Bauen mit Stahl – Nachhaltiges Bauen

Das Thema der Nachhaltigkeit gewinnt zunehmend an Bedeutung und in diesem Zuge stellt sich für Bauherren diese Frage auch bei der Wahl eines geeigneten Baustoffs. Sie sollten diese Entscheidung also nicht mehr nur anhand des Preises oder des persönlichen Geschmacks treffen, sondern dabei auch Umweltaspekte berücksichtigen.

• Wie hoch ist die Recyclingquote?
• Wie ressourcenintensiv ist die Herstellung?
• Werden für die Herstellung beispielsweise Regenwälder zerstört – wie das häufig beim Baustoff Holz der Fall ist?

Das Thema ist also komplex und somit gibt es nicht die eine richtige oder falsche Entscheidung, wenn Sie nach dem besten Baustoff für Ihr Projekt suchen. So plädieren beispielsweise viele Bauherren für Holz, da es sich um einen nachwachsenden Rohstoff handelt, der energieschonend weiterverarbeitet werden kann. Holz erscheint deshalb auf den ersten Blick nachhaltig – zumindest, wenn er aus entsprechenden Quellen stammt und zertifiziert ist. Auf den zweiten Blick kommen aber Faktoren wie die soeben erwähnte Pflegeintensivität ins Spiel, wobei nicht selten toxische Chemikalien eingesetzt werden.

Egal ob Holz, Kunststoff oder die verschiedenen Metalle – dieses Beispiel macht deutlich, dass jeder Baustoff individuelle Vor- und Nachteile mit sich bringt. Wie aber sieht das im Detail bei (recyceltem) Stahl aus?

Stahl findet vor allem in Kombination mit Beton oder im Industriebau Anwendung. Dementsprechend gibt es Unterschiede in der Herstellung und somit auch in der Ökobilanz der unterschiedlichen Stahlarten.

Vor allem der im Betonbau eingesetzte Bewehrungsstahl schneidet dabei vergleichsweise gut ab. Denn er kann bis zu 100 Prozent aus Schrottmaterial gefertigt werden. Es handelt sich also um einen recycelten und damit umweltfreundlichen Baustoff. Allerdings müssen  bei der Ökobilanz noch weitere Faktoren berücksichtigt werden. Denn der Stahl bringt durchaus auch Probleme mit sich:

• Bei der Verarbeitung direkt am Bau kann es zu einer Schadstoffbelastung für die Umwelt kommen.
• Der Rückbauaufwand ist bei Stahlbeton sehr hoch.
• Ein zusätzlicher Korrosionsschutz ist notwendig, wobei toxische Chemikalien zum Einsatz kommen können.

Dennoch schneidet der Baustoff Stahl in seiner Ökobilanz alles in allem sehr gut ab. Denn ist er erst einmal eingebaut, entsteht durch ihn keine weitere Schadstoffbelastung. Zudem lässt er sich bis zu 100 Prozent wiederverwerten, was ihn in der Herstellung vergleichsweise günstig macht. Das gilt vor allem – aber nicht nur – für recycelten Stahl.

Wenn Sie sich also für diesen Baustoff entscheiden, setzen Sie am besten auf Baustahl mit hohem Schrottanteil. Dafür werden nur rund 30 bis 50 Prozent der sogenannten Grauen Energie benötigt, welche für die Herstellung von neuem Stahl aus Eisenerz notwendig ist. Diese Stahlerzeugung findet hauptsächlich in Süd- und Nordamerika, Australien, Russland, Weißrussland und der Ukraine statt. Unter Umständen werden also auch weite Transportwege notwendig, was die Umweltbilanz von neuem Stahl negativ beeinflusst. Zudem schreitet der Abbau von Eisenerz derzeit in einem solchen Tempo voran, dass die Vorräte bereits in 100 Jahren aufgebraucht sein könnten. Auch das spricht für die Wahl von recyceltem Stahl als Baumaterial.

Als Zwischenfazit lässt sich also festhalten, dass recycelter Stahl alles in allem eine gute Ökobilanz hat. Allerdings sollten Sie dann der Umwelt zuliebe bestenfalls auf recycelten Stahl setzen. Hinsichtlich der Qualität bringt dieser keinerlei Nachteile mit sich. Neu ist also in diesem Fall nicht besser – sondern ganz im Gegenteil:

• Pro Tonne Roheisen entstehen bei der Herstellung zwei Tonnen Abfälle sowie Abraum.
• Demgegenüber bestehen rund 50 Prozent des weltweiten Stahls mittlerweile bereits aus Altmetall. Tendenz steigend.

Das Problem an der Sache ist, dass Sie als Verbraucher diesbezüglich keine Transparenz haben. Denn bei der Bestellung von Stahlkonstruktionen bekommen Sie in der Regel keine Informationen über den Schrottanteil. Es ist also nicht möglich, garantiert zu 100 Prozent recycelten Stahl zu bestellen.

Durchschnittlich gerechnet, enthält Baustahl heutzutage aber mindestens 50 Prozent Schrottmaterial. Besonders hoch ist dieser Anteil bei Bewehrungsstahl, geringer hingegen bei Blechen und Stahlprofilen. Vor allem im privaten Sektor ist der klassische Stahlbeton daher eine vergleichsweise nachhaltige Wahl als Baustoff, zumindest was den Stahlanteil angeht. Industrielle oder gewerbliche Bauten werden hingegen auch zunehmend rein aus Stahl und Glas gebaut – bestenfalls als Sekundärrohstoffe gefertigt, sprich in Form von Recyclaten.

Wenn Sie also einen Hausbau planen und dabei großen Wert auf Nachhaltigkeit legen, muss es nicht zwangsläufig das Holzhaus sein. Stattdessen schneidet Stahl in der Ökobilanz deutlich besser ab als andere metallische Baustoffe und gefährdet nicht die weltweiten Regenwälder.

Sollten Sie sich allerdings für den Bau mit Stahl oder Stahlbeton entscheiden, ist es sinnvoll, direkt auch den Rückbau zu planen. Auch, wenn Sie natürlich noch lange nicht im Sinn haben, das Haus wieder abzureißen, tun Sie der Umwelt damit einen großen Gefallen. Je einfacher der Rückbau eines Tages geschehen kann, desto geringer ist der Aufwand und damit auch die Belastung für die Umwelt.

Zudem wird so die Isolation der Stahlbauteile erleichtert, sodass diese wieder recycelt werden können. Denn der wohl größte Pluspunkt von Stahl als Bauträger ist seine Fähigkeit, beliebig oft zu 100 Prozent wiederverwertet werden zu können – ohne Verluste, Qualitätseinbußen oder andere Nachteile. Setzen Sie daher auf eine Konstruktionsart, welche einen späteren Rückbau, aber auch eine Erweiterung, Veränderung, Verstärkung oder Wiederverwendung des Stahlbaus zulässt. Dazu gehören zum Beispiel lösbare Verbindungen der Stahl-Beton-Verbundelemente.

Zuletzt müssen Sie bei der Wahl von Stahl als Baustoff beachten, dass eine Oberflächenbehandlung notwendig ist. Ansonsten ist das Material korrosionsanfällig – vor allem in Bereichen, welche der Witterung ausgesetzt sind. Durch die richtige Bauplanung ist es aber möglich, die Stahlbauteile vollständig oder zumindest zu großen Teilen vor Feuchtigkeit, Wind und anderen witterungsbedingten Belastungen zu schützen, sodass keine toxischen Chemikalien zum Einsatz kommen müssen. In solchen Fällen reicht ein einfacheres und damit auch umweltfreundlicheres Beschichtungssystem vollkommen aus. Weiterhin können passive Korrosionsschutzmaßnahmen wie das Feuerverzinken zum Einsatz kommen.

Es ist also durchaus möglich, mit Stahl nachhaltig und umweltfreundlich zu bauen. Dennoch gelten Metallbaustoffe gemeinhin als besonders ressourcenintensiv und sind deshalb umstritten. Oftmals steckt dahinter jedoch reine Unwissenheit über die Ökobilanz von Stahl sowie die hohe Recyclingquote. Während neuer Stahl nämlich vor allem in den Herstellungsländern durchaus Umweltbelastungen erwirkt, ist recycelter Stahl um bis zu 70 Prozent umweltfreundlicher. Somit kommt das Baumaterial unterm Strich deutlich besser weg als Aluminium, Kupfer oder andere Erze.

Immer mehr Stahlprodukte wie beispielsweise Armierungs- oder Bewehrungsstahl bestehen mittlerweile zu 100 Prozent aus Recyclaten. Nachholbedarf gibt es hingegen noch im Bereich der Bleche oder Stahlprofile. Somit gilt das Bauen mit Stahl nach wie vor als eine umweltfreundliche und günstige Variante – vor allem im privaten Bereich. Grundlegend besser oder schlechter als nachwachsende Rohstoffe wie zum Beispiel Holz ist der Baustoff aber nicht. Stattdessen hängt es vom Einzelfall ab, welches Material sich für den spezifischen Einsatzzweck am besten eignet.

Es gibt also durchaus gute Gründe, sich für Stahlbeton als Baustoff zu entscheiden. Das hat dann aber auch großen Einfluss auf die Optik, die Atmosphäre im Haus und viele weitere Aspekte. Doch nicht ohne Grund ist der Stahlbeton seit vielen Jahren der am häufigsten eingesetzte Baustoff in Deutschland.

Das liegt neben dem Aspekt der Nachhaltigkeit auch an seinen exzellenten Eigenschaften:

• Erst einmal ist Beton sehr kostengünstig – auch, wenn er in Kombination mit Stahl verbaut wird.
• Weiterhin bietet er Ihnen ein Höchstmaß an Flexibilität. Er wird flüssig verarbeitet und kann somit in beinahe jede beliebige Form gebracht werden. Dies macht den Stahlbeton für zahlreiche verschiedene Einsatzzwecke geeignet und offeriert Ihnen architektonisch viele Freiheiten, welche Sie beispielsweise bei Holz, Glas oder anderen Metallen nicht haben.
• Einmal ausgehärtet, weist das Material aber dennoch eine hohe Stabilität auf. Der Stahlbeton ist also formstabil, druckfest und vor allem langlebig.

Eine Oberflächenbehandlung ist dabei nicht notwendig, denn Stahlbeton gilt als resistent gegenüber Wasser oder der Witterung.

Es ist also vor allem seine Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit, welche den Stahlbeton zum beliebtesten Baustoff in Deutschland macht. Denn das Klima stellt hierzulande hohe Herausforderungen an die Materialien – mehr noch als etwa in wärmeren Ländern.

Allerdings hat der Beton einen entscheidenden Nachteil: Er ist weniger zugfest als andere Baustoffe. Um also die gewünschte Stabilität für den Bau zu erreichen, bedarf es der Einbindung von Stahl als Verbundstoff. Dadurch kommen die Vorzüge beider Materialien optimal zum Tragen: Die geringen Kosten, die Formbarkeit, Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit von Beton sowie die Formstabilität, Nachhaltigkeit, Zug- und Druckfestigkeit von Stahl. Dabei kommt schließlich der sogenannte Bewehrungsstahl zum Einsatz, welcher – wie oben erläutert – die beste Ökobilanz aller Metalle aufweist und aus bis zu 100 Prozent recyceltem Schrottmaterial besteht.

Wie bereits erwähnt, muss dieser Stahl aber gegen Korrosion geschützt werden. Das gilt auch, wenn er direkt in den Beton eingegossen wird. Zudem gibt es einige rechtliche Regelungen, welche bei der Herstellung und Verarbeitung des Materials sowie beim Anbringen der Bewehrungen im Beton und beachtet werden müssen:

• Die Bewehrungen müssen überall dort angebracht werden, wo die Bauteile eventuell durch einen Zug belastet werden. Findet die Belastung hingegen durch Druck statt, sind die Bewehrungselemente theoretisch verzichtbar. In der Praxis werden diese aber in vielen Fällen dennoch angebracht.
• Besonders wichtig ist der Bewehrungsstahl zur Unterstützung überall dort, wo die Bereiche zusätzlich verstärkt werden müssen.
• Die Bewehrungselemente müssen durch sogenannte Abstandshalter miteinander verbunden werden. Dafür gibt es gesonderte Regelungen, beispielsweise über die einzuhaltenden Abstände.
• Geregelt ist zudem die Anzahl sowie Anordnung der Bewehrungselemente, damit die Zugkräfte ausreichend neutralisiert werden.

In Ausnahmefällen reicht der Stahlbeton nicht aus, um der Konstruktion die notwendige Stabilität zu verleihen. Dann kann alternativ Spannbeton zum Einsatz kommen, in welchen vorgedehnte Stahlglieder integriert sind.

Zwar bringt der Stahl im Stahlbeton eine gute Ökobilanz mit sich. Doch bleibt die Frage offen, wie das beim Beton aussieht? Eignet sich der Stahlbeton also wirklich als nachhaltiger Baustoff oder sind Alternativen wie Holz schlussendlich nicht doch besser?

Tatsächlich gilt der Beton selbst nicht unbedingt als umweltfreundlich. Für dessen Herstellung werden nämlich große Mengen an fossilen Brennstoffen benötigt. Zugleich fungiert die Zementherstellung als zweitgrößer CO₂‑Produzent der Welt, zusätzlich zu weiteren bedenklichen Stoffen, welche während dieses Prozesses freigesetzt werden. Zum heutigen Stand kann also nicht von einem Ökobaustoff im eigentlichen Sinne gesprochen werden.

Doch es gibt ein Aber: Die Forschung läuft diesbezüglich auf Hochtouren und macht durchaus Fortschritte. So gibt es bereits jetzt neu entwickelte Verbundstoffe wie den Stahlfaser- oder Textilbeton. Weiterhin wird daran geforscht, mit neuen Methoden den Betonanteil beim Bau auf ein Minimum reduzieren zu können. Eine dieser Varianten ist der sogenannte Holzbeton. Es ist also Bewegung in diesem Bereich und somit dürfte es nur eine Frage der Zeit sein, bis der Stahlbeton oder dessen Abwandlungen als Ökobaustoff taugen und somit eine nachhaltige Alternative zu Holz und anderen Materialien darstellten.

Wenn Sie mit Stahl nachhaltig bauen möchten, ist der Stahlbeton also nur bedingt die richtige Wahl. Das könnte sich zwar in wenigen Jahren ändern, doch momentan sind Sie dann mit anderen Materialien umweltfreundlicher unterwegs. Mit reinem Stahl zum Beispiel.

Doch ist es eigentlich möglich, ganz aus Stahl zu bauen? Ja, das beweisen verschiedene Modellbauten, die auf Grundlage von Frachtcontainern gefertigt werden. Diese bestehen wiederum aus einer rostfreien Stahlkonstruktion. Auf Luxus müssen die Bewohner dabei nicht verzichten: Durch die Verbindung mehrerer Container zu einer größeren Einheit – auch in der Höhe – kann je nach Bedarf eine größere Wohnfläche erzielt werden.

Integrierte Fensterfronten lassen Licht ins Innere und von dort aus lässt sich kaum noch erahnen, dass die Außenhülle einst ein Frachtcontainer war. Im Winter ermöglicht die metallene Außenhülle eine optimale Funktionsweise der Biomasseheizung. Auch der Rest des Stahlbaus ist natürlich umweltfreundlich gestaltet:

• Nutzung von erneuerbaren Energien
• Verkleidung aus recycelter Zellulose
• Bodenisolierung aus Kork
• doppeltverglaste Fenster

Das Beste an der Sache ist aber, dass diese Bauweise relativ kostengünstig umgesetzt werden kann. Und dieses ist nicht das einzige Beispiel, welches beweist, dass ein reiner Stahlbau auch im privaten Bereich funktionieren kann.

Ein weiteres Bauprojekt steht in Heilbronn. Der Pavillon wurde im Rahmen der Bundesgartenschau 2019 errichtet und soll zeigen, inwiefern aus Abfall Materialien gewonnen werden können, die als Baustoffe taugen. Dementsprechend besteht das kleine Bauwerk fast ausschließlich aus recyceltem Stahl sowie Glas. Zudem kann es in nur wenigen Schritten wieder zurückgebaut werden. Die Antwort lautet also: Ja, Sie können auch ohne Beton mit Stahl bauen. Allerdings bewegen Sie sich dann in einem innovativen Bereich, der ausreichend Knowhow bedarf.

Das Problem, überhaupt ausreichend Wohnraum in Deutschland zu schaffen und das dann noch möglichst nachhaltig, beschäftigt natürlich auch die Politik. Architekten und Wissenschaftler suchen nach Lösungen, wie eine solche Architektur der Zukunft aussehen könnte. Der Stahl spielt als Baustoff dabei eine tragende Rolle.

Dabei wird vor allem ein Vorschlag heftig diskutiert: Zwischen Smart Homes und intelligenten Technologien plädieren einige Experten dafür, wieder möglichst einfach und frei von solchen „Spielereien“ zu bauen. Eine Toilettenspülung mit Regenwasser oder das Kühlen mittels geöffnetem Fenster anstelle der Klimaanlage sind dafür nur zwei von vielen Beispielen. Für die Bewohner würde das allerdings bedeuten, wieder auf den einen oder anderen Komfort verzichten zu müssen.

Wer dazu nicht bereit ist, muss die Nachhaltigkeit vom ersten Schritt der Gebäudeplanung an berücksichtigen. Dabei spielen viele verschiedene Aspekte eine Rolle – auch die recycelten Materialien. Zum Einsatz kommen ausschließlich Baustoffe mit möglichst guter Ökobilanz. Bestenfalls sind diese bereits ein Recyclat und können anschließend an die Verwendung im jeweiligen Bau ebenfalls wieder recycelt werden.

So werden mittlerweile von Beginn an die Rückbaumöglichkeiten in Erwägung gezogen. Die Gedankenspiele gehen sogar so weit, dass in absehbarer Zukunft ganze Häuser recycelt werden könnten. Neben dem Recycling sollen moderne Baustoffe in Zukunft aber auch eine längere Laufzeit aufweisen.

Wofür das Ganze…fragen Sie sich jetzt? Ganz einfach: In die Baubranche fließen jedes Jahr weltweit riesige Mengen an Energie. Ein Beispiel ist bereits gefallen, und zwar die Herstellung von Zement, welche als zweitgrößter CO₂-Produzent überhaupt gilt. Das Bauen nachhaltiger zu gestalten, könnte also einen großen Beitrag für den Umwelt- und Klimaschutz leisten.

Ihr Ziel sollte daher sein, möglichst nachhaltig sowie langlebig zu bauen und einen einfachen Rückbau zu ermöglichen – ein recyceltes Haus zum Recyceln sozusagen. Der Stahl überzeugt in diesem Sinne durch seine gute Ökobilanz und seine optimalen Recycling-Eigenschaften. Es ist daher zu erwarten, dass der Stahl als Baustoff in Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen wird.

Jedoch bedarf es bis dahin noch einiger Forschung und niemand kann zum jetzigen Zeitpunkt absehen, welche neuen oder verbesserten Baumaterialien diese in Zukunft hervorbringen wird. Wenn Sie trotzdem bereits jetzt nachhaltig mit Stahl bauen wollen, ist der Stahlbeton dafür nur bedingt geeignet – zumindest noch. Forscher der University of California tüfteln derzeit an einem Verfahren, bei dem Beton CO₂-neutral hergestellt werden kann. Es wird noch eine Weile dauern, bis dies im großen Stil möglich sein wird. Solange setzen Sie lieber auf innovative Konzepte wie die beiden erwähnten Musterhäuser.