Produkt deklara tionen - zu den EPD's Umwelt - Betonshop
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Erläuterungen
zu den EPD’s
Umwelt
produkt
deklara
tionen
Impressum Herausgeber: InformationsZentrum Beton GmbH Toulouser Allee 71, 40476 Düsseldorf www.beton.org Autoren: Bauass. Dipl.-Ing. Alice Becke Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. Dipl.-Ing. Jochen Reiners VDZ Technology gGmbH Andreas Tuan Phan Bundesverband der Deutschen Transportbetonindustrie e.V. Gesamtproduktion: © by Verlag Bau+Technik GmbH, Steinhof 39, 40699 Erkrath, 2020 www.verlagbt.de Titelbild: Villa Hulliger – Das Dreieckshaus, Philipp Architekten BDA – Anna Philipp Dipl.-Ing. (FH) Architektin BDA Druck: Linsen Druckcenter GmbH, Siemensstraße 12, 47533 Kleve
1
Umwelt
Erläuterungen
zu den EPD’s
produkt
deklara
tionen
für
Beton
Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort.................................................................................................................................... 3
2 Nachhaltigkeitszertifizierung und die ökologische Qualität von Gebäuden....... 4
3 Umweltproduktdeklarationen........................................................................................... 6
4 Ökobilanz Beton.................................................................................................................. 7
4.1 Anwendungsbereich und deklarierte Einheit............................................................. 7
4.2 Datenerhebung und Repräsentativität......................................................................... 7
4.3 Betondruckfestigkeitsklassen und Betonzusammensetzung............................... 8
4.4 Lebensweg von Betonbauteilen..................................................................................... 9
4.4.1 Allgemeines.......................................................................................................................... 9
4.4.2 Produktionsstadium..........................................................................................................11
4.4.3 Errichtung / Bauphase......................................................................................................13
4.4.4 Nutzungsphase..................................................................................................................14
4.4.5 Nutzungsende....................................................................................................................14
4.4.6 Nutzen und Lasten außerhalb des Lebenszyklus von Gebäuden....................15
5 Ergebnisse der Ökobilanzierung..................................................................................15
5.1 Darstellung in den Umweltproduktdeklarationen....................................................15
5.2 Auswertung und Interpretation.....................................................................................15
6 Umweltinformationen für „Durchschnittsbeton“......................................................18
7 Übertragung der Ergebnisse auf das Gesamtgebäude.......................................19
7.1 Berücksichtigung der Bewehrung bei Stahlbetonbauteilen................................19
7.2 Weitere Einflüsse auf die Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden..............19
7.2.1 Flexibilität und Umnutzungsmöglichkeit....................................................................21
7.2.2 Dauerhaftigkeit...................................................................................................................21
7.2.3 Schallschutz........................................................................................................................21
7.2.4 Brandschutz........................................................................................................................21
7.2.5 Energieeffizienz und thermischer Komfort................................................................21
8 Weiterführende Informationen......................................................................................22
8.1 Links......................................................................................................................................22
8.2 Andere Ökobilanzen und Umweltproduktdeklarationen.......................................22
9 Literaturverzeichnis...........................................................................................................23
Anhang...............................................................................................................................................25
A.1. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C20/25.....26
A.2. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C25/30.....27
A.3. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C30/37.....28
A.4. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C35/45.....29
A.5. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C45/55.....30
A.6. Ergebnisse der Ökobilanz für 1 Kubikmeter Konstruktionsbeton C50/60.....31
3
1 Vorwort
Der Bundesverband der Deutschen Transportbeton- Transportbetonwerken. Hierzu wurden die Ergebnisse aus
industrie e.V. (BTB) und die Forschungsvereinigung dem Forschungsvorhaben der Forschungsgemeinschaft
der deutschen Beton- und Fertigteilindustrie e.V. unter Transportbeton e. V. (FTB) „Energetische Optimierung
Federführung der Fachvereinigung Deutscher Betonfer- der Betonherstellung im Transportbetonwerk – Bestands-
tigteilbau e.V. (FDB) haben dem Forschungsinstitut der aufnahme und Ableitung von Optimierungspotenzialen“
Zementindustrie (Verein Deutscher Zementwerke) den [BTB] herangezogen. Weiterhin ergeben sich Änderun-
Auftrag erteilt, Ökobilanzen für Betone sechs üblicher gen in den Umweltwirkungen aus der verpflichtenden
Druckfestigkeitsklassen zu erarbeiten. Nach der Fertig- Zuteilung von Emissions- und Energiebeiträgen der
stellung wurden die Ökobilanzen beim Institut Bauen und Produktion von Steinkohleflugasche. Neu in der aktua-
Umwelt e.V. (IBU) eingereicht und verifiziert und liegen lisierten Umweltproduktdeklaration ist die Berücksichti-
seit Juli 2013 als Umweltproduktdeklarationen (englisch: gung der Carbonatisierung während der Nutzungsphase
Environmental Product Declaration EPD) vor. (Modul B1). Während dieser Phase nehmen Betonbau-
teile Kohlendioxid aus der Luft auf. Dies wird als negati-
Insbesondere für frühe Planungsphasen stellen EPDs ves Treibhauspotenzial berücksichtigt.
Informationen für die Nachhaltigkeitsbewertung von Ge-
bäuden bereit. Zu diesem Zeitpunkt ist die Entscheidung, Diese Broschüre soll Hilfestellung bei der Verwendung
ob die Ausführung von Gebäudeteilen in Transportbeton der Ökobilanzdaten in den EPDs geben und einzelne
oder als Betonfertigteile erfolgt, oft noch nicht gefallen. Hintergründe der Bilanzierung erläutern. In erster Linie
Mit den vorliegenden Beton-EPDs wurden einerseits die sollen die bereitgestellten Daten dem Informationsaus-
bereits veröffentlichten ökobilanziellen Baustoffprofile für tausch zwischen Unternehmen („Business-to-Business“)
Transportbeton aktualisiert und gleichzeitig Branchen- dienen und als Grundlage für die Ökobilanzierung von
daten angeboten, die ein möglichst breites Spektrum Gebäuden genutzt werden. Angaben in EPDs finden
der Betonindustrie abdecken. ihre Anwendung bei der Nachhaltigkeitsbetrachtung
im Gebäude- oder Bauwerkskontext, sind aber für den
Die 2013 veröffentlichten Umweltproduktdeklarationen Baustoffvergleich und eine Kommunikation zum privaten
für Beton mussten vor Ablauf ihrer Gültigkeit im Juli 2018 Konsumenten („Business-to-Consumer“) nicht geeignet.
aktualisiert werden [IBU1]. Die Überarbeitung der EPDs
erfolgte nach den Vorgaben der europäischen Norm Eine Environmental Pro-
EN 15804:2012-04 + A1:2013-05 „Nachhaltigkeit von duct Declaration (EPD)
Bauwerken – Umweltproduktdeklarationen – Grund- enthält wichtige Informa-
regeln für die Produktkategorie Bauprodukte“. Die in tionen für die Ökobilan-
2017 aktualisierte Umweltproduktdeklaration Zement zierung von Bauwerken,
bildete die Datengrundlage. Deklarationen wurden für z. B. im Rahmen einer
folgende sechs Druckfestigkeitsklassen erarbeitet: Nachhaltigkeitszertifizie-
C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C45/55, C50/60. rung.
Diese stehen unter www.beton.org/epd zur Verfügung.
Weitere Literatur zum Themenkomplex „Nachhaltig Bauen
Wesentliche Änderungen ergeben sich aufgrund der mit Beton“ finden Sie u. a. auf der Internetseite
besseren Datengrundlage zum Stromverbrauch in www.nachhaltig-bauen-mit-beton.de.
4
2 Nachhaltigkeitszertifizierung und
die ökologische Qualität von Gebäuden
Wer die Nachhaltigkeit von Bauwerken bewerten will, Dies schließt alle Prozesse von der Rohstoffgewinnung
braucht umfangreiche Informationen zu den verwendeten oder Rohstofferzeugung bis zur endgültigen Beseitigung
Bauprodukten, den Bauverfahren, dem Bauprozess, der ein (Abb. 4). Auf Grundlage dieser Zusammenstellung
Nutzung des Gebäudes sowie dem Nutzungsende. werden potenzielle Umweltwirkungen, z. B. auf den Treib-
hauseffekt oder die Versauerung von Boden und Wasser,
Den beiden in Deutschland entwickelten Systemen zur beurteilt.
Zertifizierung der Nachhaltigkeit von Gebäuden
Aufgrund der Fülle der Nachhaltigkeitskriterien und deren
› BNB – Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Gewichtung sowie der großen Bedeutung der Nutzungs-
Bundesgebäude [BNB] phase für die Ökobilanz eines Gebäudes ist der Einfluss
› DGNB – Zertifizierungssystem der Deutschen Gesell- der Ökobilanz der Baustoffe der Tragkonstruktion relativ
schaft für Nachhaltiges Bauen e.V. [DGNB] gering. Bei der exemplarischen Berechnung eines fiktiven
Bürogebäudes mit Fundamenten, Decken und Keller-
liegt jeweils eine derartige ganzheitliche Betrachtung zu- wänden aus Beton betrug der Anteil der Ökobilanz der
grunde. Alle weiteren Aussagen beziehen sich auf diese Betonherstellung an der Gesamtbewertung nach DGNB
beiden Systeme. weniger als 2 % [VDZ1]. Das zeigt, dass die Verwendung
eines Baustoffes mit geringen Umweltwirkungen während
Sie berücksichtigen den kompletten Lebenszyklus eines seiner Gewinnung oder Herstellung nicht automatisch zu
Gebäudes und beurteilen eine Vielzahl von Gebäude- „nachhaltigeren“ Gebäuden führt.
eigenschaften (Kriterien). Diese werden in verschiedene
Themenbereiche untergliedert: „Ökologische Qualität“, Aus diesem Grund sind Branchenquerschnittsdaten, wie
„Ökonomische Qualität“, „Soziokulturelle und funktionale sie mit den Beton-EPDs zur Verfügung gestellt werden,
Qualität“, „Technische Qualität“, „Prozessqualität“ (Planung im Allgemeinen ausreichend für die Ökobilanzierung von
und Bauausführung) sowie „Standortqualität“ (Abb.1) und Gebäuden im Rahmen der Nachhaltigkeitszertifizierung.
sind in der Gesamtbewertung nach festgelegten Fakto- Herstellerspezifische Ökobilanzen sind in der Regel nicht
ren gewichtet. Innerhalb dieser Themenbereiche werden erforderlich.
zahlreiche Einzelkriterien betrachtet (Abb. 2).
Bauprodukte können nicht als „gut“ oder „schlecht“
Ein wesentlicher Teil der ökologischen Qualität wird mit bewertet werden. Ihre Leistung sowohl aus technischer,
Hilfe einer Ökobilanzierung des Bauwerkes quantifiziert. wirtschaftlicher aber auch ökologischer Sicht ist immer
Dabei werden zunächst alle Stoff- und Energieflüsse im Gesamtsystem zu betrachten. So wirkt sich der intelli-
zusammengestellt, die dem Gebäude im Verlauf seines gente Einsatz des Baustoffes Beton, d. h. die geschickte
Lebensweges zugeführt und davon abgegeben werden. Nutzung seiner Potenziale [BMD1] generell positiv auf
die Nachhaltigkeit eines Gebäudes aus.
Abb. 1: Die Nachhaltigkeit-
squalitäten (Themenbereiche)
in den Zertifizierungssystemen
BNB [BMI1] sowie DGNB [DGNB]
Ökologische Ökonomische Soziokulturelle und
Qualität Qualität funktionale Qualität
Technische Qualität
Prozessqualität
Standortqualität
5
Ökologische Qualität Ökonomische Qualität Standortqualität
Ökobilanz des Gebäudes (emissi- Gebäudebezogene Kosten Verhältnisse und Risiken
onsbedingte Umweltwirkungen und im Lebenszyklus am Mikrostandort
Primärenergiebedarf) Flexibilität und Umnutzungsfähigkeit Quartiersmerkmale
Risiken für die lokale Umwelt Flächeneffizienz Verkehrsanbindung
Verantwortungsbewusste Marktfähigkeit Nähe zu nutzungsrelevanten
Ressourcengewinnung Objekten und Einrichtungen
Trinkwasserbedarf und Erschließung
Abwasseraufkommen Prozessqualität
Flächeninanspruchnahme Qualität der Projektvorbereitung
Biodiversität am Standort Integrale Planung
Soziokulturelle Qualität
Sicherung der Nachhaltigkeitsaspekte
in Ausschreibung und Vergabe Thermischer Komfort
Technische Qualität Dokumentation für eine nachhaltige Innenraumluftqualität
Bewirtschaftung Visueller Komfort
Schallschutz
Verfahren zur städtebaulichen und Akustischer Komfort
Wärme- und Tauwasserschutz gestalterischen Konzeption Sicherheit
Einsatz und Integration Baustelle / Bauprozess
von Gebäudetechnik Einflussnahmemöglichkeiten
Qualitätssicherung der Bauausführung durch Nutzer
Reinigung und Instandhaltungs-
Systematische Inbetriebnahme Aufenthaltsqualitäten innen und
freundlichkeit
Nutzerkommunikation außen
Rückbau, Trennung und Verwertung
FM-gerechte Planung Barrierefreiheit
Widerstand gegen Naturgefahren
Gestalterische und städtebauliche
Immissionsschutz Qualität
Bedienungs- und Instandhaltungs- Zugänglichkeit
freundlichkeit der TGA
Mobilitätsinfrastruktur
Mobilitätsinfrastruktur
Kunst am Bau
Abb. 2: Sechs Themenfelder zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden und Kriterien, um diese zu spezifizieren. Je nach Gebäudetyp und
Bewertungssystem werden die Kriterien unterschiedlich gewichtet oder entfallen [DGNB und BNB].
Durch den Baustoff Beton werden nicht nur die ökolo- Für die Erfüllung der Bauaufgabe „Errichtung eines nach-
gischen, sondern auch zahlreiche andere Nachhaltig- haltigen Gebäudes“ muss ein komplexer Abwägungs-
keitskriterien beeinflusst: thermischer Komfort, Anpas- prozess durchgeführt werden. Dabei führt der Vergleich
sungsfähigkeit, Flexibilität, Dauerhaftigkeit, Brandschutz, von Baustoff-Ökobilanzen zum Zweck der Baustoffwahl
akustischer Komfort, Drittverwendungsfähigkeit etc. in der Regel zu Fehlschlüssen und ist unzulässig. Der
Produktnutzen ist letztendlich nur auf der Ebene eines
Gebäudes oder Gebäudeteils mit definierten Eigenschaf-
Zahlreiche Nachhaltigkeitskrite- ten quantifizierbar.
rien werden durch den Baustoff
Beton positiv beeinflusst.
EPDs sind nicht für den
Baustoffvergleich geeignet.
Bei der Nachhaltigkeitszertifizierung werden auch viele
Kriterien betrachtet, die unabhängig von der Wahl des
Baustoffes sind. Hierzu gehören z. B. Barrierefreiheit, Ein-
flussnahme des Nutzers, Zugänglichkeit, Ausschreibung
und Vergabe, Qualitätssicherung der Bauausführung
(Abb. 2 und auch Kapitel 7.2).
6
3 Umweltproduktdeklarationen
Umweltproduktdeklarationen (EPDs) quantifizieren syste- des Abfallaufkommens während der Herstellphase (inkl.
matisch die Umweltwirkungen eines Produktes. Außer- der Herstellung aller verwendeten Baustoffe und deren
dem können sie zusätzliche Angaben zu technischen Ausgangsstoffe), seiner langjährigen Nutzungsphase und
Eigenschaften, die für die Einschätzung der Leistung für den Rückbau bzw. Abriss betrachtet.
des Bauproduktes im Gebäude benötigt werden, wie
Lebensdauer, Wärme- und Schallisolierung oder den Umweltproduktdeklarationen werden in der Regel in
Einfluss auf die Qualität der Innenraumluft geben. Daten- Übereinstimmung mit den Anforderungen der DIN EN
grundlage bilden die Ergebnisse einer Ökobilanz. Eine 15804 „Nachhaltigkeit von Bauwerken – Umweltdeklarati-
Wertung der Angaben erfolgt dabei nicht. Vielmehr muss onen für Produkte – Grundregeln für die Produktkate-
der Planer diese Informationen auf die Maßstäbe des gorie Bauprodukte“ [DIN3] und sogenannten Produkt-
Zertifizierungssystems zur Bewertung der deklarierten kategorieregeln (Product Category Rules – PCR) erarbei-
Sachverhalte wie z. B. Energie- und Ressourceneinsatz tet. Dabei wird die Zuverlässigkeit der Ökobilanz-Daten
und Auswirkungen des Produktes auf Folgen wie Treib- über eine unabhängige Verifizierung sichergestellt.
hauseffekt, Versauerung, Überdüngung, Zerstörung der
Ozonschicht anwenden. Für die Beton-EPDs wurden folgende Produktkategorien-
regeln für Bauprodukte aus dem Programm für Umwelt-
Die Umweltwirkungen eines Produktes werden in der produktdeklarationen des Institutes Bauen und Umwelt
Regel über eine Ökobilanzierung entsprechend den e. V. (IBU) berücksichtigt:
Normen DIN EN ISO 14040 [DIN1] und DIN EN ISO
14044 [DIN2] ermittelt. Hierfür werden alle Stoffströme, › IBU PCR, Teil A: Rechenregeln für die Ökobilanz und
die mit einem Produkt von der Rohstoffgewinnung bis Anforderungen an den Hintergrundbericht [IBU2]
zur Entsorgung verknüpft sind, systematisch erfasst. › IBU PCR, Teil B: Anforderungen an die EPD für Beton-
Potenzielle Umweltwirkungen dieser Stoffströme werden bauteile aus Ort- oder Lieferbeton [IBU3]
charakterisiert und quantifiziert. Ökobilanzen bilden den › IBU PCR, Teil B: Anforderungen an die EPD für Beton-
eigentlichen Kern einer Umweltproduktdeklaration. fertigteile [IBU4]
› EN 16757:2017 – Sustainability of construction works –
Idealerweise werden die Umweltwirkungen sowohl bei Environmental product declarations – Product Category
der Betrachtung des Gebäudes als auch bei den verwen- Rules for concrete and concrete elements [DIN7]
deten Bauprodukten über den gesamten Lebenszyklus
erfasst. Das heißt: Für ein Gebäude werden die Auswir- Das nachfolgende Kapitel 4 erläutert die verschiedenen
kungen des Stoff-, Energie- und Wasserverbrauchs sowie Schritte zur Erstellung der Ökobilanz für Beton.
Tafel 1: Parameter zur Beschreibung des Ressourceneinsatzes (links) und der Umweltwirkungen (rechts) im Rahmen einer Ökobilanz nach
DIN EN 15804 [DIN3]
Schutz natürlicher Ressourcen Schutz des Ökosystems
(Ressourceninanspruchnahme) (Wirkungen auf die globale und lokale Umwelt)
· Primärenergieaufwand nicht erneuerbar (PEnem) · Globales Erwärmungspotenzial (GWP)
· Primärenergieaufwand erneuerbar (PEem) · Potenzial der Bildung troposphärischen Ozons (POCP)
· Einsatz von Sekundärstoffen · Versauerungspotenzial von Boden und Wasser (AP)
· Einsatz von erneuerbaren Sekundärbrennstoffen · Eutrophierungspotenzial (Überdüngung) (EP)
· Einsatz von nicht erneuerbaren · Abbaupotenzial der stratosphärischen Ozonschicht (ODP)
Sekundärbrennstoffen
· Potenzial für abiotischen Ressourcenabbau für
· Einsatz von Trinkwasser nicht fossile Ressourcen (ADPel)
· Potenzial für abiotischen Ressourcenabbau für
fossile Ressourcen (ADPfoss)7
4 Ökobilanz Beton
4.1 Anwendungsbereich und deklarierte Einheit › durchschnittliche Transportentfernung der Ausgangs-
stoffe zum Werk (Zement, Gesteinskörnung, Wasser,
Die Ökobilanz bezieht sich auf einen Kubikmeter [m³] in Flugasche, Betonzusatzmittel),
Deutschland hergestellten unbewehrten Beton für Bautei- › Energieverbrauch im Bezugsjahr 2016 (elektrische
le im Hochbau (Wände, Decken, Balken, Treppen etc.), im Energie und Dieselkraftstoff – sofern möglich aufge-
Tiefbau (z. B. erdberührte Bauteile, Gründungselemente) schlüsselt in die verschiedenen Produktionsschritte),
und im Ingenieurbau (z. B. Brücken). › durchschnittliche Transportentfernung zwischen Werk
und Baustelle,
Für den Straßenbau kommt in der Regel Ortbeton aus › Umweltlasten typischer Arbeitsprozesse auf der Bau-
Anlagen zum Einsatz, die sich in unmittelbarer Nähe stelle.
der Einbaustelle befinden. In der Ökobilanzierung wurde
Straßenbaubeton daher nicht betrachtet. Für Transportbeton wurden repräsentative Betonzusam-
mensetzungen aus einem Forschungsvorhaben des
Fertigteile, die nicht konstruktiv eingesetzt werden (z. B. Deutschen Ausschusses für Stahlbeton e. V. [DAFSTB]
Pflastersteine, Gehwegplatten, Betonrohre, Dachsteine gewählt und mit Experten aus der Praxis sowie langjäh-
etc.) sind ebenfalls nicht von der Beton-EPD erfasst. rig geführten Verbandsstatistiken des Bundesverbandes
Für Umweltinformationen zu speziellen Betonfertigteilen der Deutschen Transportbetonindustrie e. V. abgegli-
siehe https://ibu-epd.com/veroeffentlichte-epds/. chen. Für den Betonfertigteilbereich wurden seitens
der Forschungsvereinigung der deutschen Beton- und
Für die Ökobilanzierung von Bauteilen aus Stahlbeton Fertigteilindustrie e. V. Daten von Fertigteilherstellern aus
ist der Bewehrungsstahl separat zu betrachten. Hinweise dem gesamten Bundesgebiet mit stark unterschiedlichen
hierzu siehe Kapitel 7. jährlichen Produktionsvolumina erhoben. Somit ist die
Repräsentativität der Daten insgesamt sichergestellt. Die
Die Daten der Beton-EPD ermittelten Betonzusammensetzungen können demnach
sind im Rahmen der Nach- als typisch angesehen werden.
haltigkeitszertifizierung von
Gebäuden für alle aus Beton Die anschließende Durchschnittsbildung erfolgte für
hergestellten Bauwerksteile jede Betondruckfestigkeitsklasse gewichtet nach dem
anwendbar. Produktionsvolumen von Transportbeton und Betonfertig-
teilen. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass
– angepasst an den Produktionsprozess – statistisch hö-
here Betonfestigkeiten eher bei Fertigteilen zum Einsatz
4.2 Datenerhebung und Repräsentativität kommen, während niedrigere Betonfestigkeiten mehr als
Transportbeton verwendet werden (Abb. 3).
Für die Ökobilanzen wurden sowohl für Transportbeton
als auch für Betonfertigteile folgende Daten erhoben:
› Produktionsmenge im Bezugsjahr 2016, In [BTB] sind Ergebnisse des Forschungsvorhabens
› durchschnittliche Betonzusammensetzung, „Energetische Optimierung der Betonherstellung in Trans-
100 %
Betonfertigteile
50 %
Transportbeton
0%
C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C45/55 C50/60
Druckfestigkeitsklasse
Abb.3: Verhältnis der Produktionsmengen Transportbeton / Betonfertigteile (schematisch)8
portbetonwerken“ dokumentiert, in dessen Zuge eine bei der Planung geeignete Annahmen für die zu erwar-
Bestandsaufnahme zum Energieverbrauch bei Trans- tenden Umwelteinwirkungen getroffen (z. B. trockene
portbetonwerken durchgeführt wurde. Ausgewählt waren Innenraumluft, mäßige Feuchte, Schlagregen, Tausalzan-
sechs Werke, die in den Anlagentypen, den Misch- und griff) und sogenannten Expositionsklassen zugeordnet
Antriebssystemen und der Produktionsleistung variierten, [DIN4]. Die Betonzusammensetzung variiert je nach
um eine Vielzahl unterschiedlicher und gängiger Trans- Druckfestigkeitsklasse und Bauaufgabe.
portbetonwerke abzudecken. Mit Hilfe eines elektrischen
Leistungsmessgerätes wurden die Leistungsaufnahme Insgesamt wurden folgende sechs Betondruckfestigkeits-
und der Energieverbrauch der jeweiligen Verbraucher im klassen im Rahmen der Ökobilanz untersucht: C20/25,
laufenden Betrieb aufgezeichnet. Für die Ökobilanzierung C25/30, C30/37, C35/45, C45/55 und C50/60. Tafel 2
wurde ein Mittelwert herangezogen. zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung der dekla-
rierten Betone.
Die Auswahl der verschiedenen Druckfestigkeitsklassen
4.3 Betondruckfestigkeitsklassen soll es dem Planer ermöglichen, auch im frühen Pla-
und Betonzusammensetzung nungsstadium mit einer angemessenen Genauigkeit die
Umweltwirkungen des verwendeten Betons abzuschät-
Betonbauwerke und ihre Bauteile müssen die zu erwar- zen. Für den Fall, dass zu diesem Zeitpunkt noch keine
tenden Beanspruchungen sicher aufnehmen können und ausreichenden Informationen vorliegen, sind im Kapitel 6
über viele Jahrzehnte dagegen widerstandsfähig bleiben. zusätzlich die Umweltwirkungen eines „Durchschnitts-
Dies verlangt eine sach- und materialgerechte Konstruk- betons“ und weitere Hinweise zur Anwendbarkeit dieser
tion, Bemessung, Baustoffauswahl und Bauausführung. Daten zu finden.
Zur Sicherstellung der geforderten Eigenschaften werden
Tafel 2: Durchschnittliche Zusammensetzung des deklarierten Betons (gewichtetes Mittel aus Transportbeton und Betonfertigteilen)
[Angaben in kg je m³ Beton]
C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C45/55 C50/60
Zement 260 290 320 357 366 392
Flugasche 28 42 55 35 43 19
Gesteinsmehl 12 18 24 15 5 7
Gesteinskörnung 1.880 1.820 1.792 1.813 1.834 1.846
davon Kies 836 810 797 783 683 683
davon Sand 649 628 623 646 665 679
davon Splitt 376 364 356 369 482 480
davon rezyklierte GK 19 18 18 15 4 4
Wasser 170 176 170 164 155 153
Betonzusatzmittel 1,3 1,2 1,3 1,7 3,03 3,3
Summe 2.351,3 2.347,2 2.362,3 2.385,7 2.406,3 2.420,3
Tafel 3: Anhaltswerte für die Mindestdruckfestigkeitsklassen in Bezug auf die Umweltbedingungen (Expositionsklassen):
Beschreibung der Umgebung und Beispiele für die Zuordnung Mindestdruckfestigkeitsklasse
Bauteile in Innenräumen mit üblicher Luftfeuchte (einschließlich Küche, Bad) C16/20
Bauteile, zu denen die Außenluft häufig oder ständig Zugang hat, C20/25
z. B. offene Hallen, gewerbliche Küchen, Bäder, Wäschereien, Hallenbäder etc.
Außenbauteile mit und ohne direkter Beregnung C25/30
Bauteile im Sprühnebelbereich von Verkehrsflächen, Einzelgaragen, C30/37
Außenbauteile in Küstennähe
Teile von Brücken mit häufiger Spritzwasserbeanspruchung, C35/45
Bauteile, die mit Meerwasser in Berührung kommen,
Bauteile in betonangreifenden Böden9
Zur Abschätzung der anzuwendenden Betonfestigkeit Zu folgenden Modulen werden Aussagen getroffen
lässt sich sagen, dass im Allgemeinen statisch hoch (siehe auch Abb. 6):
ausgenutzte Bauteile wie Stützen und Unterzüge mit
höheren Festigkeiten hergestellt werden als z. B. Decken
und Wände. Die Umweltbedingungen, denen Außenbau- › Produktstadium und Errichtungsphase:
teile ausgesetzt sind, bestimmen über die Expositions- A1 bis A3, A4 und A5
klassen ebenfalls die erforderliche Betondruckfestigkeit. › Nutzungsphase: B1
Für Innenbauteile werden im Allgemeinen geringere › Ende des Lebensweges: C1, C2 und C3
Druckfestigkeiten verwendet als für Außenbauteile. › Gutschriften und Lasten außerhalb des Lebenszyklus
des Gebäudes: D
Eine detaillierte Aufstellung siehe [VDZ2].
Die wesentlichen Arbeitsschritte zur Herstellung eines
auf der Baustelle geschalten Gebäudeteils aus Trans-
portbeton und eines Betonfertigteils sind annähernd die
4.4 Lebensweg von Betonbauteilen gleichen. Sie sind lediglich zeitlich verschoben (Abb. 6).
4.4.1 Allgemeines Die bestehenden Unterschiede zwischen den beiden
Die Umweltproduktdeklarationen für Beton umfassen Bauverfahren Betonfertigteilbauweise (BFT) und Trans-
den Lebensweg der Bauteile „von der Wiege bis zum portbeton (TB) wirken sich in der Gesamtbilanzierung nur
Werkstor mit Optionen“ (cradle-to-gate with options). Im gering aus:
Gegensatz zu einer oft verwendeten EPD „von der Wiege
bis zum Werkstor“ (cradle-to-gate) sind hier neben dem BFT: geringere Anzahl von Transporten zwischen Werk
Produktionsstadium weitere ausgewählte Stadien des und Baustelle mit jedoch teilweise deutlich größerer
Lebensweges eines Betonbauteils erfasst. Die unter- Transportentfernung (durchschnittliche Entfernung:
schiedlichen Stadien werden nach DIN EN 15804 [DIN3] 180 km bei einer mittleren Nutzlast des Transportes
in sogenannte Module unterteilt und dem Lebensweg von ca. 22 t)
eines Gebäudes zugeordnet (Abb. 5).
TB: häufigere Transporte mit dem Fahrmischer, über
meist geringere Entfernungen (durchschnittliche Trans-
Die Beton-EPDs enthalten portentfernung 14,9 km bei ca. 7,5 m³ Transportvolumen
Angaben für den gesamten der Fahrmischer)
Lebensweg der Bauteile von
der Gewinnung der Aus- BFT + TB: an das Bauverfahren angepasste Betonzu-
gangsstoffe bis zum Abriss sammensetzung (z. B. hohe Frühfestigkeit für Betonfertig-
des Gebäudes. teile, längere Verarbeitbarkeit von Transportbeton)
Errichtung
Herstellung
Vorprodukte
Rohstoffabbau
Nutzungssende
Recycling
Nutzung
Abb. 4: Lebensweg von Bauwerken10
Ende des Gutschriften und
Produkt- Errichtungs- Lebensweges –
Nutzungsphase Lasten außerhalb
stadium phase Entsorgungs- des Lebenszyklus
phase
Rohstoffbereitstellung
Wiederverwendungs-/
Umbau / Erneuerung
Rückgewinnungs-/
Abfallbehandlung
Instandsetzung
Instandhaltung
Deponierung
Bau / Einbau
Recycling-
Herstellung
potenzial
Transport
Transport
Transport
Abbruch
Nutzung
Ersatz
A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C41) D
B6 – betrieblicher
Energieeinsatz 1)
B7 – betrieblicher
Wassereinsatz 1) 1)
Modul in der Ökobilanz Beton nicht deklariert
Abb. 5: Stadien des Lebensweges und Module für die Beschreibung und Bewertung eines Gebäudes; Abbildung nach Bild 1 in DIN EN 15804
[DIN2]
Lebenszyklusphasen
Gesteins-
körnung Schalung
Transport zum Werk
Transportbeton
Abbruch
Zusatz-
stoffe/ Lagern/ Transport Pumpen
Dosieren/ zur Neutral für
-mittel Transport
Mischen Baustelle Beton
Aufbereitung
Zement Verdichten
Ausschalen
Wasser
Ergänzende
Information
außerhalb des
Lebens-
A1 A2 A3 A4 A5 B C zyklus
des Gebäudes
Produktion Errichtung Nutzung Entsorgung
Rückgewin-
nungs-
Wasser potenzial
Gesteins-
Lagern/
körnung
Dosieren/ Abbruch
Transport zum Werk
Mischen
Betonfertigteil
Zusatz- Schalung Transport Neutral für Transport
stoffe/ zur Montage Beton
-mittel Baustelle
Verdichten
Aufbereitung
Ausschalen
ggf. Wärme-
Zement
behandlung
interne
Transporte
Abb. 6: Schema des Lebensweges eines Bauteils aus Beton mit Zuordnung zu den Modulen (in Anlehnung an DIN EN 15804)11
4.4.2 Produktstadium
Förderung/Produktion der Betonausgangsstoffe
(Modul A1)
Beton wird hergestellt durch Mischen von Zement, grober
und feiner Gesteinskörnung und Wasser, mit oder ohne
Zugabe von Zusatzmitteln und Zusatzstoffen. Die durch-
schnittliche Zusammensetzung des deklarierten Betons
ist auf Tafel 2 angegeben.
Foto: BetonBild
Gesteinskörnung
Als Gesteinskörnung werden Sand, Kies und/oder Splitt
verwendet. Teilweise werden diese Primärrohstoffe durch
Abb. 7: Natürliche Ausgangsstoffe für Beton: Wasser, Zement, rezyklierte Gesteinskörnungen ersetzt.
Gesteinskörnung
Zement
Zement ist ein hydraulisch erhärtendes Bindemittel. Er
Die verfahrenstechnischen besteht aus einem Gemisch fein aufgemahlener, nicht
Unterschiede zwischen Trans- metallisch-anorganischer Bestandteile. Zement kann
portbeton- und Betonfertig- durch gemeinsames Vermahlen des bis zur Sinterung
teilbauweise wirken sich nur gebrannten Zementklinkers mit anderen Haupt- und
gering auf die Ökobilanz aus. Nebenbestandteilen oder durch Mischen getrennt fein-
gemahlener Haupt- und Nebenbestandteile hergestellt
werden.
Die einzelnen Lebenszyklusphasen und die berücksich-
tigten Prozesse werden nachfolgend näher erläutert.
Aufbereiten der Rohstoffe Chemisches Umwandeln
Kalkstein und Ton Rohstoffe Rohmehl
Gewinnen Brechen Homogenisieren Trocknen Homogenisieren Brennen
und Lagern und Mahlen und Abscheiden
Zyklonvorwärmer
Mischbett- Elektro-
silo filter Calcinator
Drehrohrofen
Steinbruch Brecher
Rohmühle Kühler
Klinker
Mahlen Lagern Abfüllen, Verladen, Transportieren
Lagern und andere Hauptbestandteile Zement CEM I bis CEM V
Homogenisieren Sulfatträger
Klinker
Sackware
Sichter
Klinkersilo
lose Ware
Zementmühle
Abb. 8: Zementherstellung (schematisch)12
Abb. 8 zeigt schematisch die Herstellung von Zement. kraftwerken. Sie können sowohl bei der Zementherstel-
Dabei entsteht zunächst aus einem Rohstoffgemisch, lung als auch als Betonzusatzstoff eingesetzt werden.
das in einer Ofenanlage bei einer Temperatur von mehr
als 1.400°C bis zum Sintern erhitzt wird, sogenannter Betonzusatzmittel
Zementklinker. Die dafür verwendeten Ausgangsstoffe Durch den Einsatz von Betonzusatzmitteln können die
müssen hauptsächlich Calciumoxid (CaO) und Silicium- Frischbetoneigenschaften beeinflusst werden. Zum Ein-
dioxid (SiO2) sowie in geringen Mengen Oxide des satz können z. B. kommen: Betonverflüssiger, Fließmittel,
Aluminiums (Al2O3) und des Eisens (Fe2O3) enthalten. Verzögerer, Luftporenbildner und Beschleuniger. Dabei
Gesteine, die diese Verbindungen liefern, sind Kalkstein werden die beiden zuerst genannten in Deutschland mit
oder Kreide und Ton oder deren natürlich vorkommendes Abstand am häufigsten angewendet.
Gemisch, der Kalksteinmergel.
Transport der Rohstoffe zum Transportbeton-/Fertig-
Mögliche weitere Hauptbestandteile können z. B. Hüt- teilwerk (Modul A2)
tensand, Kalkstein, Flugasche oder gebrannter Schiefer
sein. Zur Regelung des Erstarrens und der Festigkeitsent- Die Transportentfernung variiert je nach Ausgangsstoff.
wicklung werden Sulfatträger wie Gipsstein oder Anhydrit Sie ist für Gesteinskörnungen relativ gering (gemittelt
zugesetzt. LKW / Bahn / Schiff ca. 69 km), da historisch Betonwerke
oft in der Nähe von Kies- / Sandgruben oder Steinbrü-
Durch das Forschungsinstitut der Zementindustrie wurden in chen errichtet wurden. Als durchschnittliche Transport-
den Jahren 2016 und 2017 Ökobilanzierungen für verschie- entfernung von Zement wurden 91 km angesetzt. Für
dene in Deutschland hergestellte Zementarten durchgeführt. Betonzusatzmittel und Flugaschen wurde eine durch-
Es zeigte sich, dass insbesondere der Anteil des Zementklin- schnittliche Entfernung von ca. 130 km bilanziert.
kers die Ökobilanz eines Zementes entscheidend beeinflusst.
Für die Ökobilanzierung von Betonen wurde deshalb der Betonherstellung (Modul A3)
Klinkeranteil für die verschiedenen Druckfestigkeitsklassen
möglichst wirklichkeitsnah abgebildet. Die eigentliche Betonherstellung umfasst das Mischen
des Betons aus den Ausgangsstoffen. Diese werden im
Wasser/Abwasser Betonwerk aus Silos und von offenen Halden über Rad-
Neben Trinkwasser aus dem öffentlichen Versorgungs- lader und Förderbänder in die Mischanlagen befördert.
netz oder werkseigenen Brunnen wird in Betonwerken Für die internen Transporte im Werk werden elektrische
auch auf dem Werksgelände anfallendes Niederschlags- Energie und Diesel benötigt.
wasser z. T. zur Betonherstellung verwendet.
Im Transportbetonwerk wird der Frischbeton direkt in den
Wasser aus der Aufbereitung von Restbeton oder der oberen Einfülltrichter der Fahrmischer gefüllt, um zur
Reinigung von Mischern bzw. Fahrmischertrommeln wird Baustelle transportiert zu werden (Abb. 9).
in Betonwerken in entsprechenden Anlagen wiederauf-
bereitet. Produktionsbedingte Abwässer fallen daher in Im Anschluss an das Mischen wird der Frischbeton im
Betonwerken nicht an. Fertigteilwerk über Kübelbahnen und Betonverteiler in
die vorbereiteten Schalungen eingebracht (Abb. 10) und
Betonzusatzstoff: Steinkohleflugasche verdichtet (Abb.11).
Flugaschen sind ein Verbrennungsrückstand aus Kohle-
Abb. 9: Einfüllen des Frischbetons in den Fahrmischer Abb. 10: Übergabe des Frischbetons im Fertigteilwerk13
Um die Bauteile möglichst bald nach der Herstellung
ausschalen zu können, ist bei der Herstellung von Fer-
tigteilen die Frühfestigkeit des Betons von besonderer
Bedeutung. Die Erhärtung wird daher häufig durch eine
Wärmebehandlung des jungen Betons beschleunigt.
Nach ca. 12 bis 18 Stunden werden die Teile ausge-
schalt und z. B. per Kran zum weiteren Aushärten und
bis zum Transport auf die Baustelle auf den Lagerplatz
gebracht.
Während beim Transportbeton auf der Baustelle typi-
scherweise Stahlrahmenschalungen mit einer kunststoff-
beschichteten Schalhaut aus Holz eingesetzt werden,
kommen im Fertigteilwerk meist Stahlschalungen zum
Einsatz, die für Konsolen und variable Querschnittsteile
mit Holzschalung ergänzt werden.
4.4.3 Errichtung / Bauphase
Transport von Transportbeton und Betonfertigteilen
zur Baustelle (Modul A4)
Die Entfernung zwischen dem Werkstor und der Baustel-
le sind bei Transportbeton und Betonfertigteilen sehr un-
terschiedlich. Aufgrund der zeitlich begrenzten Verarbeit- Abb. 11: Verdichten des Betons in der Schalung im Fertigteilwerk
barkeit des Frischbetons (90 Minuten) und des engen
Netzes von Transportbetonwerken legen Fahrmischer bis
zur Baustelle durchschnittlich eine Strecke von 14,9 km
zurück. Dagegen liegt die durchschnittliche Transport-
entfernung von Betonfertigteilen bei ca. 180 km. Dieser
Unterschied führt dazu, dass die Umweltwirkungen beim
Fertigteiltransport, bezogen auf den Kubikmeter Beton,
deutlich größer sind. Dieser Umstand wurde für die Öko-
bilanzierung bei der Ermittlung der durchschnittlichen
Umweltwirkungen des Betontransports berücksichtigt.
Außerdem wird eine leere Rückfahrt angesetzt.
Foto: BetonBild
Einbau von Transportbeton und Betonfertigteilen auf
der Baustelle (Modul A5)
Der Einbau von Transportbeton erfolgt meist mit Beton- Abb.12: Einbau von Transportbeton mit Betonpumpe und Verdichtung
pumpen oder über Betonkübel, die per Turmdrehkran durch Innenrüttler
bewegt werden. Nach dem Einbringen in die Schalung
wird der Beton im Regelfall mit Innenrüttlern verdichtet
und nach dem Erhärten ausgeschalt (Abb. 12).
Betonfertigteile werden nach der Anlieferung mit Kranen
(i. d. R. Autokran oder Turmdrehkran) vom Lieferfahrzeug
an die Einbaustelle gehoben und dort montiert (Abb. 13).
Der Einbau von Transportbeton auf der Baustelle benötigt
mehr Energie als der Einbau von Betonfertigteilen, da
Prozesse wie der Schalungsbau, das Einbringen des
Betons in die Schalung und die Verdichtung bei Beton-
Foto: BetonBild
fertigteilen bereits im Werk stattgefunden haben und
dort bilanziert wurden.
Abb. 13: Montage eines Betonfertigteils14
Auf der sicheren Seite liegend werden die Umweltwirkun- Rückbau/Abbruch von Betongebäuden
gen des Einbaus von Transportbeton in der EPD ausge- und -bauteilen (Modul C1)
wiesen.
Nach aktuellem Stand der Technik erfolgt der Rückbau
von Bauwerken aus Beton und Stahlbeton überwiegend
4.4.4 Nutzungsphase
mit Baggern, die mit Abbruchzangen ausgerüstet sind.
Nutzung (Modul B1)
Das Zerkleinern des Betons erfolgt dabei durch das Ein-
leiten von Druckkraft (Abb. 14).
In der Gebäudenutzungsphase entstehen durch Beton-
bauteile während der Referenznutzungsdauer von 50
Transport von Betonabbruch (Modul C2)
Jahren [BMV1] in der Regel keine Umweltlasten.
Heutzutage wird der Betonabbruch häufig direkt an Ort
Durch Carbonatisierung nehmen Betonbauteile während
und Stelle mit mobilen Brechanlagen zerkleinert. Der
ihrer Nutzungsdauer Kohlendioxid aus der Luft auf. Durch
Transport erfolgt dabei üblicherweise über Bagger oder
die Carbonatisierung des Betons wird die Freisetzung
Radlader, die den groben Bauschutt vor Ort der Brech-
von Kohlendioxid bei der Baustoffherstellung teilweise
anlage zuführen.
rückgängig gemacht. Dies kann als negatives Treib-
hauspotenzial ausgedrückt werden. [DIN7] macht im An-
Abfallbehandlung – Betonaufbereitung (Modul C3)
hang BB Angaben zur Quantifizierung der CO2-Aufnah-
me. In der EPD wird folgende Annahme getroffen: „Unter
Von den im Jahr 2016 angefallenen rund 58,5 Mio. t
Annahme eines 20 cm dicken Betonbauteils ergibt sich
Bauschutt wurden nur ca. 6,2 % der Abfallbeseitigung
in der Nutzungsphase hierfür ein Wert von ca. -10 kg
zugeführt. Weitere 16,1 % wurden auf Deponien und
CO2 je m³ Beton.“
im Rahmen der Verfüllung von Abgrabungen verwertet,
während ca. 77,7 % des Bauschutts recycelt wurden.
Wartung (Modul B2) und Reparatur (Modul B3)
Überwiegend wurden recycelte mineralische Baustoffe
im Erd- und Straßenbau verwendet (74,8 %). Wieder als
Die Betonzusammensetzung und die Konstruktion
Gesteinskörnung in der Asphalt- und Betonherstellung
der Bauteile sind auf die Nutzungsdauer von 50 Jah-
wurden ca. 21,0 % (15,2 Mio. t) eingesetzt [MON].
ren ausgelegt [DIN6]. Die tatsächliche Nutzungs- und
Lebensdauer eines Bauwerks ist meist erheblich länger
Die Aufbereitung erfolgt heute üblicherweise mit Backen-
und letztlich von der üblichen Instandhaltung abhängig.
oder Prallbrechern. Diese zerkleinern den Betonschutt,
Betonbauteile in üblichen Umgebungs- und Witterungs-
dessen Teile nach dem Gebäudeabbruch noch Abmes-
bedingungen weisen ein Dauerhaftigkeitspotenzial von
sungen von bis zu 80 cm haben, zu kleineren Kornfrak-
weit über 100 Jahren auf.
tionen bis ca. 32 mm. Die Brechanlagen führen neben
Weitere Hinweise zur Lebensdauer von Beton gibt z. B. dem reinen Brechen auch eine Vorabsiebung und eine
[BERG]. Metallabscheidung durch.
Für Betonbauteile sind Instandhaltungs- und Reparatur-
maßnahmen während der Referenznutzungsdauer i. d. R.
nicht erforderlich, sodass in diesen Modulen keine Um-
weltlasten anfallen.
Während der Gebäudenut-
zung fallen durch die Beton-
bauteile keine Umweltlasten
an. Die Carbonatisierung
während der Nutzungsphase
wird als negatives Treib-
hauspotenzial ausgedrückt.
Foto: fotolia / A. Erdbeer
4.4.5 Nutzungsende
Endet der Lebensweg eines Gebäudes, können darin
verbaute Betonbauteile zurückgebaut oder abgebrochen
werden (Modul C1). Der Betonabbruch wird meist zu
Brechanlagen transportiert (Modul C2) und dort aufberei-
tet (Modul C3). Abb. 14: Abbrucharbeiten mit Baggern15
4.4.6 Nutzen und Lasten außerhalb des Lebenszyklus
von Gebäuden
Rückgewinnung und Recycling (Modul D)
Carbonatisierungs-
In der Brechanlage erreicht der Betonabbruch den
„end-of-waste“ Status, d. h. er gilt nicht mehr als Abfall, nach
sondern kann als Sekundärmaterial die Primärmaterialien Rückbau
fortschritt
Sand und Splitt/Schotter ersetzen. Hierfür werden öko-
bilanzielle Gutschriften im Modul D ausgewiesen. Nutzungsdauer
Zeit
Die CO2-Aufnahme durch Carbonatisierung kann bis
zum „Zeitpunkt funktionaler Äquivalenz“ im Modul D als Abb. 15: Quantitativer Verlauf des Carbonatisierungsfortschritts in
Beton
negatives Treibhauspotenzial ausgewiesen werden. Da
die funktionale Äquivalenz mit dem Ersatz natürlicher
Gesteinskörnung (z. B. im Straßenunterbau) erreicht ist,
nahme als mittleren Richtwert für die Langzeitaufnahme
wird in dieser Ökobilanz davon abgesehen, Carbona-
von CO2 an. Unter dieser Voraussetzung ergeben sich die
tisierung im Modul D zu berücksichtigen. Stattdessen
in Tafel 4 genannten Werte. Diese Werte sollten jedoch
wird die CO2-Aufnahme aus Carbonatisierung nach der
nur als Anhaltswerte verstanden werden, da sie vielen
Nutzungsphase als „zusätzliche technische Information“
Einflussfaktoren unterliegen.
ausgewiesen.
Zusätzliche technische Information: Die CO2–Aufnahme aus
Carbonatisierung nach dem Nutzungsende Carbonatisierung nach der
Nutzungsphase wird als
Auch nach der Weiterverwendung von Recyclingbeton im „zusätzliche technische
Straßenunterbau findet eine Carbonatisierung von Beton Information“ ausgewiesen.
statt. [DIN7] gibt 75 % der maximal möglichen CO2-Auf-
Tafel 4: Potenzial für die CO2-Aufnahme nach dem Nutzungsende, abhängig von der Betondruckfestigkeitsklasse nach [DIN7]
Betonfestigkeitsklasse C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C45/55 C50/60
Potenzial für CO2-Aufnahme nach
59,3 67,5 76,2 87,4 100,4 106,9
dem Nutzungsende [kg/m³ Beton]
5 Ergebnisse der Ökobilanzierung
5.1 Darstellung in den Umwelt- Im Anhang sind die Ergebnisse der Ökobilanz für alle
produktdeklarationen Festigkeitsklassen zusammengefasst dargestellt. Diese
wurden vom Institut Bauen und Umwelt e. V. IBU verifiziert
Unter Berücksichtigung der vorab dargestellten Lebens- und bestätigt.
zyklusphasen und Prozesse sowie der aufgeführten
Annahmen wurden die Ökobilanzen für Beton errechnet.
5.2 Auswertung und Interpretation
Deren Ergebnisse sind ein wichtiger Bestandteil für die
vorliegenden Umweltproduktdeklarationen. Die verschie-
Erwartungsgemäß fallen bei der Ökobilanz von Beton-
denen Umweltwirkungen werden jeweils für die ein-
bauteilen die größten Umweltwirkungen in der Herstell-
zelnen Module (Abb. 5) angegeben. Die Produktphase
phase (Produktstadium Module A1 bis A3) an. Abb. 16
(Module A1 bis A3) wird zusammengefasst.16
zeigt den Anteil der verschiedenen Module ausgewählter schalten Betonbauteilen, sodass diese unter dem Strich
Parameter der Bilanzierung eines Kubikmeters erhärteten kaum ins Gewicht fallen.
unbewehrten Betons der Druckfestigkeitsklassen C20/25
und C50/60. Mit zunehmender Betondruckfestigkeit steigen die
Umweltwirkungen der Betonherstellung an (Abb. 18).
Modul D enthält die für die Verwendung von Betonab- Für eine angemessene Beurteilung der Umweltwirkung
bruch als Sekundärrohstoff errechneten Gutschriften. ist jedoch generell der Bezug zum Nutzen des Baustoffs
im Gebäude herzustellen. Dies geschieht in Abb. 18
Schaut man sich das Produktstadium detaillierter an beispielhaft durch die Darstellung des Treibhauspotenzia-
(Abb. 17), so wird deutlich, dass hier die Herstellung und les (GWP) in Bezug auf die Betondruckfestigkeit (spe-
die Gewinnung der Betonausgangsstoffe – und dabei zifisches Treibhauspotenzial). Hier wird deutlich, dass
besonders die Zementherstellung – den größten Einfluss das spez. Treibhauspotenzial mit steigender Festigkeit
auf die Ökobilanz von Beton haben. Die Zement- abnimmt. Damit zeigt sich, dass eine korrekte Beurtei-
herstellung trägt mit rund 80 % und die Gewinnung lung der Umweltwirkungen nur im Zusammenhang mit
und Produktion von Gesteinkörnung mit rund 5 % zum der konkreten Bauaufgabe mit den dortigen Randbedin-
Gesamttreibhauspotenzial der Betonherstellung bei. gungen, also letztendlich auf Gebäudeebene, getroffen
Dadurch relativieren sich auch die verfahrensbedingten werden kann [DAFSTB].
Unterschiede zwischen vorgefertigten und vor Ort ge-
GWP EP ADPel ADPfoss PE ern PE nern
100 % 0,2
10,3 0,6 15,4
23,6
80 % 2,4 4,2
3,8 5,5
60 %
87,2 99,3
40 % 70,9
72,4 80,4 72,3
20 %
0%
-10,5 -12,9 -1,4 -19,7 -22,1
-4,9
-20 % -42,0
-40 %
-60 %
Nutzungsende
-80 %
Bauprozess
Produktstadium
GWP EP ADPel ADPfoss PE ern PE nern
6,0 0,3 Gutschriften (Modul D)
100 %
13,4 9,6
8,5 Gutschriften (Modul B1)
8,9
80 % 14,6 18,4
19,7
60 % GWP: Globales Erwär-
99,3
85,5 mungspotenzial
40 % 81,4
71,4 66,9 68,7 EP: Eutrophierungspoten-
zial (Überdüngung)
20 % ADPel: Potenzial für den
abiotischen Abbau
0% -6,8 nicht fossiler
-7,6 -0,8 -11,2 -12,7 Ressourcen
-2,8 -26,2
-20 % ADPfoss: Potenzial für den
abiotischen Abbau
-40 % fossiler Brennstoffe
PEern: erneuerbare
-60 % Primärenergie
PEnern: nicht erneuerbare
-80 % Primärenergie
Abb. 16: Starke Dominanz der Produktherstellung in der Ökobilanz von Beton (oben: C20/25 und unten: C50/60)17
100 % 4,6
9,5 6,8
2,6 12,6 13,4 12,4 Zementherstellung
90 % 5,8 2,6
3,7 2,2 25,6 14,0
3,2 5,5 6,4
80 % 8,6 Produktion Flugasche
14,0 4,2 3,9
3,7 Gewinnung/Produktion
70 % 13,4 14,2
8,3 21,8 Gesteinskörnung
60 % 2,8 7,0 6,3
99,8 Zusatzmittelherstellung
50 %
82,0 Verbrauch von Elektrizi-
40 % 73,3 tät und Heizenergie im
71,9
60,1 56,5 Betonwerk
30 % 56,8
56,1
Sonstiges (insbes.
20 %
Transporte)
10 %
0% GWP: Globales Erwär-
GWP ODP AP EP ADPel ADPfoss PEern PEnern mungspotenzial
ODP: Abbaupotenzial der
100 % stratosphärischen
3,1 6,5 7,6 4,5 Ozonschicht
9,2 8,3
6,6 AP: Versauerungspoten-
90 % 2,7 5,7 4,5
3,7 5,7 zial von Boden und
1,3 16,8 24,0 17,5
80 % 5,6 36,8 Wasser
21,0
1,6 EP: Eutrophierungspoten-
70 % 6,3 1,7 5,8 zial (Überdüngung)
5,5 8,7 9,4 ADPel: Potenzial für den
15,3
60 % 1,2 0,4 abiotischen Abbau
3,0 2,7
99,9 nicht fossiler
50 % Ressourcen
82,0 ADPfoss: Potenzial für den
40 % 62,1 abiotischen Abbau
74,9
60,2 55,9 fossiler Brennstoffe
30 % 56,1
54,5 PEern: erneuerbare
20 % Primärenergie
PEnern: nicht erneuerbare
10 % Primärenergie
0%
GWP ODP AP EP ADPel ADPfoss PEern PEnern
Abb. 17: Einflussfaktoren auf die Wirkungs- und Sachbilanz eines Betons der Druckfestigkeitsklasse C20/25 (oben) und C50/60 (unten)
im Produktstadium
350 12
300 10
q.
kg CO 2-Ä
G WP in
250
GWP / fck in kg CO2-Äq. /(N/mm2)
8
GWP in kg CO2-Äq.
200
spez. GWP in kg 6
CO2-Äq./(N/mm2
)
150
4
100
2
50
Betondruckfestigkeit fck in N/mm2
0 0
20 25 30 35 40 45 50
Abb. 18: Treibhauspotenzial (GWP) für die Herstellung (A1 bis A3) von 1 m³ Beton (schwarz) und bezogen auf die charakteristische Betondruck-
festigkeit (grau)18
6 Umweltinformationen
für „Durchschnittsbeton“
Für den Fall, dass zum Zeitpunkt der Ökobilanzierung sechs untersuchten Druckfestigkeitsklassen in Kombina-
des Bauwerkes noch keine ausreichenden Informati- tion mit dem jeweiligen Produktionsvolumen in Deutsch-
onen vorliegen, wurden Umweltwirkungen für einen land generiert. Da die Betonzusammensetzung aber
„Durchschnittsbeton“ ermittelt. Diese basieren nicht auf einer stark variieren kann, können die nachfolgenden Daten
verifizierten EPD, sondern wurden aus den Ökobilanzen der nur als grobe Näherung dienen.
Tafel 5: Umweltwirkungen für 1 m³ „Durchschnittsbeton“ – nicht verifiziert
Parameter Einheit A1-A3 A4 A5 B1 C1 C2 C3 D
Globales Erwär-
[kg CO2-Äq.] 209,8 5,8 1,1 -10,0 3,1 12,0 6,0 -21,4
mungspotenzial
Abbaupotenzial der
stratosphärischen [kg CFC11-Äq.] 5,73E-08 1,15E-12 4,71E-12 0,00E+00 6,09E-13 2,37E-12 1,31E-11 -1,32E-10
Ozonschicht
Versauerungspoten-
zial von Boden und [kg SO2-Äq.] 3,04E-01 1,47E-02 1,60E-03 0,00E+00 3,00E-02 3,21E-02 1,13E-02 -4,73E-02
Wasser
Eutrophierungs-
[kg (PO4)3- Äq.] 5,71E-02 3,47E-03 2,57E-04 0,00E+00 6,53E-03 7,65E-03 2,17E-03 -8,86E-03
potenzial
Bildungspotenzial
für troposphärisches [kg Ethen Äq.] 2,48E-02 -4,92E-03 1,11E-04 0,00E+00 3,18E-03 -1,11E-02 9,74E-04 -2,79E-03
Ozon
Potenzial f. d. abio-
tischen Abbau nicht [kg Sb Äq.] 6,95E-04 6,18E-07 5,36E-07 0,00E+00 3,28E-07 1,28E-06 1,97E-06 -8,60E-06
fossiler Ressourcen
Potenzial für den
abiotischen Abbau [MJ] 954,8 78,5 10,5 0,0 41,7 163,0 68,4 -227,0
fossiler Brennstoffe
Einsatz Primär-
[MJ] 201,2 5,3 5,9 0,0 2,8 11,0 20,7 -94,1
energie erneuerbar
Einsatz Primär-
energie nicht [MJ] 1.058,6 78,8 13,7 0,0 41,9 163,0 78,7 -279,0
erneuerbar19
7 Übertragung der Ergebnisse
auf das Gesamtgebäude
7.1 Berücksichtigung der Bewehrung 7.2 Weitere Einflüsse auf die Nachhaltigkeits-
bei Stahlbetonbauteilen bewertung von Gebäuden
Mit den Werten aus den Beton-EPDs liegen die erforder- Zur Bewertung der Nachhaltigkeit sind komplexe Abwä-
lichen Informationen vor, um für die Beurteilung der öko- gungsprozesse zwischen den einzelnen Dimensionen
logischen Qualität eines Gebäudes die Umweltwirkun- der Nachhaltigkeit, den technischen bzw. funktionalen
gen zu ermitteln, die dem Beton zuzuordnen sind. Das Eigenschaften des Bauwerkes sowie seiner Bauteile oder
Gesamtbetonvolumen der Konstruktion (soweit bekannt, Baustoffe zu berücksichtigen.
unterschieden in unterschiedliche Druckfestigkeitsklas-
sen) ist lediglich mit den Ökobilanzwerten pro m³ Beton Gerade bei der Konstruktion und Ausführung von Ge-
zu multiplizieren. bäuden erweist sich der Baustoff Beton – im Sinne der
Nachhaltigkeit ganzheitlichen Betrachtung – als beson-
Der Bewehrungsanteil ist zusätzlich zu erfassen. ders vielseitig und leistungsfähig.
Hierfür wurden ergänzend zu den Datensätzen in der
Ökobau.dat [BMI2] im September 2018 vom ift Rosen-
heim Umweltproduktdeklarationen für Betonstahl [IFT1] Neben den Umweltwir-
und Betonstahlmatten [IFT2] veröffentlicht. Darin deklariert kungen werden durch
werden jeweils die gesamte Herstellphase (A1-A3) sowie den Baustoff Beton
der Transport in der Errichtungs- (A4) und Entsorgungs- zahlreiche weitere
phase (C2). Nachhaltigkeitskriterien
positiv beeinflusst.
Zur Ermittlung der Ökobilanz eines Bauwerkes werden
die Ökobilanz-Datensätze auf die eingesetzten Gesamt-
massen angewendet (Tafel 6).
Tafel 6: Ökobilanzdaten 1 m³ Beton C45/55 und 1 Tonne Betonstahl
Parameter EPD
1 m³ Beton C45/55 [IBU1] EPD
Einheit 1 t Betonstahl
A1 bis A5, A1 bis A4 [IFT1]
D
(A1 bis A5 + B1 + C1 bis C3)
Globales Erwärmungspotenzial
[kg CO2-Äq.] 316,31) (327,9) -21,402) 256,3
(GWP)
Abbaupotenzial der stratosphäri-
[kg CFC11-Äq.] 7,72E-8 (7,72E-8) -1,32E-10 7,08E-6
schen Ozonschicht (ODP)
Versauerungspotenzial von Boden
[kg SO2-Äq.] 0,480 (0,553) -0,047 0,686
und Wasser (AP)
Eutrophierungspotenzial (EP) [kg (PO4)3- Äq.] 0,09836 (0,1147) 0,062
-0,0089
Bildungspotenzial für troposphäri-
[kg Ethen Äq.] 0,0112 (0,0043) 0,0565
sches Ozon (POCP) -0,0028
Potenzial für den abiotischen Abbau
[kg Sb Äq.] 1,02E-3 (1,03E-3) -8,60E-6 0,000301
nicht fossiler Ressourcen (ADPel)
Potenzial für den abiotischen Abbau
[MJ] 1.765 (2.038) -227,0 4.220
fossiler Brennstoffe (ADPfoss)
Primärenergie erneuerbar [MJ] 314 (349) -94,1 1.945
Primärenergie nicht erneuerbar [MJ] 1.909 (2.193) -279,0 6.030
1)
Im Wert für das GWP der Module A1 bis A3 nicht enthalten sind 42 kg CO2-Äq. aus der Verbrennung von Abfällen bei der Herstellung von Zementklinker. Nach dem
Verursacherprinzip (EN 15804) wären diese dem Produktsystem zuzuordnen, das den Abfall verursacht hat.
2)
Ein mögliches negatives Treibhauspotenzial aus der Carbonatisierung des Betons ist hier nicht erfasst.Sie können auch lesen
