Exzellenzinitiative: Forschende der RWTH und der TU Dresden möchten mit „CARE“ klimagerecht und ressourcenschonend bauen. Der Bausektor trägt mit einem Anteil von rund 25 Prozent an den weltweiten Treibhausgasemissionen in einem entscheidenden Maß zum Klimawandel bei. Um die globale Erwärmung zu stoppen, gleichzeitig aber die Menschen mit Wohnraum und Infrastruktur zu versorgen, ist ein Umbruch im Bauwesen zwingend erforderlich.
Diese Transformation voranzutreiben ist das Ziel des möglichen zukünftigen Exzellenzclusters „CARE“ (Climate-Neutral and Resource-Efficient Construction) von RWTH Aachen und TU Dresden. „Wir zeigen mit innovativen Baustoffen, Konstruktionsprinzipien und Fertigungstechnologien Wege zu einem klimafreundlichen und nachhaltigen Bauen auf“, erläutert Prof. Martin Claßen, Leiter des Instituts für Massivbau an der RWTH und neben Prof. Viktor Mechtcherine von der TU Dresden einer der beiden Cluster-Sprecher, den Kerngedanken.
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Professor Martin Claßen, Cluster-Sprecher und Leiter des Instituts für Massivbau an der RWTH
„Unser Anspruch ist es, ganzheitliche Lösungen zu entwickeln, die zeitnah in die Baupraxis überführt werden können“, ergänzt Cluster-Sprecher Prof. Mechtcherine. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Wissenschaftsrat (WR) haben die Forschenden nun aufgefordert, einen Vollantrag auf Förderung im Rahmen der Exzellenzstrategie zu stellen.
Um weg von den umweltschädlichen, verschwenderischen Baupraktiken von heute hin zu einem ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltigen Bauen in den kommenden Jahren zu kommen, gehört auch dazu, Häuser und Infrastrukturen widerstandsfähig gegen die Folgen des Klimawandels zu machen. Um diese Herausforderung zu meistern, zielt CARE mit den drei Säulen des Bauwesens – Baumaterialien, Konstruktionsprinzipien und Fertigungstechnologien – auf eine ganzheitliche Veränderung ab, während zwei Querschnittsthemen – digitale Methoden und Nachhaltigkeitsbewertung – grundlegende Fortschritte ermöglichen und Synergien fördern werden. Mit CARE streben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach bahnbrechenden wissenschaftlichen Fortschritten in allen fünf Forschungsbereichen.
„Die Freude ist bei uns allen sehr groß, denn dass wir ausgewählt wurden, zeigt ja auch den Stellenwert des Themas Bauen“, sagt Professor Martin Claßen. Letztlich geht es darum, das Thema in den Bereichen, in denen das meiste Baumaterial benötigt wird – wie Gebäude, Brücken, Infrastruktur – konsequent weiterzudenken. Größter Hebel ist dabei der Beton. Dieser sei der Massenbaustoff schlechthin, mit dem Exzellenz-Antrag verfolgen die Forschenden das Ziel, nicht nur die Menge des verbauten Betons zu reduzieren, sondern auch den Beton selber so zu verändern, dass zukünftig deutlich weniger CO2 ausgestoßen wird. Ebenfalls Teil der Forschung ist die Entwicklung alternativer mineralischer Baustoffe, die aus Kreislaufmaterialien, Sekundärstoffströmen, CO2 oder einer Kombination dieser Lösungen hergestellt werden. Eine weitere Säule neben den Materialien bilden Design und Struktur, also die Konstruktionsprinzipien. Material- und Ressourcenminimierung stehen hier im Mittelpunkt. „Dazu zählt auch, Gebäude modular aus neuen Elementen zusammenzusetzen, die dann mehr als nur einen Lebenszyklus haben werden“, erläutert Claßen. Lösungen sollen hier nicht nur für zukünftige, sondern auch für Bestandsgebäude entwickelt werden.
Vieles auf der Baustelle geschieht heutzutage noch im Handwerk. Zwar gibt es, zum Beispiel durch den Einsatz von 3D-Druck, erste Ansätze, doch soll die Digitalisierung durch das CARE-Konzept auf eine neue Ebene gehoben werden. Claßen nennt ein Beispiel: „Hätte jede Brücke einen digitalen Zwilling, könnten wir sie perfekt monitoren und frühzeitig Maßnahmen ergreifen, damit sie gar nicht erst marode wird.“ Im gesamten Prozess – Material, Produktion, Fertigung – sollen die „Computer Sciences“ deutlich stärker eingebunden werden. Auch in der Produktion neuer, nachhaltigerer Baustoffe müssen neue Verfahren entwickelt werden. Schließlich beinhaltet das CARE-Konzept neue Ansätze zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung in allen drei Dimensionen der Nachhaltigkeit – ökologisch, sozial und ökonomisch – entlang der gesamten Wertschöpfungskette und über den gesamten Lebenszyklus, von der Materialebene bis zur baulichen Ebene.
Gemeinsam mit den Partnern der TU Dresden hat die RWTH Aachen eine sehr gute Basis: „Wir kennen uns schon sehr lange, haben gemeinsam zwei laufende Transregio-Sonderforschungsbereiche und sind in den Bereichen, die wir mit CARE adressieren, in Deutschland führend“, so Claßen. Auch Mechtcherine freut sich auf die Fortsetzung der sehr erfolgreichen Zusammenarbeit im avisierten Cluster, und ist davon überzeugt, dass dieser „der dringend benötigte Game-Changer ist, um das Ziel des klimaneutralen, ressourceneffizienten und resilienten Bauens zu erreichen“.