Baubegleitforschung: Pilotprojekt für kreislaufgerechtes Bauen

Über lange Zeit hinweg entstand Architektur aus lokal verfügbaren Materialien und handwerklichen Techniken, die aufgrund ihrer Einfachheit im Aufbau weit verbreitet waren. Diese traditionellen Bauweisen basierten auf einem grundlegenden Verständnis für Materialeigenschaften und Klima und ermöglichten Reparatur- und Anpassungsarbeiten. Sie orientierten sich an den notwendigen Anforderungen wie Schutz und Nutzbarkeit.

Im Verlauf der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts verschob sich dieser Maßstab. Mit wirtschaftlichem Aufschwung und technischem Fortschritt wuchsen Komfortansprüche sowie Anforderungen an Sicherheit und Energieeffizienz. Gebäude wurden komplexer, spezialisierter und – paradoxerweise – kurzlebiger. Heute zeigt sich, wohin diese Entwicklung führt: steigende Baukosten, ein hoher Ressourcenverbrauch und ein enormer Anstieg an Bau- und Abbruchabfällen. Im Jahr 2022 wurde in Deutschland die Hälfte aller abgegangenen Gebäude abgerissen, um Neubauten Platz zu machen. Über die Hälfte davon stammte aus den Jahren 1949 bis 1986 – sie erreichten also kaum ein Menschenalter. Allein 2021 fielen laut Statistischem Bundesamt im Zuge von Bau- und Abbrucharbeiten 222 Mio. t Abfall an. Zwar werden über 80 Prozent davon recycelt, doch dieser Prozess ist energie­intensiv und selten wirklich kreislauffähig, da es sich überwiegend um Downcycling handelt: Materialien werden nicht in gleicher Qualität zurückgewonnen, sondern zu minderwertigen Produkten verarbeitet, die ihrerseits kaum erneut recycelbar sind und am Ende meist doch in der Deponie oder thermischen Verwertung landen.

Die Herausforderung liegt damit ebenso in der Technik wie in der Haltung. Eine Baukultur, die Dauer und Werterhalt wieder ins Zentrum rückt, könnte Abfall vermeiden, Ressourcen schonen und Stadtbilder formen, die von Kontinuität statt Austausch geprägt sind. Eben diese Haltung greifen Hochschulen und Forschungsinstitute auf und versuchen sie in verschiedenen Formaten an Studierende zu vermitteln. Neben Lehrformaten wie z. B. dem Masterstudiengang „Nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen“ der Universität Wuppertal gibt es auch an kleineren Hochschulen vermehrt Forschungsprojekte zum kreislaufgerechten Bauen: So begleitet Prof. Dr.-Ing. Susanne Schwickert von der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (TH OWL) mit ihrem Team derzeit sieben verschiedene Projekte.

Die Idee einer zirkulären Bauwirtschaft etabliert sich allmählich in den Curri­cula deutscher Hochschulen. Doch trotz der wissenschaftlichen Auseinandersetzung bleibt der Schritt von der Theorie in die Praxis herausfordernd: Umso wichtiger sind Projekte, die Forschung und Praxis miteinander verweben. Ein Beispiel dafür ist die so genannte Smart Recycling Factory.

Analyse der zirkulären Qualitäten

In Hille im Kreis Minden-Lübbecke, am äußersten Rand von NRW, treffen unterschiedlichste Abfall- und Recyclingprozesse aufeinander. Jährlich werden hier ca. 300 000 t Abfälle und Sekundärrohstoffe verarbeitet – ein rea­ler Ausschnitt der gesamten Wertschöpfungskette der Abfallwirtschaft. Aus dieser Ausgangslage entwickelte die Entsorgungswirtschaft Minden-Lübbecke (EMiL) die Vision, den Standort zu einem regionalen Kompetenz- und Innovationszentrum der Kreislaufwirtschaft auszubauen. Das architektonische Konzept für die bauliche Forschungsinfrastruktur entstand im Rahmen eines Wettbewerbs, den kleyer.koblitz.letzel.freivogel Architekten (Berlin) gemeinsam mit bbz landschaftsarchitekten (Berlin) gewannen.

Parallel dazu wurde ein interdisziplinäres Forschungsprojekt aufgebaut, gefördert durch das Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen und kofinanziert aus EFRE-Mitteln. Die TH OWL, die Hochschule Bielefeld und EMiL bündeln darin ihre Expertise, um die Smart Recycling Factory (SRF) als Pilotprojekt für kreislaufgerechtes Bauen nutzbar zu machen. Sie soll langfristig nicht nur ein technischer, sondern auch ein wissenschaftlicher und didaktischer Ankerpunkt werden – ein Ort, an dem Materialkreisläufe, Baukonstruktion und digitale Dokumentation forschungsbasiert weiterentwickelt und in konkrete Planungs- und Bauentscheidungen überführt werden.

Kern des Forschungsansatzes für den Bau ist die baubegleitende Untersuchung des Neubaus. Sie verknüpft frühe Planungsphasen, konstruktive Entscheidungen und spätere Bauprozesse so miteinander, dass Gestaltung, Wissenschaft und Praxis kontinuierlich in Austausch treten. In enger Abstimmung mit dem Architekturbüro werden konstruktive Varianten, Materialien und Verbindungen hinsichtlich ihrer zirkulären Qualitäten analysiert, erprobt und – wo sinnvoll – in den Bau integriert. Zirkuläre Qualitäten sind beispielsweise der Einsatz von Sekundärmaterialien, Demontierbarkeit der Konstruktion, Lösbarkeit von Verbindungen oder die Adaptierbarkeit der Räume. Die Smart Recycling Factory wird damit selbst zum Demonstrator einer Bauweise, die technische Innovation, architektonische Gestaltung und realitätsnahe Forschung nicht nebeneinanderstellt, sondern in einem einzigen Projektgebiet zusammenführt.

Unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Susanne Schwickert (Lehrgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau, TH OWL) sowie Prof. Dr.-Ing. Heiko Twelmeier (Baustofflehre, Baustofftechnologie und Baustoffprüfung, Hochschule Bielefeld, HSBI) arbeitet ein interdisziplinäres Team (siehe Infokasten rechts) daran, theoretische Prinzipien des kreislaufgerechten Bauens mit realen Planungs- und Bauprozessen zu verzahnen. Das Architekturbüro kleyer.koblitz.letzel.freivogel (kklf.architekten) wiederum, in diesem Projekt vertreten durch Alexander Koblitz, Peter Rieder und Jasper Krause, wird im Planungsprozess vom Forschungsteam begleitet. Aus dieser Konstellation entwickelt sich ein Reallabor, in dem Gestaltung, Wissenschaft und Baukonstruktion miteinander verwoben werden.

Wirkung durch strukturelle Entscheidungen

Zu Beginn der Baubegleitforschung der Smart Recycling Factory stehen die Untersuchung des Wettbewerbsentwurfs von kleyer.koblitz.letzel.freivogel sowie eine Recherche zum aktuellen Stand kreislaufgerechter Konstruk­tionen. Darauf aufbauend entwickelt das Forschungsteam mehrere konstruktive Varianten, die in Abstimmung mit dem Planungsbüro hinsichtlich technischer Umsetzbarkeit, normativer Anforderungen und baulicher Folgen geprüft werden. Damit entstehen Planungs- und Forschungsschritte, die zeitgleich verlaufen und über die sich beide Seiten gegenseitig informieren.

Parallel dazu werden Material- und Bauteilmengen erhoben und im Gebäude­ressourcenpass dokumentiert. Dieser dient als Instrument zur strukturierten Erfassung von Materialströmen, Trennbarkeit und potenziellen Wiederverwendungswegen und wird im Verlauf des Planungsprozesses fortlaufend aktualisiert.

Die wissenschaftliche Analyse umfasst außerdem die parallele Anwendung verschiedener Bewertungsmethoden wie dem Urban Mining Index, Madas-ter oder der Circular Platform von Concular. Identische Bauteile werden in mehreren Systemen modelliert, um konstruktive Varianten systematisch vergleichen zu können. Ergänzend erfolgen Untersuchungen von Materialien und Verbundschichten im Labor, insbesondere mit Blick auf Trennbarkeit, Materialeigenschaften und potenzielle Wiederverwendung.

Neben diesen analytischen Schritten begleitet das Forschungsteam die planerischen Prozesse inhaltlich: Es unterstützt bei der Entwicklung konstruktiver Alternativen, bei Detailbewertung und erarbeitet Vorschläge für Demonstrationsobjekte, die die zirkulären Konstruktionsprinzipien der Smart Recycling Factory sichtbar machen sollen. Zusätzlich werden relevante Normen, Leitfäden und laufende Standardisierungsaktivitäten ausgewertet, um Anforderungen, Schnittstellen und künftige Anpassungsbedarfe identifizieren zu können.

Schon jetzt lassen sich erste Ergebnisse und klare Entwicklungen erkennen. Besonders deutlich wird, dass zirkuläre Wirkung weniger in einzelnen ­Detailmaßnahmen liegt, sondern in strukturellen Entscheidungen: Einfache, trennbare Bauteilschichten, möglichst hohe Anteile an Sekundärrohstoffen und nachwachsenden Materialien sowie flexible Gebäudetypologien erzeugen messbare Vorteile, während kleinteilige Optimierungen in der Bilanz oft keine Relevanz entfalten. Gleichzeitig zeigt der kontinuierliche Abgleich von Planung und Bewertung, dass viele theoretische Forderungen zwar technisch sinnvoll, aber unter aktuellen Normen und Haftungsregeln schwer umsetzbar sind – ein Befund, der zukünftige regulatorische Anpassungen dringend nahelegt. Als wertvollstes Learning erweist sich jedoch die systematische Dokumentation: Durch den Gebäuderessourcenpass entsteht erstmals Transparenz über Materialströme, wodurch Potenziale und Zielkonflikte früh sichtbar werden. Ebenso bestätigt sich, dass das größte Zirkularitätspotenzial im Neubau oft im Post-Use-Bereich liegt – also in der späteren Demontierbarkeit und Wiederverwendung.

Die Baubegleitforschung der Smart Recycling Factory zeigt exemplarisch, was geschehen kann, wenn Forschung nicht im Nachhinein bewertet, sondern im Prozess selbst verankert wird. Damit Forschung zum zirkulären Bauen künftig weiterhin Wirkung entfalten kann, braucht es strukturelle Veränderungen auf mehreren Ebenen – vom politischen Rahmen bis zum Detail auf der Baustelle.

Zirkularität in Ausschreibungen vorgeben

Zu Beginn steht der regulatorische Rahmen: Öffentliche Bauherren könnten durch klar formulierte Ausschreibungen und Zielwerte die zirkuläre Qualität eines Gebäudes frühzeitig sichern. Hochschulen können hier beraten, bewerten und bei der Entwicklung solcher Vorgaben unterstützen. Je früher wissenschaftliche Expertise mit einfließt, desto größer der Einfluss auf Materialwahl, Konstruktion und Lebenszyklusentscheidungen.

Ebenso entscheidend ist die systematische Einbindung von Forschungsteams in Planungsprozesse. Wenn Architektur- und Ingenieurbüros frühzeitig durch Hochschulen begleitet werden, entsteht ein beidseitiger Erkenntnisgewinn: Forschende erhalten Einblick in reale Abläufe, Zwänge, Normen und Materialverfügbarkeiten – und erkennen Forschungslücken, die aus dem universitären Umfeld heraus alleine nicht sichtbar sind. Gleichzeitig profitieren Planende von präzisen Analysen, Materialexpertise und einer Reflexion, für die im Alltag oft die Zeit fehlt.

Das Miteinander ermöglicht zudem, dass Forschende Materialströme in Echtzeit erfassen, Kontakte zu Abbruchunternehmen oder regionalen Wertstoffhöfen knüpfen und dieses Wissen zurück in die Planungsprozesse spiegeln. So können Bauteilbörsen, regionale Materialpools oder digitale Stoffstromkataloge entstehen – und der abstrakte Begriff „Kreislaufwirtschaft“ wird zu einem konkreten Werkzeug für Architekturbüros. Dies soll in einem folgenden Forschungsprojekt untersucht werden. Auch eine stärkere Präsenz von Forschenden auf der Baustelle wäre wertvoll: Dort wird rasch deutlich, welche konstruktiven Ideale realisierbar sind und wo Sortenreinheit, Bauphysik oder Haftungsfragen Grenzen setzen.

Limitierende Gesetze, Normen und Standards

In Lehre und Forschung könne ein Ideal angestrebt werden, das frei von ökonomischen und regulativen Grenzen sei, sagt auch das Team von kklf.architekten. Forschung könne das vermeintlich Bewährte grundlegend hinterfragen. Dabei sei die große Herausforderung, das Systemische der Bauindustrie zu verstehen und die richtigen Stellschrauben zu benennen, wie diese langfristig grundlegend verändert werden können. „Und diese liegen weniger im baukonstruktiven und gestalterischen Sektor der Architektur“, so kklf.architekten, „als in den vielen weiteren Disziplinen, die das eigentliche Korsett des Bauens ausmachen, wie geltende Gesetze, Normen und Standards, die das Bauen entscheidend beeinträchtigen. Dies betrifft Haftungsfragen, Gewährleistungen auf Produkte und festgesetzte Qualitätsansprüche, die dem zirkulären Bauen zuwiderlaufen.“ Ihr Vorschlag: Für eine grundlegende Reform des Bauens müssten die Hochschulen eine beratende Beteiligung in den politischen Fachausschüssen und Normungs- und Rechtsausschüssen suchen. Für ambitionierte Architekten, die es ­ohnehin gewohnt seien, die engen baulichen Korsetts zu hinterfragen, könnten die neuen Anforderungen einer nachhaltigen Baupraxis eine ­stimulierende Herausforderung sein.

Mehr Transferprofessuren und Reallabore

Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn Hochschulen künftig verstärkt Transferprofessuren, kooperative Werkstätten und noch mehr Reallabore etablieren, in denen Studierende, Planende und kommunale Bauherren gemeinsam arbeiten – nicht als Ausnahmeprojekt, sondern als reguläres Format einer Baukultur, die Lernen und Bauen nicht mehr von­einander trennt.

Hochschulen entwickeln derzeit unterschiedliche Formate, Methoden und Kooperationen, um zirkuläres Bauen wissenschaftlich zu untersuchen und für Planungs- und Ausführungsprozesse anschlussfähig zu machen. Die Smart Recycling Factory zeigt, wie solche Forschungsansätze in einem ­realen Bauprojekt strukturiert zusammengeführt werden können und welche Rolle die enge Verzahnung von Planung, Analyse und Dokumentation dabei spielt.

„Nachhaltiges Bauen gelingt nur, wenn wir den Lebenszyklus von Materialien von Anfang an mitdenken. Jedes Bauteil sollte als künftiger Rohstoff gedacht werden – das ist der Kern zirkulären Bauens und der liegt auch der Smart Recycling Factory zugrunde“, sagt Prof. Dr.-Ing. Schwickert. Forschung müsse den Weg für die Praxis ebnen, aber auch den Weg in die Hörsäle schaffen. Nur so kann die nächste Generation von Planenden künftige ­Herausforderungen im Zusammenhang mit Klimaschutz und Ressourcenschonung meistern.