Städte und Gebäude werden unsere Ressourcen

Den Bestand  wiederverwenden

Mit der Verknappung der natürlichen Ressourcen geraten die Baustoffe wieder in den Fokus, die bereits einmal genutzt wurden. Doch wie gehen wir heute so damit um, dass sie auch künftige Generationen noch verwenden können? Die Antworten sind vielfältig – und ergeben sich meist aus dem Bestand.

Sorge tragen für Ressourcen bedeutet für uns, beim Entwerfen und Konstruieren ganzheitlich mit dem Bestand zu arbeiten. Und zwar in allen Maßstäben: vom Material über das Gebäude bis hin zur gesamten Stadtlandschaft.

Es geht uns darum, den ökologischen und kulturellen Wert des Gebäudebestands, aber auch seine gewachsenen, sozialen Strukturen, als Reservoir zu nutzen – zum Weiterbauen, Weiterwohnen und Weiterdenken.

Vorrang hat deswegen der sorgsame Erhalt und das kreative Wiederverwenden des Bestehenden und nicht dessen vorschnelle Beseitigung als Abfall. Fast 20 Mio. Wohn- und Nichtwohngebäude gibt es derzeit in Deutschland, drei Viertel davon sind laut dem Bundesbauministerium vor der Wärmeschutzverordnung von 1978 gebaut und vielfach unsaniert.

Umdenken auf ganzer Linie

Wie kann diese enorme Ressource für Nutzung, Raum, Material und Energie künftig in einem Kreislaufsystem „erdverträglich“ – im Sinne Tom Sieverts‘ – wiederverwendet und aktiviert werden? Noch halten wir mit Abriss und Entsorgung an einer Denk- und Handlungsweise fest, mit der das Prinzip „Machen, Verbrauchen, Wegwerfen“ seit Jahrzehnten unhinterfragt fortgeführt wird.

Das hierfür notwendige zirkuläre Arbeiten mit dem Bestehenden beginnt bereits beim Material und beim Baustoff. Unsere Städte sind hier die Rohstoffquellen der Zukunft, ein von uns Menschen geschaffenes Reservoir. In unserem Land lagern laut ­Bundesumweltamt in Bestandsgebäuden und Infra­strukturen ungefähr 28 Mrd. t Material, annähernd das Fünfhundertausendfache des Turmes des Ulmer Münsters.

Eine entsprechende Gesetzgebung, wie die neue Mantelverordnung für Ersatzbaustoffe und Bodenschutz, versucht, mit ersten Schritten Wiederverwertung und Kreislaufwirtschaft anzukurbeln. Hier ist allerdings Eile und vor allem Konsequenz geboten. Denn in unserem Land fallen laut Statistischem Bundesamt pro Jahr mehr als 2,5 t Bau- und Abbruchabfälle pro EinwohnerIn an. Dagegen ist der vom Umweltbundesamt erhobene, vieldiskutierte Verpackungsabfall je EinwohnerIn mit 227 kg das kleinere Problem.

Urban Mining besitzt eine lange Tradition

Vorhandene Baustoffe können grundsätzlich wiederverwendet und neu gefügt werden – aber eigentlich nur, wenn sie recyclebar oder noch besser nach dem Rückbau ohne wesentlichen neuen Energie- und Stoffaufwand auseinandergenommen und wieder zusammengesetzt werden können. Zum einen werfen die vielen Verbundbaustoffe und mit Schadstoffen belasteten Materialien, die vor allem ab der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts verbaut wurden und nach wie vor werden, noch viele Fragen auf. Zum anderen ist das Thema zwar im Fachdiskurs merklich angekommen, läuft in der Baupraxis jedoch noch gegen eine Wand aus geübtem Pragmatismus und finanziellem Kalkül. Und solange die kurz vor dem Kapazitätslimit stehenden Bauschuttdeponien nicht einfach schließen oder für neues Material nicht der wahre Preis seines gesamten Lebenszyklus bezahlt werden muss, wird sich daran vermutlich auch so schnell nichts ändern. Ein weiteres Minenfeld sind die überbordende Normierung und ein Zeitgeist, der Haftungsrisiken und Verantwortung gern an andere abschiebt, häufig an uns ArchitektInnen. Es sind also neue und gut durchdachte Konzepte gefragt, die Materialkreisläufe mit Normen, Haftung, Besteuerung sowie ökonomische Anreize verbinden und so auf das praktische Entwerfen, Gestalten und Bauen wirken.

Ein Blick in die Geschichte lohnt, wenn es um die Wertschätzung des Gebrauchten geht. In vorindus-triellen Zeiten wurde schon allein wegen der begrenzten technischen Möglichkeiten mit puren Materialien gebaut, die so wieder für Neues eingesetzt werden konnten; ja, aufgrund ihrer Knappheit sogar wiederverwendet werden mussten.

Ein anschauliches Beispiel hierfür ist die Casa dei Crescenzi in Rom, die von ihren Bauherrn im 10. Jahrhundert aus Teilen antiker Bauten zusammengefügt und bei der die alte Bausubstanz schon fast reliquienhaft verwendet wurde. Mit einzelnen, besonders hervorstechenden Spolien wollte man so auch an die Geschichte und Größe des Römischen Reichs anknüpfen. Die Menschheit hat im Grunde den Großteil ihrer Zivilisationsgeschichte so gebaut. Heute sagen wir dazu Urban Mining.

Natürliche Kreisläufe vor Ort nutzen

Wie eine traditionelle, aber eben auch zukunftsfähige, zirkuläre Verwendung von Material heute aussehen kann, zeigt das Anandaloy Zentrum für Menschen mit Behinderung + Dipdii Textilwerkstatt im nördlichen Bangladesch. Im Wissenstransfer zwischen den Kulturen entstand es nach den Plänen der Europäerin Anna Heringer, die sich im Entwurf konsequent an den lokalen Bauweisen- und Materialien orientierte. Statt in den Kategorien Alt und Neu zu denken, hat sie die zum Bauen notwendigen Stoffe als Elemente betrachtet, die immer schon auf der Erde waren, in ihrem Gebrauch nur unterschiedliche Zustände annehmen und so Teil eines permanenten Kreislaufs sind. Für das Gebäude in Rudrapur verwendete sie daher hauptsächlich Lehm und Bambus. Mit dem Erdmaterial können am Ende der Nutzung neue Konstruk­tionen errichtet werden oder es wird wieder in den natürlichen Stoffkreislauf zurückgeführt. Das gleiche gilt für Bambus, der nachwächst, kompostierbar ist, also par excellence in natürliche Stoffströme eingebettet ist. Zudem nähert sich der Entwurf einer vollständigen Entkarbonisierung des Bauens, weil die genutzten Materialien kaum bis gar kein CO2 freisetzen, da es zirkulär gebunden bleibt. Zugleich verleihen sie dem inklusiven Bau für ArbeiterInnen und Menschen mit Handicap eine Gestalt, die sich wunderbar harmonisch in die Umgebung fügt. Das Inspirirende an dieser Architektur ist das ganzheitliche Verständnis von Nachhaltigkeit, das schon im Entwurf die richtigen Weichen stellt.

Zeitschichten sichtbar machen

Manchmal drückt sich eine für das Vorhandene Sorge tragende Haltung aber auch schon dadurch aus, dass man repariert, was vorhanden ist. Bei unseren Arbeitsräumen in einer ehemaligen Stiftsdruckerei haben wir – mit minimalen Eingriffen und dem behutsamen Herausnehmen von Überflüssigem der jüngeren Vergangenheit – das Bestehende freigelegt und allein so wieder in Wert gesetzt. Historische Materialien, wie Weißtannendielen, Solnhofener Stein, Gußasphalt, Heizleitungen oder verputztes Mauerwerk mit seinen über die Jahre angelagerten Farbschichten kamen ans Tageslicht und prägen jetzt die Atmosphäre des Raums. Das Vorhandene mit seinen Gebrauchsspuren, die für manche unperfekt und keinen Normen entsprechenden Oberflächen nicht nur zu akzeptieren, sondern zu pflegen und als wesentliche Qualität zu schätzen, ist für uns ein relevanter Ansatz für eine zukünftige Baupraxis. Diese Haltung könnte helfen, den Bestand bei der Wiederverwendung nicht zu überfordern und mit seinen Stärken statt gegen seine Schwächen zu arbeiten. Lacaton & Vassal, Druot und Hutin haben es bereits in weit größerem Maßstab vorgemacht: Bei ihrer Überarbeitung der Cité du Grand Parc in ­Bordeaux wurden die bestehenden 530 Wohnungen – auch während der Bauzeit – weitergenutzt und ganz im Sinne des Konzepts „Plus” der ArchitektInnen mit großzügigen Loggien ergänzt. Sie schaffen so für die BewohnerInnen in den staatlich geförderten Wohnblocks aus den 1960er-Jahren zusätzlichen, multifunktionalen Raum. Dabei sind die ArchitektInnen ebenso mit großem Respekt vor der bestehenden Baustruktur vorgegangen wie vor den unterschiedlichen Einrichtungsgewohnheiten und Lebensgeschichten der BewohnerInnen. Statt „Tabula Rasa“ oder „Clean Concept“ wird die vorhandene Substanz des baulichen und auch des sozialen Gefüges in ihrer Differenz bewusst als wesentliche Raumqualität für ein Zuhausesein der Menschen begriffen. Auch hier ist die Ganzheitlichkeit des Konzepts und der Umsetzung bestechend. Die Raumerweiterungen sind zugleich eine klimatische Pufferzone, mit der durch ein paar einfache Elemente, wie Vorhänge aus Textilien, die in Gewächshäusern als Sonnenschutz dienen, und mit transparenten Schiebetüren Luft, Licht, Schatten, Temperatur sowie Ein- und Ausblicke individuell geregelt werden können. Im städtischen Maßstab trägt diese Bestandstransformation für Bordeaux zur Stabilisierung und Aufwertung gewachsener Quartiere unweit des Zentrums bei. Die Trambahn ist als öffentlicher Nahverkehr bereits etabliert und so kann auf den Bau neuer Infrastrukturen, aber auch auf den Zukauf von Bauland und die Versiegelung weiterer Flächen verzichtet werden.

Funktionen neu hinterfragen und aktualisieren

Bestehendes durch eine räumlich-architektonische Herangehensweise wiederzuverwenden und zu aktivieren ist ein Entwurfsprinzip von Lacaton & Vassal, von dem wir für den Umbau der Kindertagesstätte Karoline Goldhofer in Memmingen im nördlichen Allgäu gelernt haben (siehe auch DBZ 12 | 2019). Zudem ist das Wiederverwenden des Gebrauchten ein wesentlicher Wert der in der Kita angewendeten Reggio-Pädagogik. Diese Haltung, die die Zirkularität beim Bauen unterstützt, haben wir auch gegenüber dem Bestand eingenommen.

Mit der Kita suchen wir nach architektonischen Antworten auf relevante Fragen des Bauens: Wie nutzen wir den Bestand zirkulär und schonen so Ressourcen? Wie gewinnen wir gleichzeitig Energie und sozialen Raum? Wie wird Klimaschutz als Bereicherung erfahrbar?

Kybernetische Betrachtung des Bestands

Dafür wurden die drei Gebäudeteile des alten Wohnhauses erhalten, freigestellt und unter einer neuen Hülle aus recyclebaren Polycarbonatstegplatten verhüllt. Die transluzente Hülle ist Kollektor von Licht und Energie. Sie erlaubt, die Bestandswände ungedämmt als historische Schicht zu erhalten. Gleichzeitig schafft sie im Gegensatz zum konventionellen Vollwärmeschutz neuen Raum. Die entstehenden Zwischenräume sind Raum­erweiterungen für die Kitafunktionen und dienen zugleich der nachhaltigen Energiegewinnung. Diese ist Teil eines kybernetischen, das heißt ganzheitlichen und ineinandergreifenden Zusammenspiels von Raum, Konstruktion, Gestalt und Ge­brauch. Durch solare und regenerative Energiegewinne sowie Einsparung von Grauer Energie wird eine CO2-Reduktion auf knapp 5 kg/m²a und damit bereits heute für dieses Gebäude das Klimaziel 2050 erreicht. Energetische Fragestellungen wurden hier bereits beim Entwurf bewusst integriert. Sie gehören zur Gesamtheit der Raum- und Gebäudestrukturen.

Insbesondere beim Bauen im Bestand nutzt das kyber­netische Prinzip die vorhandenen Ressourcen und aktiviert diese. Anna Damm und Günter Pfeifer haben dazu in ihrem Fachbuch „Krambambuli. Aktiv – Passiv“ formuliert: „Mit dem kybernetischen Prinzip werden die zur Verfügung stehenden energetischen Ressourcen [...] so zusammengeführt, dass sie sich in ihrer Wirkung ergänzen. Die Elemente dazu sind in erster Linie architektonischer Struktur und sollen mit möglichst geringer Unterstützung durch technische Mittel zu gegenseitigem Nutzen gefördert werden.”

Bei der Kita wird in der kalten Jahreszeit die von der Fassade gewonnene, passivsolare Energie für den Wärmehaushalt und die kontrollierte Be- und Entlüftung genutzt. Die über die Photovoltaik­anlage gewonnene Energie wird direkt in Wärme umgewandelt und zum Betrieb der Wärmepumpe und der Beleuchtung verwendet. Im Sommer unterstützen die Speichermasse des Bestands und eine Regenwasserzisterne die natürliche Kühlung des Hauses. Das Energiekonzept wurde bereits in der Vorentwurfsphase aus dem architektonischen Entwurf entwickelt und mit den Fachingenieuren geplant. Die Wechselwirkungen der unterschiedlichen Transluzenzgrade der neuen Hülle, der Speichermassen und der solaren Einstrahlung, wurden über den Jahresverlauf dreidimensional und thermodynamisch simuliert sowie durch das gesamte Planungsteam optimiert.

Alternativen zum Dämmpullover schaffen

Kybernetische Architektur ist ein Ansatz, um die dringend erforderliche Reduzierung von Energieverlusten und Klimagasen beim Bauen im Bestand zu erreichen. Doch nicht alle alten Gebäude können transluzent umhüllt werden. Jede Konstruktion und jeder Kontext erfordert eine eigene Antwort und birgt ein spezielles Potential. Jedoch bleibt jedoch nach wie vor die große Frage, welche Alternativen zum Dämmpullover es für den gewaltigen Bestand gibt – gerade für jenen aus der Mitte des vergangenen Jahrhunderts. Um dem Denkmalschutz Rechnung zu tragen, Kontexte zu erhalten und gleichzeitig den ökologische Aufgaben gerecht zu werden, kann die Antwort eigentlich nur heißen: „Stein bleibt Stein.“

Dieses Prinzip wird zum Beispiel von einer ebenso innovativen, wie zugleich robusten und baulich einfachen Hüllflächentemperierung eingelöst. Wir haben sie als architektonisch-bauliche Lösung bei der energetischen Sanierung des Hauses UMS eingesetzt und konnten so auf eine nachträgliche Dämmung verzichten.

Hüllflächentemperierung statt Dämmpulli

Anstatt auf der grünen Wiese zu bauen, entschloss sich hier eine junge Familie für urbanes Wohnen in dem vom Abbruch bedrohten Haus. Damit konnte der baukulturelle Wert und die Graue Energie des in den 1930er-Jahren errichteten Gebäudes gerettet werden. Ein Dämmpaket hätte jedoch die charakteristische Gestalt des Siedlerhauses unwiederbringlich zerstört. Bei der Sanierung waren also behutsame und minimierte Eingriffe gefragt, um die vorhandenen Raumqualitäten zu erhalten und für die heutigen Anforderungen sorgfältig und preiswert weiterzuentwickeln.

Der Bestand mit seinem massiven und dicken Vollziegelmauerwerk kam uns hierbei entgegen. Er nimmt Sonnen- und Wärmeenergie auf, speichert sie und gibt sie zeitversetzt wieder ab. Zusätzlich wurden die Außenwände auf der Innen­seite im unteren Drittel mit wenig Aufwand von unter Putz gelegten Kupferrohren mit niedrigem Vor- und Rücklauf temperiert. Hieraus ergibt sich eine für die Bewohner angenehme Strahlungsheizung, die sich durch den Coandã-Effekt über die gesamte Wandfläche erstreckt. Zudem ist eine Strahlungsheizung deutlich effizienter als eine Konvektionsheizung. Trockene Wände sind der erwünschte Nebeneffekt, der physikalisch nachweisbar den U-Wert der Wand verbessert. Da die Strahlungstemperatur der Wände etwa behagliche 21 °C beträgt, reicht eine Lufttemperatur von niedrigen 18 °C aus. Außerdem ist der vorgeschriebene Luftwechsel bei einer Strahlungsheizung bei weitem nicht erforderlich, auch beim Stoßlüften bleibt die Wärme in den Bauteilen erhalten; der Wärmeverlust ist geringer. Auf eine aufwendige und kostenintensive mechanische Be- und Entlüftung konnten wir daher verzichten.

Die Berechnung der Heizleistung und Auslegung der Heizflächen wurden nicht mit den herkömmlichen Berechnungsverfahren ermittelt, da sie im Verhältnis zur Realität zu einem verzerrten und überdimensionierten Ergebnis geführt hätten. Die Auslegung und Dimensionierung erfolgte durch Anpassung an die physikalischen Gesetzmäßigkeiten und Erfahrungswerte dieser energetischen Konzeption. Die geplante Reduzierung des Energiebedarfs konnte auf Basis der alltäglichen Nutzung bestätigt werden. Die ganzheitliche Sanierung verlängert den Lebenszyklus dieses Hauses nachhaltig und ressourcenschonend – auch für die nachfolgenden Generationen. Zudem trägt sie dazu bei, seine Gestaltqualität im städtebaulichen Kontext zu bewahren und die historische Tiefe der Stadt weiterhin erlebbar zu machen.

Funktionstrennungen überwinden

Doch unsere Ressourcen reichen noch über die Gebäude und die Stadt hinaus: Wie die historischen Siedlungskerne bieten suburbane Siedlungsstrukturen großes Potential für inneres und zirkuläres Wachstum. Durch die Weiterverwendung und Weiterentwicklung des Vorhandenen kann auch hier Fläche für neue Siedlungen und Verkehr gespart sowie ein sorgsamer Umgang mit wertvollem Boden erreicht werden.

Die heutigen Strukturen sind durch Funktionstrennung und Nutzungshomogenität gekennzeichnet. Das ist ökonomisch ineffizient, sozial schwach und durch den damit verbundenen hohen Ressourcenverbrauch nicht ökologisch. Ziel sollte es sein, auch in solchen Stadtstrukturen Nutzungen zu durchmischen und zu überlagern. Insbesondere die räumliche Verknüpfung von Wohnen und Arbeiten hat hier Priorität. Beispielsweise werden dafür die in der Regel eingeschossigen Gewerbe- und Logistikhallen mit leichten Holzkonstruktionen und wiederverwendeten Baustoffen aufgestockt, wie es das baubüro in situ bei dem in dieser Ausgabe besprochenen K 118 in Winterthur vorgemacht hat. So wird die suburbane Siedlungsstruktur zu einem urbanem Raum erweitert und das öffentliche Leben in der Peripherie gestärkt. In Verbindung mit multifunktional aktivierten Erdgeschosszonen wird der Straßenraum auf diese Weise wieder zu einem Ort der Begegnung. Stehen heute noch Natur und Gebautes in den Stadtlandschaften im Konflikt, zeigen solche Transformationen bereits den Weg in einen Lebensraum, den sich Menschen, Pflanzen und Tiere gleichberechtigt teilen. Eine Symbiose aus Kultur und Natur, für das neue Erdzeitalter des Anthropozän.

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