Kreislaufwirtschaft und Materialvielfalt Hallen- und Gewerbebau: Neue Marktchancen durch innovatives klimaneutrales Bauen

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Photovoltaik auf dem Dach, Holz in der Außenfassade und im Gebäudeinneren: Viele Gewerbebauten und Hallen entstehen heute im energieeffizienten Stil. Um die klimapolitischen Ziele zu erreichen, fordern Experten außerdem eine echte Kreislaufwirtschaft.

Lais Holzbau
Auch wenn der Rohstoff Holz merklich kostspieliger ist, bietet er für Lais viele unersetzliche Vorzüge. – © Wolfgang Armbruster/Blendwerk Freiburg

Karl Lais hat turbulente Zeiten hinter sich. Im anliegenden Schwarzwald findet der Geschäftsführer von Lais Holzbau zwar genug Fichten und Tannen für seinen Zimmereibetrieb in Schönau vor. Doch muss er dafür viel mehr als noch vor zwei Jahren bezahlen. „Während uns ein Kubik­meter Leimholz sonst 450 Euro netto gekostet hat, lag er im vergangenen Sommer bei mehr als 1.000 Euro“, klagt Lais, der den Beruf des Zimmerers gelernt und ein Ingenieursstudium abgeschlossen hat. Den Rohstoff kann er daher aus mehreren Perspektiven bewerten – und schätzt ihn: „Holz mag teurer geworden sein, doch führt beim energieeffizienten Gebäudebau künftig kein Weg daran vorbei.“

Unter seinen Hybridbau-Projekten, wie Gebäude aus mehreren Baustoffen wie Beton, Stahl und Holz bezeichnet werden, ist der neue Firmensitz von TCL Consulting in Umkirch bei Freiburg. Der Fulfillment-Spezialist lagert, verpackt und versendet Produkte wie Schuhe oder Textilien. Für die komplexe Logistik ließ sich TCL von Lais Holzbau eine neue Lagerhalle bauen. Die Halle ist 2.000 Quadratmeter groß, muss aber nicht aktiv klimatisiert werden. Denn für die gute Raumluft sorgt der natürliche Rohstoff Holz. „Die teils empfindlichen Produkte der Firma können bedenkenlos gelagert werden“, bestätigt Lais. Für den Firmenchef, der sich 1988 dem Netzwerk der Zimmer-Meister-Haus-Gruppe angeschlossen hat, erfüllt Holz die ökologischen Anforderungen besser als jeder andere Baustoff: „Es wächst umweltfreundlich im Wald, nutzt Sonnenenergie, speichert Kohlenstoff und absorbiert Luftschadstoffe“, zählt er auf.

Beton und Stahl für die Statik

Der mit der Halle verbundene Verwaltungs-Neubau im Kfw-55-Standard erstreckt sich auf 700 Quadratmetern und vier Stockwerken. „Die verschiedenen Materialien haben wir so eingesetzt, dass sie wirtschaftlich, aber auch ökologisch sinnvoll sind“, erklärt Lais. „Während Beton und Stahl die Statik absichern sowie Brand- und Schallschutz gewährleisten, haben wir Holz überall dort verwendet, wo wir eine schöne Optik und Atmosphäre brauchen.“ Sowohl im Inneren der Räume als auch bei den Außenwänden, wo der Baustoff das Gebäude im Sommer kühl und im Winter warm hält. Der Energiebedarf ist daher erstaunlich niedrig. „Die Mitarbeiter des Gaswerks, die jährlich dreimal zur Ablese kommen, möchten am liebsten den Zähler aus- und einbauen, weil sie es immer noch nicht glauben können, dass er läuft“, schmunzelt der Unternehmer. Dafür sorgt auch die Photovoltaikanlage auf dem Dach.

Mit der nachhaltigen Bauweise, die Lais für viele Gewerbe- und Hallenbauten umsetzt, sieht er sich für die aktuellen Verordnungen bestens gerüstet. Erst im vergangenen Dezember legte die EU zusammen mit der Bundesregierung eine überarbeitete Gebäuderichtlinie mit verbindlichen Eckdaten vor. Die Richtlinie ist Teil des klimapolitischen Großpro­jektes „Fit for 55“, mit dem die gesamte europäische Gesetzgebung in Energie- und Klimafragen neu aufgestellt werden soll. Danach sollen bis 2027 alle kommerziellen oder öffentlichen Gebäude auf der EU-Energieeffizienzskala mindestens die Klasse „F“ erreichen und anschließend bis 2030 die Klasse „E“. Alle Neubauten sollen bis 2030 emissionsfrei sein. Für Karl Lais bedeutet das vor allem dreierlei: „Wir brauchen eine hochwärme­gedämmte Außenhülle, Solarstrom auf dem Dach, um fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas zu ersetzen, und eine Konstruktion, die optimalen Schall- und Brandschutz gewährleistet.“ Bei seinem Gewerbeprojekt TCL Consulting kann er hinter jeden Punkt einen grünen Haken setzen.

Effizienzpolitik: Klimaneutral bis 2050

Die EU-Kommission hat am 15. Dezember 2021 die Richtlinie über die Gesamtenergie­effizienz von Gebäuden vorgelegt. Das gesetzliche Rahmenwerk soll für die Klimaneutralität aller Gebäude in der EU bis zum Jahr 2050 sorgen und ist Teil des „Fit for 55“-Pakets im Rahmen des European Green Deal. Ziel ist es, den Ausstoß von Treibhausgasen in der EU bis 2030 um mindestens 55 Prozent im Vergleich zu 1990 zu reduzieren und Europa bis 2050 klimaneutral zu machen. Die Gebäuderichtlinie spielt dabei eng mit der Energie­effizienzrichtlinie zusammen.

Von A+ bis H: Die neun Energieeffizienzklassen

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) teilt Gebäude in verschiedene Energieeffizienzklassen ein, die auf dem Energieausweis in einer Farbskala mit den Buchstaben A bis H in alphabetischer Reihenfolge dargestellt werden. Gemessen an den Daten für den Endenergiebedarf in Kilowattstunden (kWh / (m²a)) und für die ungefähren jährlichen Energiekosten pro Quadratmeter Wohnfläche (in Euro) kann ein Haus in die Energieklassen eingeordnet werden. Das Energiesparhaus oder ein Niedrigenergiehaus ist bei Neubauten heute Pflicht. Zur Auswahl stehen zahlreiche ehrgeizigere Energiestandards, zum Beispiel das KfW-Effizienzhaus, das Passivhaus oder das Plusenergiehaus und Aktiv-Plus-Haus.

EnergieeffizienzklassekWh/m²aGebäude-Beispiel
A+weniger als 30KfW-Effizienzhaus 40, Passivhaus
A30-50Niedrigstenergiehaus, 3-Liter-Haus oder KfW-Effizienzhaus 55
B50-75Niedrigenergiehaus
C75-100KfW-Effizienzhaus 100
D100-130kompakte Neubauten, qualitativ hochwertig sanierte Bestandsgebäude mit einer effizienten Heizung und guter Dämmung
E130-160sanierte Altbauten, die die Mindestanforderungen des GEG einhalten
F160-200vollständig sanierte Altbauten, die die Vorgaben des GEG an ein Energieklassen-Haus für Bestandsimmobilien erfüllen
G200-250teilweise modernisierte und isolierte Altbauten; häufig nur rudimentär gedämmt nach der ersten Wärmeschutzverordnung von 1977 und mit einer neuen Heizung versehen
H250 und mehrin dieser schlechtesten der Energieeffizienzklassen für ein Haus befinden sich hauptsächlich völlig unsanierte Altbauten und Gebäude, die unter Denkmalschutz stehen

Doch auch, wenn Lais bei seinen Neubauten so viel wie möglich mit Holz arbeitet, hat auch Beton seine Berechtigung. „Der Baustoff lässt sich bei der Absicherung der Statik nicht ersetzen“, stellt er fest. Das Problem dabei ist: Zement als der Hauptbestandteil von Beton verantwortet bis zu acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen. Die CO2-Belastung entsteht durch das bei der Zementherstellung verwendete Kalzium, das über die Verbrennung von Kalkstein gewonnen wird.

Kreislaufwirtschaft etablieren

Einen Ausweg sehen Experten im Re­cycling von Beton, der bei Abbrucharbeiten entsteht – und klassischerweise als Abfall bezeichnet wird. Nun soll dieser Bauschutt für neue Bauvorhaben eingesetzt werden, ganz im Sinn einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. In einer Diskussion über nachhaltiges Bauen und Klimaneutralität im Bauwesen, die die Plattform Builtworld neulich anregte, kommt für Barbara Metz, stellvertretende Bundes­geschäftsführerin der Deutschen Umwelthilfe, der Aspekt der Weiter- und Umnutzung von Gebäuden samt der dort enthaltenen Materialien noch viel zu kurz. „Bisher betrachten wir bei Gebäuden vor allem die Nutzungsphase“, kritisiert Metz, für die nachhaltiges Bauen viel weiter greift. Dazu steht für sie die Wiederverwertung von Materialien, wenn ein Gebäude zurückgebaut wird, ganz oben an.

Das Recycling-Prinzip gilt längst nicht nur für Beton, sondern auch für den natürlich nachwachsenden Rohstoff Holz. „Bisher wird Holz nur thermisch wiederverwertet“, stellt die Umwelt­expertin klar. Bereits benutzte Materia­lien zu verbrennen, zu deponieren oder wiederzuverfüllen habe jedoch nichts mit einer seriösen Kreislaufwirtschaft zu tun. Experten sprechen dabei von „Downcycling“. Ein „Upcycling“ meint, einem Baustoff ein zweites Leben in gleicher Qualität zu ermöglichen. Zudem sollten auch keine Materialverluste entstehen. Bei Holz etwa wird beim Gebäudebau extrem viel Verschnitt produziert – aus Sicht ressourcensparenden Bauens ein Malus.

Auf Materialienvielfalt achten

Der derzeit geyhpte Rohstoff Holz hält damit auch eine Schattenseite parat. Schnell wachsende Bäume anzupflanzen, um möglichst viel Holz zu ernten, sei keine nachhaltige Waldbewirtschaftung, findet Metz: „Bis Bäume CO2 binden, sind sie in den ersten Jahren eine CO2-Quelle.“ Besser sei es dagegen, auf eine breite Ausgewogenheit bei den Materialien zu achten und sie so lange wie möglich in Nutzung zu halten, fordert sie. So weit, so gut. Doch wie lässt sich feststellen, wo sich welche Materialien derzeit befinden?

Bisher gibt es für den Verbleib der Baustoffe, die derzeit in Umlauf sind, keinerlei Anhaltspunkte. Die Digitalisierung soll das künftig richten. Über einen Gebäudematerialpass, wie er bereits in Ländern wie den Niederlanden existiert, ließe sich dokumentieren, wann, wo und in welcher Qualität einzelne Baustoffe bis hin zu Schrauben vorhanden sind: bei Neubauten genauso wie bei Sanierungen. Ein schöner Nebeneffekt: Wenn im Detail vorliegt, welche Materialien ein Gebäude enthält, ist es viel leichter zu reparieren.

Die Basis für eine solche akkurate Dokumentation liefert die digitale Bau-Methode Building Information Modeling. Mit BIM lassen sich eingesetzte Baustoffe im elektronischen Materialpass erfassen und dort über ihre gesamte Lebenszeit monitoren. Weil über BIM außerdem alle Projektbeteiligten untereinander koordiniert werden, entsteht gleichzeitig mehr Tempo auf der Baustelle. Karl Lais konnte seinen Gewerbebau mit der Lagerhalle in Umkirch über diese Methode erheblich beschleunigen. Allein deshalb, weil er durch die detaillierte Planung am digitalen Zwilling des Gebäudes einzelne Teile aus Beton und Holz für Außenbereich und Dachgeschoss in seinem Werk vorproduzieren konnte. „Auf der Bau­stelle haben wir die Bauteile dann innerhalb weniger Tage montiert.“

CO2-Ausstoss gleich vermeiden

Damit das Gebäude auch langfristig energiearm funktioniert, muss die intelligente Steuerung der Haustechnik von Anfang an mitgeplant werden. Eine Studie des Digitalverbands Bitkom hat ergeben, dass sich durch eine smarte Steuerung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, aber auch bei der Warmwassererzeugung und Beleuchtung bis zu 14,7 Millionen Tonnen CO2-Emissionen einsparen lassen. Das entspricht fast 30 Prozent des im Klimaschutzgesetz formulierten Ziels für den Bausektor.

Ein Beispiel dafür ist das Projekt Westhouse in Augsburg: Als Multifunktionsgebäude beherbergt es Büroflächen, einen Veranstaltungsbereich und sogar ein Hotel sowie eine Turnhalle, dazu gibt es eine zweigeschossige Tiefgarage. Alle oberirdischen Geschosse sind in Holzhybridbauweise gebaut, die unteren aus Stahlbeton. „Der Baustoff unterstützt die Statik und dem Brandschutz“, erklärt Christian Tanzer, Leiter des Planungsteams bei 4Wände. Schon in der ersten Entwurfphase legte er ein solides Energiemanagement fest: Für die Grundtemperierung und Warmwassererwärmung hat er sich für die Fernwärme der Stadtwerke Augsburg entschieden. Das Erdgeschoss wird über Bauteilaktivierung und die Turnhalle über Deckenstrahlplatten beheizt. Dazu ist ein Wärmepumpensystem verbaut, das seine Energie über die Photovoltaikanlage auf dem Dach erhält. „Mit einer soliden integralen Planung können CO2-Emissionen von Anfang an vermieden werden“, sagt Tanzer. Dazu zählt zum Beispiel, auf die Verschattung zu achten, sodass ein Bau etwa nur in bestimmten Bereichen gekühlt werden muss. „Ist das gegeben, reicht es bereits aus, das Gebäude nur mit einer Low-Tech-Variante auszustatten“, sagt Tanzer. Das spart nicht nur Energie, sondern auch Geld.

Nutzungszeitgesteuertes Gebäude

Seine Firma rüstet aber auch bestehende Gebäude mit smarter Technik nach. Bei der konkreten Umsetzung greift 4Wände dabei auf ihre eigene Ausführungsabteilung mit Zimmerern, Holztechnikern und Schreinern zurück. „Wenn ein älteres Gebäude nutzungszeitgeführt geregelt wird lässt sich viel Energie sparen“, weiß der Planer. Bei Sanierungsfällen lohnt jedoch der Blick auf das Ganze: „Eine intelligent gesteuerte Heizung kann sehr effizient funktionieren, wenn aber das Dach oder die Fenster in schlechtem Zustand sind, ist wenig gewonnen.“

Bei der Bewertung eines Gebäudes hinsichtlich der Energieeffizienz ist für Tanzer daher die CO2-Bilanz ausschlaggebend, weniger der Einsatz bestimmter Materialien. „Eine Lobby von Herstellern, die ihre Materialien anpreisen, kann leicht in die Irre führen“, warnt er.

Für die fachkundige Bewertung und Nachrüstung von Gebäuden bietet die BAFA mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) verschiedene Förderprogramme: vom Einsatz von verbesserter Anlagentechnik und Heizungsanlagen bis hin zu Maßnahmen an der Gebäudehülle. Tanzer, der mit seiner Firma solche Sanierungsfahrpläne erstellt, sieht eine steigende Nachfrage im Markt. Erst vor Weihnachten informierte 4Wände ihre Kunden über die Förderung, die für die Beratung allein 80 Prozent der Kosten erstattet.

Stroh als Dämmstoff

Das Westhouse wurde zwar erst Ende 2020 fertiggestellt, doch ist man bei 4Wände schon heute einen Schritt weiter. „Bei künftigen Projekten werden wir bei der Dämmung weg von Mineralwolle gehen, da der Stoff bei der Herstellung viel Energie benötigt“, sagt der Planer. „Als Alternative würden wir gerne Stroh einsetzen. Der Dämmstoff bietet ähnlich guten Schall- und Wärmeschutz, ist genormt und zugelassen.“ Da er zudem keine künstlichen Zusätze hat, kann er einfach recycelt werden und erleichtert so den Rückbau von Gebäuden. Tanzer rechnet jedoch nicht mit einer kompletten Umstellung auf den Dämmstoff, schon gar nicht von heute auf morgen.

Genausowenig wird das auch bei Holz der Fall sein. Karl Lais ist daher optimistisch, dass sich der Preiskampf ums Holz wieder entspannt. Derzeit muss er ein weiteres Problem meistern. Im Schwarzwald findet er zwar genügend Nachwuchskräfte vor, die sich für eine Zimmererlehre entschieden haben. Doch wünscht er sich angesichts der fortschreitenden Digitalisierung eine Ausbildung, die an die immer technischeren Anforderungen angepasst ist. „Je mehr wir maschinell anfertigen, desto besser müssen Mitarbeiter qualifiziert sein“, erklärt er. „Da muss noch einiges passieren.“

Energieeffizientes Gebäude: Vier Merkmale

Ist ein Gebäude gut gedämmt und luftdicht umhüllt, kann die Energie nicht so schnell entweichen, so wie das bei vielen älteren unsanierten Bauten der Fall ist. Auch Lüftungsanlagen sorgen für Energieeffizienz.

  1. Ein optimaler Wärmeschutz der Gebäudehülle
    Außenwände, Dach, Kellerdecke und oberste Geschossdecke sind gut gedämmt und auch die Fenster haben einen guten Wärmeschutz.

  2. Eine luftdichte Gebäudehülle
    Sie sorgt dafür, dass die Dämmung ihre Aufgabe auch optimal erfüllen kann und die Wärme im Haus bleibt. Außerdem verhindert eine luftdichte Gebäudehülle Tauwasser in der Baukonstruktion, worüber Bauschäden entstehen können.

  3. Nutzung erneuerbarer Energien
    Solarthermie, Heizen mit Holz oder Nutzung der Umweltwärme durch eine Wärmepumpe – das Gebäudeenergiegesetz (GEG) 2020 schreibt Bauherren vor, dass sie einen Teil ihres Wärmebedarfs aus erneuerbaren Energien decken müssen.

  4. Lüftung mit Wärmerückgewinnung
    Gegen Lüftungsanlagen gibt es viele Vorbehalte, doch in einem energieeffizienten Haus sorgen sie für eine zusätzliche Energieeinsparung und das richtige Maß Frischluft.