hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit und der Lebensdauer eines Gebäudes kann die nichtmetallische Bewehrung in doppelter Hinsicht vorteilhaft sein. Erstens sind damit errichtete Objekte langlebiger und zweitens können sie u.a. zur Sanierung von Gebäuden dienen, bei denen aus statischen Gründen andere Maßnahmen (aufgrund deren höheren Eigenlasten) unmöglich wären. Beispielsweise hat eine Stahlbetonbrücke, je nach Bauweise und Nutzung, eine durchschnittliche Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren. Um diese zu erreichen sind jedoch zahlreiche Maßnahmen erforderlich, z.B. muss der Beton durch Deckschichten, wie Asphalt oder ein Flächenbeschichtungssystem geschützt werden, was einen zusätzlichen CO₂-Ausstoß zur Folge hat. Da nichtmetallische Bewehrung nicht korrodiert, kann ein großer Teil der Wartungsarbeiten entfallen.

Die nichtmetallische Bewehrung ist zur Sanierung von Parkhäusern und Tiefgaragen geeignet. (Bild: Solidian)  

Sanierung und Nachverdichtung

Die Anzahl sanierungsbedürftiger Parkhäuser und Tiefgaragen ist aktuell sehr hoch. Die betroffenen Gebäude stammen häufig aus den 60er Jahren und deren Stahlbewehrungen sind durch Tauwasser geschädigt. Zudem wurde ihre Tragfähigkeit für wesentlich kleinere und z.T. leichtere Fahrzeuge ausgelegt. Verantwortliche stehen vor der Frage, wie der Altbestand unter Erhaltung vorhandener statisch tragender Bauteile verstärkt werden kann. Dafür gibt es, laut Solidian mehrere effiziente Lösungen aus Carbonbeton.

Weitere Informationen können per E-Mail an Solidian angefordert werden.