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DETAIL Research 22.09.2016 | Institut für Baubetrieb | TU Darmstadt | Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc D. Blesinger 1
Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. Motzko MSc Dipl.-Ing. D. Blesinger
DETAIL Research Frankfurt am Main 22.09.2016
Abbruch und Bauen im Bestand –Rückgewinnung von Rohstoffen
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Gliederung
• Motivation
• Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch undBauen im Bestand – Forschungsprojekt
• Urban Mining PRRIG (Rohstoffdepot) - Forschungsprojekt
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Motivation
Quellen: BGL; Motzko; Klingenberger
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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 gebrachtwerden;Sanierungsbedarf im Gebäudebestand, BMWi, 2014
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84%1499 WE
12,5%232 WE
3,5%69 WE
96,5% 100%
Motivation
Bezahlbarer Wohnraum - Bauprogramm 2015-2026 der BGL (80 Mio. €)Sanierung im laufenden Betrieb bei 70% der Objekte – Neubau untergeordnetGrundsatz: Bezahlbarer Wohnraum; 10% unter der ortsüblichen Vergleichsmiete
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Motivation
Bauprogramm 2015-2026: Sanierung Wohnhochhaus Langen im laufenden BetriebInvestitionsvolumen: ~10 Mio. €; 24 Monate
Frage nach der soliden Kalkulation der Baukosten und der Bauzeit beim Bauen im Bestand / Abbruch
Quelle: Baugenossenschaft Langen
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Motivation
Bauprogramm 2015-2026Sanierung Wohnhochhaus Langen im laufenden Betrieb
Fassadendämmung
Dachhaut und Dachdämmung
Brandschutz-ertüchtigung DachTGA
Altfenster-Recycling
Quellen: Motzko; Rewindo
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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!
Motivation - Expertenbefragung
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Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch und Bauen im Bestand - Forschungsprojekt
Bewertungsmatrix für die Kostenplanung beim Abbruch undBauen im Bestand - Datenbanksystem zur Analyse und Bewertung in Bezug auf Kosten, Technologien und Dauern
Kurztitel: Bewertungsmatrix für Abbruchmaßnahmen
Projektlaufzeit: Oktober 2013 - September 2015
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Ursprung
Ermittlung der Rückbaukosten der Kernkraftwerke in Lubmin und Rheinsberg
Quellen: EWN, Motzko
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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
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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)
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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.
Quelle: IfBB
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Reißen
Maschinelles Aufbrechen von Bauteilen mit Tieflöffel oderReißzahn. Hauptanwendungsgebiet: Aufbruch und Zerkleinern von Bodenplatten, Fundamenten und befestigten Flächen.
Quelle: IfBB
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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.
Quelle: IfBB
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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.
Quelle: IfBB
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Abbruchtechnologie - Stand der Technik
Quellen: mb, xcentricripper; gtb; Komatsu;
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Komplexität der rechtlichen Rahmenbedingungen
Abbruchvorbereitung
Abbruchdurchführung
Abbruchentsorgung
Quelle: IfBB
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Bewertungsmatrix - Struktur
Download: bbsr.ddns.net
Quelle: IfBB
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Bewertungsmatrix - Ergebnis
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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
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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
• Dienstleistungskonzepte für die Revitalisierung von Immobilien
• Handlungsstrategien für historisch gewachsene Industrieareale
Projektleitung:Prof. Dr. Liselotte Schebek
Projektkonsortium
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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
Quelle: Motzko
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Grundidee: Ressourcen-Kataster
Gebäudetypologie
Ressourcenkennwerte(Fe, Al, etc.)
Komponententabelle
Spezifisch je Gebäudetypus
(Baujahr)
Geb
äude
kata
ster
Kataster von Industrie- & Gewerbegebäude in ausgewählten Projektgebieten
„Übertrag“- / Hochrechnung
(anhand BRI nach DIN 277-1)
Abschätzung „Ressourcen-
Inventar“
Quellen: Schebek et al.
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PRRIG: Gebäudesteckbrief
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Durchschnittliche spezifische Material-kennwerte für Büro- und Verwaltungsgebäude
Verteilung der Konstruktionstypen
(in %/m³)
Beispielhafte Durchschnittswerte der spezifischen Materialgehalte von Büro-und Verwaltungsgebäuden je Altersklasse (in kg/m³)
AltersklasseSSB, SSL, SSM
MMMMBB, SBM, SBB
SHM, SHL
FE-Metalle
KupferAlu-
miniumBeton
Mauer-werk & Ziegel
Holz Glas andere
Bis 1918 5% 75% 10% (10%) 23,64 0,24 0,22 161,12 119,44 1,61 1,93 2,28
1919 - 1948 10% 60% 20% (10%) 23,57 0,23 0,21 174,97 98,79 1,46 2,81 2,93
1949 - 1957 10% 70% 20% 0% 26,21 0,26 0,24 191,33 114,35 1,65 2,92 3,11
1958 - 1968 15% 55% 30% 0% 26,13 0,26 0,23 205,19 93,70 1,50 3,80 3,75
1969 - 1978 15% 35% 50% 0% 26,25 0,23 0,20 207,37 64,03 1,33 4,59 4,12
1979 - 1994 15% 25% 60% 0% 26,31 0,22 0,19 208,46 49,19 1,24 4,99 4,30
1995 - 2001 15% 20% 65% 0% 26,34 0,22 0,18 209,00 41,77 1,20 5,18 4,39
2002 + 15% 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 MauerwerkMMM…Massivbau aus Mauerwerk, MBB…Massivbau aus Beton, SBM…Skelettbau aus Beton mit Ausfachung aus Mauerwerk, SBB…Skelettbau aus Beton mit Ausfachung aus BetonSHM…Skelettbau aus Holz mit Ausfachung aus Mauerwerk, SHL: Skelettbau aus Holz mit Ausfachung aus Leichtbauelementen
Quelle: Forschungsvorhaben PRRIG-Techno-ökonomische Potenziale der Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Industrie- und Gewerbegebäude-Bestand [033R100](unveröffentlicht)
Oder
Berliner KonferenzRückgewinnung von Rohstoffen aus dem Industrie- und Gewerbegebäudebestand
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"COMMON LEARNING OUTCOMES FOR EUROPEAN MANAGERS IN CONSTRUCTION IV“
Number of the Project 2015-1-PL01-KA202-016454
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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-10.08.18.7-13.21, 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), http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.06.001
Wöltjen, Jan: Ein Beitrag zur ökologischen Bewertung von Abbruchverfahren im HochbauDissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2016
Löhr, M.; Motzko, C.: Planungsleistungen im Bereich von AbbrucharbeitenIn: Schwarz, J. (Hrsg.): Nachhaltigkeit und Innovation in Baubetrieb und Tunnelbau, Schriftenreihe,Institut für Baubetrieb, Universität der Bundeswehr, München, 2014 ISBN 978-3-8439-1418-5
Löhr, Michael: Planung von AbbrucharbeitenDissertation, 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, 26. -28.09.2012, Darmstadt
Klingenberger, Jörg: Ein Beitrag zur systematischen Instandhaltung von GebäudenDissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2007
Ebner, Torsten: Bauen im Bestand bei BürogebäudenDissertation, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, 2002