Langlebige Bauweisen in der LCA-Analyse

1. Einleitung und Motivation

Das Thema Ökobilanzierung i. V. m. Treibhausgasemissionen (kurz THG) im Gebäudebereich ist heute sowohl in der Sanierungs- als auch in der Neubauplanung nicht mehr wegzudenken. Doch es ist noch gar nicht so lange her, dass diese Themenbereiche nicht so präsent bei allen am Bau Beteiligten waren. Diesen Aufschwung verdanken wir u.a. den Entwicklungen in der europäischen und nationalen Klimapolitik, welche zur Beschleunigung einer Umsetzung auch die nationale Förderpolitik seit dem Jahr 2021 auf mehr Klimawirksamkeit und Einsparung von THG-Emissionen ausgerichtet hat.

Die Methodik der Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment, kurz LCA) wird durch die Normen DIN EN ISO 14040 [1] und 14044 [2] beschrieben. Die ökologische Betrachtung von Bauprodukten erfolgt mit zusätzlichen Rahmenbedingungen die durch die DIN EN 15804 [3] gegeben sind. Gebäudeökobilanzen sind normgerecht nach DIN EN 15978 [4] zu berechnen und für den vollständigen Gebäudelebenszyklus durchzuführen. Der Betrachtungshorizont für Gebäudeökobilanzen ist im Rahmen der Nachhaltigkeitszertifizierung und der förderpolitischen Rechenregeln nach dem Qualitätssiegel Nachhaltiges Gebäude (kurz QNG) in Deutschland auf 50 Jahre festgelegt. Aus dem Verhältnis der Gebäudenutzungsdauer und der technischen Nutzungsdauer eines (Bau-)Produktes ergibt sich die Austauschhäufigkeit im Gebäudelebenszyklus, welche für die Bilanzierung in der BBSR-Nutzungsdauertabelle [5] aufgeführt ist. Für gebäudebezogene THG-Emissionen ist ein 50-jähriger Betrachtungszeitraum deutlich zu kurz angesetzt, wenn man bedenkt, dass Gebäude – und hier vor allem Wohngebäude – für weitaus längere Zeiträume und für mehrere Generationen errichtet werden. So ist es nicht weiter verwunderlich, dass Bauweisen, welche vor allem in der Herstellung der Materialien für die tragenden Konstruktionen hohe Treibhausgasemissionen sowie eine lange technische Nutzungsdauer aufweisen, den Vorteil ihrer Langlebigkeit ökologisch nicht ausspielen können. Die festgelegte Berechnungsmethode „schneidet“ nach Ablauf der 50 Jahre ab und geht von einem anschließenden Abriss des Gebäudes aus. Dies hat zur Folge, dass die verwendeten Ressourcen, die im Gebäude bzw. in dessen Konstruktionen gebunden sind, nicht gleichmäßig auf die Anzahl der tatsächlichen Nutzungsjahre, sondern gemäß Vorschrift lediglich auf die Gebäudenutzungsdauer von 50 Jahren verteilt werden. Man könnte hier also von einem „ökologischen Restwert“ sprechen.

Die politische Ausrichtung favorisiert die effiziente und nachhaltige Nutzung von vorhandenen Ressourcen und die Kreislauffähigkeit von Gebäuden bzw. der verbauten (Bau-)Produkte. Im Fachjargon wird dies mit dem Prinzip „cradle-to-cradle“ bezeichnet. Die aktuelle Berechnungsmethodik für eine LCA von Gebäuden impliziert jedoch vielmehr eine „cradle-to-grave“-Systematik. Somit wird vielmehr eine Lenkungswirkung hin zu kurzlebigen, rückbaufähigen Bauweisen entfaltet.

Der vollständige Artikel kann in der Fachzeitschrift „nbau“ 3.Jahrgang, Heft 6 (2024) nachgelesen werden [6].

2. Zielsetzung der „Kurzstudie zum Anteil der Ziegelgebäude über die Baualtersklassen des deutschen Gebäudebestandes“

Die in der Einleitung beschriebene Problematik betrifft v.a. massive, mineralische Bauweisen wie die Ziegelbauweise, welche sich nachweislich über Jahrhunderte bewährt hat. Um den wissenschaftlichen Grundstein für eine angemessene Berücksichtigung langlebiger Bauweisen zu schaffen, wurde im Auftrag des Bundesverbandes der Deutschen Ziegelindustrie e.V. im Sommer 2023 durch das Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. (FIW) eine Studie erarbeitet [7]. Ziel dieser Studie war es, den Anteil der Ziegelbauweise für den Gebäudebestand in Deutschland für einen möglichst langen Zeitraum zu ermitteln. Zusätzlich sollte dieser Anteil möglichst nach Baualtersklassen ähnlich den bereits existierenden Klassen für die energetische Gebäudequalität [8] dargestellt werden.

3. Auswertung vorhandener statistischer Daten

Für die wissenschaftliche Herleitung des Anteils der Ziegelbauweise in Deutschland musste zunächst eine verlässliche Datengrundlage geschaffen werden. Dafür wertete das FIW zum einen lange Datenreihen des statistischen Bundesamtes (Destatis) für Baugenehmigungen und Baufertigstellungen und zum anderen vielfältige, bereits zu diesem Thema durchgeführte, Studien aus.

3.1. Wohngebäudebestand in Deutschland

Nach Angaben des statistischen Bundesamtes [9] gab es im Jahr 2022 in Deutschland ca. 19,5 Mio. Wohngebäude, in denen sich rund 41,9 Mio. Wohneinheiten befanden.

In »Bild 1 ist die Verteilung der Wohngebäude nach den Baualtersklassen bzw. dem Baualter dargestellt. Diese Verteilung wurde im Rahmen der „dena-Leitstudie Integrierte Energiewende“ [10] erarbeitet und aus einem vom FIW München und dem ITG Dresden entwickelten Gebäude- und Anlagenmodell abgeleitet. Das Gebäudemodell ist in der Studie „Klimaneutralität 2045 - Transformation des Gebäudesektors“ [11] ausführlich beschrieben.

Ab dem Jahr 1994 wurde zusätzlich die Anzahl an fertiggestellten Wohngebäuden entsprechend der konkreten Baufertigstellungszahlen des statistischen Bundesamtes berücksichtigt und in die Verteilung eingearbeitet.

Die Datenreihen des statistischen Bundesamtes für jährliche Baufertigstellungen sowie die Zahlen für die jährlichen Bauanträge nach überwiegend verwendetem Baustoff reichen im ersten Fall nur bis zum Jahr 2000, im zweiten Fall bis zum Jahr 1980 zurück. Damit lassen sich keine Zeiträume mit mehr als 50 Jahren abbilden. Um also vor allem die weiter in der Vergangenheit liegenden Datenreihen erfassen zu können, wurde auf die Produktionsdaten des Bundesverbands der Deutschen Ziegelindustrie e.V. zurückgegriffen (siehe Kapitel 3.2). Diese reichen bis ins Jahr 1949 zurück und wurden mit den Daten des statistischen Bundesamtes für die Zeiträume 1980 bzw. 2000 bis 2022 abgeglichen.

3.2. Produktionsstatistiken der Ziegelindustrie

Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e.V. bündelt als Wirtschafts- und Arbeitgeberverband seit über 150 Jahren viele Anliegen der Ziegelindustrie. Hier laufen die Zahlen über die Herstellung von Ziegelprodukten, über die Anzahl der Betriebe und deren Mitarbeiter zusammen und werden in Form eines jährlichen Berichtes veröffentlicht. Die archivierten Jahresberichte reichen bis 1949 zurück (siehe »Bild 2) und lieferten so einen wichtigen Input für die durchzuführende Studie über die tatsächlich produzierten Mengen an Mauerziegeln.

4. Methodik zur Erfassung des Anteils von Ziegelbauweisen im Wohngebäudebestand nach Baualtersklassen

Für die Ermittlung des Anteils an Ziegelgebäuden im deutschen Gebäudebestand mussten also die Daten aus den unterschiedlichen Quellen geordnet, auf ihre zeitliche Überschneidung hin überprüft und in eine chronologische Reihenfolge gebracht werden (siehe »Bild 3).

Aus den Schnittmengen der verschiedenen Datenreihen ergeben sich drei verschiedene Bereiche, welche für eine wissenschaftliche Herleitung des Anteils an Gebäuden in Ziegelbauweise in ihrer Reihenfolge wie folgt ausgewertet und analysiert wurden.

Bereich 1 (1980 bis 2022): Überschneidung und sehr gute Übereinstimmung von Destatis-Daten (Baufertigstellungen & Baugenehmigungen nach überwiegend verwendetem Baustoff) und Ziegelproduktionsdaten -> direkte Ermittlung des Ziegelanteils

Bereich 2 (1961 bis 1979): Überschneidung der Datenreihen von Destatis (Baufertigstellungen & Baugenehmigungen ohne Angaben zum verwendeten Baustoff) und Ziegelproduktionsdaten -> indirekte / angepasste Ermittlung des Ziegelanteils

Bereich 3 (1949 bis 1960): keine Destatis-Daten vorhanden, nur Ziegelproduktionsdaten à Hochrechnung (wissenschaftlicher Ansatz) auf Grundlage der Übereinstimmungen für die Bereiche 1 und 2

Für die Übertragung der gesicherten Ergebnisse aus dem Bereich 1 auf weiter in der Vergangenheit liegende Zeiträume, wurde ein Jahres-Verhältniswert aus überwiegend fertiggestellten Ziegel-Gebäuden (nach Destatis) und den Ziegelproduktionsmengen (BV Ziegel) gebildet (siehe »Bild 4). Anhand der hier dargestellten Verhältniswerte lässt sich sehr gut die Entwicklung der Ziegelprodukte hin zu den heute verbreiteten und gängigen hochwärmedämmenden Hochlochziegeln ablesen. Die Einführung der 2. Wärmeschutzverordnung 1984 und der Energieeinsparverordnung im Jahr 2002 hatte deutlich höhere Anforderungen an den Wärmeschutz zur Folge. Im Zuge dessen wurden Mauerziegelprodukte optimiert und deren Wärmeleitfähigkeit verbessert, was u.a. auch mit einer größeren Dicke des Mauerwerks einherging, also mit einem größeren Ziegelvolumen je verbautem m² Außenwand. Dies ist deutlich in den Jahren nach 1984 und 2002 durch die niedrigeren Verhältniswerte in »Bild 4 erkennbar.

Aus den errechneten Verhältniswerten nach »Bild 4 konnten für den Zeitraum von 1961 bis 1979 unter Zugrundelegung des Wohngebäudeanteils, welcher mit 90% [7] ermittelt wurde, und der Destatis-Daten für Baufertigstellungen die Ziegelanteile ermittelt werden. Für die Zeit vor 1960 wurden mit den bis dahin ermittelten Verhältniswerten und den Ziegelproduktionsdaten die Anteile der Ziegelbauweise extrapoliert. Dafür wurden die qualitativen Aussagen diverser Studien zur Erfassung von Außenwandmaterialien in Wohngebäuden, z.B. IWU [11], ZUB-Katalog [12] oder Initiative kostengünstig qualitätsbewusst Bauen [13], mit einbezogen.

Die Zusammenfassung der ausgewerteten Datenreihen und durchgeführten Berechnungen zeigt den Anteil von Wohngebäuden in Ziegelbauweise über einen zusammenhängenden Zeitraum von 104 Jahren (1918 bis 2022) und ist in »Bild 5 grafisch dargestellt.

Damit gelingt erstmalig die Auswertung von statistischen Daten über Ziegelgebäude und andere Materialität über einen mehr als 100-jährigen Zeitraum sowie eine Clusterung nach Baualtersklassen.

Im Kern lassen sich die Studienergebnisse anhand von »Bild 5 wie folgt zusammenfassen:

Über zwei Drittel des deutschen Wohngebäudebestands mit einem Alter von deutlich mehr als 50 Jahren wurden in Ziegelbauweise errichtet.

Je älter der Wohngebäudebestand, desto höher fällt der Anteil an Ziegelbauweisen aus.

Die Studienergebnisse zeigen, dass die Lebensdauer von Gebäuden, die in Ziegelbauweise errichtet wurden, deutlich länger als 50 Jahre ist.

5. Zusammenfassung und Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die durchgeführte Studie den Beweis für die Langlebigkeit der Ziegelbauweise erbringt. Berücksichtigt man im Hinblick auf die eingangs formulierte Fragestellung zusätzlich die Anpassungsfähigkeit des Baustoffes an zukünftige Regularien und Klimata, seine Robustheit gegenüber äußeren und inneren Havarien, seine dauerhafte Beständigkeit der bauphysikalischen Grundeigenschaften sowie seine Sanierfähigkeit (Eignung zur baukonstruktiven Kombination mit anderen Baumaterialien), so wird klar, dass diese nachhaltigen Eigenschaften bei einer Gebäude-LCA über lediglich 50 Jahre nicht vollständig abgebildet werden.

Es besteht demnach noch Forschungsbedarf, wie die langlebige Nachhaltigkeit, wie sie hier am Beispiel des Baustoffes Ziegel dargestellt werden konnte, sinnvoll in bestehende Regularien integrierbar ist. Hierzu gibt es bereits Vorschläge für mögliche Ansätze aus dem Jahr 2012 (König, 2012 [15]) wie mit einem Rest-Nutzungspotenzial und einem ökologischen Restwert von langlebigen Baukonstruktionen nach dem Ende des Betrachtungszeitraumes von 50 Jahren umgegangen werden könnte.

Diese Ansätze sollten diskutiert und weiterentwickelt werden, da gemäß der Abfallhierarchie nach dem Kreislaufwirtschaftsgesetz eine Weiternutzung von Ressourcen ökologisch sinnvoller anzusehen ist als ein Gebäudeabriss und ggf. Materialentsorgung. Um also wichtige Impulse für mehr Ressourceneffizienz zu setzen, sollte demnach die Möglichkeit der Weiternutzung über den Betrachtungszeitraum hinaus in aktuellen Regularien angemessen berücksichtigt werden können.