Nachhaltigkeits-Rating von Infrastrukturprojekten

Der Bausektor muss einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele leisten. Dies kann nur erreicht werden, indem Baumaßnahmen ökologisch, ökonomisch und sozial bewertbar werden und mit klaren Zielvorgaben verglichen werden können. Erste Ansätze dazu sind derzeit auf den Hochbau ausgelegt, zeigen jedoch keine ganzheitliche, den gesamten Lebenszyklus betreffende Betrachtung. Infrastrukturbauten bieten aufgrund des meist hohen Materialbedarfes große Verbesserungs- bzw. Optimierungspotentiale.

Partner

Ziel

Ziel des Projektes ist, Kriterien für die Nachhaltigkeitsbewertung von Projekten speziell für den Tiefbau im Alpenraum zu entwickeln und anzuwenden sowie ein ganzheitliches und transparentes webbasiertes Bewertungstool für Infrastrukturbauten zu entwickeln, welches die Säulen der Nachhaltigkeit sowie die regionalen Gegebenheiten berücksichtigt. Dieses Tool wird als Entscheidungshilfe und Kontrollsystem in der Planung, Ausschreibung, Vergabe und Ausführung dienen. Grundlage hierfür ist die Erhebung erfassbarer und bewertbarer Indikatoren. Die grenzüberschreitende Zusammenarbeit lokaler Akteure ist dabei Grundvoraussetzung, um nationale und regionale Richtlinien im europäischen Kontext zu vereinen und den Erfolg des Projektes im Alpenraum zu sichern. 

Wir müssen bewerten, vergleichen, entscheiden und kontrollieren.

Wesentliche Vorteile

• Erreichung der Klimaziele
• Schonung von Ressourcen
• Minimierung umweltschädlicher Emissionen

News

Reduktion der CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung

Die Bauwirtschaft spielt in der Nachhaltigkeits- und Klimastrategie mehr denn je eine Schlüsselrolle. Die Verschärfung der Klimakrise bringt die Bauwirtschaft unter enormen Druck. Hinzu kommen stark schwankende Roh- und Baustoffpreise, teils unkoordinierte Materialtransporte und die stetig zunehmende Verknappung von Ressourcen. Vor allem die Baustoffe Beton, Stahl und Glas stehen aufgrund ihres hohen Energiebedarfes bei der Herstellung und der dabei entstehenden klimaschädlichen Treibhausgase in der Kritik. Im Bereich des Betonbaues versucht man daher in den letzten Jahren unterschiedliche Strategien, um vor allem die CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung, welche für ca. 7% des weltweiten CO₂-Austoßes verantwortlich sind, zu reduzieren.

Ziel

Im Rahmen des hier angestrebten Projektes, sollen der Einfluss der Sandsieblinien untersucht und durch eine optimierte Korngrößenzusammensetzung Potentiale in der Betonrezepturzusammensetzung erhoben werden. Speziell im Bereich des Zementes wird durch eine Optimierung der Sandsieblinie ein Einsparungspotential von bis zu 10 % erwartet.

Wesentliche Vorteile

• Verringerung des Zementanteils
• Reduktion von CO₂-Emissionen

Monitoringsystem für Felswände

Die Felswand Ovella wurde 3-dimensional erfasst und die bestehenden Messsysteme in ein webbasiertes 3D Modell eingespeist. Die Erstellung des 3D-Modells erfolgte mittels photogrammetrischer Aufzeichnung sowie mittels Laserscanning welche mit Drohnenbefliegungen realisiert wurden. Das gesamte Bildmaterial ist über das 3D-Modell georeferenziert abrufbar, wodurch die zeitlichen Veränderungen besser erkannt werden können.

Ziel

Ziel dieses Pilotprojektes ist es, ein vereinfachtes Monitoringsystem für Felswände zu erstellen, um eine übersichtliche Darstellung verschiedener Messsysteme auf einer Plattform zu ermöglichen. Felswandmonitoring verbindet Technik mit modernster Digitalisierung. Zur exakten Situationsanalyse bietet es eine interaktive, dreidimensionale Darstellung diverser georeferenzierter Messysteme in Echtzeit.

Wesentliche Vorteile

• Erleichterung der Gefahrenbeurteilung
• Analyse von Steinschlägen und Blockausbrüchen
• Anwenderfreundliches Monitoring
• Minimierung der Begehungen durch Ferndiagnosen

„Big-Player“ Beton, Stahl und Asphalt

Die Bauwirtschaft wird aktueller denn je durch die voranschreitende Rohstoffknappheit beschränkt. Der Sektor Tiefbau ist aufgrund enormer Bauvolumina von seinem hohen Materialeinsatz geprägt und besonders betroffen. Straßen, Brücken und Tunnel bestehen fast ausschließlich aus den „Big-Playern“ Beton, Stahl und Asphalt. Diese werden aus jetziger Sicht nicht nachhaltig genutzt. Die derzeitigen Bemühungen den Tiefbau nachhaltiger zu gestalten scheitern an einer philiströsen Sichtweise der Wirtschaftstreiber.

Ziel

Ziel des Projektes „Nachhaltigkeit im Tiefbau“ ist es den Einsatz inerter Gesteinsmehle in der Zementherstellung aus regionalen Vorkommen zu erforschen, um Frühfestigkeiten im Transportbeton zu optimieren. Erhöhte Frühfestigkeiten durch verfügbare regionale Gesteinsmehle sollen den ökologischen Fußabdruck des Tiefbaus minimieren und die Dauerhaftigkeit des Bauwerks optimieren. Unterschiedliche Zemente in Kombination mit Gesteinsmehlen unterschiedlicher Korngrößen sollen auf Frühfestigkeit, Schwindverhalten und Temperaturentwicklung untersucht werden.

Gleichlaufend soll für voluminöse Bauteile eine Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite unter frühem Zwang durch die Wechselwirkungen mit hochverschnittenen Bindemitteln geprüft werden. Der konservative Ansatz aus dem EUROCODE 2, die Bewehrung zu erhöhen ist aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht nicht nachhaltig und muss erforscht werden. Die Untersuchungen von hochverschnittenen Bindemitteln sollen einerseits die Zwangsbeanspruchungen, durch einen geringeren Temperaturanstieg der Hydratation und Schwinden, reduzieren, andererseits ist die zeitliche Entwicklung der Festigkeitsparameter zu untersuchen, um die Bemessungsmodelle daran anzupassen. Ziel ist es durch abgestimmte Bindemittel die Rissneigung deutlich zu verringern und damit die benötigte Rissbewehrung zu reduzieren.

Die ganzheitliche Betrachtung der Nachhaltigkeit im Tiefbau soll weiters auf den erhöhten Einsatz von Abbruch-Beton (RC-Material) im Oberbau erforscht werden. Ziel ist es einen übergreifenden Mehrwert aus rezykliertem Material zu gewinnen, um den Tiefbau ganzheitlich nachhaltiger zu gestalten. Die Zielsetzung im Bereich Asphalt ist es den Einsatz von RC-Material und RAP in kaltrecycelten gebundenen Tragschichten für hochwechselbelastete Industriestraßen zu untersuchen und in einem Zwei-Schichtaufbau auf einem hochwechselbelasteten Industriegelände unter realen Bedingungen zu testen.

wesentliche Vorteile

• Reduktion CO₂-Emissionen 
• Minimierung des ökologischen Fußabdruckes
• Forcierung der Kreislaufwirtschaft

Digitaler Zwilling

Die 263m lange Terfener Innbrücke besteht aus einem Durchlaufträger über drei Felder und ist als Spannbetontragwerk im Hohlkastenquerschnitt ausgeführt. Das Tragwerk wurde während der Errichtung mit faseroptischer Messtechnik in Längs- und Querschnitten sowie den Pfeilern ausgerüstet, um Verformungen und Temperaturänderungen kontinuierlich zu erfassen. Die Echtzeitmodellierung des digitalen Zwillings erfolgt auf einer Cloud-basierten Plattform für Structural Health Monitoring (SHM).

Ziel

Ein smartes Monitoring erkennt Gefahren frühzeitig und erhöht die Sicherheit und Funktionsfähigkeit von Infrastrukturbauten signifikant gegenüber punktuellen optischen Begutachtungen:

• Virtuelle 3D-Inspektion aus dem Webbrowser
• Kontinuierliche Simulation und Auswertung des gesamten Objektzustandes
• Prädiktive Analyse im Sinne von Bewertung zukünftigen Verhaltens

Wesentliche Vorteile

• Traglastreserven werden erkannt
• Wartungsintervalle werden an Bedarf angepasst
• Gefahren werden frühzeitig erkannt

Betonfertigteilproduktion

Bei der Fertigteilproduktion ohne Wärmebehandlung stellt die Produktion ein zeitlich enormes Problem dar. Die mit dieser Art der Produktion verbundenen Produktionstaktzeiten und die intensive Besetzung der Produktionstische, machen sich einerseits in der Produktionsgeschwindigkeit und andererseits in einem enormen Platzbedarf der Produktion bemerkbar.

Bei der wärmebehandelten Fertigteilproduktion kann eine sehr hohe Produktionsleistung erreicht werden. Jedoch leidet infolge der Wärmbehandlung die Qualität des Betons (erhöhte Wassereindringtiefen, feine Risse, usw.). Darüber hinaus stellt diese Behandlung einen hohen Kosten- und Energiefaktor dar. Es sollen adaptierte und neuartige Bindemittel zum Einsatz kommen.

Ziel

Ziel war es, im Rahmen des gegenständlichen Kooperationsprojektes, den Bereich Betonfertigteilproduktion durch Einsatz von optimierten Binde- und Zusatzmitteln hinsichtlich einer Qualitäts- und Produktionsleistungssteigerung zu optimieren. Durch den Einsatz adaptierter bzw. neuartiger Bindemittel wurden die Ziele ohne die beschriebenen negativen Auswirkungen von schnell erhärtenden Bindemitteln erreicht. Darüber hinaus wurde bei den abschließenden Großversuchen die Anwendung auch im Transportbetonbereich untersucht.

Wesentliche Vorteile

• Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit
• Beschleunigung des Herstellungsprozesses
• Erhöhung der Qualität

Finden alternativer Baustoffen

Verschleißbeanspruchte Betonbauteile bei Wasserkraftanlagen, aber auch bei Schutzbauwerken, im alpinen Raum zeigen bei Einsatz von normativ vorgesehen Betonklassen nicht den gewünschten Widerstand. Schlag- und Abriebbeanspruchungen führen zu einer massiven Schädigung der Betonbauteile.

Aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeiten und großen Geschiebe- bzw. Sedimentfrachten, weisen die Betonbauteile sehr starke Verschleißerscheinungen auf, die zu hohen Unterhaltskosten führen.
Vor allem Kraftwerksbetreiber setzen aus diesem Umstand sehr kostenintensive Schutzmaterialien, wie z.B. Stahlpanzerungen oder Granitblöcke ein.

Diese Art von Materialien zeigen sehr positive Ergebnisse. Neben den extremen Kosten zeigen sich aber vor allem bei der Herstellung von Granitblockflächen erhebliche Schwächen im Bereich der Verankerung und vor allem bei der Beständigkeit der Fugenvermörtelung.

Ziel

Aus den genannten Umständen wurde nach einem alternativen Baustoff gesucht, welcher vor allem eine ausreichende Widerstandsfähigkeit besitzt und in finanzieller Hinsicht Vorteile gegenüber den oben angeführten Schutzmaterialien aufweist. Im Rahmen von umfangreichen Labor- und Feldversuchen wurde ein geeigneter Baustoff gefunden, welcher derzeit in diversen Projekten eingesetzt wird.

Wesentliche Vorteile

• Verlängerte Instandsetzungsintervalle
• Verringerung der Betriebsstillstände
• Ökonomische Vorteile gegenüber herkömmlicher Baustoffe

Oberflächenvergütung von Betonbauwerken

Die Schwierigkeiten bei Bauausführungen machen vor nationalen Grenzen keinen Halt und betreffen das gesamte Gebiet Nord- und Südtirols in selbiger Weise. Strategische Betonbauwerke sind den regionalen Einflüssen ausgesetzt, welche maßgeblich durch die klimatisch vorherrschenden Rahmenbedingungen und die territorial vorhandenen Rohstoffressourcen des Alpenraums charakterisiert werden. Diese regionalen Besonderheiten finden jedoch in den europäischen bzw. nationalen Gesetzen und Normen, unzureichende Beachtung. Die Konsequenzen dieser fehlenden (Inter-)Regionalisierung führen, abhängig von Bauwerk und Belastung, zu teils stärker auftretenden Schädigungen, die maßgeblichen Einfluss auf die Dauerhaftigkeit der Bauwerke haben.

Ziel

Je nach Bauwerk und Belastung zeigen sich teils sehr unterschiedliche Arten von Schäden. Diese reichen bei Betontragwerken von lokalen Schäden bis hin zu großflächigen Abplatzungen und einem vorzeitigem Totalverlust der Gebrauchs- bzw. Tragsicherheit.

Vor allem die Oberfläche von Bauteilen stellt einen empfindlichen Angriffspunkt dar, wodurch die Dauerhaftigkeit einzelner Teile oder der Gesamtkonstruktion, maßgeblich beeinflusst wird. Daher ist es unumgänglich Schutzmaßnahmen (z.B. Herstellung von Beschichtungen) zu ergreifen oder, bei Notwendigkeit, intensive Instandsetzungsarbeiten vorzunehmen. Die zurzeit angewandten Verfahren sind jedoch aufgrund ihrer geringen Langlebigkeit als sehr fragwürdig einzustufen.

Ziel dieses Projektes war es, durch neuartige Oberflächenvergütungen die Instandsetzungsintervalle bzw. den gesamten Lebenszyklus von Betonbauwerken, maßgeblich zu erhöhen. Laboruntersuchungen, Praxisanwendungen und ein Monitoring an Bauwerken waren das Fundament des gegenständlichen Forschungsvorhabens.

Wesentliche Vorteile

• Minimierung der Zwischeninstandsetzungen
• Verlängerung der Generalinstandsetzungsintervalle
• Erhöhung der Lebensdauer
• Reduktion der Kosten für notwendige Schutz- bzw. Instandsetzungsmaßnahmen

Recyclingquote von 70 %

Die Bauwirtschaft sieht sich im Bereich der Wiederverwertung von Hochbaurestmassen mit einer immer größer werdenden Herausforderung konfrontiert. Einerseits fallen sehr inhomogene und nicht sortenreine Materialien an und andererseits verschärfen sich die rechtlichen Vorgaben mit zunehmendem Maße. Die derzeit gültige Europäische Abfallrahmenrichtlinie für Bau- und Abbruchvorhaben gibt eine Recyclingquote von 70 % vor. Zum jetzigen Zeitpunkt wird jedoch nur ein Bruchteil der derzeitigen Hochbaurestmassen der angestrebten Wiederverwertung zugeführt. Hierfür können folgende Gründe genannt werden:

• Gesetzliche Rahmenbedingungen die den Einsatz von Hochbaurestmassen verhindern
• Geringer Akzeptanz der Bauherren und Planer
• Großteils geringe Qualität der aufbereiteten Hochbaurestmassen

Derzeit werden somit die Hochbaurestmassen hauptsächlich einer qualitativ minderwertigen Verwertung zugeführt bzw. deponiert, was mit hohen Kosten verbunden ist und keine nachhaltige Vorgehensweise darstellt. Vorhandener Deponieraum wird aufgebraucht und gleichzeitig müssen vermehrt natürliche Ressourcen zugeführt werden um neue Bauvorhaben umsetzen zu können.

Im Bereich der Umweltverträglichkeit muss auch dem Aspekt Rechnung getragen werden, dass durch die Vermischung von Baurestmassen anthropogene und natürliche Schadstoffbelastungen ein erhebliches Gefährdungspotential für die Umwelt darstellen können und somit infolge von Grenzwertüberschreitungen deponiert werden müssen.

Wirtschaftlich ist durch den Einsatz von Hochbauresten im Beton mit beträchtlichen Vorteilen zu rechnen. Wesentlich ist dabei nicht ein möglicher erhöhter finanzieller Aufwand in der Aufbereitung bzw. der Produktion des Betons, sondern die Senkung von Deponierungskosten und Freihaltung von Deponievolumen.

Ziele

Ziel des Projektes war es die Eignung unterschiedlich zusammengesetzter Hochbaurestmassen für die Betonproduktion zu untersuchen. In einer Zeit, in der vor allem auch bei Baustoffen der Fokus immer mehr auf deren Ökobilanz im Gesamtlebenszyklus gerichtet wird, ist dies stark im öffentlichen Interesse und stellt auch für den Baustoff Beton eine große Chance mit hohem Entwicklungspotenzial dar.

Wesentliche Vorteile

• Ressourcenschonung – Rohstoffe und Deponie
• Forcierung der Kreislaufwirtschaft