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Gips als Sekundärrohstoff in der Kreislaufwirtschaft
Gypsum as a secondary raw material in the circular
economy
Diplomarbeit
Master`s thesis
zur Erlangung des akademischen Grades
Diplom-Ingenieur für technisch-wissenschaftliche Berufe
der FH Campus Wien
Masterstudiengang Bautechnische Abwicklung internationaler Großprojekte
Vorgelegt von:
Reinhard Leonhartsberger, BSc
Personenkennzeichen
1210326016
Erstbegutachter/in:
Dipl.- Ing. (FH) Tristan Tallafuss
Zweitbegutachter/in:
DI Dr. techn. Markus Vill
Abgabetermin
03.07.2014
Erklärung:
Ich erkläre, dass die vorliegende Diplomarbeit von mir selbst verfasst wurde und ich keine
anderen als die angeführten Behelfe verwendet bzw. mich auch sonst keiner unerlaubten
Hilfe bedient habe.
Ich versichere, dass ich dieses Diplomarbeitsthema bisher weder im In- noch im Ausland
(einer Beurteilerin/einem Beurteiler zur Begutachtung) in irgendeiner Form als Prüfungsarbeit vorgelegt habe.
Weiters versichere ich, dass die von mir eingereichten Exemplare (ausgedruckt und
elektronisch) identisch sind.
Datum: 03. Juli 2014
Unterschrift: ................................................................................
Danksagung
Die vorliegende Master Thesis wurde von meinem Fach-Lektor für Abwasser- und
Abfallwirtschaft, Herrn Dipl.-Ing. (FH) Tristan Tallafuss betreut. An dieser Stelle gilt
Ihm
mein
besonderer
Dank
für
die
Ideenfindung
dieses
innovativen
Diplomarbeitsthemas.
Ich möchte mich bei Ihm recht herzlich für die kompetente und tatkräftige
Unterstützung in allen Phasen der Aufbereitung der Arbeit bedanken.
Meine Dankbarkeit gilt ebenfalls Herrn Dipl.-Ing. Fritz Kleemann vom Christian
Doppler Labor für anthropogene Ressourcen der TU Wien. Seine Informationen
und Auskünfte haben einen wesentlichen Teil zur Ausarbeitung beitragen können.
In
weiterer
Folge
möchte
ich
mich
bei
Frau
Claudia
Schrenk
der
Magistratsdirektion Stadt Wien für Bauten und Technik für die umfangreichen
Informationen zum Projekt „Hochbauten als Wertstoffquellen“ bedanken.
Ein besonderes Dankeschön richte ich an Frau Helga Kirmann, welche das
Lektorat bei der Master Thesis durchgeführt hat.
Abschließend möchte ich mich besonders bei Lisa Fichtinger für die Korrekturen
und die wertvollen Ideen, die zur Aufbereitung meiner Arbeit dienten, bedanken.
i
Kurzfassung
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Problematik, dass in Österreich Gipsbaustoffe
noch nicht als Sekundärrohstoff in die Kreislaufwirtschaft zurückgeführt werden.
So muss eine erhebliche Menge an Primärressourcen nach ihrer Nutzung auf
Deponien
abgelagert
werden.
Im
Zuge
dieser
Diplomarbeit
wurden
Untersuchungen angestellt, wie groß dieses anthropogene Lager von Gips in
Österreich ist, um einen Maßnahmenplan zur Wiederaufbereitung bzw. Recycling
von auf der Baustelle rückgebauten Gipsbaustoffen vorzustellen.
Zu Beginn dieser Arbeit wird ein Status quo über den momentanen Stand der
Kreislaufwirtschaft von gipshaltigen Baumaterialien in Österreich gegeben. Dabei
wird ein Überblick über die anfallenden Abfallströme gegeben, zu welchem
Zeitpunkt in welcher Form Abfälle entstehen. Hierbei muss es im gesamten
Wirtschaftsablauf zu einem Umdenken kommen, um eine Beseitigung auf
Deponien dieser wertvollen Güter zu vermeiden.
Der nächste Abschnitt der Master Thesis widmet sich der Betrachtung der
eingesetzten
Bauweisen
und
-produkte
sowie
einer
Auswertung
der
Massenströme, um Einsicht zu bekommen, welche Gipsmengen in den
kommenden Jahrzehnten durch Gebäudeabbrüche freigesetzt werden.
Anschließend wird das Optimierungspotential aufgezeigt, welches bei der
Sammlung von Gipsabfällen in Bezug auf Materialsammlung, Transportlogistik
und Minimierung von negativen Umweltbelastungen in den kommenden Jahren
durchgeführt werden könnte. Hierbei werden die auftretenden Effekte, die bei der
Verwendung von Sekundärrohstoffen entstehen, erläutert.
Ein wesentlicher Bestandteil des Hauptteiles umfasst die Vorstellung eines
Masterplanes, der einen Leitfaden zum Planen zukünftiger Bauprojekte und
weiters ein Konzept für ein Gipsrecyclingsystem in Österreich beinhaltet.
Abschließend wird ein Ausblick über Zukunftsprojekte im Sinne des Urban Mining
Gedankens über die Rohstoffauffindung in Städten von verbauten Materialien
gegeben, der zur erheblichen Reduktion des Primärressourcenbedarfes führen
soll.
Schlussendlich soll in Zukunft ein Stoffkreislauf stattfinden, der dazu führen soll,
dass Baustoffe nie Abfall werden.
ii
Abstract
This thesis deals with the problem that in Austria construction material consisting
of gypsum is not recycled as a secondary raw material, and so a significant
amount of primary resources must be deposited in landfills after usage.
One part of this thesis includes research on the size of the anthropogenic stock of
gypsum in Austria. Furthermore, an action plan for reprocessing or recycling
gypsum building material of building sites is presented.
At the beginning of this work the current status of recycling gypsum-based building
materials in Austria is given. This should give an overview of the waste streams, at
which time and in which form gypsum waste is generated. Hereby depositing
these valuable goods should be avoided.
The next section of the master thesis is dedicated to the consideration of the
construction and building products to get an insight, which gypsum quantities will
be generated by demolition in the coming decades.
Subsequently the optimization potential resulting from the collection of gypsum
waste with regard to material collection, transport logistics and environmental
impact is demonstrated. Furthermore, the effects will be represented, which occur
from the use of secondary raw materials.
An essential part of the main section includes the presentation of a master plan
that includes a guideline for planning future construction projects and further plans
for a recycling system of gypsum waste in Austria.
The final chapter should give an outlook on raw material discovery in cities in
accordance with the Urban Mining concept. This should lead to a significant
reduction of the primary resource needs.
Finally, a cycle of materials should take place so that building materials never
become waste.
iii
Abkürzungsverzeichnis
ALSAG
Altlastensanierungsgesetz
AWG
Abfallwirtschaftsgesetz
BAWP
Bundesabfallwirtschaftsplan
BIM
Building Information Modeling
CD-Labor
Christian Doppler Labor
DVO
Deponieverordnung
EFH
Einfamilienhaus
EPD
Environmental Product Declaration
MFH
Mehrfamilienhaus
REA
Rauchgasentschwefelungsanlage
WMD
World Mining Data
bzw.
beziehungsweise
etc.
et cetera
usw.
und so weiter
z.B.
zum Beispiel
iv
Schlüsselbegriffe -
Keywords
Abfallvermeidung
Waste prevention
Abfallbeseitigung
Waste removal
Abfallverwertung
Waste salvage
Anthropogene Lager
Anthropogenic stock
Konventioneller Abbruch
Conventional demolition
Ökobilanz
Ecobalance
Primärressource
Primary resource
Rückgewinnung
Recycling
Sekundärrohstoff
Secondary raw material
Selektiver Rückbau
Selective deconstruction
Städtischer Bergbau
Urban Mining
Stoffstromanalyse
Analysis of material
Wiederverwendung
Re-use
v
Inhaltsverzeichnis
DANKSAGUNG ........................................................................................ I
KURZFASSUNG ...................................................................................... II
ABSTRACT ............................................................................................III
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS .................................................................... IV
SCHLÜSSELBEGRIFFE -
KEYWORDS ...................................................... V
INHALTSVERZEICHNIS ............................................................................ VI
1. AUFGABENSTELLUNG ....................................................................... 1
1.1.
1.2.
1.3.
Einleitung / Problemstellung ................................................................... 1
Fragestellung ............................................................................................ 1
Struktur und Aufbau ................................................................................. 2
2. VERWENDUNG ................................................................................. 3
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Gipshaltige Bauprodukte in Österreich .................................................. 3
2.1.1. Baugipse ........................................................................................... 4
2.1.2. Gipsplatten ........................................................................................ 5
2.1.3. Sonstige Anwendung ........................................................................ 5
Bauweisen in Österreich .......................................................................... 6
Baumaterialien in Österreich ................................................................... 8
2.3.1. Materialverteilung - Musterprojekt „EFH Massiv“ ............................ 10
2.3.2. Materialverteilung - Musterprojekt „MFH Massiv“............................ 11
2.3.3. Materialverteilung - Musterprojekt „MFH Holz - Massiv“ ................. 12
2.3.4. Materialaufkommen - Vergleich Wohn- und Bürogebäude ............. 14
Massenstromberechnung von Gipsbaustoffen.................................... 15
Resümee.................................................................................................. 19
3. GEWINNUNG .................................................................................. 20
3.1.
3.2.
Gips - Chemische Zusammensetzung .................................................. 20
Primärrohstoff ......................................................................................... 21
3.2.1. Naturgips ........................................................................................ 21
3.3.
Sekundärrohstoff .................................................................................... 23
3.3.1. REA-Gips ........................................................................................ 23
3.3.2. Industriegips.................................................................................... 25
3.3.3. Recyclinggips .................................................................................. 26
3.4.
Resümee.................................................................................................. 26
4. AKTUELLER STAND DER KREISLAUFWIRTSCHAFT.............................. 27
4.1.
Status quo in Österreich ........................................................................ 27
vi
4.1.1.
Gründe für fehlende Gips-Kreislaufwirtschaft in Österreich ............ 31
4.1.2. Innovationen in Österreich .............................................................. 32
4.2.
Status quo global.................................................................................... 35
4.3.
Resümee.................................................................................................. 36
5. OPTIMIERUNG ................................................................................ 38
5.1.
5.2.
Materialsammlung .................................................................................. 39
Transportlogistik .................................................................................... 41
5.2.1. Transportlogistikkonzept ................................................................. 41
5.2.2. Fiktive Standorte für Zwischenlagerstellen in Österreich ................ 43
5.3.
Aufbereitungsverfahren ......................................................................... 44
5.3.1. Mechanische Aufbereitungsverfahren ............................................. 45
5.3.2. Nassabsetzungsverfahren .............................................................. 45
5.3.3. Sensorgestützte Trennung .............................................................. 46
5.3.4. Müller-Kühne-Verfahren .................................................................. 47
5.3.5. Aufbereitung mittels Attritionstrommel ............................................ 48
5.4.
Verringerung der Umweltbelastung ...................................................... 49
5.4.1. Deponieflächenreduzierung ............................................................ 49
5.4.2. Reduzierung der Schwefelwasserstoff- und Sulfatbelastung .......... 51
5.5.
Resümee.................................................................................................. 52
6. EFFEKTE DURCH SEKUNDÄRROHSTOFFE .......................................... 54
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
Schonung von Primärressourcen ......................................................... 55
Probleme bei der Aufschließung von Gipsvorkommen ...................... 58
Reduzierung von Deponievolumen ....................................................... 59
Verbesserung der Recyclingmaterialqualität ....................................... 62
Resümee.................................................................................................. 65
7. ZUKUNFTSTRENDS ......................................................................... 66
7.1.
„Urban Mining“ Prinzip .......................................................................... 67
7.1.1. Geschichtlicher Hintergrund ............................................................ 67
7.1.2. Vorgangsweise ............................................................................... 68
7.1.3. Vorteile ............................................................................................ 71
7.2.
Anwendung bei Gipsbaustoffen ............................................................ 72
7.2.1. Gipsabbruchmaterial als Rohstoffquelle ......................................... 72
7.2.2. Landfill Mining – Abfallverwertung aus Deponien ........................... 75
7.2.3. Stoffflussanalyse von Gips .............................................................. 76
7.3.
Nationale und internationale Zukunftstrends....................................... 78
7.3.1. Ressourcenpass / Gebäudepass .................................................... 78
7.3.2. Ressourcenkataster ........................................................................ 80
7.3.3. CD-Labor für anthropogene Ressourcen ........................................ 81
vii
7.4.
Resümee.................................................................................................. 84
8. MASTERPLAN ................................................................................ 86
8.1.
Maßnahmen durch rechtliche Rahmenbedingungen .......................... 87
8.1.1. Abfallwirtschaftsgesetz (AWG 2002) .............................................. 88
8.1.2. ÖNORM B 2251 – Werkvertragsnorm für Abbrucharbeiten ........... 92
8.1.3. Selektiver Rückbau von Bauwerken als Standardabbruchmethode 94
8.1.4. Erkundung von Bauwerken auf Schadstoffe und andere schädliche
Faktoren gemäß ÖNORM S 5730 ................................................................ 96
8.1.5. Schadstofferkundung von Bauwerken vor Abbrucharbeiten gemäß
ONR 192130 ................................................................................................ 97
8.1.6. Baurestmassentrennverordnung .................................................... 98
8.1.7.
Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP) ................................. 98
8.1.8. Übersichtsmatrix für rechtliche Rahmenbedingungen ..................... 99
8.2.
Maßnahmenplanung für die Gipsindustrie ......................................... 100
8.2.1. Planungshinweise für Gipsbaustoffe ............................................. 100
8.2.2. Einbau / Montage von Gipsbaustoffen .......................................... 103
8.2.3. Aufbereitung von Gipsabfällen zu Sekundärrohstoffen ................. 104
8.3.
Leitfaden für die Planung von (Hoch)-Bauprojekten ......................... 107
8.3.1. Grundlegende Planungshinweise ................................................. 107
8.3.2. Konstruktions- und Materialaufbau für (Hoch)-Bauprojekte .......... 110
8.3.3.
Selektiver Rückbau ....................................................................... 115
9. CONCLUSIO ................................................................................. 117
QUELLENVERZEICHNIS ....................................................................... 118
ABBILDUNGSVERZEICHNIS .................................................................. 124
TABELLENVERZEICHNIS ...................................................................... 126
ANHANG ........................................................................................... 127
viii
1. Aufgabenstellung
1. Aufgabenstellung
1.1. Einleitung / Problemstellung
Aufgrund der Tatsache, dass durch das Ansteigen der Weltbevölkerung in den
letzten Jahrzehnten und in nächster Zukunft ein erhöhter Bedarf an Ressourcen
benötigt
wird,
um
Wohn-,
Gewerbe-
und
Freizeitgebäude
sowie
Infrastrukturbauten zu errichten, beschäftigt sich diese Diplomarbeit im Speziellen
mit der Verwendung gipshaltiger Baumaterialien im Hochbau.
Durch die immer kürzer werdenden Errichtungszeiten von Bauprojekten kommen
immer häufiger Gipswerkstoffe zum Einsatz. Dieser Umstand hat mich dazu
bewogen, den Rohstoff Gips genauer zu untersuchen, da ein immens großer
Abbau von Primärressourcen das natürliche Vorkommen immer schneller
schrumpfen lässt und ein Recyclingprozess in Österreich bis dato nicht
durchgeführt wird. Das heißt, dass nahezu alle gipshaltigen Abfälle auf Deponien
gebracht werden müssen. In gleicher Weise steigt durch den ständig
anwachsenden Bedarf auch das Aufkommen an Deponiegütern und damit auch
die Umweltbelastung.
1.2. Fragestellung
Aus diesem Grund stelle ich mir die Frage:
„Welche Möglichkeiten zur Nutzung von Gips als Sekundärrohstoff im Sinne des
Urban Mining gibt es, und wie kann die Aufbereitung von gipshaltigen Produkten
optimiert werden, um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu erzielen?“
1
1. Aufgabenstellung
1.3. Struktur und Aufbau
Der Aufbau der Diplomarbeit wird in folgende Teilabschnitte gegliedert:
Zu Beginn wird ein Überblick über die gipshaltigen Bauprodukte gegeben, wofür
sie bei Bauprojekten eingesetzt werden. Weiters wird eine Ermittlung des
Massenstromes von Gipsbaustoffen in Österreich durchgeführt.
Im Anschluss daran wird eine Betrachtung der eingesetzten Bauprodukte und
Bauweisen der letzten Jahrzehnte angestellt, um sich eine Perspektive über die in
Zukunft anfallenden Abfall- bzw. Rohstoffmengen zu verschaffen und um die
Problematik der Materialvielfalt bei Bauprojekten einschätzen zu können.
In
weiterer
Folge
wird
ein
Überblick
über
den
aktuellen
Stand
der
Kreislaufwirtschaft von gipshaltigen Baumaterialien gegeben, um verstehen zu
können, warum dringend Maßnahmen ergriffen gehören, um ein Recyclingsystem
und dementsprechende Gebäudeabbruchverfahren zu schaffen.
Ein wesentlicher Bestandteil der Ausarbeitungen wird das Aufzeigen des
Optimierungspotentials bei der Aufbereitung von Gipsbaustoffen sein. Dabei wird
besonders auf die Materialsammlung, Transportlogistik und die entstehenden
Umweltauswirkungen bzw. –belastungen eingegangen.
Der nächste Abschnitt widmet sich den Effekten, die bei der Verwendung von
Sekundärrohstoffen auftreten, wie zum Beispiel der erheblichen Schonung von
Primärressourcen
und
der
wesentlichen
Reduzierung
des
genutzten
Deponievolumens.
Abschließend soll mit einem Zukunftsausblick, im Sinne des Urban Mining
Gedankens, das Verbesserungspotential aufgezeigt werden, welches zur
Erreichung eines gezielten Stoffkreislaufes notwendig ist, damit Baustoffe nie
mehr zu Abfall werden können. In diesem Sinne wird mit einem Masterplan ein
Lösungsvorschlag für zukünftige Bauprojekte gegeben, der die Aspekte beachtet,
die eine effektive Kreislaufwirtschaft gewährleisten.
2
2. Verwendung
2. Verwendung
Im folgenden Abschnitt wird ein Überblick über die verschiedenen Gipsprodukte
und deren Verwendungszwecke gegeben.
Weiters beinhaltet dieses Kapitel die Verteilung verschiedener Bauweisen der in
Österreich errichteten Gebäude. Durch die daraus gewonnenen Erkenntnisse
kann eine Aufstellung, sowie ein Massenanteil der verwendeten Baustoffe der
einzelnen Konstruktionsarten ermittelt werden.
Anschließend wird eine Berechnung der anfallenden Gipsabfallfraktionen in Form
einer Massenstromberechnung beginnend vom Jahr 1919 durchgeführt.
Hiermit soll das Potential dieses riesigen anthropogenen Lagers in Österreich,
welches in unseren Städten verbaut wurde, aufgezeigt werden.
2.1. Gipshaltige Bauprodukte in Österreich
Gipsprodukte
werden
unterschieden.
im
Dabei
Wesentlichen
spielen
die
nach
ihrem
verschiedenen
Verwendungszweck
Phasen
des
Systems
CaSO4. H2O eine wichtige Rolle. Diese variieren je nach Brenntemperatur und
ergeben dabei unterschiedliche Produkte. Tab. 1 gibt Aufschluss über die
verschiedenen Brennphasen.
Chemische Formel
Bezeichnung
Bildungstemperatur
CaSO4 . 2 H2O
Calciumsulfat-
Ausgangsstoff
Dihydrat
CaSO4 . 1/2 H2O
CaSO4 III
Calciumsulfat-
α: 80 – 180 °C nass
Halbhydrat
β:120 – 180°C trocken
Anhydrit III
α: 110 °C nass
β: 290°C trocken
CaSO4 II
Anhydrit I
300 – 900 °C
1
Tab. 1: Gipsphasen im CaSO4 . H2O
Aus den diversen Produkten folgt eine breite Einsatzmöglichkeit, welche
detaillierter in der Tab. 2 aufgelistet ist.
1
Vgl. Bundesverband der Gipsindustrie, e.V.: Gipsdatenbuch. Berlin: 2013. S.17.
3
2. Verwendung
Baugipse
Gipsplatten
Sonstige Anwendung
Anhydritestrich
Vollgipsplatte
Zementherstellung
Gipsestrich
Vollgipsplatte zur WD
Düngemittel
Putzmörtel
Gipsfaserplatte
Medizinalgips
Gipskleber
Gipskartonplatte
Modellformgips
Ansetzbinder
GKF zur WD
Tab. 2: Übersicht über die Gipsprodukte 2
2.1.1. Baugipse
Baugipse können in Anhydritestriche, Gipsestriche, Putzmörtel, Gipskleber und
Ansetzbinder eingeteilt werden.
Diese Produkte werden in pulverförmiger Form als abbindefähiger Gipsbinder für
die
Herstellung
von
Gipsmörteln,
-spachtelmassen,
-klebern
sowie
für
Ansetzbinder verwendet. Die Zugabe von Wasser bewirkt das Starten des
Abbindeprozesses.
Bei der Zusammensetzung von Gips-Trockenmörtel handelt es sich um ein
Gemisch aus Gipsbinder (bis zu 50 %) und Baukalk (max. 5 %).
Gipsspachtel werden vorzugsweise für vollflächige Überzüge auf glatten
Massivuntergründen oder zum Verspachteln und zur Fertigstellung der Oberfläche
von Gipskartonplatten verwendet.
Gipskleber,
auch
Gipskartonplatten
Ansetzbinder
auf
genannt,
Mauerwerk
werden
oder
zur
zum
Verklebung
Verkleben
von
von
Wärmedämmverbundsystemen auf Massivuntergründen verwendet.
2
Vgl. Arendt, Markus: Kreislaufwirtschaft im Baubereich: Steuerung zukünftiger Stoffströme am
Beispiel von Gips. - Wirtschaftliche Fakultät der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Diss. 2000.
S.141.
4
2. Verwendung
2.1.2. Gipsplatten
Gipsplatten werden seit ungefähr 1970 werksmäßig hergestellt. Die Platten
werden mit einem Karton beidseitig ummantelt und mit unterschiedlichen
Kantenformen hergestellt. Durch den Gipskern ergeben sich bei der Verwendung
Vorteile im Brandschutz und Schallschutz.
Gipsplatten
werden
vorzugsweise
im
Innenraum
für
nichttragende
Wandkonstruktionen, aber auch im Außenbereich für Außenwandelemente
verwendet.
Weiters werden Gipsverbundplatten für die Schall- und Wärmedämmung mit
einem auf der Platte befestigten Dämmstoff hergestellt. Eine weitere Form von
Gipsplatten sind Gipsfaserplatten, welche mit Gips und recycelten Papierfasern zu
einer Platte gepresst werden.
2.1.3. Sonstige Anwendung
Gips wird mengenmäßig mit dem größten Anteil (51 %) 3 zur Zement- und
Betonherstellung als Abbinderegler beziehungsweise Verzögerer eingesetzt. Die
Herstellung von Baugips (inkl. Gipsplatten) ergibt einen Anteil von 39 % und als
dritte Hauptanwendung findet Gips in der Landwirtschaft seine Verwendung als
Düngemittel.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit für den Werkstoff Gips ergibt sich in der Industrie
als Medizinal-, Modell- und Formgips. Er wird für die Formgebung für
Autokarosserieteile, Sanitär- und Geschirrkeramik und in der Chirurgie als
Gipsmaterial verwendet. 4
3
Vgl. Szednyj, Ilona/Brandhuber, Doris:
Magnesiaherstellung. Wien: 2007. S.86.
Stand
der
Technik
zur
Kalk-,
Gips-
und
4
Vgl. Müller, Anette/Linß, Elske/Schulz, Tabea: Vom Störstoff zum Rohstoff. In: RECYCLING
magazin. 09. Weimar 2011. S.26.
5
2. Verwendung
2.2. Bauweisen in Österreich
Die Ausführung der unterschiedlichen Bauweisen in Österreich hängt primär von
ihrer
Nutzung
ab.
Da
im
Wohnbau
vorwiegend
Mauerwerks-
und
Stahlbetonbauten und mit vermehrtem Aufschwung auch Holzbauten eingesetzt
werden, wird im Gegensatz in Stahlbauweise nur ein geringerer Prozentsatz
errichtet. Die Erfassung an Gebäuden der Statistik Austria hat ergeben, dass bei
einer Summe von 2,2 Mio. Gebäuden in Österreich 90,1 % Wohngebäude und der
Rest mit 9,9 % Nichtwohngebäude sind. 5
Der geringe Anteil von 9,9 % von Nichtwohngebäuden ergibt die Summe der
Bauten wie Einkaufszentren, Industriebauten, Infrastrukturbauten etc.
Diese Erkenntnis wird im Anschluss im Kapitel 2.4 zur Ermittlung des
Massenstromes Gips benötigt, da die unterschiedlichen Bauweisen einen
unterschiedlichen Anteil an Gipsbaustoffen erfordern.
Wirft man nun einen Blick auf die Abb. 1 und Abb. 2, so ist klar zu erkennen, dass
durch den vorwiegenden Anteil an Wohnbauten auch ein sehr hoher Anteil an
Mauerwerksbauten ausgeführt wurde. Bei der Gegenüberstellung der Marktanteile
der Wohnungsbauten von 2003 und 2014 ist jedoch ein minimaler Rückgang des
Mauerwerksbaus von 82 % auf 73 % zu verzeichnen. Dies lässt darauf schließen,
dass eine steigende Ausführung der Holzbauweise forciert wird, um vorzugsweise
erneuerbare Werkstoffe einzusetzen.
Ein Anstieg bei der Bauweise in Holz von 10 % auf 16 % lässt den Schluss zu,
dass der Marktanteil in den nächsten Jahrzehnten noch einen erheblichen
Aufschwung erleben wird. Daraus folgt, dass auch Gipsbaustoffe (Gipskarton- und
Gipsfaserplatten etc.), welche als Beplankung im Holzbau ihren Einsatz finden,
ebenfalls ein großes Umsatzplus verzeichnen werden.
Der Marktanteil an Stahlbeton- und Stahlbauprojekten stagniert im Gegensatz zu
den anderen Bauweisen. Weiters ist ein leichter Anstieg an sonstigen Bauweisen
von 1 % auf 3 % zu verzeichnen.
5
Vgl. STATISTIK AUSTRIA: Bestand an Gebäuden und Wohnungen. In: URL:
http://www.statistik.at/web_de/statistiken/wohnen_und_gebaeude/bestand_an_gebaeuden_und_w
ohnungen/index.html (letzter Zugriff 23.04.2014).
6
2. Verwendung
Marktanteile bei Wohnungsbauten 2003
Stahlbeton-/
Stahlbau
7%
Holzbau
10%
Sonstige
1%
Mauerwerks
-bau
82%
Abb. 1: Aufteilung der Marktanteile der Wohnungsbauten
6
Marktanteile bei Wohnungsbauten 2014
Stahlbeton-/
Stahlbau
8%
Holzbau
16%
Sonstige
3%
Mauerwerks
bau
73%
Abb. 2: Aufteilung der Marktanteile der Wohnungsbauten
7
Die unterschiedlichen Bauweisen haben auch Einfluss auf die Massenverteilung
der Baumaterialien, welche im Kapitel 2.3 genauer erläutert wird.
6
Vgl. Schneider, Klaus-Jürgen/Sahner, Georg/Rast, Ronald: Mauerwerksbau aktuell 2010. 1.
Auflage. Berlin - Wien - Zürich: Bauwerk Verlag GmbH 2010. S.F.44.
7
Vgl. Graubner, Carl-Alexander/Rast, Ronald/Schneider, Klaus-Jürgen: Mauerwerksbau aktuell
2014. 1. Auflage. Berlin - Wien - Zürich: Beuth Verlag GmbH 2014. S.F.4.
7
2. Verwendung
2.3. Baumaterialien in Österreich
Ein weiteres Augenmerk, bei den unterschiedlichen Bauweisen in Österreich,
muss auf die Verteilung der Baumaterialienanteile in den Gebäuden gelegt
werden. Hierbei ist eine starke Änderung des Materialeinsatzes über verschiedene
Zeitspannen zu beobachten, welche in Abb. 3 deutlich sichtbar ist.
Wurde so beispielsweise in einem Gründerzeitbau bei einer Masse von
250 Tonnen pro 100 Quadratmeter Wohnfläche 1.300 kg Metalle eingesetzt, so
werden in einem modernen Wohnbau heute bis zu 7.500 kg Metall verbaut. 8 Dies
lässt auf einen immer rationeller werdenden Baustil schließen, wobei für
Tragkonstruktionen
Stahlbeton
Trockenausbausysteme
und
gewählt
im
Innenbereich
werden.
Dazu
immer
häufiger
zählen
auch
Gipskartonständerwände aus Metall.
Hierbei
ist
in
Tab. 3
ersichtlich,
dass
ein
Anstieg
von
0,4 %
bei
Gründerzeithäusern, auf 2 % bei 1970er Bauten stattgefunden hat. Wie bereits
erwähnt ist in den heutigen Bauten ein weiterer Anstieg von 2 % auf 2,3 % zu
verzeichnen.
Ein besonderer Anstieg der %-Anteile besteht bei Kunststoffmaterialien, welche
bei Gründerzeithäusern bei 0,3 Masseprozent lagen und bei 1970er-Jahre
Gebäuden auf 2 % angestiegen sind.
Die größte Änderung hat sich jedoch bei den Materialien Beton und Ziegel/
Mauerwerk ergeben, da der Prozentanteil von Beton von 5 % (Gründerzeitbau) auf
46 %
(1970)
angestiegen
ist.
Im
Gegensatz
dazu
haben
Ziegel-
/Mauerwerkmaterialien eine Minderung des Masseanteils von 86 % auf 40 %
erfahren.
In 2.3.1 bis 2.3.4 werden unterschiedliche Musterprojekte analysiert, um die
Materialanteile der unterschiedlichen Baustoffe und vor allem den Gipsgehalt zu
ermitteln.
8
Vgl. Daxbeck, Hans et al: Urban Mining - Die Stadt, das Bergwerk der Zukunft. In: Stadtpresse
Klagenfurt / Puch. vom 2013. S.28.
8
2. Verwendung
9
Abb. 3: Materialzusammensetzung von Gründerzeit- und 1970er Jahre - Bauten
Gründerzeit
[%-Anteil]
Material
1970
[%-Anteil]
0,1
Nichteisenmetalle
0,2
0,2
Glas
0,2
0,3
Kunststoffe
2
0,4
Eisen-Metalle
2
3
Holz
9
5
Schlacke
0
5
Beton und Steine
46
86
Ziegel, Mauerwerk
40
10
Tab. 3: Materialverteilung von Gründerzeit- und 1970er Jahre - Bauten
9
Daxbeck, Hans et al: Konzept zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen basierend auf der
thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling in der EU. Project EnBa - Action
1. Wien: 2011. S.24.
10
Daxbeck, Hans et al: Konzept zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen basierend auf der
thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling in der EU. Project EnBa - Action
1. Wien: 2011. S.24.
9
2. Verwendung
2.3.1. Materialverteilung - Musterprojekt „EFH Massiv“
Material
kg
Stahl
%-Anteil
5.473
1,14
Beton
385.752
80,32
Estrich
13.713
2,86
Keramische Materialien
61.460
12,80
6.277
1,31
216
0,04
Holz
6.275
1,31
Glas
796
0,17
56
0,01
247
0,05
5.473
1,14
0*
0*
480.265
100
Dämmstoffe
Kunststoff
Aluminium
Kupfer
Stahl
Gipskarton
* kein Einsatz von
Gipskarton bei diesem
Musterprojekt
Tab. 4: Materialbedarf für ein Musterprojekt „Einfamilienhaus Massiv“
Keram. Mat.
Dämmstof fe
Kunststof f
Holz
Stahl
Glas
Estrich
Aluminium
Kupf er
Beton
Stahl
Estrich
Keram. Mat.
Dämmstof fe
Kunststof f
Holz
Glas
Beton
Aluminium
Kupf er
Abb. 4: Materialaufwand für ein Einfamilienhaus in Massivbauweise
"Einfamilienhaus
Massiv"
11
11
Markova, Stanmira/Hammer, Kerstin/Rechberger, Helmut: Konzept zur nachhaltigen Nutzung
von Baurestmassen basierend auf der thematischen Strategie für Abfallvermeidung und
Abfallrecycling in der EU. Project EnBa - Action 5. Wien: 2010. S.27.
10
2. Verwendung
2.3.2. Materialverteilung - Musterprojekt „MFH Massiv“
Material
kg
Stahl
%-Anteil
43.500
2,32
1.650.051
87,95
Estrich, Putz, Spachtelung
15.812
0,84
15.004
0,80
Dämmstoffe
10.728
0,57
2.031
0,11
Holz
15.801
0,84
Glas
8.600
0,46
Aluminium
186
0,01
Kupfer
150
0,01
Sand, Kies
99.000
5,28
Gipskarton
15.300
0,82
1.876.163
100
Beton
Kunststoff
Tab. 5: Materialbedarf für ein Musterprojekt "Mehrfamilienhaus Massiv"
Stahl
Beton
Keram. Mat.
Dämmstof fe
Kunststof fe Holz Aluminium
Glas
Estrich, Putz
Gipskarton
Estrich, Putz
Sand, Kies
Keram. Mat.
Kupf er
Dämmstof fe
Stahl
Kunststof fe
Holz
Glas
Aluminium
Beton
Gipskarton
Sand, Kies
"Mehrfamilienhaus
Massiv"
Kupf er
Abb. 5: Materialaufwand für ein Mehrfamilienhause in Massivbauweise
12
12
11
2. Verwendung
2.3.3. Materialverteilung - Musterprojekt „MFH Holz - Massiv“
Material
kg
Stahl
%-Anteil
28.410
1,47
1.650.051
85.53
5.280
0,27
964
0,05
Dämmstoffe
12.105
0,63
Kunststoffe
4.797
0,25
Holz
70.715
3,67
Glas
8.600
0,45
Aluminium
248
0,01
Kupfer
150
0,01
Sand, Kies
132.696
6,88
Gipskarton
15.300
0,79
1.876.163
100
Beton
Estrich, Putz, Spachtelung
Tab. 6: Materialbedarf für ein Musterprojekt "Mehrfamilienhaus Holz-Massivbauweise"
Stahl
Beton
Keram. Mat.
Dämmstof fe
Kunststof fe Holz Glas
Aluminium
Gipskarton
Sand, Kies
Estrich, Putz
Estrich, Putz
Kupf er
Keram. Mat.
Stahl
Dämmstof fe
Kunststof fe
Holz
Glas
Aluminium
Gipskarton
Sand, Kies
Beton
"Mehrfamilienhaus
Holz - Massiv"
Kupf er
Abb. 6: Materialaufwand für ein Mehrfamilienhaus in Holz – Massivbauweise
13
13
12
2. Verwendung
Es handelt sich hierbei um drei Neubauprojekte, welche zu Wohnzwecken dienen.
Bei allen drei Projekten liegt der Betonanteil über 80 %, wobei auch beim Holzbau
dieser hohe Anteil verwendet wurde.
Eine deutliche Schwankungsbreite zwischen den unterschiedlichen Projekten
ergibt sich bei keramischen Materialien, wobei sich ein Delta von 12,75 % (0,05 zu
12,8) öffnet.
Die Anteile von Kupfer und Aluminium sind sehr gering, da diese Materialien für
Rohre, elektrische Leitungen, Türen und Fenster verwendet werden.
Besonders wichtig ist die Betrachtung des Gipsanteils der Projekte, welcher sich
bei der Verwendung von Gipskartonplatten für nicht tragende Wandkonstruktionen
ergibt.
Bei dem Projekt „Einfamilienhaus Massiv“ wurden keine Gipskartonplatten
verwendet. Somit muss das Augenmerk für eine Initiative zur Rückgewinnung von
Gipsbaustoffen nicht auf Einfamilienhäuser gelegt werden.
Bei der Analyse des Projektes „Mehrfamilienhaus Massiv“ und „Mehrfamilienhaus
Holz-Massiv“ wurden Gipskartonanteile < 1 % ermittelt, wobei Gipsanteile von
Putz nicht erfasst wurden.
Laut Aussage von Dipl.-Ing. Fritz Kleemann der TU-Wien vom Christian Doppler
Labor
für
„Anthropogene
Ressourcen“
wurden
bei
der
Ermittlung
der
Materialanteile bei Projekten in Wien folgende Ergebnisse aufgezeichnet:
Gründerzeithäuser beinhalten vor allem Gips, wenn Umbauten vorgenommen
wurden. Dieser Anteil liegt aber deutlich unter 1 % der Gesamtmasse.
In Gebäuden, die vor dem Jahr 1970 erbaut wurden, sind keine Anteile von
Gipsbaustoffen vorhanden.
Eine weitere Untersuchung eines Wohngebäudes (Errichtungsjahr 2003) hat
ergeben, dass dieses einen Anteil von 2,1 % Gips an der Gesamtmasse aufwies.
Somit ist bei Wohngebäuden abhängig vom Errichtungsjahr ein Gipsanteil von 0 %
bis 3,6 % enthalten. 14
14
Vgl. Müller, Anette: Bauschutt ohne Gips. In: Steinbruch und Sandgrube. 11/2012. S.40.
13
2. Verwendung
2.3.4. Materialaufkommen - Vergleich Wohn- und Bürogebäude
Zur Ermittlung des Gesamtgipsanteiles müssen jedoch noch Gebäude mit einer
anderen Nutzung wie beispielsweise Büros oder Einkaufszentren berücksichtigt
werden.
Durch eine flexible und aufgelöste Struktur dieser Bauwerke kommen oft
Trennwandsysteme mit Gipskartonplatten zum Einsatz, die nach einer geringen
Nutzungsdauer wieder umgebaut werden müssen.
Aus diesem Grund können sich Gipsanteile von bis zu 6,6 % ergeben, wobei hier
Aufkommen von Baustellenabfällen in kg/m² BGF
zu sagen ist, dass dieser Wert sehr selten erreicht wird.
70
60
50
40
30
20
10
0
Wohngebäude
Bürogebäude
Mineralf asern
0,19
0,4
Holz behandelt
0,72
5,58
Gips
0,91
6,6
2
1,6
Holz unbehandelt
2,22
6,6
Metalle
3,46
2,9
Verpackungen
19,2
15,1
36
29,5
Sonstiges
Bauschutt
Abb. 7: Materialaufkommen anhand des Vergleiches Wohn- zu Bürobauten
15
15
Vgl. Scheibengraf, Martin/Reisinger, Hubert: Abfallvermeidung u. -Verwertung: Baurestmassen Detailstudie zur Entwicklung einer Abfallvermeidungs- und Abfallverwertungsstrategie für den
BAWP 2006. Wien: 2005. S.50.
14
2. Verwendung
2.4. Massenstromberechnung von Gipsbaustoffen
Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse aus Kapitel 2.1. bis 2.3. soll eine
Ermittlung des Massenstromes Gips erstellt werden, um die Masse des riesigen
anthropogenen Lagers in Österreich ermitteln zu können.
Für die Ermittlung wird in vereinfachter Form die Menge des Gipsanteiles bei
Wohnbauten berechnet, da dieser Anteil prozentmäßig am größten ist.
Abb. 8 zeigt den Gipseintrag von Deutschland, welcher auch auf Österreich
umzulegen ist. Es ist deutlich erkennbar, dass ab dem Jahr 1970 eine starke
Konjunktur des Einsatzes von Gipswerkstoffen stattgefunden hat.
Abb. 8: Gipseintrag in Deutschland von 1880 bis 2010
16
Für die Berechnung wurden die Daten der Gebäude und Wohnungen in Österreich
von
der
Statistik
Austria
erhoben
und
mit
einer
durchschnittlichen
Wohnungsnutzfläche multipliziert.
Im Anschluss daran wurde die spezifische Masse von den Gebäuden beginnend
vom Jahr 1919 bis 2013 ermittelt und ein prozentmäßiger Gipsanteil dieser
Mengen berechnet.
Die Summe ergibt das Vorkommen der verbauten Gipsbaustoffe, welche in den
nächsten Jahrzehnten durch konventionelle Gebäudeabbrüche und selektive
Gebäuderückbauten wiedergewonnen werden können.
16
Müller, Anette: Das Sulfatproblem. In: RECYCLING magazin. 22. Weimar 2012. S.28.
15
2. Verwendung
Tab. 7 zeigt die Anzahl der Gebäude und der Wohnungen von Österreich, die für
die Berechnung maßgebend sind.
Nichtwohngebäude sind in der Berechnung nicht enthalten und werden aufgrund
des geringen Prozentanteils und zur Vereinfachung vernachlässigt.
Summe
Vor
1919
1919
bis
1944
1945
bis
1960
1961
bis
1970
1971
bis
1980
1981
bis
1990
1991
bis
2000
Nach
2001
Gebäude 2.191.280 327.350 165.930 243.616 283.271 325.343 305.125 264.146 276.499
Wohnungen
4.441.408 791.264 341.264 492.249 624.730 663.001 522.565 487.725 518.610
Tab. 7: Gebäude und Wohnungen 2011 nach dem Errichtungsjahr
17
In Tab. 8 wurde die Nutzfläche der österreichischen Wohnbauten ermittelt. Die
durchschnittliche Wohnungsfläche beträgt laut Statistik Austria 98,5 m².
Bauperiode
Nutzfläche [m²]
Vor 1919
77.939.504
1919 bis 1944
33.614.504
1945 bis 1960
48.486.527
1961 bis 1970
61.535.905
1971 bis 1980
65.305.599
1981 bis 1990
51.472.653
1991 bis 2000
48.040.913
Nach 2001
51.083.085
Summe
437.478.688
Tab. 8: Nutzfläche der Wohnungen Österreichs
17
STATISTIK AUSTRIA: Bestand an Gebäuden und Wohnungen. In: URL:
http://www.statistik.at/web_de/statistiken/wohnen_und_gebaeude/bestand_an_gebaeuden_und_w
ohnungen/index.html (letzter Zugriff 23.04.2014).
16
2. Verwendung
Anhand der berechneten Gesamt-Wohnnutzfläche auf die unterschiedlichen
Bauperioden bezogen, kann nun die spezifische Masse berechnet werden. Im
Anschluss wird mit den Masseprozenten von Gips das Gewicht der Gipsfraktionen
errechnet.
Die spezifische Masse war in den Bauperioden vor 1919 bis 1944 aus dem Grund
höher, da die Raumhöhen dementsprechend größer ausgeführt wurden.
Die Werte für die bauperiodenabhängige spezifische Masse stammen vom Projekt
Enba – Action 1 (Konzept zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen
basierend auf der thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling
in der EU).
Bauperiode
Spezifische Masse
Masse [t]
[t/m²NFL]
Vor 1919
2,0
155.879.008
1919 bis 1944
2,1
70.590.458
1945 bis 1960
1,4
67.881.137
1961 bis 1970
1,1
67.689.496
1971 bis 1980
1,1
71.836.158
1981 bis 1990
1,1
56.619.918
1991 bis 2000
1,1
52.845.004
Nach 2001
1,1
56.191.394
Summe
599.532.572
Tab. 9: Masse der unterschiedlichen Bauperioden
Die
ermittelte
Masse
der
gesamten Wohnbauten
in
Österreich
beträgt
600 Mio. Tonnen.
17
2. Verwendung
Der Anteil an Gipswerkstoffen der unterschiedlichen Bauperioden bei den
Wohnbauten
wurde
mit Annahmen
getroffen.
Da
bis 1970 fast
keine
Gipswerkstoffe verbaut wurden, resultieren die geringen Werte daraus, dass
Reparaturen und Sanierungen oft mit Gipsbaustoffen realisiert werden.
Bauperiode
Masse-% Gips
Masse [t]
Vor 1919
0,02
31.176
1919 bis 1944
0,05
35.295
1945 bis 1960
0,1
67.881
1961 bis 1970
0,2
135.379
1971 bis 1980
0,8
574.689
1981 bis 1990
2,0
1.132.398
1991 bis 2000
2,3
1.215.435
Nach 2001
2,4
1.348.593
Summe
4.540.847
Tab. 10: Gipsfraktion in Österreich
Wie in Tab. 10 ersichtlich, ergibt meine Berechnung ein Lager von Gipsbaustoffen
von zirka 4,5 Millionen Tonnen.
Diese korrelieren mit den Schätzungen der Berechnungen des Projektes
Gipsplatten-Recycling der Steiermärkischen Landesregierung, der Abteilung für
Abfall- und Stoffflusswirtschaft FA19D. Deren Berechnung ergibt ein Lager von
4,25 Millionen Tonnen an Gipskartonplatten.
18
2. Verwendung
2.5. Resümee
Der Baustoff Gips wird zu 30 % für Wohnbauten verwendet, wobei dieser
vorrangig bei Mehrfamilienhäusern eingesetzt wird. Der Massenanteil an Gips
beträgt hier zirka 1 %. Eine steigende Tendenz ist deutlich erkennbar.
Weiters wird bei Nichtwohngebäuden wie Büro- und Industriebauten ein
Massenanteil zur Gesamtmasse von 1-5 % eingesetzt. Dieser Anteil ergibt sich
durch die Trennung von tragenden und nichttragenden Bauelementen und der
Tatsache, dass ein rationeller Trockenausbau bei diesen Bautypen bevorzugt
wird. Hierbei werden 30 % der Gipsprodukte eingesetzt.
Ein weitaus größerer Anteil von Gipsbaustoffen (40 %) wird für Reparatur- und
Sanierungsarbeiten eingesetzt.
Verteilung des Gipsprodukteeinsatzes
Wohnbauten
Büro- und Industriebauten
Reparatur- u. Sanierungsarbeiten
30%
40%
30%
Abb. 9: Verteilung des Gipssprodukteinsatzes
18
Gipsbaustoffe werden vorwiegend in Form von Baugipsen, Gipsplatten, zur
Betonherstellung, für Düngemittel und Medizinalgips verwendet.
Eingesetzt
werden
diese
Dachschrägenbekleidungen,
Gipsprodukte
für
für
Wand-,
Zwischenwände,
Decken-
Beplankungen
und
von
Außenwänden und als Verbundplatten für Wärme- und Schalldämmung.
Die
Berechnung
des
anthropogenen
Lagers
an
Gipsbaustoffen
beträgt
4,5 Millionen Tonnen.
18
Monier, Véronique et al: 116_Service Contract on Management of Construction and Demolition.
Brüssel: 2011. S.98.
19
3. Gewinnung
3. Gewinnung
Das Kapitel 3 erläutert die chemische Zusammensetzung des Rohstoffes Gips,
wobei ebenfalls auf den Gipskreislauf näher eingegangen wird.
Anschließend werden die verschiedenen Gewinnungsarten von Primär- und
Sekundärrohstoffen vorgestellt.
3.1. Gips - Chemische Zusammensetzung
Der Rohstoff Gips wird seit tausenden von Jahren als Stoff für Bautätigkeiten
verwendet, wobei er einen enormen Vorteil im Gegensatz zu anderen Produkten
aufweist, da er sortenrein getrennt unendlich oft ohne hohen Energieaufwand
wieder aufbereitet werden kann.
Abb. 10 zeigt den Gipskreislauf. Hier ist zu erkennen, dass der Rohstoff Gipsstein
CaSO4.2H2O nach dem Zerkleinerungsprozess und dem Brennvorgang in die
Struktur CaSO4.1/2H2O übergeht, wobei dem Gefüge nur Wasser entzogen wird.
Rohstoff:
CaSO4.2H2O
Baustoff:
CaSO4.1/2H2O,
CaSO4
Abb. 10: Gipskreislauf
Produkt:
CaSO4.2H2O
19
Der Vorgang der Entwässerung wird auch Dehydratation genannt. Bei
vollständigem Entzug des gebundenen Wassers entsteht Anhydrit (CaSO4). Die
Verarbeitung zu einem Produkt verlangt einfach den umgekehrten Vorgang, den
reversiblen Prozess, der durch Abbinden mit Wasser durchgeführt werden muss.
19
Vgl. Müller, Anette: Das Sulfatproblem. In: RECYCLING magazin. 22. Weimar 2012. S.27.
20
3. Gewinnung
Nach Abschluss des Abbindevorganges erhält das fertige Produkt die gleiche
kristalline Zusammensetzung wie der Rohstoff selbst. 20
Aus diesem Grund kann wie bereits erwähnt durch dementsprechende Sortierung
und Zerkleinerung ein qualitativ hochwertiger Sekundärrohstoff gewonnen werden.
Der Rohstoff Gips kann als Naturprodukt, welcher als Gipsstein gefördert werden
kann, oder als Nebenprodukt von diversen Industrieprozessen, als Nebenprodukt
von fossilen Kraftwerken und als Ausgangsstoff für Bau- und Werkstoffe
verwendet werden.
3.2. Primärrohstoff
3.2.1. Naturgips
Der in der Natur vorkommende Gips, auch Calciumsulfat - Dihydrat (CaSO4.2H2O)
genannt, kommt in vielen Ländern oberhalb der Erdkruste als Ablagerung von
wässrigen Lösungen von flachen Meeresstellen vor. Im Laufe von Millionen
Jahren haben sich Carbonate, Sulfate und Chloride abgesetzt und so wurde durch
Überdeckung von anderen Schichten und durch Entzug von Wasser Gips gebildet.
Die ältesten Vorkommen der Gips- und Anhydritgesteine weisen ein Alter von rund
255 Millionen Jahren auf.
Der Rohstoff Gips kann viele unterschiedliche Gefügestrukturen aufweisen, die
von einer feinkörnigen Form bis hin zu quadratmetergroßen tafeligen Platten
reichen können. Ein markantes Erscheinungsbild weist der spätige, blättrige Gips
auf, welcher durchsichtig ist und als „Marienglas“ bezeichnet wird. Eine weitere
Varietät
des
Minerals
Gips
ist
„Alabaster“,
welcher
einen
weißlichen,
durchsichtigen Zustand hat, der im Gegensatz zu anderen Gipsarten härter ist.
21
Der Abbau des Rohstoffes Gips kann im Über- als auch im Untertagbau erfolgen.
In Österreich werden durchschnittlich 950.000 t pro Jahr an Gips und Anhydrit
abgebaut. Die Aufzeichnungen der World Mining Data des Bundesministeriums für
Wirtschaft, Familie und Jugend in Tab. 11 zeigen, dass es seit dem Jahr 2007
einen Rückgang des Abbaues um rund 250.000 t (23 %) gibt, was zeigt, dass bei
der Baustoffherstellung häufiger auch auf andere Rohstoffquellen, wie in
20
21
21
3. Gewinnung
Kapitel 3.3.1 bis 3.3.3
beschrieben,
zurückgegriffen
wird,
um
die
Natur-
vorkommen zu schonen.
Gips- und Anhydritabbau in Österreich:
2007
2008
2009
2010
2011
[t]
[t]
[t]
[t]
[t]
1.063.844
1.087.259
910.945
872.273
815.438
Tab. 11: World Mining Data - Gips- and Anhydritabbau
22
In Tab. 12 sind die sechs Standorte der gipsabbauenden Betriebe aufgelistet, die
in Österreich für die Herstellung von Gipsprodukten wie Gipskartonplatten, Putzen,
Spachtelmassen, Stuck- bzw. Baugips und Fertigmörtel zuständig sind.
Standort
Bundesland
Unternehmen
Bad Aussee
Steiermark
Rigips Austria GmbH
Puchberg am Schneeberg
Niederösterreich Rigips Austria GmbH
Weißenbach / Liezen
Steiermark
Knauf GmbH
Hall
Steiermark
Knauf GmbH
Kuchl / Grundlsee
Salzburg
Moldan Baustoffe GmbH
Weißenbach am Lech
Tirol
Gipswerk Schretter & Cie
Tab. 12: Standorte und Unternehmen in Österreich
22
23
23
Reichl, C./Schatz, M./Zsak, G.: World-Mining-Data. Heft 28. Wien: 2013. S.187.
Vgl. Szednyj, Ilona/Brandhuber, Doris:
Magnesiaherstellung. Wien: 2007. S.106.
Stand
der
Technik
zur
Kalk-,
Gips-
und
22
3. Gewinnung
3.3. Sekundärrohstoff
3.3.1. REA-Gips
Eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Gipsprodukten und in weiterer Folge
bei der Einsparung von Primärressourcen spielt der Einsatz von REA-Gips
(Rauchgasentschwefelungsanlagen - Gips), der bei der Entschwefelung von
Verbrennungsgasen von Kraftwerken anfällt, welche mit fossilen Brennstoffen wie
Heizöl, Stein- und Braunkohle befeuert werden.
Das Prinzip der Herstellung von REA-Gips ist folgendes: Das durch die
Verbrennung entstehende Schwefeldioxid wird von Stäuben gereinigt und das
zurückbleibende Rauchgas wird mit einer Kalkstein- oder Brandkalksuspension
befeuchtet. Durch diesen Vorgang entsteht Calciumsulfit, welches mit Sauerstoff
zu Calciumsulfat reagiert. Der Ausgangsstoff kann nun nach einem Wasch- und
Filtriervorgang als Werkstoff in den Wirtschaftskreislauf gebracht werden. 24
Das österreichische Unternehmen Knauf mit einem Standort in Weißenbach/
Liezen in der Steiermark, nutzt seit dem Jahr 2012 verstärkt synthetischen Gips
als
Sekundärressource
für
die
Produktion
von
Gipskartonplatten
und
Spachtelmassen. Der Anteil beträgt 50 % des Gesamtverbrauches, welcher aus
osteuropäischen Nachbarländern per Bahn importiert wird.
25
Bei der Untersuchung von REA-Gips im Vergleich zu Naturgips wurden nur
geringe Unterschiede bei der chemischen Zusammensetzung und dem Gehalt von
Spurenelementen festgestellt, wobei der hohe Reinheitsgrad von REA-Gips einen
wesentlichen Vorteil für die Weiterverarbeitung zu Baumaterialien darstellt. Zu
berücksichtigen
ist
jedoch
die
einheitliche
Korngröße
der synthetischen
24
Vgl. Radeloff, Dagmar/Reitberger, Franz: Herstellung und Entsorgung von Gipsplatten.
Bayrisches Landesamt für Umwelt. Augsburg: 2007. S.6.
25
Vgl. FA Knauf GmbH: 044_Pressebericht 2012 - Synthetischer Gips als Sekundärrohstoff. In:
URL:
http://www.knauf.at/www/de/presseberichte/knauf_pressemeldungen_2012/neue_wege_im_umwel
tbereich/knauf_presseberichte_2012_neue_wege_im_umweltbereich.html#open (letzter Zugriff
13.04.2014).
23
3. Gewinnung
Gipskristalle, die es daher nicht erlaubt, Gipsprodukte aus reinem REA-Gips zu
erzeugen. 26
Ein wichtiger Aspekt, der bei der Verwendung des Sekundärrohstoffes REA-Gips
zu berücksichtigen ist, ist die Verfügbarkeit in den nächsten Jahrzehnten.
Aufgrund der Richtlinie 2009/28/EG der Europäischen Union für erneuerbare
Energie wurde ein verbindliches Ziel für alle Mitgliedsländer der EU festgelegt,
welches vorschreibt, dass mindestens 20 % des Energieverbrauches bis zum
Jahr 2020 mit erneuerbaren Energien produziert werden müssen. Der derzeitige
Stand beträgt 8,5 %. 27
Folgedessen wird die Produktion des Sekundärrohstoffes REA-Gips ebenfalls
einen deutlichen Rückgang verzeichnen.
Tab. 13 zeigt die Aufzeichnungen des Bundesabfallwirtschaftsplanes 2011, wobei
das REA-Gipsaufkommen in Österreich von 130.000 t auf 71.200 t in vier Jahren
(2004 bis 2008) fast halbiert wurde.
REA-Gips –
REA-Gips –
Aufkommen [t]
Deponie [t]
2004
130.000
49.100
2005
126.200
43.700
2006
108.200
60.900
2007
78.700
68.500
2008
71.200
48.600
BAWP 2011
Tab. 13: REA-Gips - Aufkommen und Deponie
26
28
Vgl.
Bundesverband
der
Gipsindustrie:
Technischer
http://www.gips.de/wissen/wundermineral-gips/rohstoffe/technischer-gips/
13.04.2014).
Gips.
In:
(letzter
URL:
Zugriff
27
Vgl. EU-Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren
Quellen.
28
Bundesministerium für Land- u. Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft: BundesAbfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP). Band 1. Wien: 2011. S.101.
24
3. Gewinnung
REA-Gipsaufkommen in Österreich
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0.000
2004
2005
REA-Gipsauf kommen
2006
2007
2008
REA-Gipsdeponie
Abb. 11: REA-Gips - Aufkommen und Deponie in Österreich
Die Abb. 11 zeigt eine Gegenüberstellung des REA-Gipsaufkommens mit der
REA-Gipsdeponierung, wobei hier ein starker Rückgang des Aufkommens und ein
geringer Anstieg der REA-Gipsdeponierung zu verzeichnen ist.
Meines Erachtens liegt hier ein großes Optimierungspotential bei der Verwertung
dieser REA-Gipsaufkommen in Österreich vor.
3.3.2. Industriegips
Einen geringen Anteil des Gipsrohstoffaufkommens macht die Herstellung von
Gips und Anhydrit aus chemischen Prozessen aus.
Hier entsteht bei der Neutralisation von Schwefelsäure mit Kalksuspensionen
Gips. Weiters kann Gips als Nebenprodukt bei der Herstellung von organischen
Fruchtsäuren wie Zitronensäure oder Weinsäure gewonnen werden. Für die
Verwendung als Abbinderegler für Zement und als Rohstoff für Estriche kann
ebenfalls Fluroanhydrit eingesetzt werden, der bei der Flusssäure-Herstellung
durch die Reaktion von Flussspat mit konzentrierter Schwefelsäure entsteht. 29
29
25
3. Gewinnung
3.3.3. Recyclinggips
Gips
kann
durch
einen
Recyclingprozess
der
Verschnittreste
von
Gipskartonplatten, welche auf Neubau- oder Sanierungsbaustellen anfallen bzw.
bei Abbruchbaustellen als Gipskartonplattenabfall entstehen, als Sekundärrohstoff
wiedergewonnen
werden.
Eine
umfassende
Untersuchung
bezüglich
Recyclinggips widmet sich Kapitel 4.
3.4. Resümee
Folgende Aspekte sind bei der Gewinnung von Gips zu berücksichtigen:
 Die chemische Zusammensetzung des Rohstoffes Gips erlaubt es, dass
sortenrein
getrennte
Gipsabfälle
unendlich
oft
und
ohne
hohen
Energieaufwand wieder aufbereitet werden können.
 Die Primärressource Naturgips kann durch Sekundärrohstoffe wie REA-Gips,
Industriegips und Recyclinggips geschont werden.
 Das Aufkommen von REA-Gips wurde von 2004 bis 2008 in Österreich von
130.000 t auf 71.200 t minimiert. Dadurch muss verstärkt auf Primärressourcen
zurückgegriffen werden.
 Die bei der Herstellung von Säuren entstehenden Gipsmengen haben einen
sehr geringen Marktanteil, welcher bei der Erzeugung von Gipsprodukten nicht
berücksichtigt wird.
 Die Verwendung von Recyclinggips wird in Österreich nicht forciert. Ein Grund
dafür sind die geringen Rohstoffpreise von Naturgips und die noch zu hohen
Kosten für die Aufbereitung von Gipsabfällen.
26
4. Aktueller Stand der Kreislaufwirtschaft
Dieses Kapitel befasst sich mit dem aktuellen Stand der Technik in punkto
Abfallverwertung und Recycling von gipshaltigen Baumaterialien.
Dabei wird der aktuelle Stand der Kreislaufwirtschaft in Österreich und weltweit
betrachtet, woraus in weiterer Folge das Verbesserungspotential zu erkennen ist
und in Kapitel 5 das Optimierungspotential aufzeigt.
4.1. Status quo in Österreich
In diesem Abschnitt wird der Status quo der Kreislaufwirtschaft von Gipsprodukten
in Österreich analysiert. Hierbei ist es wichtig, wann und wo welche Abfälle
anfallen und wie diese wieder aufbereitet werden oder nicht.
Zu Beginn kommt es zu einer genaueren Betrachtung des Herstellungsablaufes
von Gipskartonplatten. Abb. 12 zeigt den Produktionsablauf, wobei nach Zulauf
des Kartons die hergestellte Gipsmasse auf ein Fließband aufgetragen und verteilt
wird und nach Zugabe der oberen Kartonlage der Abbindevorgang beginnen kann.
Nach Zuschnitt der Platte und einem Wendevorgang wird nach einem
Trocknungsvorgang die Besäumung der Querkanten vorgenommen, anschließend
kann die Stapelung der fertigen Gipskartonplatten erfolgen.
Bei diesem Herstellungsverfahren fällt ein ungefährer Abfallanteil von 1-2 %
aufgerechnet auf die gesamte Produktionsmenge an.
Dabei handelt es sich um Sägeabschnitte und anfallende Platten aus
Fehlmischungen und Beschädigungen.
Der aktuelle Stand der Technik ist hierbei, dass durch betriebsinterne
Recyclinganlagen die gesamten Abfälle aus dem Produktionsablauf, wie Gips- und
Kartonfraktionen, recycelt werden und wieder in den Produktionsprozess
zurückgeführt werden können. 30
30
Vgl. Hamm, Heiner/Hüller, Rudolf/Demmich, Jörg: Process Know-how. Nr. 5. Iphofen: 2007.
S.68.
27
Abb. 12: Herstellungsablauf Gipskartonplatten
31
Geht man von einer jährlichen Gipskartonplattenherstellung von 280.000 t
(Stand 2008) 32 aus, so sind dies jährlich zwischen 2.800 t und 5.600 t, die wieder
eingesetzt werden können.
Eine weitere Betrachtung des Abfallaufkommens von Gipskartonplatten muss dem
Einbau auf der Baustelle gewidmet werden, da dort objektbedingt Abfälle durch
Verschnitt oder Beschädigungen entstehen, die bei Neu-, Aus- bzw. Umbauten
oder Renovierungsarbeiten anfallen.
Ein
Untersuchungsergebnis
des
Projektes
der
Europäischen
Union
zur
Verbesserung der Recyclingrate von Gipsprodukten hat ergeben, dass ungefähr
5 % des gesamten Marktvolumens der eingebauten Gipskartonplatten in Europa in
Form von reinem und recyclingfähigem Abfallmaterial auf der Baustelle anfallen.
Betrachtet man diese Zahl in Hinblick auf die produzierte Jahresmenge von
Gipskartonplatten, entspricht dies einer Menge von zirka 14.000 t. Lt. Bericht
31
Ortleb, Holger: Gipsindustrie stellt Recyclingkonzept vor. Berlin: Bundesverband der
Gipsindustrie e.V. 2012.
32
Vgl. Himmel, Wilhelm/Mitterwallner, Josef: Gipskartonplatten-Recycling. Folie 3. Graz-Burg:
Land Steiermark - Amt der Steiermärkischen Landesregierung 2008.
28
werden aber nur 7 % (~ 980 t) dieser Abfallmenge recycelt, sodass hier ein
erhebliches Optimierungspotential vorhanden ist. 33
Um ein Recycling zu gewährleisten, sollten auf einer gut organisierten Baustelle
Verschnittabfälle sortenrein in einem Container gesammelt werden. Weiters ist es
wichtig, dass das gesammelte Abfallmaterial vor fremden Verunreinigungen
geschützt wird und eine witterungssichere Lagerung möglich ist.
In Kapitel 4.1.2 werden Innovationen von gipsherstellenden Unternehmen aus
Österreich vorgestellt, die es sich zum Ziel gemacht haben, diese Abfallfraktionen
aus anfallenden Verschnitten und Plattenbeschädigungen zu verwerten und diese
wieder als Sekundärrohstoff für neue Produkte zu verwenden, um sie wieder in
den Markt einzuführen, ohne eine unnötige Deponierung vornehmen zu müssen.
Abb. 13: Gipskartonplattenabfälle durch Verschnitt auf der Baustelle
Der
wohl
größte
Massenanteil
von
34
Gipsbaustoffen
fällt
jedoch
beim
konventionellen Abbruch, beziehungsweise beim selektiven Rückbau von
Gebäuden an. Während beim konventionellen Abbruch der Abriss eines
Gebäudes ohne Rücksicht auf sortenreine Trennung der verschiedenen
Abfallfraktionen wie Beton, Ziegel, Gipsbaustoffe, Holz etc. gemacht wird, hätte
ein selektiver Rückbau den Vorteil, dass eine weitaus höhere Qualität bei der
Gewinnung
von
Recycling-Baustoffen
erzielt
werden
kann.
Der
verwertungsorientierte Rückbau soll die umgekehrten Arbeitsschritte wie bei der
Errichtung eines Gebäudes beinhalten. Es sollen Bauwerksteile so abgebaut
werden, dass eine Vermengung oder eine Verunreinigung der getrennt gelagerten
33
Vgl. Monier, Véronique et al: 116_Service Contract on Management of Construction and
Demolition. Brüssel: 2011. S.102.
34
Hamm, Heiner/Hüller, Rudolf/Demmich, Jörg: Process Know-how. Nr. 5. Iphofen: 2007. S.70.
29
Materialien verhindert wird. Weiters soll erreicht werden, dass die gewonnenen
Abfallmengen einem Verwertungs- oder einem Recyclingprozess zugeführt
werden.
Sind
diese
Aufbereitungsschritte
nicht
möglich,
muss
eine
ordnungsgemäße Entsorgung stattfinden. 35
Die entstehenden Auswirkungen und Effekte, die bei der Verwendung von
Recyclingmaterialien im Sinne eines Sekundärrohstoffes gegeben sind, werden in
Kapitel 6 genauer erläutert. Darin wird die Problematik sichtbar, dass der immer
größer werdende Anteil an Gips in den Recycling-Baustoffen oder bei der
Deponierung auf Inertabfall-, Baurestmassen- oder Massenabfalldeponien einen
erheblichen Einfluss auf die Umweltauswirkungen und auf die Verwendbarkeit von
Recycling-Baustoffen hat.
Aus diesem Grund sollte ein selektiver Rückbau forciert werden, um sortenreine
Gipsabfälle zu gewinnen und um diese einem Recyclingprozess zuzuführen. Einer
Schätzung des Projektes Gypsum to Gypsum zufolge, welches von der
Europäischen Kommission unterstützt wird, wird die Recyclingquote von
Gipsabfällen, die von konventionellen Gebäudeabbrüchen und selektivem
Rückbau stammen, auf nur 1 % der gesamten anfallenden Gipsabfallfraktionen
geschätzt. 36
37
Abb. 14: Konventioneller Abbruch eines Gebäudes
35
Vgl. Rosenberger, Robert/Car, Martin: Baurestmassentrennung auf der Baustelle - Ein Leitfaden
für die Baustelle. Wien: Geschäftsstelle Bau 2006. S.23.
36
Europäische Kommission: Projekt Gypsum to Gypsum: Facts & Figures. In: URL:
http://gypsumtogypsum.org/gtog/factsandfigures/ (letzter Zugriff 14.04.2014).
37
Hamm, Heiner/Hüller, Rudolf/Demmich, Jörg: Process Know-how. Nr. 5. Iphofen: 2007. S.70.
30
4.1.1. Gründe für fehlende Gips-Kreislaufwirtschaft in Österreich
Folgende Gründe können für die fehlende Kreislaufwirtschaft von Gips in
Österreich aufgelistet werden:

Derzeit ist noch eine hohe Verfügbarkeit des Rohstoffes Gips gegeben
(sowohl Naturgips als auch REA-Gips). Demzufolge ist noch kein Bedarf an
Recyclinggips vorhanden.

Geringe Kosten des Primärstoffes Gips.

Selektiver Rückbau ist bereits soweit, dass er angewandt werden kann,
dieser ist jedoch im Vergleich zum konventionellen Abbruch zu kostspielig,
um daraus Gipsabfälle für Recyclingzwecke gewinnen zu können.
(höherer Arbeitskräfteaufwand und daher höhere Lohnkosten)

In den meisten Ländern sind die Preise für die Deponierung der Gipsabfälle
zu
gering,
um
durchzuführen.
ein
Der
vergleichsweise
rentableres
Altlastensanierungsbeitrag
Recyclingverfahren
(ALSAG-Beitrag)
in
Österreich beträgt beispielsweise für

o Inertabfalldeponie
9,20 €/t
o Baurestmassendeponie
9,20 €/t
o Reststoffdeponie
20,60 €/t
o Massenabfalldeponie
29,80 €/t 38
Ein Recycling von Gipskartonplatten, welche bei einem Gebäudeabbruch
gesammelt werden, ist aus dem Grund nicht einfach, da diese meist
Verunreinigungen oder Vermengungen mit anderen Baumaterialien wie
Tapeten, Farbrückständen, oder Metallteilen wie Schrauben aufweisen.
Noch schwieriger ist das Abtragen und Trennen von Gipsputzen,
Spachtelmassen, Gipsmörtel usw. von Bauteilen wie Ziegel- oder
Betonwänden.
38
Rosenberger, Robert/Car, Martin: Baurestmassentrennung auf der Baustelle - Ein Leitfaden für
die Baustelle. Wien: Geschäftsstelle Bau 2006. S.12.
31

Durch die auftretende Umweltbelastung bei der Deponierung von
Gipsabfällen
fallen
höhere
Entsorgungskosten
von
gesammelten
Gipskartonplatten an, als bei gemischtem Bauschutt.

Durch die fehlende Kreislaufwirtschaft von Gipsprodukten stehen zurzeit
auch keine Recyclinganlagen zur Verfügung, die eine dementsprechende
Aufbereitung
bewerkstelligen
könnten.
Weiters
sind
firmeninterne
Recyclinganlagen nicht für die Kapazität ausgelegt, die es erlauben
würden, dass Baustellenabfälle aus Verschnitt und Abbruchabfälle
aufbereitet werden könnten.

Die Akzeptanz an Recycling-Baustoffen in Österreich ist noch sehr gering.39
4.1.2. Innovationen in Österreich
Das
österreichische
Unternehmen
Rigips
Austria
GesmbH
mit
seinem
Firmenhauptsitz in Bad Aussee (Steiermark) hat es sich zum Ziel gesetzt, die
Gipskartonabfälle, welche aus Verschnitten und Beschädigungen beim Einbau auf
der Baustelle entstehen, wieder dem Produktionszyklus rückzuführen. Wie in
Abb. 15 ersichtlich, dienen dazu die von der Firma Rigips entwickelten „Big-Bags“
zur sortenreinen Sammlung von Gipskartonverschnittresten.
Abb. 15: RiCycling System des Unternehmens Rigips Austria GesmbH40
In den bei der Anlieferung der Gipskartonplatten mitgelieferten Ri-Cycling Bag ®
passt ein Volumen von 500 kg. Wichtig dabei ist, dass die witterungsgeschützte
Lagerung der Gipskartonplattenabfälle durchgeführt wird. Mittels Kran können
dann die angefüllten Big-Bags abgeholt werden. Laut Auskunft des Unternehmens
erfolgt eine Abholung ab 5 Ri-Cycling Bags ® innerhalb von 10 Tagen.
39
40
Vgl. Hrabe/Klampfer: Rigips RiCycling. 1. Auflage. Bad Aussee: Rigips Austria GesmbH 2007.
32
Durch diese Innovation erfolgt eine Entlastung des Abfallaufkommens auf
Deponien und es kann eine Reduktion des Primärressourceneinsatzes von Gips
erfolgen. 41
Eine weitere Innovation zum Thema Kreislaufwirtschaft von gipshaltigen
Baustoffen wurde im Jahr 2008 mit dem Abfallpreis „Phönix – Einfall statt Abfall“
prämiert. Das Amt der Steiermärkischen Landesregierung mit der Fachabteilung
19D Abfall- und Stoffwirtschaft arbeitete ein Konzept aus, welches eine
Gewinnung
von
Recyclinggips
aus
Baurestmassen
infolge
von
Gebäudeabbrüchen als Zielsetzung hatte.
Die
Abwicklung
des
Projektes
wurde
mit
dem
Gipsplattenherstellungs-
unternehmen Knauf aus Weißenbach / Liezen und dem Entsorgungsfachbetrieb
Cemex / Transbeton in Bruck / Mur als Projektpartner realisiert. In weiterer Folge
wurde die Montanuniversität Leoben (Institut für nachhaltige Abfallwirtschaft und
Entsorgungstechnik) mit der Aufgabe betraut, im Rahmen einer Diplomarbeit ein
Konzept für das Recyclingverfahren von Gipskartonplatten auszuarbeiten.
Laut Angaben des Unternehmens Transbeton werden pro Jahr zirka 15.000 –
20.000 t Gipskartonabfälle auf dem Standort Bruck gesammelt.
41
Vgl. Hrabe/Klampfer: Rigips RiCycling. 1. Auflage. Bad Aussee: Rigips Austria GesmbH 2007.
33
Der Aufbereitungsprozess wurde wie folgt durchgeführt:
1. Die Abfälle wurden mit einem Sortiergreifer sortiert und getrennt.
2. Mittels mobiler Brechanlage (Prallmühle) wurden die unterschiedlich großen
Platten zerkleinert
3. Nach
dem
Zerkleinerungsvorgang
konnte
eine
Sortierung
der
verschiedenen Materialien wie Metalle, Kartonagen und Gips vollzogen
werden. Die Metallanteile lassen sich mittels Magnetabscheider leicht von
den anderen Stoffen trennen
4. Alle Leichtanteile wie Kartonabfälle wurden im nächsten Recyclingschritt
von dem Gipsgranulat entfernt.
5. Die Dichtesortierung konnte mit Hilfe einer mechanisch-pneumatischen
Anlage erreicht werden.
6. Das Recyclinggranulat wurde anschließend mit einem Walzenbrecher zu
Gipspulver zerkleinert und im letzten Arbeitsschritt wurden enthaltene
Störstoffe nochmals abgesiebt. (Fotomaterial siehe Anhang)
Laut Abschlussbericht konnten aus 1 Tonne Gipskartonabfall zirka 680 kg
Recyclinggips gewonnen werden, welche mit einem Reinheitsgrad von 99 %
wieder in die Gipskartonplattenproduktion zurückgeführt wurden.
Dieses
Pilotprojekt
machte
erstmals
sichtbar,
dass
in
Österreich
eine
wirtschaftliche Aufbereitung von Gipskartonplattenabfällen durchgeführt werden
könnte. Weiters kann dem Bericht entnommen werden, dass eine jährliche
Recyclingmenge in Österreich von zirka 200.000 – 300.000 t/Jahr wieder in den
Produktionsablauf rückgeführt werden könnte.42
Doch
fehlende
dementsprechende
technische
und
rechtliche
Recyclinganlagen
und
Rahmenbedingungen,
Logistikkonzepte
machen
sowie
eine
Kreislaufwirtschaft in Österreich noch nicht möglich.
42
Land Steiermark - Amt der Steiermärkischen Landesregierung 2008.
34
4.2. Status quo global
Die Untersuchungen des Projektes Gypsum to Gypsum haben ergeben, dass die
anfallenden
gipshaltigen
Abfälle
aus
Neubauten,
Renovierungen
und
Gebäudeabbrüchen in der Europäischen Union aufgerechnet auf Quadratmeter
pro Kopf eine Menge von etwa 2.350.000 t/Jahr ergibt. 43
Hierbei kann gesagt werden, dass wiederum nur 5 – 10 % der Gipsabfälle wieder
aufbereitet werden, was eine Einsparung an Primärrohstoffen von zirka 117.500
bis 235.000 t/Jahr bedeutet. Der erheblich größere Differenzbetrag wird auf
Inertabfall-, Baurestmassen- oder Massenabfalldeponien abgelagert.
Europaweit gibt es große Unterschiede zwischen den Mitgliedsstaaten betreffend
des Themas Gipsrecycling. Während in Belgien, Dänemark, Deutschland,
Niederlande, Norwegen, Schweden und dem angrenzenden EU-Land Schweiz
schon
erhebliche
osteuropäischen
Gipsabfallmengen
Ländern,
Spanien
recycelt
und
werden,
wurden
Griechenland
in
bislang
allen
keine
Recyclingmaßnahmen getroffen. In den Ländern, welche Gipsrecycling forcieren,
werden vor allem auch Abbruchmassen aufbereitet. In Dänemark können
Recycling-Quoten von bis zu 65 % verzeichnet werden.
Eine geschätzte Menge an Produktionsabfällen der 27 Mitgliedsstaaten der EU
beträgt 627.600 t/Jahr. Diese Abfallmengen werden jedoch in werksinternen
Recyclinganlagen verwertet.
Dazu kann gesagt werden, dass die werksinternen Recyclinganlagen der
herstellenden Unternehmen für Gipsprodukte eine höhere Recyclingkapazität nicht
bewerkstelligen könnten, was wiederum den Bedarf von abfallverwertenden
Unternehmen wesentlich erhöhen beziehungsweise verbessern würde. In den
USA und Japan wird ebenfalls in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Gypsum
Recycling International A/S Recycling von Gipsabfällen durchgeführt.
44
43
http://gypsumtogypsum.org/gtog/factsandfigures/ (letzter Zugriff 14.04.2014).
44
35
4.3. Resümee

In Österreich gibt es bis dato keine flächendeckende Kreislaufwirtschaft von
Gipsbaustoffen. Es wurde nur, wie in Kapitel 4.1.2 beschrieben, ein
Pilotprojekt in der Steiermark zum Thema Recycling von Gipskartonplatten
durchgeführt.

Gründe dafür sind die geringen Kosten der Primärrohstoffe und die hohe
Verfügbarkeit des Materials Gips.

Aufgrund der geringen Deponiekosten kann kein rentables Gipsrecycling
erfolgen.

Die Verwendung von REA-Gips hat viele Vorteile, da der Einsatz von
Primärressourcen reduziert wird und ein hochwertiger Sekundärrohstoff
entsteht. Weiters kann die Entsorgung von schwefelhaltigen Abfällen
entfallen und die Umweltbelastung durch Schwefelabgasreduktion gesenkt
werden. Dennoch kann langfristig nicht auf REA-Gips zurückgegriffen
werden, da die Energiepolitik in den nächsten Jahren eine starke
Reduzierung des Einsatzes von Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen
betrieben werden, veranlasst.

Der Baustoff Gips eignet sich hervorragend, um eine Kreislaufwirtschaft
durchzuführen, da er ohne großen Energieaufwand beliebig oft recycelt und
aufbereitet werden kann. Gipswerkstoffabfälle sollten aus diesem Grund
sortenrein gesammelt werden. Dadurch kein ein hoher Reinheitsgrad des
Sekundärrohstoffes erzielt werden.

Wie in Abb. 16 beschrieben ist der Recycling-Gips-Anteil von 3,17 % bei
der Herstellung von Gipskartonplatten noch sehr gering. Ein eingeführtes
Deponierungsverbot von Gipsabfällen könnte ein Lösungsansatz für dieses
Problem sein.

Die Aufbereitung der anfallenden Abfallarten, wie sie in Tab. 14
beschrieben wird, kann nur durch eine Einführung von dementsprechenden
selektiven
Rückbaumaßnahmen,
Transportlogistik-
und
Aufbereitungsmaßnahmen erreicht werden.
36
Gipskartonplattenzusammensetzung
REA-Gips
3,33%
Recycling-Gips
3,17%
Naturgips
93,50%
Abb. 16: Gipskartonplattenzusammensetzung (Stand 2005)
Abfallart
Gipskartonabfälle aus
45
Österreich
Deutschland
[t/a]
[t/a]
~ 2.800 – 5.600*
~ 20.000
~ 14.000*
~ 60.000
Herstellungsprozess
Baustellenabfälle durch
Verschnitt etc.
Abfälle durch Gebäudeabbruch ~ 80.000*
~ 100.000
Tab. 14: Prognose der Gipskartonplattenabfälle in Österreich und Deutschland
46
Die Berechnung der Abfallaufkommen in Österreich wurde mit eigenen Annahmen
berechnet.
45
Vgl. Sundl, Karin: Entsorgung und Verwertung von Gipskartonplatten. Graz: 2005. S.6.
46
Vgl. Hamm, Heiner/Hüller, Rudolf/Demmich, Jörg: Process Know-how. Nr. 5. Iphofen: 2007.
S.71.
37
5. Optimierung
5. Optimierung
Im Kapitel 5 wird das Optimierungspotential des Gipsrecyclings in Österreich
aufgezeigt, da bis dato kein flächendeckendes System entwickelt wurde, das
Gipsabfälle als Sekundärrohstoff wieder in die Herstellungskette einführt.
Ein geeignetes Recyclingsystem soll sich im Wesentlichen aus folgenden vier
Hauptbestandteilen zusammensetzen:

Abfallsammlung

Transportlogistik

Recyclingprozess

Wiederverwertung 47
Vorgestellt
werden
Gipsbaustoffabfällen.
mögliche
Diese
Verbesserungen
beinhaltet
ein
bei
der
Sammlung
flächendeckendes
Netz
von
an
Sammelstellen mit Containern für die richtige Lagerung. Weiters wird ein Konzept
für die Transportlogistik vorgestellt, welches den Transport des Abfallmateriales zu
den Zwischenlagerstellen und in weiterer Folge den Transport des recycelten
Sekundärrohstoffes zum Gipswerk optimieren sollte.
Unterschiedliche Recyclingprozesse, die in Zukunft Anwendung finden sollen und
für Gipsabfälle mit geringerem oder höherem Verunreinigungsgrad in Frage
kommen, werden ebenfalls vorgestellt, sowie ihre Vor- und Nachteile erläutert.
Ein wesentliches Augenmerk wird auf die Verbesserungen bezüglich negativer
Umweltbelastungen gelegt, da durch das Deponieren von Gipsabfällen eine starke
Sulfatbelastung in Sickerwässern entsteht und eine erhöhte Bildung von
Schwefelwasserstoff (H2S) bei den deponierten Abfällen auftritt.
47
Meier, Rolf H.: Gips - Recycling senkt Abfallkosten. In: FACHWISSEN APPLICA. 13.–14.
Wallisellen, CH 2007.
38
5. Optimierung
5.1. Materialsammlung
Ein großes Augenmerk bei der Aufbereitung und Verwertung von Gipsbaustoffen
zur Gewinnung von Sekundärrohstoffen wird auf die richtige Sammlung der
anfallenden Abfälle gelegt.
Wie in Kapitel 4.1 beschrieben fallen bereits beim Herstellungsprozess Abfälle von
Abschnitten und Beschädigungen an, die bei unserer Betrachtung nicht
berücksichtigt werden müssen, da diese von den Gipsprodukt herstellenden
Unternehmen gesammelt und betriebsintern verwertet werden.
Aus diesem Grund soll die anschließende Abfallfraktion, die bei der Errichtung von
Neubauten oder bei der Sanierung entsteht, getrennt und sortenrein von anderen
Abfällen in dementsprechend dafür vorgesehene Sammelcontainer gelagert
werden.
Abb. 17: Sammelcontainer für Gipsbaustoffabfälle
48
Besonders bedeutend ist die richtige Lagerung, welche witterungsgeschützt vor
Regen und anderen Einflüssen, die die Abfälle verunreinigen oder durch
Feuchtigkeit negativ beeinflussen und den Recyclingprozess erschweren, erfolgen
soll. Wie in Abb. 17 ersichtlich, verwenden viele Länder wie Dänemark,
Deutschland, Niederlande usw., die bereits jetzt ein effizientes Recyclingsystem
vorweisen können, geschlossene Abfallcontainer mit einer Füllkapazität von
30 m³. Diese sind mit einem aufklappbaren Deckel versehen, welcher mit einer
48
Aufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung e.V.: Gips: Kreislaufbaustoff oder Störstoff.
In: URL: http://www.abw-recycling.de/Lehre/WS_12-13/D/7_Gips_ABW.pdf (letzter Zugriff
10.11.2013).
39
5. Optimierung
Dreh-Mechanik zum Öffnen ausgestattet ist. Ein rasches Öffnen des Deckels mit
der
Dreh-Mechanik
soll
eine
kurze
Entleerungszeit
mittels
LKW-Kran
gewährleisten. Weiters ermöglichen seitlich verschließbare Einfüllöffnungen ein
ergonomisches Befüllen der Container.
Abfallentsorgungsunternehmen sollten diese Abfallsammelcontainer, wie in
Abb. 17 gezeigt, auf öffentlichen Bauhöfen und auf Großbaustellen platzieren und
mit Hinweisen darauf aufmerksam machen, dass nur gipshaltige Abfälle in die
Behälter gegeben werden dürfen.
Ein weiterer Einsatzbereich gilt den gipshaltigen Abfallanteilen, die beim Abbruch
von Gebäuden entstehen, welche ebenfalls sortenrein in diesen Containern
gelagert werden sollten. Dazu bietet sich das in der ÖNORM B 2251 angeführte
Abbruchverfahren - Rückbau an, da dieses eine Trennung der Materialien
vorschreibt. 49 Nur so kann bei der Aufbereitung wieder ein qualitativ hochwertiges
Recyclingmaterial gewonnen werden. Starke Verunreinigungen oder ein Mischen
der Abfälle, wie es beim konventionellen Abbruch forciert wird, haben einen
enormen Einfluss auf die Güte des Recyclingmaterials.
49
Vgl. Österreichisches Normungsinstitut
Werkvertragsnorm. 1.8.2006.
(Hrsg.):
ÖNORM
B
2251.
Abbrucharbeiten
40
5. Optimierung
5.2. Transportlogistik
5.2.1. Transportlogistikkonzept
Um einen umweltschonenden und CO2-Emissionen reduzierenden Transport der
Abfallgüter zu erreichen, soll ein vernetztes Transportlogistiknetz geplant werden.
Der Transport soll in zwei Abschnitte gegliedert werden:
1. Ein LKW mit einem Anhänger und einem integrierten Ladekran soll alle
gipshaltigen Abfälle, die auf Baustellen entstehen oder auf den öffentlichen
oder privaten Sammelstellen anfallen, abholen. Diese Gipsabfälle werden in
einem Zwischenlager gelagert. In weiterer Folge kann dort mit einer mobilen
Recyclinganlage die Aufbereitung durchgeführt werden.
2. Nach der Aufbereitung des Sekundärrohstoffes Gips soll mit einem
geschlossenen LKW das Gipspulver zu den Gipswerken gebracht werden, um
daraus neue Produkte zu erzeugen.
Abb. 18: LKW mit Anhänger und Kran zum Verladen der Gipsbaustoffabfälle
50
Beim 1. Abschnitt des Abfalltransportes soll mit einem LKW inkl. integrierten
Verladekrans (siehe Abb. 18) ein schnelles Beladen gewährleistet werden, um
zeitsparend alle Baustellen und Abfallsammelzentren anfahren zu können. Aus
Informationen des Unternehmens Gips Recycling Danmark A/S geht hervor, dass
ungefähr 15 Minuten zum Verladen pro Container benötigt werden. Ein
wesentlicher Vorteil dieser Transportart ist auch, dass das Ladevolumen durch
50
10.11.2013).
41
5. Optimierung
das Komprimieren mit dem Verladekran von 0,2 t/m³ auf 0,3 t/m³ gesteigert
werden kann. Es werden auch Leerfahrten mit Containern gespart, die gemacht
werden müssten, wenn die vollen Sammelcontainer bei den Baustellen und den
Sammelstellen immer ausgetauscht würden. Dies ergibt ebenfalls eine Einsparung
an CO2 – Emissionen, da eine geschlossene Routenführung geplant werden kann.
Gips Recycling Danmark A/S spricht von Einsparungen bis zu 70 %. In
Kapitel 5.2.2 wird ein Plan für fiktive Standorte angegeben, welche in einem
Umkreis von 100-150 km die Lagerstellen beziehungsweise Lagerhallen für die
Sammlung der Abfälle vorsieht. Dadurch sollen zu große Wegstrecken vermieden
werden. 51
Abb. 19: Lagerhalle zum Sammeln der Gipsabfälle
52
Der nächste Abschnitt der Transportkette betrifft das Verladen des recyclierten
Gipspulvers mittels Radladern auf LKW´s mit einer geschlossenen Laderampe mit
Kippfunktion. Diese LKW´s transportieren das Gut zum nächstgelegenen
Gipskartonplattenwerk.
Somit ist ein geschlossener Kreislauf gewährleistet und es entsteht kein Abfall
beim Recyclingprozess.
51
Vgl. Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft: Rohstoffe aus Abfällen – Rückgewinnung von
Gips aus Gipsabfällen und synthetischen Gipsen. Berlin: 2010. S.2.
52
10.11.2013).
42
5. Optimierung
5.2.2. Fiktive Standorte für Zwischenlagerstellen in Österreich
Bei der Wahl der Standorte für die Zwischenlagerstellen der Gipsbaustoffabfälle
wurden folgende Aspekte berücksichtigt:

Die Zwischenlagerstelle sollte für die Anlieferung der Abfälle von
Baustellen, sowie von privaten und öffentlichen Sammelstellen in einem
Umkreis von 100 km erreichbar sein.

Die Entfernungen zu den Gipskartonplattenunternehmen sollten so gering
wie möglich gehalten werden, um den Sekundärrohstoff in Pulverform nicht
weit transportieren zu müssen.

Die Lagerstellen sollten zu Ballungszentren wie Wien, Linz, Innsbruck etc.
ebenfalls eine geringe Entfernung aufweisen.

Minimale Anzahl an Lagerstellen zur Kosteneinsparung.
Abb. 20: Fiktive Standorte für Zwischenlagerstellen in Österreich
Wie in Abb. 20 ersichtlich, liegen die Standorte der fünf Lagerstellen für
Gipsabfälle in einer geringen Entfernung zu den sechs Gipswerken. Um eine
Entfernung von 100 km einzuhalten, ist ein Minimum von fünf Lagerstellen zur
Gipsaufbereitung sinnvoll.
43
5. Optimierung
5.3. Aufbereitungsverfahren
Zur Aufbereitung der Gipsabfälle können unterschiedliche Verfahren eingesetzt
werden, die vom Verunreinigungsgrad der Gipsbaustoffe abhängig sind.
Bei der Gewährleistung, dass eine sortenreine Materialsammlung durchgeführt
wurde und dass eine, wie in Kapitel 5.2.2 beschriebene Zwischenlagerung
gemacht wird, kann ein mechanisches Aufbereitungsverfahren in Form einer
mobilen Recyclinganlage (siehe Abb. 21), wie es das Unternehmen Gypsum
Recycling Danmark A/S anbietet, eingesetzt werden.
Abb. 21: Mobile Gipsrecyclinganlage der FA Gypsum Recycling Nederland BV
53
Diese mobile Recyclinganlage könnte beispielsweise nach einer Zeitdauer von
drei Wochen den Standort wechseln und im Kreislaufverfahren die Gipsabfälle der
fünf Gipslagerstellen aufbereiten. Geringe Kosten beim Einsatz von nur einer
Anlage (je nach Abfallaufkommen) wären ein Vorteil zur Verwendung einer
stationären Einrichtung.
Bei der mobilen Recyclinganlage des Unternehmens Gypsum Recycling Danmark
A/S bewältigt die aus zwei 24 Meter langen, 4 Meter hohen und 3 Meter breiten
Sattelschlepper bestehende mobile Recyclinganlage bis zu 100.000 m³ Abfall pro
Jahr.
53
10.11.2013).
44
5. Optimierung
5.3.1. Mechanische Aufbereitungsverfahren
Eine mechanische Aufbereitung kann bei sortenreinen Abfallmengen mit geringen
Anteilen an Fremdmaterial realisiert werden.
Der Ablauf ist wie folgt:
Vorsortierung
• Aussortierung
von
Fremdstoffen
Zerkleinerung
• Schneckenzerkleinerung
• Siebmaschine
Sortierung
• Eisenteile mit
Magnetabscheider
Selektive
Zerkleinerung
und Klassierung
Dichtesortierung
• Grobfraktionen
Klassierung
• Leichtfraktion
Materialausgabe
• Gipspulver
• Papierfasern
Abb. 22: Mechanisches Aufbereitungsverfahren
54
Bei diesem Verfahren können die gewonnen Materialien wie Gips, Papierfasern
und Eisenanteile zu 100 % wiederverwendet werden.
5.3.2. Nassabsetzungsverfahren
Beim Nassabsetzungsverfahren wird das Prinzip genutzt, dass Material mit
geringerem Gewicht aufschwimmt und Material mit einer höheren Dichte absinkt.
Das zerkleinerte Aufgabematerial wird in ein Setzbett eingebracht und durch
Pulsation wird eine Trennung von Schwer- und Leichtgut erreicht. Ergebnisse aus
zahlreichen Versuchen haben ergeben, dass eine Produktausbringung zwischen
20
und
85 % erreicht
wird,
was
heißt,
dass 20 bis 85 % für eine
Wiederverwendung geeignet ist. Vergleicht man dieses Verfahren mit der
54
Land Steiermark - Amt der Steiermärkischen Landesregierung 2008. S.15.
45
5. Optimierung
mechanischen und sensorgestützten Trennung, ist dies die uneffektivste
Variante.55
Abb. 23: Nassabsetzverfahren
56
5.3.3. Sensorgestützte Trennung
Die sensorgestützte Sortierung wird mit einer Farbzeilenkamera durchgeführt, die
die Identifizierung des Bauschuttmaterials der Sortierkriterien wie Farbe, Helligkeit,
Form, etc. gewährleistet. Das zerkleinerte Abbruchmaterial wird über einen
Trichter eingebracht und die Gipsteile werden nach der Identifizierung mittels
Kamera von einem Druckluftimpuls ausgeschieden.
Durch dieses Verfahren kann eine Produktausbringung von 94 % erreicht werden.
Abb. 24: Prinzip einer sensorgestützten Sortierungsanlage
55
57
56
10.11.2013).
46
5. Optimierung
5.3.4. Müller-Kühne-Verfahren
Die Anwendung des Müller-Kühne-Verfahrens wird vorwiegend zur Produktion von
Schwefelsäure und Zement eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein
thermisches Verfahren, welches Gips beziehungsweise Calciumsulfat bei einer
Temperatur
> 700°C
zu
dem
Zwischenprodukt
Calciumoxid
umwandelt.
Anschließend wird das Calciumoxid (CaSO4) gemeinsam mit SiO2, Al2O3 und
Fe2O3 bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1450°C zu Zementklinker
gebrannt. Das bei der Spaltung von CaSO4 entstehende SO2 wird zu
Schwefelsäure umgewandelt. So entsteht Zement und Schwefelsäure als
Endprodukt. 58
CaSO4 + SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + C
Zement
Abb. 25: Müller-Kühne-Verfahren
57
H2SO4
59
58
Vgl. Hummel, Hans-Ulrich: 012_Recycling von Gipsplatten. In: URL: http://www.b-im.de/public/AddFrame.asp?url_left=/Doku_Inhalt.htm&url_main=/Public/BVGips/damasemhummel.
htm.
59
Vgl. Hummel, Hans-Ulrich: 012_Recycling von Gipsplatten. In: URL: http://www.b-im.de/public/AddFrame.asp?url_left=/Doku_Inhalt.htm&url_main=/Public/BVGips/damasemhummel.
htm.
47
5. Optimierung
5.3.5. Aufbereitung mittels Attritionstrommel
Dieses innovative Verfahren eignet sich zur Aufbereitung und Trennung von
Bauschutt und Gips. Durch Versuchsreihen an der Universität in Weimar für
Angewandte Bauforschung ist es möglich, Bauschuttmaterial bestehend aus
Ziegeln, Leichtbeton und Gipsputz in die einzelnen Fraktionen zu trennen.
Nach dem Zerkleinern des Mauerwerkes wird das Material in die Attritionstrommel
gegeben. Anschließend wird das Material in der Trommel mit einer geringen
Geschwindigkeit umgewälzt, sodass eine Reibungsbeanspruchung an der
Partikeloberfläche des Materials und an der Innenwand der Trommel entsteht. So
kann eine selektive Zerkleinerung stattfinden und der Gipsputz kann aufgrund des
unterschiedlichen Zerkleinerungswiderstandes getrennt werden.
Das Ergebnis spricht für sich, da zirka 95 % der Produktausbringung wieder
verwendet werden können.
Abb. 26: Attritionstrommel
60
Gipsputze und Gipsspachtel können ebenfalls in einer Aufbereitungsanlage durch
Mahlen und Windklassieren von ihrem Trägermaterial getrennt werden und so zu
einer besseren Qualität des Recyclingmaterials beitragen. 61
60
Oebbeke, Alfons: Neues, rein mechanisches Verfahren recycelt nicht sortenreinen Leichtbeton
bis zu 95%. In: ARCHmatic. 01/2013. S.2.
61
Vgl. Pladerer, C. et al: Maßzahlen f. die Entsorgungseigenschaften von Gebäuden. Wien: BMVIT
2010. S.133.
48
5. Optimierung
5.4. Verringerung der Umweltbelastung
5.4.1. Deponieflächenreduzierung
Ein für Österreich implementiertes System des Gipsrecyclings würde in Zukunft
große Verbesserungen hinsichtlich negativer Umweltauswirkungen mit sich
bringen. Dieses Recycling von Gipsabfällen hätte eine erhebliche Reduktion von
Deponieflächen zur Folge. Auch die die aus Deponieflächen resultierenden
Umweltbelastungen, wie sie in Kapitel 5.4.2 beschrieben werden, könnten ganz
eliminiert
werden.
Ein
Blick
auf
die
Aufzeichnungen
des
Bundesabfallwirtschaftsplanes (siehe Abb. 27 und Abb. 28) zeigt, dass ein
erheblicher Anteil der Abfälle aus dem Bauwesen einer Deponierung zugeführt
wird. 62
Abb. 27: Verbleib der Abfälle aus dem Bauwesen im Jahr 2009
63
Dieser Anteil beträgt rund 510.000 t der gesamt anfallenden 6,9 Mio. t. Dies
entspricht 7,4 % der Abfallmenge.
Der entstandene Gipsabfall ist in den Bezeichnungen gemäß ÖNORM S 2100 in
Bauschutt und Baustellenabfällen in Form von Gipsputz und -spachtel,
Ansetzbinder, Gipskleber, Gipsestrich und Gipskartonplatten enthalten. Gemäß
Abb. 28 fallen hier 453.000 t Abfall an. Eine genaue Zahl der Gipsabfallmengen
kann jedoch nicht aus den Aufzeichnungen des Bundesabfallwirtschaftsplanes
abgelesen werden.
62
Vgl. Bundesministerium für Land- u. Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft: BundesAbfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP). Band 1. Wien: 2011. S.64.
63
49
5. Optimierung
Abb. 28: BAWP - Abfälle aus dem Bauwesen – Deponierte Massen im Jahr 2008
64
Eine Statistik der deponierten Abfälle vom Zeitraum 1998 bis 2008 zeigt einen
positiven Rückgang der deponierten Abfälle in Österreich.
Abb. 29: Entwicklung der deponierten Abfälle aus dem Bauwesen seit dem Jahr 1998
65
Des Weiteren führt eine Verschärfung der Deponieprobleme dazu, dass mehr
Abfälle gemäß dem Abfallwirtschaftgesetz der Verwertung zugeführt werden
müssen. Probleme ergeben sich aufgrund des Rückganges der Anzahl von
Deponien, sowie der ständig steigenden Anforderungen an die Deponiebetreiber
beim
Bau
und
Betrieb.
Dies
sind
erhebliche
Umweltschutz-
und
Sicherheitsauflagen, die zwangsläufig auch zu einer Kostenerhöhung der
Abfallbeseitigung führen. 66
64
65
66
Vgl. Berger, Hans: Abbruch und Recycling. 1. Auflage. Köln: RKW-Verlag TÜV Rheinland 1990.
S.7.
50
5. Optimierung
5.4.2. Reduzierung der Schwefelwasserstoff- und Sulfatbelastung
Das
Aufbereiten
von
Gipsbaustoffabfällen
hat
den
Vorteil,
dass
bei
Baurestmassen- oder Massenabfalldeponien eine erhebliche Reduzierung von
Deponiegasen und erhebliche Reduktionen der Sickerwasserbelastung auftreten.
Gipshaltige Abfälle, die aus Gips bestehen, können laut Deponieverordnung auf
Baurestmassen- oder Massenabfalldeponien abgelagert werden, da diese Abfälle
meistens in Verbindung mit anderen Baurestmassen zusammen anfallen.
Abfälle, die mit Gips verunreinigt wurden, dürfen nicht mehr als „reiner Bauschutt“
deklariert werden. Daher fallen für die Entsorgung höhere Kosten an. Die höheren
Kosten der Gipsabfallentsorgung werden so umgangen, indem Gipsabfälle im
Bauschutt „versteckt“ übergeben werden.
Bei der Deponierung von Gipsabfällen entsteht Deponiegas, welches bei der
mikrobiologischen Zersetzung von organischen Substanzen hervorgerufen wird.
Diese chemische Reaktion führt zu einer Schwefelwasserstoffbildung (H2S), die
eine Geruchsbelästigung („Geruch nach faulen Eiern“), Gesundheitsgefährdung
und eine Beeinträchtigung der Vegetation mit sich führt.
Ein weiterer wichtiger Aspekt, der bei der Deponierung zu berücksichtigen ist, ist
eine erhöhte Sulfatbelastung beziehungsweise Sulfattreiben, wobei bei anderen
auf
der
Deponie
Sulfationen
abgelagerten
herausgelöst
Baustoffen
werden.
Diese
Schwermetallionen
Rückstände
durch
gelangen
so
die
ins
Sickerwasser. Bei einem mittleren Niederschlag von jährlich 700 mm ist mit einem
Aufkommen von 4,8-7,7 m³ Sickerwasser pro Hektar und Tag zu rechnen. 67
Die
Deponiegase,
die
anfallenden
Sickerwässer
und
verunreinigte
Oberflächenwässer sind getrennt voneinander zu erfassen und einer Behandlung
zuzuführen. Berechnungen nach Sundl besagen, dass die Entsorgung 40 % des
Einkaufspreises von Gipskartonplatten ausmachen. 68
67
Vgl. Berger, Hans: Abbruch und Recycling. 1. Auflage. Köln: RKW-Verlag TÜV Rheinland 1990.
S.47.
68
2010. S.136.
51
5. Optimierung
5.5. Resümee
Weltweit werden täglich Gipsabfallmengen von rund 40.000 Tonnen in Deponien
abgelagert. Durch effizientes Gipsrecycling könnten damit jedoch über 30 Prozent
von Naturgips eingespart werden. 69
Aus
diesem
Grund
herrscht
in
Österreich
ebenfalls
ein
erheblicher
Verbesserungsbedarf.
Dieser könnte durch ein durchdachtes Recyclingsystem mit den Hauptaufgaben
Materialsammlung, Transportlogistik, Recyclingprozess und Wiedereinbringung in
die Herstellungskette bewerkstelligt werden.
 Bei der Materialsammlung sollten gut gekennzeichnete und geschlossene
Sammelcontainer eingesetzt werden, die vor Witterungseinflüssen Schutz
bieten. Der wichtigste Punkt dabei ist die sortenreine Trennung dieser
Gipsabfälle, um wieder einen qualitativ hochwertigen Sekundärrohstoff zu
erzeugen und einen energiearmen und aufwandsarmen Recyclingprozess
zu gewährleisten. Die ÖNORM B 2251 sollte vorwiegend den selektiven
Rückbau vorschreiben, um eine Trennung der unterschiedlichen Materialien
zu gewährleisten.
 Bei der Transportlogistik sollte gezielt darauf geachtet werden, dass eine
Routenplanung durchgeführt wird, wobei mittels LKW (inkl. Verladekran) die
Abfälle von den Baustellen und den öffentlichen Sammelstellen abgeholt
und zu den Zwischenlagerstellen gebracht werden, wo die Aufbereitung
erfolgt. Die Zwischenlagerstellen sollten in unmittelbarer Nähe der
Gipskartonplattenwerke
positioniert
sein,
um
möglichst
geringe
Wegstrecken mit dem aufbereiteten Gipspulver oder Sekundärrohstoff
zurücklegen zu müssen.
 Die Aufbereitung der sortenreinen Abfälle sollte vorzugsweise mit einem
mechanischen Aufbereitungsverfahren umgesetzt werden, da dieses
System die beste Ausbeute erzielt. Weitere Aufbereitungsverfahren wie ein
69
Gypsum
Recyling
International
A/S:
Gipsrecycling.
In:
URL:
http://www.gipsrecycling.de/SiteConnect/Customers/Gypsum%20Recycling%20Int/Archive/492/Pro
spekt.pdf (letzter Zugriff 16.04.2014).
52
5. Optimierung
sensorgestütztes Trennverfahren und ein Müller-Kühne-Verfahren erfordern
mehr Energieaufwand. Zur Trennung von Gipsputzen und Gipsspachtel von
Mauerwerk etc. empfiehlt sich das Verfahren mittels Attritionstrommel.
 Die Wiedereinbringung in den Herstellungskreislauf von Gipsprodukten
sollte mit der Gipsindustrie geplant werden, um die hergestellten
Sekundärrohstoffe am bestmöglichsten zu nutzen.
Das Unternehmen Gips Recycling Danmark A/S konnte Partner wie Knauf
Danogips (Dänemark), Saint Gobain Rigips und Gyproc (Dänemark, Schweden,
Niederlande), Siniat (Frankreich), und USG (USA) als Abnehmer für Recyclinggips
gewinnen.
So setzt das Unternehmen Knauf Danogips jährlich 15.000 t (= 22 % des
Rohstoffvolumens) Recyclinggips für die Herstellung ihrer Produkte ein. Das
Unternehmen
Saint
Gobain
verwendet
rund
25.000 t
(= 25 %
des
Rohstoffvolumens). 70
70
Gypsum
Recyling
International
A/S:
Gipsrecycling.
In:
URL:
53
6. Effekte durch Sekundärrohstoffe
Die Ausführung dieses Abschnittes widmet sich den auftretenden Effekten, die bei
der Verwendung von Sekundärrohstoffen hervorzuheben sind.
Darunter ist einer der wichtigsten Aspekte, dass eine erhebliche Einsparung von
Primärressourcen zur Produktion von Gipsprodukten erzielt werden kann. Dadurch
kann die Verfügbarkeit von Naturgips immens verlängert und gesichert werden.
Anschließend
werden
die
zukünftigen
Probleme
erläutert,
die
bei
der
Aufschließung neuer Gipsvorkommen auftreten werden. Diese entstehen durch
steigende Umwelt- und Sicherheitsauflagen und dem geringen Sinken geeigneter
Abbaugebiete. Dem steht ein ständig steigender Bedarf an Gipsrohstoffen
gegenüber, welcher zur Produktion neuer Bauprodukte benötigt wird. Eine
Minimierung dieser Problematik kann der Einsatz von Sekundärrohstoffen sein.
Ein wesentlicher Vorteil bei der Verwendung von Sekundärrohstoffen ist die
Reduktion von Deponievolumen und der daraus resultierenden Reduzierung von
Deponiekosten, die der Abfallerzeuger einsparen kann. Dadurch können
erhebliche Abfallkosten eingespart und mit Recyclingbaustoffen Erlöse erzielt
werden.
Als Abschluss in diesem Kapitel wird erläutert, welche Verbesserungen bei
Recyclingmaterialien erreicht werden können, wenn von Baurestmassen etc. die
Gipsanteile entfernt werden und nicht als Störstoff im zu recyclierenden Gemenge
verbleiben.
54
6.1. Schonung von Primärressourcen
Der Einsatz von Sekundärrohstoffen bei der Herstellung von Gipsprodukten soll
vor allem eine Schonung von Primärressourcen bewirken, die die Verfügbarkeit
von Naturgips verlängern und sichern soll.
Abb. 30 zeigt eine mögliche Zukunftsperspektive des weltweiten Gipsangebotes
und der Gipsnachfrage. Berücksichtigt man beim Einsatz des Gesamtangebotes
von Gips die Anteile der REA-Gipse der Rauchgasentschwefelungsanlagen, so
wird bereits ab dem Jahr 2050 ein deutlicher Einbruch der Verfügbarkeit von Gips
zustande kommen, da der abnehmende Einsatz von Kraftwerken mit fossilen
Brennstoffen zur Energieerzeugung ebenfalls eine Reduktion von REA-Gips für
die Herstellung von Produkten bewirkt.
Abb. 30: Zukunftsperspektive des weltweiten Gipsangebotes und der Gipsnachfrage
71
So kann es bei der Studie nach Arendt bereits im Jahr 2100 zum Ende der
Naturgipsvorkommen führen, was bei einer gleichbleibenden Nachfrage von
Gipsprodukten dazu führt, dass das Gesamtangebot ohne der Verwendung von
71
Arendt, Markus: Kreislaufwirtschaft im Baubereich: Steuerung zukünftiger Stoffströme am
S.134.
55
Sekundärrohstoffen
stark
reduziert
und
eine
erhebliche
Kostenerhöhung
72
bedeutet.
Wirft man einen Blick auf die Tab. 15, so ist ersichtlich, dass eine REAGipsproduktion im Jahr 2003 von 15,2 Mio. Tonnen ebenfalls eine Schonung der
Naturgipsvorkommen hervorruft.
REA-
Menge [t]
Gipsproduktion
REA-
Menge [t]
Gipsproduktion
Belgien
60.000
Niederlande
315.000
Bulgarien
220.000
Österreich
70.000
Dänemark
280.000
Polen
1.250.000
Deutschland
7.500.000
Schweden
15.000
Finnland
75.000
Spanien
650.000
Frankreich
60.000
Tschechien
1.680.000
Großbritannien
1.330.000
Türkei
440.000
Italien
670.000
Ungarn
540.000
Kroatien
20.000
SUMME EUROPA 15.175.000
Tab. 15: REA-Gipsproduktion der EU-Staaten im Jahr 2003
73
Stehen jedoch diese Mengen an REA-Gips aus Gründen des Umweltschutzes zur
Erzeugung von erneuerbarer Energie nicht mehr zur Verfügung, so muss nach
einer Lösung gesucht werden, um diesen Anteil zu kompensieren.
Die beste Lösung dieses Problems ist das Vorantreiben des Recyclingprozesses
von Gips zur Gewinnung eines kostbaren Sekundärrohstoffes.
72
S.134.
73
Hamm, Heiner/Kersten, H.J./Hueller, R.: 25 Jahre Betriebserfahrung mit der Verwendung von
REA-Gips in der europäischen Gipsindustrie. In: CEMENT INTERNATIONAL. 04. 2004. S.4.
56
Einen wesentlichen Schritt zur Förderung von Recyclingprojekten hat Deutschland
unternommen. Laut Informationen des Bundesverbandes der Gipsindustrie e.V.
können in den angeführten Anlagen in Abb. 31 bis zu 150.000 t/a gewonnen
werden und wieder in den Produktionskreislauf rückgeführt werden.
Abb. 31: Recycling Gips Produktionsstätten in Deutschland
74
Dies sollte auch für Österreich in nächster Zukunft ein Ziel sein, ein
Recyclingkonzept zu implementieren.
Zu berücksichtigen ist, dass der Sekundärrohstoff nicht zu einem Konkurrenten
des Primärrohstoffes werden darf und eine geeignete Vermarktungsstrategie von
Recyclinggips am Markt eingeführt werden muss.75
74
Kersten, Hans-Jörg: Recycling von gipshaltigen Bauabfällen. Berlin: Bundesverband der
Gipsindustrie e.V. 2011. S.2.
75
Vgl. Schenkel, W.: Recycling - Eine Herausforderung für den Konstrukteur. 1. Auflage.
Düsseldorf: VDI Verlag - Verein der deutschen Ingenieure 1991. S.15.
57
6.2. Probleme bei der Aufschließung von Gipsvorkommen
Um den steigenden Bedarf an Gipsrohstoffen zu sichern ist eine Aufschließung
neuer Abbaugebiete ebenfalls notwendig. Dies birgt zunehmende Probleme bei
der Aufschließung von neuen Abbaustätten, wie beispielsweise beim Gipswerk in
Hall bei Admont des Unternehmens Knauf GmbH. Hier kam es zu vermehrten
Bürgerprotesten, die gegen die Errichtung des Tagebauwerkes waren. 76
Weiters ist durch steigende Umwelt- und Naturschutzauflagen ebenfalls eine
begrenzte Verfügbarkeit an Abbaustätten gegeben. Hier besteht jedoch die
Möglichkeit,
nach
dem
Abbau
eine
Rekultivierung
der
Abbaugebiete
durchzuführen und in den Abbaugebieten Lebensräume für seltene Tier- und
Pflanzenarten zu schaffen.
Ein weiterer Aspekt, der bei der Aufschließung neuer Abbaugebiete berücksichtigt
werden muss, ist, dass bereits verbaute Gebiete mit Industrie-, Wohn- oder
Büroanlagen keine Möglichkeit mehr erlauben, einen industriellen Abbau von Gips
durchzuführen.
Aus diesem Grund muss auf diese Probleme besonders Rücksicht genommen
werden und die bestehenden Naturgipsvorkommen sind sinnvoll und effektiv
einzusetzen, um das Lager so lange wie möglich zu erhalten.
76
Vgl. Land Steiermark: Abfallwirtschaftspreis„Phönix - Einfall statt Abfall“ 2008 GipskartonplattenRecycling. Graz: Das Land Steiermark, Abteilung FA19D Abfall- und Stoffflusswirtschaft 2008. S.1.
58
6.3. Reduzierung von Deponievolumen
Die Ausführung des Abschnittes 6.3 beschäftigt sich mit den Verbesserungen, die
bei der Verwendung von Sekundärrohstoffen aus Gipsbaustoffen erreicht werden
könnten, da eine erhebliche Reduzierung von Gipsabfällen eine deutliche
Reduktion des Deponievolumens bedeuten würde.
Laut Aussage des Geschäftsführers des deutschen Entsorgungsunternehmens
ESM
in
Groß-Gerau
(Nähe
Frankfurt)
wird
jedoch
die
Menge
an
Gipskartonabfällen bis zum Jahr 2035 von derzeit 500.000 t auf 4,5 Mio. Tonnen
pro Jahr ansteigen. Aus diesem Grund werden die verfügbaren Deponieflächen
immer geringer und ein deutlicher Anstieg der Deponiekosten ist die Folge.
Das Problem stellt derzeit noch der geringe Preis für das Deponieren dar, da laut
Experten der EUWID – Herausgeber des Magazins EUWID Recycling und
Entsorgung für das Recycling € 70,- pro Tonne notwendig wären, um ein
kostendeckendes Verfahren durchführen zu können.
Bei der Deponierung hingegen werden in Deutschland oft geringe Preise zwischen
€ 10,- bis € 40,- pro Tonne verlangt, was bewirkt, dass die Deponierung dem
gegenüberstehenden Recycling vorgezogen wird.77
Die
Tab. 16
zeigt
den
Verlauf
der
Deponiekosten
im
Vereinigten Königreich (UK).
Jahr
2004
2005
2006
2007
2008
[€]
[€]
[€]
[€]
[€]
Deponierungssteuer 17
21
24
27
31
Deponierungsgebühr 31
86
91
91
91
Transport
19
21
22
23
24
Summe
67
127
137
141
146
Tab. 16: Verlauf der Deponierungskosten im Vereinigten Königreich (UK)
78
77
Vgl. Gaßner/Groth/Siederer & Coll.: Pilotprojekt in Deutschland gestartet zum Recycling von
Gipskartonplatten. In: EUWID Recycling und Entsorgung. 46. 2012. S.3.
59
Hier ist gut erkennbar, dass vom Jahr 2004 bis zum Jahr 2008 eine
Kostensteigerung von 117 % (von € 67,- pro Tonne auf € 146,- pro Tonne)
stattgefunden hat.
In Ländern wie Finnland fallen laut Aussagen von Herrn Henrik Lund-Nielsen
(CEO Administration Director des Unternehmens Gips Recycling Skandinavien
A/S) Deponiekosten von Gipsabfällen von rund € 100,- bis 120 pro Tonne und in
Niederlande und in anderen europäischen Ländern steigt der Preis über € 70,- pro
Tonne an.
Ein weiterer Aspekt ist, dass Abfallkosten gesenkt und das Recyclingmaterial in
Form von Gipspulver und Papierrecyclingmaterial Erlöse erzielen würde.
Herr Henrik Lund-Nielsen (Gips Recycling Skandinavien A/S) spricht von
länderabhängigen Preisen, die der Kunde für das Gipsrezyklat bezahlt. So bezahlt
der Kunde in Niederlande zirka € 45,- pro Tonne und in Finnland zwischen € 90,bis € 100,- pro Tonne.
Durch
die
erheblichen
Umweltbeeinträchtigungen,
die
bei
der
Gipsabfalldeponierung hervorgerufen werden, im Speziellen bei der Deponierung
auf Kalihalden, wurden seitens der Europäischen Union erste Schritte gemacht,
die in Richtung Gipsrecycling tendieren. Die Gründe sind der hohe Sulfatanteil und
das Entstehen von Schwefelwasserstoffgas (H2S), welche die negativen
Beeinträchtigungen
in
Verbindung
mit
anderen
organischen
Materialien
hervorrufen.
So wurde nach dem Beschluss der EU-Kommission das Deponieren von
Gipsabfällen auf Kalihalden untersagt. Es darf laut EU-Recht eine Deponierung
von Gipsabfällen nur mehr auf Deponien gelagert werden, die über eine geeignete
Monozelle verfügen. Der Grund ist, dass der TOC-Wert (Total Organic Carbon),
auch organisch gebundener Kohlenstoff genannt, eine zu hohe Konzentration
78
Monier, Véronique et al: 116_Service Contract on Management of Construction and Demolition.
Brüssel: 2011. S.106.
60
aufweisen würde. Weiters ist der hohe Sulfatgehalt von Gipsabfällen ebenfalls ein
Kriterium für das Lagern auf unterschiedlichen Deponien. 79
Ein
Anstieg
der
Deponiekosten
ist
die
Folge.
So
beträgt
der
Altlastensanierungsbetrag bei Inertabfall- und Baurestmassendeponien € 9,20 /t,
bei
Reststoffdeponien
schon
€ 20,60 /t
und
bei
Massenabfalldeponien
€ 29,80 /t. 80
Der Grund dafür, dass Gipsabfälle in unterschiedlichen Deponien verbracht
werden müssen, ist der einzuhaltende Grenzwert des Sulfatgehaltes und des
TOC-Wertes im Eluat (siehe Tab. 17).
Parameter
Inertabfall-
Baurestmassen- Reststoff-
Massenabfall-
mg/kg TM
deponie
deponie
deponie
deponie
Sulfat
1.000
6.000
-
25.000
500
500
500
2.500
(als SO4)
TOC
Tab. 17: Grenzwerte für Gehalte im Eluat für Sulfat und TOC
81
Hierbei ist anzumerken, dass Inertabfalldeponien und Reststoffdeponien keine
Gipsabfälle annehmen dürfen. Laut Gespräch mit Herrn Henrik Lund-Nielsen
(Unternehmen Gips Recycling A/S) kommt es in Österreich und Deutschland oft
zum Missverständnis, dass Gipsabfälle auch auf Inertabfalldeponien deponiert
werden dürfen.
Die übrigen Deponien können Abfälle mit der Abfallschlüsselnummer SN 31438
Gips, SN 31445 Gipsabfälle mit produktspezifischen schädlichen Beimengungen
und SN 31315 REA-Gips ablagern.82
79
Vgl. Gips Recycling Niederlande A/S: Gipsabfall von Kalihalden nicht länger akzeptiert. In: URL:
http://www.gipsrecycling.de/SiteConnect/Customers/Gypsum%20Recycling%20Int/Archive/492/Nie
uwsbrief%20augustus%202011%20Duitsland.pdf (letzter Zugriff 11.05.2014).
80
Rosenberger, Robert/Car, Martin: Baurestmassentrennung auf der Baustelle - Ein Leitfaden für
die Baustelle. Wien: Geschäftsstelle Bau 2006. S.12.
81
Verordnung des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt
Wasserwirtschaft über Deponien (DVO 2008). BGBl. II Nr. 2008/39 idF BGBl. II 2014/39.
und
61
6.4. Verbesserung der Recyclingmaterialqualität
Ein wesentlicher Effekt, welcher bei der Verwendung von Sekundärrohstoffen
berücksichtigt
werden
muss,
ist
die
negative
Beeinflussung
anderer
Baumaterialien durch Gips. Daher sollte durch eine Schadstofferkundung gemäß
ONR 192130 „Schadstofferkundung von Bauwerken vor Abbrucharbeiten“ und
durch die Durchführung eines verwertungsorientierten Rückbaues gemäß
ÖNORM B 2251 „Abbrucharbeiten, Werkvertragsnorm“ darauf geachtet werden,
eine dementsprechende Qualitätsklasse zu erzielen.
Abb. 32: BAWP - Qualitätsklassen: Grenzwerte für Recycling-Baustoffe
83
Diese kann erreicht werden, indem die Gipsabfallmengen sortenrein von allen
anderen Abfällen getrennt und gesammelt werden. Wie in Abb. 32 deutlich
erkennbar ist, fällt bei steigenden Sulfatwerten ebenfalls der Wert der
Qualitätsklasse. Dieser Grenzwert beginnt bei 1.500 mg/kg TS bei Qualitätsklasse
A+ und erreicht sein Maximum mit 6.000 mg/kg TS bei Qualitätsklasse C.
82
Abfallverzeichnis entsprechend der Abfallverzeichnisverordnung in der Fassung der Verordnung
BGBl. II Nr. 2008/498 und der RecyclingholzV, BGBl. II Nr. 2012/160.
83
62
So können folgende Effekte grundlegend unterbunden werden, die bei der
Herstellung von Recycling-Baustoffen entstehen können:

Der im Bauschutt enthaltene Gips kann Sulfationen auflösen und in das
Grundwasser abgeben.

Der leicht lösliche, reaktive Gips kann mit anderen Bestandteilen des
Bauschutts oder mit Zementfraktionen bei der Verarbeitung zu Beton
reagieren.
Weiters
Ettringitbildung
können
die
Gipsanteile
(3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O)
bei
führen,
Betonen
zu
einer
welche
zu
einer
Volumsvergrößerung von bis zum 8-fachen des Ausgangsvolumens führen
kann. 84

Aufgrund
der
Feuchteempfindlichkeit,
Festigkeitsminderungen
und
der
den
daraus
resultierenden
Volumenunbeständigkeit
können
Baurestmassen, die mit Gips verunreinigt wurden, nicht als Schüttmaterial
verwendet werden. 85
Diese auftretenden Effekte müssen bei der Herstellung von Recyclingbaustoffen
berücksichtigt werden, damit umwelttechnische Anforderungen erfüllt werden
können und ein hochwertiges Produkt erzeugt werden kann.
Die Herstellung von REA-Gips und Recyclinggips unterliegt ebenfalls strengen
Qualitätskriterien, die beim Recyclingvorgang oder beim Herstellungsprozess von
REA-Gips berücksichtigt werden müssen.
84
85
2010. S.133.
63
Qualitätsparameter bestimmt als
Einhe Qualitätskriterien Qualitätskriterien
it
Freie Feuchte
H2O
REA-Gips
Gew.- < 10
Recyclinggips
< 10
%
Calciumsulfat-
CaSO4 . 2 H2O Gew.- > 95
Dihydrat
Magnesiumsalze
%
wasserlösliche Gew.- < 0,10
MgO
Natriumsalze
Chloride
Cl
< 0,02
%
wasserlösliche Gew.- K2O
< 0,02
%
wasserlösliche Gew.- < 0,06
Na2O
Kaliumsalze
> 80
< 0,02
%
Gew.- < 0,01
< 0,01
%
Calciumsulfit-
CaSO3 . ½ H2O Gew.- < 0,50
Halbhydrat
< 0,50
%
pH
-
-
5-9
5-9
Farbe
-
%
weiß
weiß
Geruch
-
-
neutral
neutral
Tox. Bestandteile
-
-
schadlos
schadlos
Korngröße
-
mm
-
<5
Tab. 18: Qualitätskriterien für REA-Gips und Recyclinggips
86
86
Radeloff, Dagmar/Reitberger, Franz: Herstellung und Entsorgung von Gipsplatten. Bayrisches
Landesamt für Umwelt. Augsburg: 2007. S.11.
64
6.5. Resümee
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die Verwendung von
Sekundärrohstoffen bei Gipsbaustoffen folgende Effekte erreicht werden könnten:
 Eine
Schonung
der
Primärressourcen
durch
ein
durchdachtes
Recyclingkonzept bewirkt, dass die Lager an Naturgips nachhaltig geschont
werden können.
 Durch den Einsatz von sekundären Rohstoffen könnte das immer größer
werdende Problem eingedämmt werden, welches bei der Aufschließung neuer
Gipsvorkommen
entsteht.
Bürgerproteste,
verschärfte
Umwelt-
und
Naturschutzauflagen und die geringe Verfügbarkeit von Abbaugebieten, wenn
diese durch bereits verbaute Wohn-, Industrie- und Wohnbauten keinen
Gipsabbau mehr zulassen, fallen weg.
 Eine Verminderung des Deponievolumens führt ebenfalls zu einer Reduzierung
von Deponiekosten und Abfallkosten, da ebenfalls Erlöse durch den
Recyclinggips
erzielt
werden
könnten.
Steigende
länderspezifische
Deponiepreise von € 70,- bis € 110,- pro Tonne werden in Zukunft Recycling
konkurrenzfähig machen.
 Laut Deponieverordnung spielt der Sulfatgehalt und der TOC – Wert eine
wichtige Rolle. Deshalb muss darauf geachtet werden, dass der SO 4 –Wert so
gering wie möglich gehalten wird. Aussortieren von Gipsabfällen ist die
Lösung, um eine höherwertige Deponieklasse zu erreichen und Deponiekosten
zu sparen.
 Bei der Herstellung von Recycling-Baustoffen muss besonders darauf geachtet
werden, alle Gipsabfälle zu entfernen, um damit die Bildung von Ettringit zu
verhindern und eine Volumenvergrößerung, ein „Treiben“ zu vermeiden und
Schäden zu vermindern. Weiters soll ein Auflösen von Sulfationen verhindert
werden, welches ins Grundwasser gelangen kann.
65
7. Zukunftstrends
7. Zukunftstrends
Die Ausführung des Kapitel 7 beschäftigt sich mit der Rohstoffgewinnung im Sinne
des Urban Mining Gedankens, die aus anthropogenen Lagerstätten stammen und
nicht von der Lithosphäre (Erdkruste und oberster Teil des Erdmantels)
entnommen werden müssen. Aufgrund der steigenden Weltbevölkerung und der
Tatsache, dass in Zukunft Bodenschätze und Rohstoffe deutlich schrumpfen,
während gleichzeitig das Lager an Rohstoffen in Form von Gebäuden,
Infrastrukturbauten, Deponien und Konsum- und Produktionsgütern ständig
steigen, soll eine Kreislaufwirtschaft entstehen.
Zu Beginn dieses Abschnittes soll der Hintergrund des Urban Mining Prinzips
erklärt und die grundlegende Vorgehensweise für die Zukunft erläutert werden.
Weiters werden die Vorteile dargestellt.
Anschließend wird die Anwendung des Urban Mining Prinzips bei Gipsbaustoffen
analysiert. Es werden zwei Zustände betrachtet. Die Möglichkeit zur Gewinnung
von
Sekundärrohstoffen
aus
Abbruchmaterialien
und
die
bestehenden
Abfallmengen, die auf Deponien gelagert werden. Eine Stoffflussanalyse soll
anschließend zur Veranschaulichung dienen, um ein Konzept zur Aufbereitung
von Recyclinggips zu lukrieren.
Einen wesentlichen Bestandteil dieses Kapitels wird die Vorstellung von
nationalen und internationalen Zukunftstrends zum Thema Urban Mining
einnehmen. Hierbei werden Forschungsarbeiten vorgestellt, welche in Zukunft
angewendet werden. Diese beinhalten die Schaffung von Ressourcen- und
Gebäudepässen, um in weiterer Folge Ressourcenkataster von ganzen Städten
anlegen zu können. Diese dienen dazu, die Verfügbarkeit von Ressourcen, die
beim Abtragen von Gebäuden etc. frei werden, zu erfassen.
Alles in allem soll ein Umdenken stattfinden, um eine Entstehung von Abfällen zu
vermeiden. Dazu gehören das Design, die Planung von Gebäuden, Baustoffen
und Gütern, das Auffinden von Schätzen in anthropogenen Lagern und das
Entwickeln neuer Aufbereitungstechnologien.
66
7. Zukunftstrends
7.1. „Urban Mining“ Prinzip
7.1.1. Geschichtlicher Hintergrund
Im Laufe des 20. Jahrhunderts gab es eine drastische Veränderung bei der
globalen Bevölkerung. Während im Jahr 1900 nur die Stadt London mehr als
5 Millionen Einwohner zählte, waren es im Jahr 1980 schon 34 Städte, die eine
Population zwischen 5 und 16 Mio. Einwohnern aufwies.
1950 lebten rund 14 % der Weltbevölkerung in urbanen Umgebungen. Nach einer
Berechnung von Bacchini werden im Jahr 2030 zirka 5 Billionen Menschen, dies
sind ungefähr 60 % der Weltbevölkerung, in Städten leben. 87
Aus diesem Grund kann gesagt werden, dass die größten Massen an
unterschiedlichen Rohstoffen, Gütern und Bodenschätzen in Städten verbaut
werden.
Durch
das
Auftreten
beider
Umstände,
dass
eine
steigende
Weltbevölkerung laufend neue Ressourcen an Materialien und Rohstoffen benötigt
und in Zukunft eine Knappheit an Primärressourcen nicht ausbleiben wird, muss
ein Weg gefunden werden, Sekundärrohstoffe aus bereits erbauten Gebäuden,
Infrastrukturgebäuden, Deponien oder Konsum- und Produktionsgütern zu
gewinnen. Das Schlagwort ist Urban Mining. Die Stadt soll als Mine für das
Gewinnen neuer Baustoffe aus aufbereiteten Sekundärrohstoffen dienen. Es soll
eine Lebenszyklusbetrachtung angestellt werden, die frei werdende Ressourcen
aus Gebäuden etc. zur Verfügung stellt. 88
Hierbei ist es wichtig, Forschungsarbeit in neue Methoden der Ressourcenfindung,
Aufbereitung und Verwertung zu investieren.
87
Vgl. Baccini, Peter/Brunner, Paul H.: Metabolism of the Anthroposhere. 1. Auflage. Cambridge,
Massachusetts, London, England: The MIT Press 2012. S.3.
88
Vgl. Flamme, Sabine/Brunner, Paul: Urban Mining. Von der Kreislaufwirtschaft zur
Rohstoffindustrie. In: URL: http://urban-mining.com/index.php?id=164 (letzter Zugriff 18.05.2014).
67
7. Zukunftstrends
7.1.2. Vorgangsweise
Die Abb. 33 soll die Vorgangsweise des Urban Mining Prinzips genauer erläutern.
„URBAN MINING“
„Urbane Mine“
Produktion
Konsum
INPUT
OUTPUT
(Sek.- Rohstoff)
(Sek.- Rohstoff)
Entsorgung
Rohstoffbindung
(Lager)
Aufbereitung
Zeit
Langfristige
Kurzfristige
urbane Minen
urbane Minen
Langlebige Konsum- und
Produktionsgüter, langfristige
Lager kurz- und langlebiger
Konsum- und Produktionsgüter
sowie deren Abfälle:
- Gebäude
- Infrastruktureinrichtungen
- Abfalldeponien
- MVA-Aschen im
Straßenbau
- Sonstige langlebige
Konsum- und
Produktionsgüter
Kurzlebige Konsum- und
Produktionsgüter, kurzfristige
Lager kurzlebiger Konsum- und
Produktionsgüter sowie deren
Abfälle:
- Verpackungen
- Elektrogeräte
- Abfälle aus dem Gewerbe
- Infrastrukturabfälle
- Sonstige kurzlebige
Konsum- und
Produktionsgüter
Abb. 33: Urban Mining - lang- und kurzfristige Minen
89
89
Flamme, Sabine/Brunner, Paul: Urban Mining. Von der Kreislaufwirtschaft zur Rohstoffindustrie.
In: URL: http://urban-mining.com/index.php?id=164 (letzter Zugriff 18.05.2014).
68
7. Zukunftstrends
Es sollen neben den kurzlebigen Materialien, die aus dem Stoffstrommanagement
entstammen, auch die langlebigen Gebrauchsgüter, wie Industrieanlagen,
Bauwerke, Langzeitlager und Deponien dem Produktionskreislauf wieder als
Sekundärrohstoff zugeführt werden.
Der Begriff „Urban Mining“ wurde in den 90er Jahren erstmals als Bezeichnung
erwähnt, um Siedlungen und Städte als Bergwerke zu nutzen und das riesige
anthropogene Lager so zu benutzen, dass niemals Abfall entsteht.
Herr Professor Helmut Rechberger der TU-Wien hat berechnet, dass die Masse
des anthropogenen Lagers 350 bis 400 Tonnen pro Kopf in Österreich beträgt.
Diese ungefähre Menge bezieht sich auf Materialien wie Steine, Kies, Beton,
Ziegel, Stahl, Holz, Aluminium und Kunststoffen. Eine Gegenüberstellung mit den
Restmüllabfällen, wie Altpapier, Altmetalle und Kunststoffe, welche 0,35 bis 0,45
Tonnen pro Kopf ausmachen, zeigt das enorme Potential, welches dieses riesige
Lager verspricht. 90
Wesentlich dabei ist jedoch, dass Urban Mining weit mehr als ein herkömmliches
Recyclingsystem darstellen soll. Es wird in Zukunft nicht mehr ausreichen, beim
Abbruch von Gebäuden unterschiedliche Gesteinskörnungen („Down-Cycling“) zu
erzeugen. Lösungen, wie ein Wieder-Verwenden („Re-Use“) von ganzen Bauteilen
bei Hochhausbauten zum Beispiel, könnten eine angedachte Lösung darstellen.
Abb. 34: Gebäuderückbauvarianten
91
90
Vgl. Lukschanderl, Leopold: Urban Mining Die Stadt als Bauwerk der Zukunft. 1. Auflage. Wien:
Verlag Holzhausen GmbH 2011. S.45.
91
Kieferhaber, Peter: „Urban Mining“ - Bauwerke als Rohstoffminen Katalogisierung der
Ressourcen im Bauwerk. Kaiserslautern: 2012. S.2.
69
7. Zukunftstrends
Ganz wichtig dabei ist, dass der Abbruch beziehungsweise Rückbau von
Gebäuden eine wesentliche Trennung der Materialien wie, Beton, Ziegel, Holz,
Kunststoff, Metallen und Kupfer vorsieht. Es soll nicht das Recycling und die
Gewinnung von irgendwelchen Stoffen im Vordergrund stehen, sondern eine
Gewinnung von qualitativ hochwertigen Rohstoffen forciert werden.
Ein Beispiel dafür ist die Gewinnung von Metallen und Kupfer, welche in Form von
Leitungssystemen, Rohren, Kabeln, Trägern etc. aus dem Gesamtkomplex
ausgeschleust werden müssen, bevor es zum Abbruch kommt.
92
Die Zusammensetzung der Gebäudestruktur spielt dabei eine wesentliche Rolle,
wie sie im Kapitel 2.3 analysiert wurde. Während Gebäude, die ungefähr 1900
errichtet wurden zu 86 % aus Ziegelmauerwerk, 5 % aus Stein und Beton und nur
0,4 % aus Metallen bestehen, sind bei Gebäuden aus den 1970er Jahren ein
Anteil von 40 % Ziegelmauerwerk, 46 % Beton und schon 2 % Metalle enthalten.
Ein deutlicher Unterschied spiegelt sich in der wesentlich größeren Vielfalt an
komplexeren und hochwertigeren Baustoffen wider, die heute erbaut werden im
Gegensatz zu den Bauten, die bis ungefähr 1960 errichtet wurden. Häufig werden
Verbundsysteme im Bauwesen eingesetzt, die eine sortenreine Trennung
unterschiedlicher Materialien oft nicht mehr zulassen, da diese durch Verkleben
etc.
unzertrennbar
miteinander
verbunden
sind.
Als
Beispiele
können
Wärmedämmverbundsysteme, mit Steinwolle oder anderen Stoffen gefüllte Ziegel,
Faserbetone und kaschierte Baumaterialien wie Dampfsperren mit verklebten
Dämmungen genannt werden. Dazu kommen noch viele künstlich hergestellte
Materialien,
wie
Kunststoffe,
Weichmachern,
PVC,
usw.,
welche
ein
umweltgefährdendes Potential hervorrufen. 93
Es muss ein System geschaffen werden, welches folgende Punkte beinhaltet:
 Entwicklung eines Tools, der die Sammlung von Daten wie Materialart, Menge
und Standort beinhaltet, die über den gesamten Lebenszyklus bis zum
92
Vgl. Kieferhaber, Peter: „Urban Mining“ - Bauwerke als Rohstoffminen Katalogisierung der
93
Vgl. Kieferhaber, Peter: Zukunftsentwicklung „Urban Mining“ - Bauwerke als Rohstoffminen.
Budenheim - Schloss Waldthausen, Deutschland: 2012. S.3.
70
7. Zukunftstrends
Rückbau des Gebäudes gespeichert werden und in weiterer Folge für eine
Auffindung und Aufbereitung von Sekundärrohstoffen dient.
 Erstellung eines Planes oder einer Landkarte, welche zum Dokumentieren der
erhaltenen
Daten
der
Gebäude
dient
und
die
Lebensdauer,
die
unterschiedlichen Materialien und Mengen aufzeichnet.
 Entwicklung von Identifizierungsverfahren (Probebohrverfahren), welche zum
Auffinden von Materialien geeignet sind.
 Entwicklung
neuer
Aufbereitungsverfahren,
die
eine
Trennung
und
Aufbereitung von vermischten Materialfraktionen erlauben, um qualitativ
hochwertige Recyclingprodukte entstehen zu lassen.
 Ein besonders wichtiger Teil des „Urban Mining“ ist das Planen von neuen
Produkten, Baustoffen, Materialien, welche es erlauben sollen, dass das
Produkt nach ihrer (Erst-) Nutzung so aufbereitet werden kann, dass eine
Zweit- oder Mehrfachnutzung möglich ist und somit nie Abfall entsteht.
7.1.3. Vorteile
Es bieten sich wesentliche Vorteile, die durch „Urban Mining“ geschaffen werden
können:
 Verringerung der Abhängigkeit von steigenden Rohstoffpreisen
 Abhängigkeit von Importen senken
 Einsparen von Entsorgungskosten (3,7 Mio. Euro pro Jahr – Abfallwirtschaft
Deutschland)
 Verringerung der Umweltbelastung  CO2 Ausstoß, SO4, etc. Laut
Berechnung von Wissenschaftlern im Auftrag des Naturschutzverbandes in
Deutschland konnten allein in Deutschland durch die Mülltrennung seit
1990 über 46 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart werden. 94
94
Vgl. Lukschanderl, Leopold: Urban Mining Die Stadt als Bauwerk der Zukunft. 1. Auflage. Wien:
Verlag Holzhausen GmbH 2011. S.46.
71
7. Zukunftstrends
7.2. Anwendung bei Gipsbaustoffen
7.2.1. Gipsabbruchmaterial als Rohstoffquelle
Bei der Nutzung von Gipsbaustoffen als Sekundärrohstoff, welcher aus Abbrüchen
oder Rückbauten von Gebäuden stammt, bedarf es einer wesentlichen
Verbesserung der erneuten Ressourcenverwendung.
Durch gezielten selektiven Rückbau können die Gipsbaustoffe sortenrein
gewonnen werden und einem Verwertungs- beziehungsweise Recyclingprozess
zugeführt werden.
Aus diesem Grund ist ein selektiver Rückbau nach ÖNORM B 2251 in
Kombination mit einer Schadstofferkundung gemäß ONR 192130 oder Erkundung
von Bauwerken auf Schadstoffe nach ÖNORM S 5730 unerlässlich. Weiterführend
sollte durch eine neu geschaffene Norm der Rückbau von Bauwerken als
Standardabbruchmethode eingeführt werden.
Für andere Recycling-Baustoffe, die nicht auf Gipsbasis basieren, sollten weiters
Rahmenbedingungen geschaffen werden, die ein genaues Abfallende deklarieren,
um einen Absatz und Verkauf von Recycling-Baustoffen zu erleichtern und zu
forcieren.
Als Abnehmer von Recyclinggips kommen nur Gipsplattenwerke in Frage, da
aufgrund der geringen Anteile an Fremdstoffen (Papier, etc.) keine anderen
Gipsprodukte mit dem aufbereiteten Gips erzeugt werden können. Aus diesem
Grund müssen dementsprechende Qualitätskriterien, wie sie in Kapitel 6.4
angeführt wurden, eingehalten werden.
Eine Ermittlung des Gipsgehaltes von Gebäuden dient im Wesentlichen zum
Dokumentieren und Aufzeichnen und zum Errechnen des anthropogenen Lagers.
Damit können in Kombination mit einem Ressourcenplan die verfügbaren
Gipsmengen, welche in unterschiedlichen Zeitperioden anfallen, aufgezeichnet
werden.
72
7. Zukunftstrends
Der Gipsgehalt kann mit folgenden Verfahren ermittelt werden:
 Stoffstrombetrachtungen anhand von produzierten Gipsbaustoffmassen durch
die herstellenden Unternehmen
 Entwicklung von Muster- bzw. Modellgebäuden, die mit Werten aus Statistiken
und Annahmen generiert werden
 Berechnungen
von
Baustoffzusammensetzungen
mittels
Werten
von
Gebäuden, wo eine Baustoffliste bekannt ist
 Ermittlung des Gipsgehaltes mit Hilfe von Ausschreibungsunterlagen
 Ermittlung des tatsächlichen Gipsgehaltes durch eine chemische Analyse von
Bauschutt
 Auswertung von Daten von Modellwänden zur Gipsgehaltermittlung
Ein sehr effektives Verfahren zur Ermittlung des Gips- beziehungsweise
Sulfatgehaltes ist das Verfahren mittels Modellwänden. Die Werte aus Abb. 35
stammen aus einem Forschungsprojekt. Es wurden 9 Modellwände mit einer
einseitigen Gipsputzschicht von 10mm hergestellt. Anhand der Geometrie der
Wände und der Rohdichten konnten ein Mittelwert des Gipsgehaltes von 3,6 %
bei 2,5 % -Minimal - und bei 6,1 %-Maximalwert errechnet werden. Die Abbildung
zeigt die unterschiedlichen Modellwände, welche nach der Zerkleinerung mittels
Prallbrecher in Fraktionen < 4 mm und > 4 mm zerkleinert wurden. Anschließend
wurde der Sulfatgehalt mittels chemischer Analyse bestimmt. Die Auswertung
(Abb. 35) zeigt, dass bei 4 von 9 Wänden eine wesentliche Gipsanreicherung in
der Fraktion < 4 mm aufgetreten ist und bei 2 Wänden eine Anreicherung bei der
Fraktion < 4 mm auftrat. Bei 3 Wänden wurde ein geringer Unterschied sichtbar.
Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Sulfatgehalte von der Wandbaustoffart
als von der Größe der Fraktion abhängig waren. 95
95
73
7. Zukunftstrends
Abb. 35: Ermittlung des Sulfatgehaltes an 9 Musterwänden
Eine
Gegenüberstellung
der
96
verschiedenen
Ergebnisse
der
Gipsgehaltermittlungsmethoden zeigt laut Abb. 36 einen mittleren Gipsgehalt von
1,1 bis 3,6 Masse-%.
Die großen Unterschiede und Spannweiten des Gipsgehaltes ergaben sich
aufgrund
des
nicht
berücksichtigten
Einflusses
des
Bauwerksalters.
Produktionsstatistiken und Modellwände sind die am aussagekräftigsten Verfahren
zur Bestimmung des Gipsgehaltes.
Abb. 36: Abschätzung des Gipsgehaltes anhand unterschiedlicher Verfahren
97
96
Müller, Anette: Bauschutt ohne Gips. In: Steinbruch und Sandgrube. 11/2012. S.41.
97
Müller, Anette: Bauschutt ohne Gips. In: Steinbruch und Sandgrube. 11/2012. S.41.
74
7. Zukunftstrends
7.2.2. Landfill Mining – Abfallverwertung aus Deponien
Die Aussage von Herrn Hendrik Lund-Nielsen (CEO Administration Director des
Unternehmens Gips Recycling Skandinavien A/S) zu diesem Thema, dass Abfälle
aus Deponien verwertet werden können, lautet:
„Es kann keine Gewinnung von Gipsabfällen aus Deponien für Sekundärrohstoffe
durchgeführt werden. Der Grund dafür ist, dass durch den Eintritt von
Regenwasser (H2O) in den Deponiekörper eine Reaktion mit CalciumsulfatDihydrat
(CaSO4 .2H2O)
Schwefelwasserstoff
(H2S)
das
Gefüge
entsteht,
weitgehend
welches
in
Form
verändert
von
und
Deponiegas
gesundheits- und umweltschädigende Wirkungen mit sich zieht.“ 98
98
Gespräch beim Messebesuch der IFAT 2014 in München von 05.06.2014 bis 06.06.2014 mit
Herrn Henrik Lund-Nielsen des Unternehmens Gypsum Recycling International, Egebaekvej 98,
2850 Naerum, Danmark
75
7. Zukunftstrends
7.2.3. Stoffflussanalyse von Gips
Bei der Stoffflussanalyse werden die Prozesse (1-7) und Flüsse (F1-F8 bzw. F9),
welche bei der Herstellung von Gipsbaustoffen erfolgen, in vereinfachter Form
dargestellt. Diese Methode dient zur Beschreibung des Systems und in weiterer
Folge zur Optimierung von Prozessen. 99 100
Die Stoffflussanalyse wurde gemäß ÖNORM S 2096-1 und -2 erstellt.
Die Abb. 37 zeigt die Prozesse, wie sie bis dato in Österreich ausgeführt werden.
Ein grundlegendes Problem entsteht dabei, dass bei den Prozessen keine
Kreislaufführung erzeugt wird und dass das enorme Rohstoff-Lager nach dem
Gebäudeabbruch auf der Deponie das Abfallende findet. Die Materialflüsse,
welche beim Einbau auf der Baustelle in Form von Verschnittabfällen anfallen (F6)
und die Gipsabfälle, die beim Gebäudeabbruch und selektiven Rückbau (F7)
entstehen, werden dem Prozess 7 zugeführt und gehen somit unwiederbringlich
verloren.
3
4
5
2
6
1
7
Abb. 37: Stoffflussanalyse von Gips heute
99
Österreichisches Normungsinstitut (Hrsg.): ÖNORM S 2096-1. Stoffflussanalyse Teil 1:
Anwendung in der Abfallwirtschaft - Begriffe. 1.1.2005.
100
Österreichisches Normungsinstitut (Hrsg.): ÖNORM S 2096-2. Stoffflussanalyse Teil 2:
Anwendung in der Abfallwirtschaft - Methodik. 1.1.2005.
76
7. Zukunftstrends
Ein wesentlicher Schritt zur Erreichung eines geschlossenen Kreislaufsystems zur
Minimierung von Deponien und somit zur Minimierung von Umweltschädigungen
wäre ein Deponieverbot für Gipsbaustoffe, da diese ohne energieaufwendige
Verfahren zu Recyclingmaterialien aufbereitet werden könnten.
Im Sinne des „Urban Mining“ Prinzips könnte nach dem Aufbereitungsprozess der
Sekundärrohstoff in Form von Gipspulver wieder der Baustoffproduktion zugeführt
werden.
3
4
5
2
6
1
7
Abb. 38: Stoffflussanalyse von Gips nach dem Urban Mining Prinzip in Zukunft
77
7. Zukunftstrends
7.3. Nationale und internationale Zukunftstrends
In
den
folgenden
Unterkapiteln
werden
Projekte
vorgestellt,
die
durch
Forschungsarbeiten vorangetrieben werden und in nächster Zukunft Anwendung
finden sollen.
7.3.1. Ressourcenpass / Gebäudepass
Um sinnvoll die verbauten Ressourcen im Überblick zu behalten und eine
Wiedergewinnung von Materialien aus Gebäuden, Infrastrukturbauten usw. zu
erleichtern, bedarf es einer guten Dokumentation. Diese muss alle wichtigen
Daten und Informationen von Gebäuden über ihre Bauteile, Baustoffe, Materialien,
Menge, ihren Standort und den Wiedergewinnungsprozess beinhalten. Folgende
Aufgabenstellung erweist sich hier als schwierig. Denn es muss eine derart große
Datenmenge über einen gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes in Form einer
dreidimensionalen Datenform gespeichert werden. Der Nutzen wird erst am
Lebenszeitende des jeweiligen Projektes ersichtlich, wenn die gewonnenen
Materialien aus dem Rückbau einer Verwertung und Wiedergewinnung von
Sekundärrohstoffen zugeführt werden.
In dieser Hinsicht gibt es bereits jetzt entsprechende Tools, um die erforderlichen
Daten der Gebäude zu sammeln und einen „Gebäudepass“ beziehungsweise
„Ressourcenpass“ auszuführen.
Einen Lösungsansatz für den Hochbaubereich bietet (siehe Abb. 39) das
Programm BIM – Building Information Modeling.
Dies ist ein Datenbanksystem, welches für den gesamten Lebenszyklus des
Gebäudes eingesetzt wird. Es wird als dreidimensionales Rechenmodell
abgespeichert und bereits bei der Planung eingesetzt. Anschließend können beim
detaillierten
Design
alle
relevanten
Daten
über
die
Bauteile
inklusive
Positionierungspunkt eingetragen werden. Entscheidend ist allerdings, dass die
Informationen bis zum Lebensende aktuell gehalten werden und in Form einer
Datenbank für das „Urban Mining“ einsetzbar sind. 101
101
Vgl. Kieferhaber, Peter: „Urban Mining“ - Bauwerke als Rohstoffminen Katalogisierung der
78
7. Zukunftstrends
Abb. 39: BIM - Building Information Modeling
102
Mit dem BIM – Building Information Modeling Programm können mit Hilfe der
BIM - Datenbank alle verbauten Materialien in Form eines „Gebäude-RessourcenPasses“ ausgegeben werden. Dieser dient in weiterer Folge zur Erstellung eines
Ressourcenkatasters, welcher in Kapitel 7.3.2 genauer erläutert wird.
Ein
weiteres
Werkzeug
zum
Erstellen
von
Ressourcenpässen
sind
EPD - Environmental Product Declarations. Diese betrachten einen gesamten
Lebenszyklus eines Baumaterials und geben Auskunft über die Grundstoffe und
Vorprodukte
der
Baumaterialien.
Die
EPD
dienen
zur
ökologischen
Gebäudebewertung und können für zukünftige Ressourcenpässe eingesetzt und
ausgebaut werden.103 (Beispiele siehe Anhang)
102
Kieferhaber, Peter: Ressourcenpass/ Gebäudepass - Möglichkeiten und Voraussetzungen.
Kaiserslautern: 2012. S.16.
103
Vgl. Kieferhaber, Peter: Ressourcenpass/ Gebäudepass - Möglichkeiten und Voraussetzungen.
79
7. Zukunftstrends
7.3.2. Ressourcenkataster
Die Weiterführung eines Ressourcenpasses würde die Ausarbeitung eines
Ressourcenkatasters bedeuten. Dies ist ein Plan (Landkarte), welcher alle
notwendigen Daten beinhaltet, die für die Umsetzung des „Urban Mining“ Systems
notwendig sind.
Herr DI Fritz Kleemann, Mitarbeiter des Christian Doppler Labor für anthropogene
Ressourcen an der TU – Wien, arbeitet an dem Ressourcenkataster für die Stadt
Wien. Anhand der GIS-Daten werden relevante Daten wie Gebäudefläche,
Kubatur, Errichtungszeit und Verwendungszweck des Gebäudes erhoben und in
den Ressourcenkataster eingearbeitet.
Abb. 40: Ressourcenkataster für die Stadt Wien
104
104
Doppler, Christian/Kleemann, Fritz/Lederer, Jakob: Stock and Future Output of Building
materials in vienna_PubDat_220419. In: URL: http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_220419.pdf
(letzter Zugriff 18.05.2014).
80
7. Zukunftstrends
7.3.3. CD-Labor für anthropogene Ressourcen
Das Christian Doppler Labor für anthropogene Ressourcen an der TU Wien wurde
im Oktober 2012 eingerichtet und ist für die Ermittlung der Zusammensetzung,
Verfügbarkeit und Qualität von anthropogenen Ressourcen ins Leben gerufen
worden. Ein Ziel, welches die Forschungseinrichtung verfolgt, ist das Erreichen
einer Reduktion von Deponien, das Einsparen von Primärressourcen und ein
Erreichen der Recyclingrate von 70 % des Abfallaufkommens bis 2020.
Folgendes Projekt, welches im Sinne des „Urban Mining“ zum Sammeln von
Daten über die Bauprojekte in Wien dienen soll, wird bis Ende 2014 realisiert.
Alle Gebäude der Stadt Wien werden mit Hilfe von GIS-Daten vermessen, ihre
Kubatur ermittelt und alle wichtigen relevanten Daten gesammelt.
Tab. 19: Ermittlung von Bauwerksdaten mit Hilfe von GIS-Daten
Abb. 41: Gebäudekubatur mit Vermerken
105
106
105
81
7. Zukunftstrends
Schlussendlich soll mit den gesammelten Daten, wie in Kapitel 7.3.2, ein
Ressourcenkataster erstellt werden.
Eine Aufgabe des CD-Labors ist es, Informationen von Gebäuden aufzubereiten,
um Daten des Bautyps, den eingesetzten Materialien des Projektes und Daten
über die Abfallmenge von Abbruchprojekten in Wien zu dokumentieren.
Die Sammlung von Informationen über die Gebäude Wiens wird mit zwei
Methoden durchgeführt:
 Methode A – Sammlung von Informationen mit verfügbaren Dokumenten,
wie
Konstruktionsplänen,
Untersuchungen
von
Bevölkerungsraten,
Abfallkonzepten von Abbruchbaustellen (Kubatur > 5.000 m³)
 Methode B
–
Sammlung
von
Daten
durch
Untersuchung
von
repräsentativen Gebäuden, wie Wohnungen etc., Untersuchung von
Versorgungsleitungen (Strom, Gas, Wasser etc.) 107
Beispielhaft wird die Analyse des Projektes „Haus Döbling“ erläutert. Es weist eine
Kubatur von 60.000 m³ auf und wurde im Jahr 1970 als Wohngebäude errichtet.
Mit Methode A wurden 98 % des Gewichtes ermittelt.
Abb. 42: Rechnerische Gewichtsermittlung
106
107
Vgl. Kleemann, Fritz: Two Methods for Evaluating the Material Composition of Buildings in
Vienna. - Wien, TU-Wien, Christian Doppler Forschungsgesellschaft, Skriptum. WS 2013. S.6 ff.
82
7. Zukunftstrends
Abb. 43: Gewichtsermittlung durch repräsentative Proben an Gebäuden
Abb. 44: Gesamtergebnis Gewichtsermittlung mittels Methode A und B
108
109
Die Methode A ist zur Ermittlung aller Materialien wie Beton, Ziegelmauerwerken,
Sand und Kies gut geeignet.
Die Methode B ist zur Ermittlung der Mengen aller Art von Gebäudeausstattungen
wie Installations-, Gas-, und Elektroleitungen usw. geeignet.
Diese Methoden dienen ebenfalls zur Ermittlung des Gipsgehaltes, welche Ende
2014 eine Aussage über das Gipslager von Wien zulässt.
108
Kleemann, Fritz: Two Methods for Evaluating the Material Composition of Buildings in Vienna. Wien, TU-Wien, Christian Doppler Forschungsgesellschaft, Skriptum. WS 2013. S.16.
109
Kleemann, Fritz: Two Methods for Evaluating the Material Composition of Buildings in Vienna. Wien, TU-Wien, Christian Doppler Forschungsgesellschaft, Skriptum. WS 2013. S.17.
83
7. Zukunftstrends
7.4. Resümee
Der Hintergrund des Urban Mining Prinzips beruht auf der Tatsache, dass durch
die steigende Weltbevölkerung und dem steigenden Bedarf an Rohstoffen und
Bodenschätzen das Lager an Primärressourcen bald an seine Grenzen stoßen
wird und somit eine Alternative gefunden werden muss, um den Bedarf zu
befriedigen.
Aufgrund des immensen anthropogenen Lagers, welches in den letzten
Jahrzehnten in Städten entstanden ist, muss ein System geschaffen werden, eine
gezielte Identifizierung von anthropogenen Lagerstätten zu quantifizieren und
durch Gebäudeabbrüche frei werdende Ressourcen zu nutzen. Die Nutzung soll
jedoch im Sinne eines geschlossenen Kreislaufes funktionieren, damit nie Abfall
entsteht. Dies erfordert neue Entwicklungen, die bereits beim Design von
Produkten
und
Baumaterialien
erfolgen
müssen,
um
eine
Zweit-
oder
Mehrfachnutzung zu gewährleisten und dementsprechende DokumentationsTools, die die Datenmenge an Informationen der unterschiedlichen Materialien
und Standorte speichert. Das vorgestellte BIM – Building Information Modeling
System ist ein Lösungsansatz, um alle relevanten Daten eines Bauprojektes
(Baumaterial, Menge, Lage, Errichtungszeit, Lebensdauer) zu speichern, um in
weiterer Folge einen Ressourcenpass oder Gebäudepass daraus zu erstellen.
Dieser dient als Information zur Erstellung eines Ressourcenkatasters. Dies ist ein
Plan, eine Landkarte, die über die erforderlichen Daten verfügt, welche zur
Auffindung frei werdender Ressourcen und Materialien benötigt werden.
Ein weiterer Punkt des „Urban Mining“ Gedankens ist die Entwicklung von neuen
Aufbereitungsverfahren, welche die heutigen Stofflager, die aus unterschiedlichen
Verbundmaterialien bestehen, zu Sekundärrohstoffen auftrennen können. Dazu
müssen
physikalische,
physikalisch-chemische
und
chemische
Prozesse
entwickelt werden, die mit geringem stofflichen und energetischen Aufwand eine
Erzeugung von wertvollen Produkten ermöglicht. 110
110
Vgl. Flamme, Sabine/Brunner, Paul: Urban Mining. Von der Kreislaufwirtschaft zur
Rohstoffindustrie. In: URL: http://urban-mining.com/index.php?id=164 (letzter Zugriff 18.05.2014).
84
7. Zukunftstrends
Ressourcenpass
Gebäudepass
Absatz des
Recyclingproduktes
Ressourcenkataster
Aufbereitung des
Sekundärrohstoffes
Selektiver Rückbau
Abb. 45: Urban Mining Prozesse
Die Abb. 45 zeigt die Kette der Prozesse, die für ein erfolgreiches „Urban Mining“
Konzept erforderlich sind.
Darin ist der selektive Rückbau von Gebäuden als Standardabbruchmethode zu
erklären und eine Schadstofferkundung gemäß ONR 192130 durchzuführen.
Durch
„Urban
Mining“ sollen
Deponieflächen
reduziert,
Primärressourcen
geschont, die Abhängigkeit von Importen gesenkt, die Abfallkosten reduziert und
die Umweltbelastungen durch CO2 und SO4 etc. weitgehend gesenkt werden.
Dies
ist
ein
wichtiges
Thema
in
Verbindung
zur
Gewinnung
des
Sekundärrohstoffes Gips in Österreich.
85
8. Masterplan
8. Masterplan
Das abschließende Kapitel stellt einen Masterplan für Österreich dar, welcher die
notwendigen Schritte zur Implementierung eines erfolgreichen Recyclingsystems
für Gipsabfälle beinhaltet.
Zuerst werden die Maßnahmen erläutert, die durch technische und rechtliche
Rahmenbedingungen die Einführung eines Recyclingprozesses beschleunigen
sollen. Dabei wird näher auf das Abfallwirtschaftsgesetz, kurz AWG 2002, auf die
ÖNORM B 2251- Werkvertragsnorm
für
Abbrucharbeiten,
die
Schadstoff-
erkundung von Bauwerken vor Abbrucharbeiten gemäß ONR 192130, die
ÖNORM S 5730- Erkundung von Bauwerken auf Schadstoffen und anderen
schädlichen Faktoren, Baurestmassentrennverordnung usw. eingegangen. Die
Maßnahmenplanungen
durch
rechtliche
Rahmenbedingungen
beinhalten
ebenfalls ein Konzept bzw. einen Normenvorschlag, welche den selektiven
Rückbau von Bauwerken als Standardabbruchmethode vorsehen. Diese sollen in
Kombination mit der ONR 192130 und der ÖNORM S 5730 dazu beitragen,
Schadstoffe und andere schädliche Faktoren im Voraus vor dem Gebäudeabbruch
zu
erkunden
und
diese
fachgerecht
zu
entsorgen,
um
diese
beim
Gebäudeabbruch nicht mit anderen Abfallfraktionen zu vermischen.
Im Masterplan werden ebenfalls Maßnahmen für die Gipsindustrie beschrieben,
die dazu dienen, die anfallenden Gipsabfälle in Zukunft zu Recyclinggips zu
verarbeiten. Hierbei wird eine eigens entworfene Tabelle für Gipsbaustoffe
vorgestellt, die eine Bewertung von verschiedenen Gipsbaustoffen darstellt,
welche aufbauend auf ökologischen, ökonomischen und technischen Kriterien
eine Hilfestellung darstellen soll. Sie soll helfen, den Eignungsgrad eines
Bauproduktes zu beschreiben. Die erstellte Maßnahmenplanung dient weiters
dazu, den richtigen Einbau und die Montage von Gipsbaustoffen zu beschreiben,
um in weiterer Folge eine Demontage und eine sortenreine Trennung zu
vereinfachen.
86
8. Masterplan
Einen wesentlichen Teil dieses Kapitels beinhaltet die Vorstellung eines
Leitfadens, der zur Planung von (Hoch)-Bauprojekten dienen soll, um im Sinne
des „Urban Mining“ Gedankens eine Kreislaufwirtschaft bei der Verwendung von
Baustoffen zu erlangen. Es werden grundlegende Planungshinweise gegeben,
welche eine leichte Rezyklierbarkeit und eine leichte Demontage von Gebäuden
erlaubt, um eine Gewährleistung zur Erzeugung von Sekundärrohstoffen zu
erlauben.
Die
Vorstellung
von
innovativen
Baukonstruktionen
und
nachwachsenden Rohstoffen soll einen Überblick über die breite Palette geben,
die bereits schon jetzt am Markt verfügbar ist. Dieses Unterkapitel geht im Detail
auf die Ausführung des selektiven Rückbaus und die einzelnen Rückbaustufen
ein, die in chronologischer Reihenfolge abgearbeitet werden.
8.1. Maßnahmen durch rechtliche Rahmenbedingungen
Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Gesetze, Normen, Richtlinien und
Verordnungen, die konkret dafür eingesetzt werden sollen, um ein wirksames
Gipsrecycling in Österreich durchzusetzen.
Die Aufbereitung wurde von mir folgendermaßen durchgeführt:
 Wichtige Paragraphen und Punkte in Gesetzen, Normen und Richtlinien,
wie z. B. das AWG 2002 oder die ÖNORM B 2251, welche einen hohen
Einfluss auf das Gipsrecycling haben und welche eventuell geändert oder
verbessert gehören, wurden von mir kritisch betrachtet und mit Vermerken
für Änderungen versehen.
 Ein Vorschlag für eine neue Norm, die den selektiven Rückbau von
Bauwerken als Standardabbruchmethode vorsieht, wird in Anlehnung an
die ÖNORM B 2251 vorgestellt.
 Erläuterung
von
Änderungsvorschlägen,
die
bei
der
Baurestmassentrennverordnung durchgeführt werden sollten, um das
Einführen von Gipsrecycling zu fördern.
87
8. Masterplan
8.1.1. Abfallwirtschaftsgesetz (AWG 2002) 111
Ziele und Grundsätze
§1. (1)
„1. schädliche oder nachteilige Einwirkungen auf Mensch, Tier und Pflanzen,
deren Lebensgrundlagen und deren natürliche Umwelt vermieden oder sonst das
allgemeine menschliche Wohlbefinden beeinträchtigende Einwirkungen so gering
wie möglich gehalten werden,
2. die Emissionen von Luftschadstoffen und klimarelevanten Gasen so gering
wie möglich gehalten werden,
3.
Ressourcen
(Rohstoffe,
Wasser,
Energie,
Landschaft,
Flächen,
Deponievolumen) geschont werden“
Die Ziele und Grundsätze, im Speziellen Pkt. 1-3 können meines Erachtens
langfristig nicht eingehalten werden, solange noch Gipsbaustoffe auf Deponien
gelagert werden.
§1 (2) Hierarchie
1. Abfallvermeidung;
2. Vorbereitung zur Wiederwendung;
3. Recycling;
4. Sonstige Verwertung, z.B. energetische Verwertung;
5. Beseitigung.
Diese wird bei der Entsorgung von Gipsabfällen nicht eingehalten. Es wird aus
Kostengründen nur die Beseitigung durchgeführt.
§ 1. (2a) 1. „Es sind die ökologische Zweckmäßigkeit und technische Möglichkeit
zu berücksichtigen, sowie dass die dabei entstehenden Mehrkosten im Vergleich
zu anderen Verfahren der Abfallbehandlung nicht unverhältnismäßig sind und ein
Markt für die gewonnenen Stoffe oder die gewonnene Energie vorhanden ist oder
geschaffen werden kann.“
111
Bundesgesetz über eine nachhaltige Abfallwirtschaft (Abfallwirtschaftsgesetz 2002 - AWG
2002) idF BGBl. I Nr. 2002/102.
88
8. Masterplan
Die Mehrkosten, die durch eine langfristige Deponierung entstehen, werden nicht
berücksichtigt. Recycling ist auf lange Sicht die weit günstigere Variante,
Gipsabfälle zu verwerten.
„§1. (3) Im öffentlichen Interesse ist die Sammlung, Lagerung, Beförderung und
Behandlung als Abfall erforderlich, wenn andernfalls
1. die Gesundheit der Menschen gefährdet oder unzumutbare Belästigungen
bewirkt werden können,
2. Gefahren für Wasser, Luft, Boden, Tiere oder Pflanzen und deren natürlichen
Lebensbedingungen verursacht werden können,
3. die nachhaltige Nutzung von Wasser oder Boden beeinträchtigt werden kann,
4. die Umwelt über das unvermeidliche Ausmaß hinaus verunreinigt werden kann“
Alle Punkte aus §1 (3) sind aus öffentlicher Sicht für Gipsabbruchbaustoffe
relevant und können durch ein Gipsrecyclingsystem verbessert werden.
Abfallende
„§ 5. (1) Soweit eine Verordnung gemäß Abs. 2 oder eine Verordnung gemäß Art.
6 Abs. 2 der Richtlinie 2008/98/EG über Abfälle nichts anderes bestimmt, gelten
Altstoffe so lange als Abfälle, bis sie oder die aus ihnen gewonnenen Stoffe
unmittelbar als Substitution von Rohstoffen oder von aus Primärrohstoffen
erzeugten Produkten verwendet werden. Im Falle einer Vorbereitung zur
Wiederverwendung im Sinne von § 2 Abs. 5 Z 6 ist das Ende der Abfalleigenschaft
mit dem Abschluss dieses Verwertungsverfahrens erreicht.“
Geeignete Richtlinien und Normen über Qualitätsstandards von Recyclinggips
sollen zur Erleichterung dienen, dass ein Abfallende schneller erreicht werden
kann und das Produkt als Sekundärrohstoff wieder in die Produktionskette
einfließen kann. Wie auch in §5 (2) 2. und 3. beschreibt, muss der Markt =
Gipswerke und die Qualitätskriterien angegeben werden.
Ziele der nachhaltigen Abfallvermeidung
„§ 9. Durch die Verwendung von geeigneten Herstellungs-, Bearbeitungs-,
Verarbeitungs- und Vertriebsformen, durch die Entwicklung geeigneter Arten und
Formen von Produkten und durch ein abfallvermeidungsbewusstes Verhalten der
89
8. Masterplan
Letztverbraucher sollen die Mengen und die Schadstoffgehalte der Abfälle
verringert werden und zur Nachhaltigkeit beitragen. Im Rahmen des technisch und
wirtschaftlich Möglichen sind daher insbesondere
1. Produkte so herzustellen, zu bearbeiten, zu verarbeiten oder sonst zu gestalten,
dass die Produkte langlebig und reparaturfähig sind und die nach ihrer
bestimmungsgemäßen Verwendung verbleibenden Abfälle erforderlichenfalls
zerlegt oder bestimmte Bestandteile getrennt werden können und dass die Abfälle,
die Bestandteile oder die aus den Abfällen gewonnenen Stoffe weitgehend
verwertet (einschließlich wiederverwendet) werden können,
2. Vertriebsformen durch Rücknahme- oder Sammel- und Verwertungssysteme,
gegebenenfalls mit Pfandeinhebung, so zu gestalten, dass der Anfall von zu
beseitigenden Abfällen beim Letztverbraucher so gering wie möglich gehalten
wird“
Es gibt bis dato nur ein Rücknahmesystem des Unternehmens Rigips in
Österreich,
welches
Gipskartonplattenabfälle
Unternehmen
in
Gipskartonplattenverschnittreste
aus
Österreich
Gebäudeabbrüchen
zurückgenommen.
zurück
werden
Dies
ergibt
nimmt.
von
keinem
ein
enormes
Verbesserungspotential.
Maßnahmen zur Abfallvermeidung und -verwertung
§14. (2) „Pflicht des Herstellers, Importeuren, Vertreibern, Sammel- und
Verwertungssysteme, Abfallsammler, -behandler und Letztverbraucher
2. die Information über die verwertungsgerechte Konstruktion und Beschaffenheit
von
Produkten,
Entwicklung
und
Optimierung
von
Möglichkeiten
zur
Wiederverwendung und zur Verwertung
3. die Rückgabe, die Rücknahme, die Wiederverwendung, die Vorbereitung zur
Wiederwendung, das Recycling“
Hierbei werden keine Maßnahmen hinsichtlich §14 seitens der Gipsindustrie
angestellt, um ein flächendeckendes Recycling in Österreich voranzutreiben. Es
wird bis dato nur eine Deponierung durchgeführt.
Hier müssen Maßnahmen getroffen werden!
90
8. Masterplan
Abfallsammler und -behandler
Erlaubnis für die Sammlung und Behandlung von Abfällen
§ 24a. (4) Örtlich zuständige Behörde
1. für eine Erlaubnis zur Behandlung von Abfällen ist der Landeshauptmann, in
dessen Bundesland der Abfallbehandler seinen Sitz hat. Liegt der Sitz des
Abfallbehandlers nicht im Bundesgebiet und erfolgt entweder die Behandlung in
einer mobilen Behandlungsanlage oder in einer zulässigen Behandlung vor Ort, so
ist der Landeshauptmann zuständig, in dessen Bundesland erstmals die mobile
Behandlungsanlage aufgestellt werden soll oder die Abfälle vor Ort behandelt
werden sollen.
2. für eine Erlaubnis zur Sammlung von Abfällen ist der Landeshauptmann, in
dessen Bundesland der Abfallsammler seinen Sitz hat; liegt der Sitz nicht im
Bundesgebiet, ist der Landeshauptmann zuständig, in dessen Bundesland
erstmals die Abfälle gesammelt werden sollen. Wird sowohl eine Behandler- als
auch Sammlertätigkeit beantragt, oder ausgeübt, richtet sich die Zuständigkeit
nach Z 1.
Die Sammlung von Abfällen liegt in der Kompetenz der Länder. Dies ist meines
Erachtens nicht richtig, da im Falle einer Gipsabfalldeponierung eine einheitliche
Regelung auf Bundesebene gelten muss.
91
8. Masterplan
8.1.2. ÖNORM B 2251 – Werkvertragsnorm für Abbrucharbeiten 112
Die ÖNORM B 2251 ist ein wichtiges Instrument, welches bei Abbrucharbeiten
Anwendung finden soll. Die folgenden Auflistungen der unterschiedlichen Punkte
der Norm zeigen Verbesserungspotentiale auf, die durch eine Änderung oder
zusätzliche Anmerkungen einen Beitrag zu einem effizienteren Abbruch von
Gebäuden führen soll:
1 Anwendungsbereich
Diese ÖNORM enthält Verfahrens- und Vertragsbestimmungen für die Ausführung
von Abbrucharbeiten von Bauwerken oder von Teilen derselben. Im Falle von
Verdacht auf Schadstoff ist ergänzend die ONR 192130 anzuwenden.
Änderungsvorschlag: Es ist zwingend eine Erkundung von Bauwerken auf
Schadstoffe gemäß ONR 192130 ab einem Abbruch-Volumen von 5.000 m³
vorgeschrieben.
Werden
keine
Kontaminationen
festgestellt,
kann
eine
vereinfachte Erkundung durch ein geschultes Fachpersonal durchgeführt werden.
3 Begriffe
3.1 Abbruch
Zerlegung von Bauteilen mit vorheriger Schadstoff-Entfrachtung dieser Bauteile
unter Anwendung der nachstehenden Abbruchmethoden:
Zusatz: …. unter Anwendung der nachstehenden Abbruchmethoden und
Einhaltung des Deponieverbotes für alle Materialien, die einer Aufbereitung
zugeführt werden:
3.1.9 Rückbau
Zusatz: Hier soll der Normenvorschlag angeführt werden, welcher in Kapitel 8.1.3
genau erläutert wird  Selektiver Rückbau als Standardabbruchmethode
112
Österreichisches Normungsinstitut
(Hrsg.):
ÖNORM
B
2251.
Abbrucharbeiten
92
8. Masterplan
4 Verfahrensbestimmungen
4.2.2 Angaben
4.2.2.2 Umweltrelevante Anforderungen
Zusatz:
8) Angabe der Anforderungen an die Qualität der Recycling-Baustoffe, die beim
Rückbau gewonnen werden sollen.
5.2 Abbruch
5.2.2 Rückbau
Bauwerke und Bauwerksteile sind so abzubauen, dass das anfallende Material
einer
IST
Verwertung
ZU
(Recycling)
ENTFERNEN

oder
der
oder
Wiederverwendung
ordnungsgemäßen
Entsorgung
zuzuführen sind.
Zusatz: Die Entsorgung von Materialien darf nur für gefährliche Materialien wie
Asbest, FCKW, … durchgeführt werden.
Bei
Rückbauarbeiten
ist
so
vorzugehen,
dass
eine
Vermengung,
eine
Verunreinigung und Beschädigung des trennenden Materials minimiert wird.
Änderung: Bei Rückbauarbeiten ist so vorzugehen, dass keine Vermengung,
Verunreinigung oder Beschädigung des zu trennenden Materials zustande kommt
und die Herstellung eines Sekundärrohstoffes gewährleistet werden kann.
5.2.4 Demolierung
Ist unzulässig
5.3 Ausführung
Neuer Punkt:
5) Vor Beginn der Abbrucharbeiten muss ein Abbruchkonzept vorgelegt werden,
welches
Informationen
über
das
Trennsystem
der
unterschiedlichen
Abfallfraktionen (Container, Mulden, etc.) beinhaltet.
Es ist eine Mengenabgabe bzw. –abschätzung für die zu gewinnenden
Sekundärrohstoffe zu erstellen.
93
8. Masterplan
8.1.3. Selektiver Rückbau von Bauwerken als Standardabbruchmethode
Das folgende Unterkapitel soll einen Entwurf für eine neue Norm darstellen,
welche den selektiven Rückbau von Bauwerken als Standardabbruchmethode
vorsieht.
Diese soll bei öffentlichen Ausschreibungen zur Anwendung kommen und in
Zukunft ein wichtiger Baustein zur Lieferung kostbarer Sekundärrohstoffe dienen.
Folgende Punkte sollte die Norm enthalten:
1 Anwendungsbereich
Diese
ÖNORM
dient
zur
vorwiegenden
Durchführung
von
selektiven
Rückbaumaßnahmen. Es soll eine sortenreine Trennung der anfallenden
Materialgruppen erzielt werden, um diese Abfallfraktionen einer Verwertung
zuzuführen. Eine schadstoff- und störstofffreie Gewinnung ist mit hohem
Augenmerk zu verfolgen. Eine Erkundung von Schadstoffen ist gemäß
ÖNORM S 5730 und ONR 192130 durchzuführen.
Qualitativ
hochwertige
Materialien
müssen
vorrangig
behandelt
werden
(z.B. Kupfer, Stahl, Edelmetalle…), um die wertvollsten Rohstoffe mit höchster
Qualität zurückgewinnen zu können.
Die
Behandlung
von
asbesthaltigen
Materialien
ist
mit
besonderen
Schutzbestimmungen durchzuführen.
2 Normative Verweise
Anführen der relevanten Normen, wie ÖNORM B 2251, ÖNORM S 5730 und
ONR 192130
3 Begriffe
Definition Rückbau:
Abtragen eines Gebäudes oder Bauwerkes, welches dem Zweck dient, die
anfallenden
Materialien
einer
Wiederverwendung
oder
einer
Verwertung
zuzuführen. Die Gewinnung von Sekundärrohstoffen mittels Konzept soll die
bestmögliche Effizienz erlauben. Ein Ziel ist die besondere Berücksichtigung von
Schadstoffen und Störstoffen, die nicht mit den gesammelten und getrennten
Abfallgruppen in Kontakt gebracht werden dürfen.
94
8. Masterplan
4 Erkundung von Bauwerken und anderen schädlichen Faktoren
Eine Erkundung von Bauwerken und anderen schädlichen Faktoren ist zwingend
nach ÖNORM S 5730 und der ONR 192130 durchzuführen.
Diese Erkundung ist von einer Fachperson durchzuführen und muss folgende
Punkte beinhalten:
a) Alle Informationen von Zeitzeugen, Bauwerksnutzern etc. über die Nutzung,
den Standort etc. sind aufzuzeichnen und zu dokumentieren.
b) Ein bei der Begehung erstelltes Protokoll über die Aufzeichnungen der
durchgeführten Untersuchungen (inkl. Fotomaterial) dient zur Erstellung
eines Rückbaukonzeptes.
5 Rückbaukonzept
Das Rückbaukonzept dient als Grundlage der Rückbauarbeiten. Es beinhaltet die
jeweilige Vorgangsweise, die Organisation und den zeitlichen Ablauf, sowie die
Aufgaben, Maßnahmen und Verantwortlichkeiten der einzelnen Beteiligten, die in
den Ablauf involviert sind.
Das Rückbaukonzept besteht weiters aus einer Bauwerksbeschreibung und einer
Baustoffmassenabschätzung.
Die Bauwerksbeschreibung soll alle notwendigen Informationen enthalten, die für
die Erstellung eines Angebotes erforderlich sind.
Die Auflistung der Baustoffmassenabschätzung soll eine Mengenangabe der
geschätzten Abfallgruppen, das Sammelgebinde (Container etc.) sowie das
Trennverfahren (mobile Anlage vor Ort, Transport zu einer Stationäranlage)
beinhalten.
Eine angedachte Wiederverwendung von Bauteilen ist anzugeben.
6 Folgemaßnahmen, um Freigabezustand zu erreichen
Alle
Gegenstände
(Mobiliar,
Maschinen,
etc.),
Wand-,
Fußboden-,
und
Deckenaufbauten, Fenster, Türen, gipshaltige Baustoffe, Dämmstoffe etc. sind zu
entfernen.
Gesonderte Betrachtung von Schadstoffquellen, die Öl, Asbest, FCKW, PAK, PCB
beinhalten oder radioaktiv sind. Diese sind zu entfernen.
95
8. Masterplan
8.1.4. Erkundung von Bauwerken auf Schadstoffe und andere schädliche
Faktoren gemäß ÖNORM S 5730 113
Die ÖNORM S 5730 sollte vorzugsweise angewendet werden, um einen
gesicherten Rückbau eines Bauwerkes durchführen zu können. Damit soll in
weiterer Folge verhindert werden, dass bei der Aufbereitung von Abfallmaterialien
zu Sekundärrohstoffen Schadstoffe oder ähnliche schädliche Faktoren mit den
aufzubereitenden Stoffgruppen vermischt werden.
Die Vorgehensweise bei der Schadstofferkundung ist folgende:
Die Erkundung muss zwingend von einer Fachperson durchgeführt werden,
welche
ein
Schadstoff-Erkundungskonzept
erstellt
und
im
Schadstoff-
Erkundungsbericht alle notwendigen Aufzeichnungen dokumentiert.
Zweck der Erkundung ist eine Lokalisierung etwaiger Schadstoffe, die in
Bauwerksteilen oder im gesamten Bauwerk anzutreffen sind.
Die Schadstofferkundung hat vorwiegend in Phasen abzulaufen, wobei in der
ersten Phase die Recherche des Standortes, des Bauwerkes und der Nutzung
erfolgt. Nach der Begehung kann mit der Planung der Probenahme begonnen
werden und anschließend die Probenahme mit den notwendigen Auswertungen
durchgeführt werden.
Mit der Dokumentation der aufgelisteten Maßnahmen wird abschließend ein
Erkundungsbericht erstellt.
Die Erkundung von Bauwerken auf Schadstoffe gemäß ÖNORM S 5730 sollte bei
Ausschreibungen von Abbruchobjekten angewendet werden. Dadurch könnte eine
Vermengung von Gipsabfällen mit anderen Abfallfraktionen vermieden werden
und der Sulfatgehalt und die daraus resultierenden negativen Auswirkungen
erheblich minimiert werden.
113
Österreichisches Normungsinstitut (Hrsg.): ÖNORM S 5730 Erkundung von Bauwerken auf
Schadstoffe und andere schädliche Fraktionen. 15.10.2009.
96
8. Masterplan
8.1.5. Schadstofferkundung von Bauwerken vor Abbrucharbeiten gemäß
ONR 192130 114
Die bauwerksbezogene Schadstofferkundung gemäß ONR 192130 sieht vor,
Bauwerksteile wie Bodenplatten, erdberührte Wände, Außen- und Innenwände,
Decken, Fußbodenaufbauten, Fenster, Türen, Treppen, Dächer, Kamine,
Haustechnik, Einbauten und befestigte Freiflächen zu erkunden, wobei immer auf
Vollständigkeit geachtet werden muss.
Tab. 20 gibt ein Beispiel für die Vorgangsweise unterschiedlicher Bauwerksteile
an, um die Schadstoffquellen zu ermitteln.
Bauwerksteil
Wände
Vorgangsweise
Grund
Bohrproben von allen Wänden pro
Wandquerschnitt
Gebäudestock (Mischproben)
Anstriche
Abkratzen aller Wände eines
Ermittlung Schadstoff-
Stockwerks
quelle
Kaminruß
Abkratzen des Kamins
PAK
Decken
Bohren
Querschnitt
Guss Bitumen
Bohren
Querschnitt
Fliesen
Ganze Fliesen
Berechnung Anteil der
Gesamtmasse
Fliesenkleber
Abkratzen
Ermittlung Schadstoffquelle
Tab. 20:Bauwerksteile zur bauwerksbezogenen Schadstofferkundung
115
Somit kann eine eindeutige Aufzeichnung aller Schadstoffe erreicht werden.
114
Österreichisches Normungsinstitut (Hrsg.): ONR 192130 Schadstofferkundung von Bauwerken
vor Abbrucharbeiten. 01.05.2006.
115
97
8. Masterplan
8.1.6. Baurestmassentrennverordnung 116
§1. (1) Die Trennung der Stoffgruppe „Baustellenabfälle“ schreibt erst eine
Trennung ab einer Mengenschwelle von 10 Tonnen vor. Diese Menge erscheint
besonders hoch, wenn man bedenkt, dass in 10 Tonnen bis zu 6 % Masseprozent
an Gipsabfällen, das heißt 600 kg Gipsfraktionen das Aufbereiten eines
hochwertigen
Recycling-Baustoffes
aufgrund
der
hohen
Sulfatbelastung
verhindern.
§1. (2) Die Trennung ist so vorzunehmen, dass eine Verwertung der einzelnen
Stoffgruppen möglich ist.
Eine Verwertung ist aus den getrennten Abfällen zwingend einzuhalten.
§ 3. Wenn die in § 1 Abs. 1 erfassten Materialien keiner Verwertung zugeführt
werden können oder nachweislich eine Verwertung insbesondere durch lange
Transportwege
mit
unverhältnismäßigen
Kosten
verbunden
ist,
ist
eine
Behandlung gemäß § 1 Abs. 2 Z 3 des Abfallwirtschaftsgesetzes vorzunehmen.
AWG 2002 §1. Abs. 2. Z 3 sagt: Nicht verwertbare Abfälle sind je nach ihrer
Beschaffenheit durch biologische, thermische, chemische oder physikalische
Verfahren zu behandeln. Feste Rückstände sind reaktionsarm ordnungsgemäß
abzulagern.
Die Deponierung von Gipsabfällen widerspricht meiner Meinung nach der
Baurestmassentrennverordnung und dem AWG 2002, da es sich hierbei um
Materialien handelt, die einer einfachen Verwertung zugeführt werden könnten.
8.1.7. Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP) 117 118
Der
Bundes-
Abfallwirtschaftsplan
enthält
nur
Informationen
über
Aufbereitungsanlagen für Baurestmassen (z.B. Mauerwerk, Betonabbrüche, etc.).
Folgedessen
gibt
es
keine
Planung
für
Aufbereitungsanlagen
von
Gipsbaustoffabfällen. Diese sind im nächsten BAWP im Jahr 2017 zu ergänzen.
116
Verordnung des Bundesministers für Umwelt, Jugend und Familie über die Trennung von bei
Bautätigkeiten anfallenden Materialien. idF BGBl. Nr. 1991/259.
117
118
98
8. Masterplan
Der Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011 enthält lediglich Informationen, dass
Gipskartonplatten, welche auf der Baustelle als Verschnittreste anfallen, vorrangig
einem Recycling zuzuführen sind. Weiters wird beim verwertungsorientierten
Rückbau
eine
Anmerkung
gemacht,
dass
nicht
tragende
Bauteile
(Gipskartonwände) vor dem Abbruch dementsprechend demontiert werden
müssen und sortenrein zu trennen sind. Hierbei fehlen jedoch wichtige
Anmerkungen, dass diese Sammlung der Gipsabfälle witterungsgeschützt
passieren muss.
8.1.8. Übersichtsmatrix für rechtliche Rahmenbedingungen
Die Übersichtsmatrix dient zur Übersicht aller relevanten Punkte und Paragraphen
der angeführten Gesetze, Normen, Richtlinien und Verordnungen, die bei der
gesonderten Betrachtung einer Verbesserung bedürfen.
Übersicht
Paragraphen bzw. Punkte
AWG 2002
§ 1 (1), (2), (2a), (3), §5, §9, §14, §24
ÖNORM B 2251
Pkt. 1, 3, 3.1, 3.19, 4, 4.2.2.2, 5.2.2, 5.2.4, 5.3
Selektiver Rückbau als
Eigener Entwurf
Standardmethode
ÖNORM S 5730
Soll bei Ausschreibungen angewendet werden
ONR 192130
Soll bei Ausschreibungen angewendet werden
Baurestmassentrenn- VO
§ 1 (1), (2), § 3
Bundesabfallwirtschaftsplan
Band 1 – Seite 62, 65-67, 77, 87, 92
BAWP 2011
Band 2 – Seite 257, 264, 268, 363, 364
Fehlende Informationen über Recyclinganlagen
in Band 1
Tab. 21: Übersichtstabelle der Gesetze, Normen, Richtlinien und Verordnungen
99
8. Masterplan
8.2. Maßnahmenplanung für die Gipsindustrie
8.2.1. Planungshinweise für Gipsbaustoffe
Im folgenden Kapitel werden Planungshinweise erläutert, die es ermöglichen
sollen, in Zukunft gipshaltige Baustoffe einem Recyclingprozess zuzuführen,
sodass diese in weiterer Folge wieder als Sekundärrohstoff zur Verfügung stehen.
Bei der Ausarbeitung der Tab. 22 werden die unterschiedlichen Produkte nach
den Kriterien – Ökologie, Ökonomie und Technologie bewertet und anschließend
ein Eignungsgrad ermittelt. (1 = sehr gut, 10 = sehr schlecht)
Folgende Aussagen können zu den Produkten getroffen werden:
Die Baugipse, wie Anhydritestrich, Ansetzbinder, Gipsestrich und -kleber und
Putzmörtel schneiden bei der Bewertung schlecht ab, da diese aufgrund des
schlechten Recyclingvermögens aus heutiger Sicht nur einer Deponierung
zugeführt werden können. Mit erheblichem Aufwand, in etwa mit dem Verfahren
einer Attritionstrommel, wie in Kapitel 5.3.5, könnten auch diese Produkte einem
Recyclingprozess unterzogen werden. In dieser Hinsicht ist wichtig, dass der
Anteil an Baugipsen im Vergleich zu allen anderen Gipsprodukten 40-50 % der
gesamten
Gipsmenge
ausmacht. 119
Aus
diesem
Grund
muss
auf
Aufbereitungsverfahren von Baugipsen besonderes Augenmerk gelegt werden.
Die Produktgruppe der Gipsplatten weist eine hohe Recyclingeignung auf. Diese
wird jedoch in Österreich aus Gründen der geringen Primärrohstoffpreise, geringer
Deponiepreise, fehlender Aufbereitungsanlagen usw., wie sie in Kapitel 4.1.1
näher beschrieben wurden, nicht durchgeführt.
119
S.142.
100
Weitere
Anwendungen
Tab. 22: Bewertungskriterien von Gipsprodukten
Gipsplatten
Baugips
Anhydritestrich
Ansetzbinder
Gipsestrich
Gipskleber
Putzmörtel
Gipsfaserplatte
Gipskartonplatte
Gipskartonplatte
mit
Wärmedämmung
Vollgipsplatte
Vollgipsplatte mit
Wärmedämmung
Medizingips
Modellformengips
in der
Keramikindustrie
Modellformengips
nicht in der
Keramikindustrie
Zement
Produkt
2
2
10
9
1
5
7
9
3
8
1
7
7
9
8
8
8
8
7
9
5
3
8
4
10
6
4
6
2
2
2
2
4
4
4
8
2
2
2
3
3
5
8
10
8
10
9
3
5
8
5
1
5
8
8
8
9
9
9
9
9
9
8
Logistikkosten
6
7
2
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
10
3
3
3
6
3
6
9
10
9
10
9
3
4
1
3
3
3
6
2
6
9
9
9
9
10
9
4
Monostruktur
3
1
1
10
5
2
5
8
9
8
9
9
9
2
Recyclingeignung
Technologische Kriterien
Recycling- Verbindungsmarkt
struktur
Ökonomische Kriterien
Ressourcen- Schadstoff- Separierungsschonung
gehalt
kosten
4
4
4
4
4
7
7
Deponierfähigkeit
Ökologische Kriterien
Eignungsgrad
5
4
3
7
6
5
7
7
8
7
8
8
7
5
8. Masterplan
120
120
S.141.
101
8. Masterplan
Betrachtet man die starke Zunahme des Absatzes von Gipsplatten in den letzten
Jahren, die durch den immer beliebter werdenden Trockenausbau und immer
kürzere Bauzeiten vorangetrieben wird, so muss ein Schritt in Richtung
Aufbereitung von Gipsabfällen gemacht werden. Ebenfalls muss aus Sicht der
starken Umweltbelastung durch Deponien Abstand davon genommen werden,
Gipsabfälle zu deponieren.
Einen besonders schlechten Eignungsgrad weisen Gipsverbundplatten auf, die mit
EPS-Platten verklebt wurden. Diese sind schlecht rezyklierbar und aufgrund der
EPS-Platten auch nicht deponierbar. Diese sollten aus diesem Grund für die
Planung von Bauwerken nicht in Betracht gezogen werden.
Die weiteren Anwendungsformen, speziell bei Zement, zeigen, dass die positiven
ökologischen Kriterien (Deponiefähigkeit, Ressourcenschonung, Schadstoffgehalt)
durch die negativen ökonomischen Kriterien (Separierungs- und Logistikkosten,
Existenz Recycling Mark) kompensiert werden. Es sollte hier auf eine
Kreislaufführung des „Trägerstoffs“ Zement geachtet werden.
Die Anwendung von Modellformgips zeigt deutlich, dass eine gute Durchführung
einer Kreislaufwirtschaft realisiert wird. 121
121
S.142.
102
8. Masterplan
8.2.2. Einbau / Montage von Gipsbaustoffen
Baugipse wie Anhydritestriche, Putzmörtel, Ansetzbindern, Gipsestriche und
-klebern werden üblicherweise mit dem tragfähigen Untergrund verbunden und
können aus diesem Grund nicht mehr rückgebaut werden. Eine Trennung von
Baugipsen und der Tragstruktur kann durch Zerkleinerung mit Hilfe einer
Attritionstrommel (siehe Kapitel 5.3.5) oder dem Müller-Kühne-Verfahren (siehe
Kapitel 5.3.4), welches durch hohe Temperaturen Zement und Schwefelsäure
bildet, durchgeführt werden. Beide Methoden befinden sich jedoch noch im
Versuchsstadium.
Der Einbau bzw. die Montage von Gipsplatten wird praxisüblich mit zwei Varianten
vorgenommen:
Bei alten und sanierungsbedürftigen Gebäuden werden häufig Gipsplatten mit
Ansetzbinder oder Gipsklebern auf die bestehende Tragstruktur geklebt. Diese
Variante ergibt eine hohe Problematik beim Rückbau, da die Platten nur schwer zu
lösen sind.
Bei Neu- oder Umbauten werden häufig Ständerwände aus Aluminium oder
Holzkonstruktionen mit Gipsplatten (Gipskartonplatten, Gipsfaserplatten) beplankt.
Diese ermöglichen es, durch das Lösen der Schraubverbindung beim selektiven
Abbruch eine sortenreine Trennung der einzelnen Abfallfraktionen durchzuführen.
Eine erhebliche Verbesserung zur Erzielung einer besseren Rezyklierbarkeit ist
das Anbringen von Unterkonstruktionen, um auf ein Verkleben der Gipsplatten mit
Ansetzbinder zu verzichten. 122
122
Vgl. Pladerer, C. et al: Maßzahlen f. die Entsorgungseigenschaften von Gebäuden. Wien:
BMVIT 2010. S.135.
103
8. Masterplan
8.2.3. Aufbereitung von Gipsabfällen zu Sekundärrohstoffen
Die Aufbereitung von Gipsabfällen muss mittels durchdachten Abfallkonzepts
vollzogen werden.
Dazu gehört die sortenreine Sammlung der Gipsabfälle auf der Baustelle. Diese
sollte wie in Kapitel 5.1 mit geschlossenen Containern durchgeführt werden, um
eine Vermischung oder Verunreinigung mit anderen Abfallgruppen zu vermeiden
und sollte einen Witterungsschutz vor Regen etc. aufweisen.
Die
Einführung
einer
Rücknahmeverpflichtung
sollte
für
entstehende
Gipskartonplattenverschnittreste, die bei Neubauten und Umbauten anfallen
durchgeführt werden, um den Gipsbaustoffproduzenten zu ermöglichen, einen
geschlossenen Stoffkreislauf zu implementieren. 123
Die Einführung einer durchdachten Transportlogistik gehört dazu, die Gipsabfälle
von Baustellen und öffentlichen und privaten Sammelzentren zu sammeln und zu
den Zwischenlagern zu transportieren, wo die Abfälle im Anschluss zu
Recyclinggips verarbeitet werden können.
Die Errichtung von Zwischenlagerstellen soll wie in Kapitel 5.2.2 in einem Umkreis
von 100 km durchgeführt werden, um eine zu lange Fahrtstrecke zu vermeiden.
Nach einem Fachgespräch mit Herrn Henrik Lund-Nielsen (CEO Administration
Director des Unternehmens Gips Recycling A/S) sollten beim Start des
Gipsrecyclingprojektes in Österreich lediglich zwei Zwischenlagerstellen ganz in
der Nähe der beiden Gipskartonplattenwerke in Tirol und in der Steiermark
errichtet werden. Dies soll aus dem Grund so ausgeführt werden, dass der
erzeugte Recyclinggips einen möglichst geringen Transportweg zurücklegen muss
und das Aufkommen an Staub minimiert werden kann. 124
123
Vgl. Scheibengraf, Martin/Reisinger, Hubert: Abfallvermeidung u. -Verwertung: Baurestmassen Detailstudie zur Entwicklung einer Abfallvermeidungs- und Abfallverwertungsstrategie für den
BAWP 2006. Wien: 2005. S.67.
124
Fachgespräch beim Messebesuch der IFAT 2014 in München von 05.06.2014 bis 06.06.2014
mit Herrn Henrik Lund-Nielsen des Unternehmens Gypsum Recycling International, Egebaekvej
98, 2850 Naerum, Danmark
104
8. Masterplan
Im Anschluss an die Sammlung der Gipsabfälle muss ein möglichst effizientes
Aufbereitungsverfahren gewählt werden.
Nach Analyse der Aufbereitungsverfahren in Kapitel 5.3 soll Tab. 23 Aufschluss
über die zu erreichende Produktausbringung, die Vor- und Nachteile der einzelnen
Verfahren gezeigt werden, um eine Aussage treffen zu können, welches System in
Österreich eingesetzt werden sollte.
Aufbereitungs-
Produkt-
verfahren
ausbringung
Mechanisches
100 %
Vorteile
Nachteile
Einfaches Verfahren
Staubentwicklung
Keine
hoher
Staubentwicklung
Wasserverbrauch
Verfahren
Nassabsetz-
20-85 %
verfahren
Sensorgestütztes
94 %
Verfahren
Intensivierung
durch Hoher Technikanteil
Befeuchtung möglich
Müller-Kühne-
98 %
Zement + H2SO4
Verfahren
Hoher Energieaufwand
Attritionstrommel
95 %
Einfaches Verfahren
Versuchsstadium
Tab. 23: Übersicht der Aufbereitungsverfahren von Gipsabfällen
Ein Blick auf Tab. 23 zeigt deutlich, dass das mechanische Verfahren die beste
Produktausbringung erreicht und das einfachste System ist. Hierbei müssen die
vorhandenen
Gipsabfallmengen
lediglich
mittels
Schneckenzerkleinerer
zermahlen werden, die Eisenabfälle mit Hilfe eines Magnetabscheiders getrennt
und der Karton mechanisch abgesiebt werden.
Die weiteren Recyclingverfahren können in Ausnahmefällen eingesetzt werden,
wobei ein mobiles mechanisches Aufbereitungsverfahren in Österreich eine
hauptsächliche Anwendung finden sollte.
105
8. Masterplan
Aus diesem Grund kann, wie in Abb. 46 ersichtlich, eine geschlossene
Kreislaufwirtschaft auch in Österreich durchgeführt werden.
Somit
kann
der
gewonnene
Sekundärrohstoff
Gips
zu
den
Gipskartonplattenwerken geliefert werden und so wieder ein neues Produkt
entstehen.
Abb. 46:Gipsrecycling – „DER“ Sekundärrohstoff in der Kreislaufwirtschaft
125
Der enorme Vorteil des Rohstoffes Gips ergibt sich dadurch, dass reiner Gips
beliebig
oft
wieder
aufbereitet
werden
kann.
Aufgrund
des
reversiblen
Erhärtungsprozesses mit Wasser kann durch eine thermische Behandlung mit
150°C bei Recyclinggips eine Wasserabspaltung durchgeführt und Stuckgips
erzeugt werden. Weiters wird durch den Kalzinationsprozess bei 150°C
organisches Material ausgebrannt und somit ein hochwertiger Sekundärrohstoff
gewonnen. 126
125
Gypsum
Recyling
International
A/S:
Gipsrecycling.
In:
URL:
126
Vgl. Pladerer, C. et al: Maßzahlen f. die Entsorgungseigenschaften von Gebäuden. Wien:
BMVIT 2010. S.135.
106
8. Masterplan
8.3. Leitfaden für die Planung von (Hoch)-Bauprojekten
8.3.1. Grundlegende Planungshinweise
Das folgende Kapitel enthält einen Leitfaden, der dazu dienen soll, bei der
Planung von Bauprojekten im Sinne des „Urban Mining“ Gedankens eine
Kreislaufwirtschaft bei den eingesetzten Baumaterialien zu erzielen, um
Primärressourcen zu schonen und eine Abfallvermeidung durchzuführen.
Die Abfallhierarchie (siehe Abb. 47) sollte daher darauf beschränkt werden, dass
keine Beseitigung von Abfällen erfolgen darf.
ABFALLVERMEIDUNG
VORBEREITUNG zur
WIEDERVERWENDUNG
RECYCLING
SONSTIGE VERWERTUNG
V
E
R
W
E
R
T
U
N
G
BESEITIGUNG
Abb. 47: Abfallhierarchie
127
Aus diesem Grund sollte bereits bei der Planung von Bauprojekten darauf
geachtet werden, dass ein effizientes Recycling nach dem Rückbau eines
Bauwerkes möglich ist. Das Schlagwort heißt „Design for Recycling“. Als Vorbild
soll die Autoindustrie dienen, welche bereits jetzt darauf achtet, nach Gebrauch
der Autos eine möglichst hohe Recyclingrate zu erreichen. Das ist in der
Bauindustrie nicht der Fall, wobei es die Aufgabe der Produzenten ist, die
127
Vgl. Car, Martin: Abwasser- und Abfallwirtschaft, Abfallhierarchie. - Wien, FH Campus Wien,
Skriptum. WS 2013. S.12.
107
8. Masterplan
Produkte so zu entwerfen, dass eine Wiederverwendung, Recycling oder
Verwertung durchgeführt werden kann. 128
Die Abb. 48 zeigt eine Veranschaulichung der Kostenauswirkung von Produkten,
die während der Produktion, dem Gebrauch und der schlussendlichen Entsorgung
entstehen.
Die Grafik zeigt deutlich, dass eine enorme Kostensenkung erreicht werden kann
bei der Entsorgung, wenn bei der Produktion ein verbessertes Design
Anteilige Produktionsgesamtkosten
Produktion
Gebrauch
Entsorgung
durchgeführt wird.
PRODUKTION
GEBRAUCH
Geringfügige
Zugehörige, meist
Erhebliche
Senkung oder
gegenläufige
Veränderung der
Erhöhung der
Veränderung der
Entsorgungskosten
Herstellkosten
Gebrauchskosten
ENTSORGUNG
KostenBalance
heute
Horizont des Konstrukteurs und
bis heute
Verantwortung des Herstellers
Abb. 48: Veranschaulichung der Kostenauswirkung eines Produktes
morgen
129
Dies kann durch folgende Kriterien erreicht werden:
 Vermeidung des Einsatzes von Verbundwerkstoffen
 Minimierung der Materialvielfalt – weniger unterschiedliche Komponenten
 Verwendung hochwertigerer Materialien (z. B. Kunststoffe)
 Verbindungen sollten anstatt einer Verklebung als lösbare, mechanische
Verbindung ausgeführt werden.
128
Vgl. Rechberger, Helmut: Erkundung urbaner Lager. Wien: ORF Wien 2011.
129
Schenkel, W.: Recycling - Eine Herausforderung für den Konstrukteur. 1. Auflage. Düsseldorf:
VDI Verlag - Verein der deutschen Ingenieure 1991. S.123.
108
8. Masterplan
Im Wesentlichen sollte darauf geachtet werden, dass eine starke Vermischung
und in weiterer Folge eine Verklebung, Verschweißung oder eine ähnliche
unlösliche Verbindung von Materialien durchgeführt wird. Ein Negativbeispiel sind
Wärmedämmverbundsysteme, Dampfsperren und Photovoltaik-Fassaden. Der
Produktproduzent
muss
bei
der
Entwicklung
darauf
achten,
dass
eine
Demontagefähigkeit gegeben ist. Ein Lösungsansatz ist eine Gestaltungsrichtlinie
für demontagegerechte Produkte (siehe Tab. 24), die dazu dienen soll, einen
sogenannten
Anforderungen-Katalog
in
der
Konzeptions-,
Entwurfs-
und
Detaillierungsphase eines Produktes abzuarbeiten. (++ sehr wichtig, + wichtig)
Gestaltungsrichtlinien für demontagegerechte Produkte
manuell
automatisch
a) Konzeptionsphase
-
Einheitliche und geradlinige Demontageeinrichtungen
+
++
-
Sandwichaufbau mit zentralen Verbindungselementen
++
++
-
Auf Basisteil aufbauen
+
++
-
Baugruppenverträgliche Werkstoffkombination
+
++
b) Entwurfsphase
-
Zusammenfassen von Einzelteilen zu einem Bauteil
+
+
-
Sollbruchstellen vorsehen
+
+
-
Wenige Verbindungselemente (leicht lös- u. zerstörbar)
++
++
-
Verringerung der Werkstoffvielfalt
+
+
-
Altersbeständige, nicht korrodierende
++
++
Werkstoffpaarungen für Verbindungselemente
c) Detaillierungsphase
-
Standardisierung von Bauteilen - Mehrfachnutzung
+
++
-
Einheitliche und einfache Verbindungstechnik
+
++
-
Trennstellen gut zugänglich gestalten
++
++
-
Gleichzeitiges Trennen und Demontieren ermöglichen
++
+
Tab. 24: Gestaltungsrichtlinien für demontagerechte Produkte
130
Somit ist die richtige Demontage gewährleistet und es kann durch die richtige
Trennung der Abfälle ein wichtiger Grundstein gelegt werden.
130
Hornbogen, E./Bode, E./Donner, P.: Recycling - Materialwissenschaftliche Aspekte. 1. Auflage.
Berlin Heidelberg: Springer-Verlag 1993. S.63.
109
8. Masterplan
8.3.2. Konstruktions- und Materialaufbau für (Hoch)-Bauprojekte
Bei der Planung von Bauprojekten sollte bei der Wahl der Materialien darauf
geachtet werden, welche Ökobilanz das jeweilige Material oder Produkt aufweist.
Damit kann die aufgebrachte Energiemenge, die für Herstellung, Transport und
Entsorgung des Produktes notwendig ist, abgelesen werden.
Dies gibt einen Überblick (siehe Tab. 25), welche Energiemenge benötigt wird. Es
muss auch berücksichtigt werden, dass Materialien wie Glas, Metalle, Papier und
auch Gips leichter einer Aufbereitung zugeführt werden können und die
Herstellung neuer Produkte deutlich weniger Energie braucht.
Bei Holzprodukten ist darauf zu achten, dass bei häufiger Bearbeitung die
Ökobilanz signifikant ansteigt. Das größte Augenmerk sollte auf Kunststoffe gelegt
werden, da hier ein enormes Verbesserungspotential besteht.
Baustoff
Ökobilanz
Baustoff
[MJ/kg]
Ökobilanz
[MJ/kg]
Normalbeton
0,6 – 0,8
Bauholz
1,2
Betonfertigteile
1,6 – 2,7
Spanplatten
10,0-16,0
Stahlbeton C20/25
1,5 – 2,7
Wärmedämmstoffe
4,5 – 100,0
Ziegel
2,0 – 3,0
Kunststoffe
30,0 – 160,0
Zement (Portland)
4,1
Aluminium (100-0%)
16,0 – 260,0
Mörtel & Putze
1,0 – 10,0
Kupfer
56,0 – 130,0
Flachglas
22,0
Stahl
26,0 – 33,0
131
Tab. 25: Graue Energie bzw. Ökobilanz der Baustoffe
131
Rechberger, Helmut: Graue Energie von Baustoffen. - Wien, TU-Wien, Skriptum. SS 2011.
S.34.
110
8. Masterplan
Die
Darstellung
der
Ökobilanzen
(siehe
Abb. 49)
der
unterschiedlichen
Gipsprodukte zeigt, dass ein durchschnittlicher Primärenergieverbrauch von
3-4 MJ/kg eingesetzt wird, welcher im Bereich der Baustoffe Beton, Ziegel und
Zement liegt.
Zugute kommt diesem Baustoff Gips, dass er beliebig oft wieder verwertet werden
kann.
Ökobilanz von Gipsprodukten [MJ/kg]
6
5
MJ/kg
4
3
2
1
Stuckgips
Gips-Kalkputz
Gipsputz
Spachtelmassen, Ansetzbinder und
Gipskleber
Gips-Wandbauplatten
Gipsfaserplatten - Trockenestrich
Gipsfaserplatten
Gipsplatten - Trockenestrich
Gipsplatten - Lochplatten
Gipsplatten - Feuerschutzplatten
Gipsplatten imprägniert
Gipsplatten
0
132
Abb. 49: Primärenergieverbrauch der Gipsbaustoffe
132
Vgl.
Bremer,
Thomas:
Gipsprodukte
Umwelt-Produktdeklaration.
Forschungsvereinigung der Gipsindustrie e.V. 2007. S.4.
Darmstadt:
111
8. Masterplan
Bei der Verwendung von unterschiedlichen Materialien sollte vermehrt darauf
geachtet werden, dass nachwachsende Rohstoffe verwendet werden. Die
Bedeutung von Holzbauten wird in den nächsten Jahrzehnten eine starke
Steigerung erfahren. Weiters können Materialien wie Stroh, Hanf, Baumwolle und
Flachs als Wärmedämmung eingesetzt werden.
Nachwachsende Rohstoffe
Anwendung
Holz
Stat. Tragsysteme, Fertigteilsysteme,
Fenster, Türen
Schafwolle, Flachs, Kokos, Hanf,
Wärmedämmung, Trittschalldämmung,
Baumwolle
Raumtextilien
Zellulose
Einblasdämmung, Faserverstärkung von
Gipsplatten
Stroh
Wärmedämmung
Stärke
Stärkeleister als Bindemittel in Gipsplatten
Tab. 26: Übersicht nachwachsender Rohstoffe
133
Abb. 50: Wandaufbau mit Strohdämmung in Holzständerbauweise
134
133
Scheibengraf, Martin/Reisinger, Hubert: Abfallvermeidung u. -Verwertung: Baurestmassen Detailstudie zur Entwicklung einer Abfallvermeidungs- und Abfallverwertungsstrategie für den
BAWP 2006. Wien: 2005. S.101.
134
Scheibengraf, Martin/Reisinger, Hubert: Abfallvermeidung u. -Verwertung: Baurestmassen Detailstudie zur Entwicklung einer Abfallvermeidungs- und Abfallverwertungsstrategie für den
BAWP 2006. Wien: 2005. S.103.
112
8. Masterplan
Der folgende Abschnitt zeigt Beispiele von Konstruktionen, welche eine leichte
Demontage und in weiterer Folge aufgrund der geringen unterschiedlichen
Materialien ein einfaches Recycling erlauben. 135
Abb. 51: Verbindungselemente - Holzbausystem Cross- House
136
Abb. 52: Holzbausystem Cross- House im Rastermaß
Die Ausführung dieses Holzbausystems wird im Rastermaß 1,25 m angeboten
und aus Brettschichtträgern mit Hartholzeinlagen gefertigt. Eine Art von
Verbindungselementen für sämtliche Konstruktionen ist ein großer Vorteil.
135
Schneider, U./Böck, M./Mötzl, H.: Endbericht recyclingfähig
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie 2011.
konstruieren.
Wien:
136
konstruieren.
Wien:
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie 2011. S.36.
113
8. Masterplan
Abb. 53: Montage eines Strohballenhauses mit natürlichen Baustoffen
137
Abb. 53 zeigt eine Modulbauweise, welche mit TJI Trägern, einer 40 cm
Strohdämmung und einer beidseitigen Beplankung ausgeführt wird.
Aufgrund der Verwendung von Holz als Tragkonstruktion, Stroh als Dämmung,
Holzfaserplatten als Putzträger und Lehm als Putz können alle Materialien einem
Recyclingprozess zugeführt werden.
Abb. 54: Montage- und Demontagegerechte Verbindungstechniken
138
Abb. 54 (links) zeigt einen Stahlträger für eine Decke, welche mit einem
Einhaksystem ausgebildet wurde. Weiters ist ein verschieblich ausgeführtes
Lagerungssystem für Verbundsicherheitsglas ersichtlich (siehe Abb. 54 - rechts).
137
konstruieren.
Wien:
138
konstruieren.
Wien:
114
8. Masterplan
8.3.3. Selektiver Rückbau
Das folgende Unterkapitel zeigt einen Kostenvergleich (siehe Abb. 55) der beiden
Abbruchvarianten, welches bei unterschiedlichen Projekten in Deutschland
durchgeführt wurde.
Der selektive Rückbau ist bei den Projekten in Dobel, Strasbourg und Rottweil
günstiger gewesen als der konventionelle Abbruch.
Das Projekt Mulhouse zeigt, dass der konventionelle Rückbau deutlich geringere
Abbruchkosten aufwies, da der Verwertungs-, Entsorgungs- und Transportanteil
deutlich geringer war.
Kostenvergleich
50,0
45,0
Verwertung/ Entsorgung/Transport
40,0
Demontage od. Abbruch
30,0
25,0
41,4
20,0
10,5
4,0
Dobel (D) / Hotel /
Holzskelettbauweise
selektiver Rückbau
0,0
-5,0
3,5
Mulhouse (F) /
Wohngebäude /
Massivbauweise
Strasbourg (F) /
Industriegebäude /
Massivbauweise
Abb. 55: Kostenvergleich – Selektiver Rückbau und konventioneller Abbruch
139
2,0
1,5
3,0
-1,5
7,0
3,0
konventioneller Rückbau
5,5
8,1
selektiver Rückbau
6,5
2,8
11,2
selektiver Rückbau
5,0
7,0
10,0
15,0
selektiver Rückbau
Kosten [€/m³]
35,0
Rottweil (D) /
Schulgebäude /
Massivbauweise
139
Köhler,
Dieter:
Abbruch-Recycling-Deponierung.
http://www.hb.bv.tum.de/Studienfacher/BauKo3/Referate/Abbruch-RecyclingDeponierung%20Final.pdf (letzter Zugriff 19.03.2014).
In:
URL:
115
8. Masterplan
Anschließend wird ein Stufenaufbau für den selektiven Rückbau vorgestellt:
Selektiver Rückbau
Stufe 1: Demontage zugänglicher kontaminierter Bereiche
Trennung, Beseitigung
Schwach gebundene Asbestbauteile,
mit produktspezifischen Substanzen
verunreinigte Bauteile
Stufe 2: Ausbau wiederverwendbarer Bestandteile
Lagerung, Instandsetzung, Handel
Armaturen, Heizkörper, Rohrleitungen,
Treppen, Geländer, mobile
Trennwände, Dachziegel
Stufe 3: Ausbau wiederverwertbarer Bestandteile
Trennung, Aufbereitung, Lagerung,
Verwertung
Glas, unbehandelte Hölzer, Metalle
Stufe 4: Entfernung u. getrennte Erfassung aller Störstoffe
ggf. Trennung, Beseitigung
Dämmstoffe, Füllschäume,
behandelte Gipskartonplatten
Stufe 5: Rückbau der Gebäudesubstanz einschl. Außenanlagen und
Tiefbauten
Trennung, Aufbereitung, Lagerung,
Verwertung
Abb. 56: Stufenaufbau des selektiven Rückbaus
140
Mauerwerk, Betonkonstruktionen,
Fundamente, Treppen, Stahlträger
140
Schneller, Siegfried: Baustoff-Recycling im Hochbau. - Wien, TU Wien. Dipl. Arb. 2013. S.55.
116
9. Conclusio
9. Conclusio
Die Ausarbeitung der Master Thesis hat gezeigt, dass ein qualitativ hochwertiger
Recyclinggips
eine
maßgebliche
Rolle
in
der
Rohstoffversorgung
von
Gipskartonplatten in nächster Zukunft spielen kann. Doch dazu müssen die
beteiligten Stakeholder wie die Projektplaner, die Gipsindustrie, die Baubranche,
Entsorgungsunternehmen, die Behörde und die öffentliche Hand mit vereinten
Kräften mitwirken:
 Rechtliche und technische Rahmenbedingungen zu schaffen
 Ein
Deponierungsverbot
von
Gipsabfällen
durch
die
politischen
Entscheidungsträger zu erlangen, um die Umweltauswirkungen
zu
reduzieren
 Gipsabfallsammelstellen zu eröffnen
 Eine sortenreine Trennung der Gipsabfälle der Entsorgungsunternehmen
zu erledigen
 Einen
geschlossenen
Transportkreislauf
zu
Zentrallagerstellen
zu
implementieren
 Aufbereitungsanlagen zu errichten
 Den Absatz des Sekundärrohstoffes zu gewährleisten und zu sichern
 Festlegung hoher Qualitätsstandards von Seiten der Gipsindustrie zur
Sicherung der Rohstoffqualität
 Recyclinggerechte Konstruktionen zu entwerfen
 Rücknahmesysteme für Gipsplattenverschnittreste von Produzenten zu
generieren
Schlussendlich soll das riesige anthropogene Lager, welches sich in den letzten
Jahrzehnten in Österreich angesammelt hat, dazu genutzt werden, einen gezielten
Stoffkreislauf durch geeignete Aufbereitungsverfahren zu realisieren, sodass eine
Schonung der Primärressourcen erreicht werden kann.
Denn Gipsbaustoffe sind kein Abfall!
117
Quellenverzeichnis
Quellenverzeichnis
Selbständig erschienene Publikationen
Baccini, Peter/Brunner, Paul H.: Metabolism of the Anthroposhere. 1. Auflage.
Cambridge, Massachusetts, London, England: The MIT Press 2012.
Berger, Hans: Abbruch und Recycling. 1. Auflage. Köln: RKW-Verlag TÜV
Rheinland 1990.
Bremer, Thomas:
Gipsprodukte
Umwelt-Produktdeklaration.
Forschungsvereinigung der Gipsindustrie e.V. 2007.
Darmstadt:
Bundesministerium für Land- u. Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft:
Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP). Band 1. Wien: 2011.
Bundesministerium für Land- u. Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft:
Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011 (BAWP). Band 2. Wien: 2011.
Bundesverband der Gipsindustrie, e.V.: Gipsdatenbuch. Berlin: 2013.
Daxbeck, Hans/Flath, Julia/Neumayr, Stefan/Buschmann, Heinz/Obernosterer,
Richard: Konzept zur nachhaltigen Nutzung von Baurestmassen basierend auf der
thematischen Strategie für Abfallvermeidung und Abfallrecycling in der EU. Project
EnBa - Action 1. Wien: 2011.
Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft: Rohstoffe aus Abfällen –
Rückgewinnung von Gips aus Gipsabfällen und synthetischen Gipsen. Berlin:
2010.
Graubner, Carl-Alexander/Rast, Ronald/Schneider, Klaus-Jürgen: Mauerwerksbau
aktuell 2014. 1. Auflage. Berlin - Wien - Zürich: Beuth Verlag GmbH 2014.
Hamm, Heiner/Hüller, Rudolf/Demmich, Jörg: Process Know-how. Nr. 5. Iphofen:
2007.
Himmel, Wilhelm/Mitterwallner, Josef: Gipskartonplatten-Recycling. Folie 3. GrazBurg: Land Steiermark - Amt der Steiermärkischen Landesregierung 2008.
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120
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Wien, Skriptum. WS 2013.
Kleemann, Fritz: Two Methods for Evaluating the Material Composition of
Buildings in Vienna. - Wien, TU-Wien, Christian Doppler Forschungsgesellschaft,
Skriptum. WS 2013.
Rechberger, Helmut: Graue Energie von Baustoffen. - Wien, TU-Wien, Skriptum.
SS 2011.
Normen
Österreichisches Normungsinstitut:
ÖNORM
B
2251.
Abbrucharbeiten
Österreichisches Normungsinstitut: ÖNORM S 2096-1. Stoffflussanalyse Teil 1:
Anwendung in der Abfallwirtschaft - Begriffe. 1.1.2005.
Österreichisches Normungsinstitut: ÖNORM S 2096-2. Stoffflussanalyse Teil 2:
Anwendung in der Abfallwirtschaft - Methodik. 1.1.2005.
Österreichisches Normungsinstitut: ÖNORM S 5730 Erkundung von Bauwerken
auf Schadstoffe und andere schädliche Fraktionen. 15.10.2009.
Österreichisches Normungsinstitut: ONR 192130 Schadstofferkundung von
Bauwerken vor Abbrucharbeiten. 01.05.2006.
Gesetzestexte
EU-Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus
erneuerbaren Quellen
Verordnung des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und
Wasserwirtschaft über Deponien (DVO 2008). BGBl. II Nr. 2008/39 idF BGBl. II
2014/39
Abfallverzeichnis entsprechend der Abfallverzeichnisverordnung in der Fassung
der Verordnung BGBl. II Nr. 2008/498 und der RecyclingholzV, BGBl. II Nr.
2012/160
Bundesgesetz über eine nachhaltige Abfallwirtschaft (Abfallwirtschaftsgesetz 2002
- AWG 2002) idF BGBl. I Nr. 2002/102
Verordnung des Bundesministers für Umwelt, Jugend und Familie über die
Trennung von bei Bautätigkeiten anfallenden Materialien. idF BGBl. Nr. 1991/259
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http://gypsumtogypsum.org/gtog/factsandfigures/ (letzter Zugriff 14.04.2014)
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Sekundärrohstoff.
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URL:
http://www.knauf.at/www/de/presseberichte/knauf_pressemeldungen_2012/neue_
wege_im_umweltbereich/knauf_presseberichte_2012_neue_wege_im_umweltber
eich.html#open (letzter Zugriff 13.04.2014)
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Rohstoffindustrie. In: URL: http://urban-mining.com/index.php?id=164 (letzter
Zugriff 18.05.2014)
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In:
URL:
http://www.gipsrecycling.de/SiteConnect/Customers/Gypsum%20Recycling%20Int
/Archive/492/Nieuwsbrief%20augustus%202011%20Duitsland.pdf (letzter Zugriff
11.05.2014)
Gypsum
Recyling
International
A/S:
Gipsrecycling.
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URL:
http://www.gipsrecycling.de/SiteConnect/Customers/Gypsum%20Recycling%20Int
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122
Quellenverzeichnis
Weitere Quellen:
Fachgespräch beim Messebesuch der IFAT 2014 in München von 05.06.2014 bis
06.06.2014 mit Herrn Henrik Lund-Nielsen des Unternehmens Gypsum Recycling
International, Egebaekvej 98, 2850 Naerum, Danmark
123
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Aufteilung der Marktanteile der Wohnungsbauten .................................... 7
Abb. 2: Aufteilung der Marktanteile der Wohnungsbauten .................................... 7
Abb. 3: Materialzusammensetzung von Gründerzeit- und 1970er Jahre - Bauten . 9
Abb. 4: Materialaufwand für ein Einfamilienhaus in Massivbauweise ................. 10
Abb. 5: Materialaufwand für ein Mehrfamilienhause in Massivbauweise ............ 11
Abb. 6: Materialaufwand für ein Mehrfamilienhaus in Holz – Massivbauweise ... 12
Abb. 7: Materialaufkommen anhand des Vergleiches Wohn- zu Bürobauten ..... 14
Abb. 8: Gipseintrag in Deutschland von 1880 bis 2010 ....................................... 15
Abb. 9: Verteilung des Gipssprodukteinsatzes .................................................... 19
Abb. 10: Gipskreislauf ........................................................................................ 20
Abb. 11: REA-Gips - Aufkommen und Deponie in Österreich .............................. 25
Abb. 12: Herstellungsablauf Gipskartonplatten ................................................... 28
Abb. 13: Gipskartonplattenabfälle durch Verschnitt auf der Baustelle ................. 29
Abb. 14: Konventioneller Abbruch eines Gebäudes ............................................. 30
Abb. 15: RiCycling System des Unternehmens Rigips Austria GesmbH .............. 32
Abb. 16: Gipskartonplattenzusammensetzung (Stand 2005) .............................. 37
Abb. 17: Sammelcontainer für Gipsbaustoffabfälle ............................................. 39
Abb. 18: LKW mit Anhänger und Kran zum Verladen der Gipsbaustoffabfälle .... 41
Abb. 19: Lagerhalle zum Sammeln der Gipsabfälle ............................................ 42
Abb. 20: Fiktive Standorte für Zwischenlagerstellen in Österreich ....................... 43
Abb. 21: Mobile Gipsrecyclinganlage der FA Gypsum Recycling Nederland BV . 44
Abb. 22: Mechanisches Aufbereitungsverfahren ................................................. 45
Abb. 23: Nassabsetzverfahren ............................................................................ 46
Abb. 24: Prinzip einer sensorgestützten Sortierungsanlage ................................ 46
Abb. 25: Müller-Kühne-Verfahren ....................................................................... 47
Abb. 26: Attritionstrommel .................................................................................. 48
Abb. 27: Verbleib der Abfälle aus dem Bauwesen im Jahr 2009 ......................... 49
Abb. 28: BAWP - Abfälle aus dem Bauwesen – Deponierte Massen im Jahr 2008
...................................................................................................................... 50
Abb. 29: Entwicklung der deponierten Abfälle aus dem Bauwesen seit dem Jahr
1998 ............................................................................................................. 50
Abb. 30: Zukunftsperspektive des weltweiten Gipsangebotes und der
Gipsnachfrage .............................................................................................. 55
Abb. 31: Recycling Gips Produktionsstätten in Deutschland ............................... 57
Abb. 32: BAWP - Qualitätsklassen: Grenzwerte für Recycling-Baustoffe ............ 62
Abb. 33: Urban Mining - lang- und kurzfristige Minen .......................................... 68
Abb. 34: Gebäuderückbauvarianten .................................................................... 69
124
Abb. 35: Ermittlung des Sulfatgehaltes an 9 Musterwänden ............................... 74
Abb. 36: Abschätzung des Gipsgehaltes anhand unterschiedlicher Verfahren .. 74
Abb. 37: Stoffflussanalyse von Gips heute ........................................................... 76
Abb. 38: Stoffflussanalyse von Gips nach dem Urban Mining Prinzip in Zukunft . 77
Abb. 39: BIM - Building Information Modeling ..................................................... 79
Abb. 40: Ressourcenkataster für die Stadt Wien ................................................. 80
Abb. 41: Gebäudekubatur mit Vermerken ........................................................... 81
Abb. 42: Rechnerische Gewichtsermittlung .......................................................... 82
Abb. 43: Gewichtsermittlung durch repräsentative Proben an Gebäuden ........... 83
Abb. 44: Gesamtergebnis Gewichtsermittlung mittels Methode A und B ........... 83
Abb. 45: Urban Mining Prozesse .......................................................................... 85
Abb. 46:Gipsrecycling – „DER“ Sekundärrohstoff in der Kreislaufwirtschaft ..... 106
Abb. 47: Abfallhierarchie ................................................................................... 107
Abb. 48: Veranschaulichung der Kostenauswirkung eines Produktes ............... 108
Abb. 49: Primärenergieverbrauch der Gipsbaustoffe ......................................... 111
Abb. 50: Wandaufbau mit Strohdämmung in Holzständerbauweise .................. 112
Abb. 51: Verbindungselemente - Holzbausystem Cross- House ....................... 113
Abb. 52: Holzbausystem Cross- House im Rastermaß ...................................... 113
Abb. 53: Montage eines Strohballenhauses mit natürlichen Baustoffen ............ 114
Abb. 54: Montage- und Demontagegerechte Verbindungstechniken ................ 114
Abb. 55: Kostenvergleich – Selektiver Rückbau und konventioneller Abbruch . 115
Abb. 56: Stufenaufbau des selektiven Rückbaus .............................................. 116
125
Tabellenverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Gipsphasen im CaSO4 . H2O...................................................................... 3
Tab. 2: Übersicht über die Gipsprodukte ............................................................... 4
Tab. 3: Materialverteilung von Gründerzeit- und 1970er Jahre - Bauten ................ 9
Tab. 4: Materialbedarf für ein Musterprojekt „Einfamilienhaus Massiv“ ................ 10
Tab. 5: Materialbedarf für ein Musterprojekt "Mehrfamilienhaus Massiv" ............. 11
Tab. 6: Materialbedarf für ein Musterprojekt "Mehrfamilienhaus HolzMassivbauweise" ........................................................................................... 12
Tab. 7: Gebäude und Wohnungen 2011 nach dem Errichtungsjahr .................... 16
Tab. 8: Nutzfläche der Wohnungen Österreichs................................................... 16
Tab. 9: Masse der unterschiedlichen Bauperioden .............................................. 17
Tab. 10: Gipsfraktion in Österreich ....................................................................... 18
Tab. 11: World Mining Data - Gips- and Anhydritabbau ...................................... 22
Tab. 12: Standorte und Unternehmen in Österreich ............................................ 22
Tab. 13: REA-Gips - Aufkommen und Deponie ................................................... 24
Tab. 14: Prognose der Gipskartonplattenabfälle in Österreich und Deutschland 37
Tab. 15: REA-Gipsproduktion der EU-Staaten im Jahr 2003 .............................. 56
Tab. 16: Verlauf der Deponierungskosten im Vereinigten Königreich (UK) ......... 59
Tab. 17: Grenzwerte für Gehalte im Eluat für Sulfat und TOC ............................ 61
Tab. 18: Qualitätskriterien für REA-Gips und Recyclinggips ............................... 64
Tab. 19: Ermittlung von Bauwerksdaten mit Hilfe von GIS-Daten ....................... 81
Tab. 20:Bauwerksteile zur bauwerksbezogenen Schadstofferkundung .............. 97
Tab. 21: Übersichtstabelle der Gesetze, Normen, Richtlinien und Verordnungen 99
Tab. 22: Bewertungskriterien von Gipsprodukten .............................................. 101
Tab. 23: Übersicht der Aufbereitungsverfahren von Gipsabfällen ...................... 105
Tab. 24: Gestaltungsrichtlinien für demontagerechte Produkte ......................... 109
Tab. 25: Graue Energie bzw. Ökobilanz der Baustoffe ...................................... 110
Tab. 26: Übersicht nachwachsender Rohstoffe ................................................. 112
126
Anhang
Anhang
Fotoserie vom Projekt: „Phönix – Einfall statt Abfall“ (Amt der Steiermärkischen
Landesregierung - Fachabteilung 19D Abfall- und Stoffwirtschaft)
Abbildung 1: Sammlung von Gipskartonplattenabfällen von Baustellenabbrüchen
Abbildung 2: Bestückung des Brechers
Abbildung 3: Abscheidung der Kartonfraktion
127
Anhang
Abbildung 4:Austragung der Gipsrohfraktion
Abbildung 5:Aufbereitungsanlage – Dichtesortierung
Abbildung 6:Fertiges Gipsreyclat
141
141
Land Steiermark - Amt der Steiermärkischen Landesregierung 2008. S.9 ff.
128
Anhang
Zu Kapitel 7.3.1 Ressourcenpass / Gebäudepass:
Environmental Product Declarations (EPD)
Hierbei handelt es sich um ein Dach- und Dichtungsbahnsystem des
Unternehmens EVALON (Deklarationsnummer EPD-ALW-2010211-D).
Abbildung 7: EPD - Environmental Product Declaration - Beispiel 1
142
142
129
Anhang
Beispiel 2 beschreibt die EPD von Kalksandsteinen.
143
143
130
Anhang
Beispiel 3 besteht aus Mörtel und Verputzen.
144
144
131
Anhang
Messe München IFAT 05.05. + 06.05.2014
Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft
Mitschrift zum Meeting mit dem Unternehmen Gypsum Recycling International
Anwesende:
Katri Stén  Country Manager Finland
Henrik Lund-Nielsen  CEO / Adm. Dir., MBA
Zu 2. Verwendung – nicht Teil der Besprechung
Zu 3. Gewinnung – nicht Teil der Besprechung
Zu 4. Kreislaufwirtschaft:
Flächendeckende Kreislaufwirtschaft bei Gipsrecycling in den Ländern, Dänemark,
Deutschland (seit 2012), Finnland (seit 2014), Schweden Verkaufte Anlagen in
USA und Japan
Zu 5. Optimierungspotentiale Gipsrecycling

Staubreduzierung
–
Recyclingvorgang
passiert
in
einer
vollkommen
geschlossenen Halle, Fremdstoffe reduzieren, Arbeitskräfte besonders vor
Staub schützen – ganz geschlossene Radlader, Atemschutz, etc.

Mobile Anlagen sind flexibler als Stationäranlagen (1 stat. Anlage in Japan)

Kapazität 200.000 t/Jahr  20 t/h oder 30 t/h  zwei verschieden große
Anlagen

Kosten: Vertrag wird abgeschlossen, Wartung ist ebenfalls sehr wichtig
Zu 6. Effekte bei der Verwendung von Sekundärrohstoffen

Qualitätskriterien sind besonders bei Abbruchmaterialien zu berücksichtigen –
Vor allem sind Schadstoffe wie Asbest zu berücksichtigen und zu entsorgen

Im Baumaterial ist 1 % Sulfat erlaubt – länderspezifische Normen

Regen  Eluat verunreinigt Grundwasser

Wichtig ist bei der Deponie, dass sie eine Membran eingebaut hat unten, um
eine Filtrierung zu erreichen und zu vermeiden, dass Sulfat im Sickerwasser
oder gar ins Grundwasser und in den Wasserkreislauf kommt
132
Anhang

Probleme mit organischem Material  CaSO4 + H2O (=Regen) so entsteht
Schwefelwasserstoff, kann tödlich sein, wenn kein Sauerstoff hinzugezogen
wird  Unfall in USA

Irrglaube
in
Deutschland
und
Österreich,
dass
Gipsbaustoffe
in
Inertabfalldeponien abgelagert werden können – großes Problem, da eine
Reaktion mit organischem Material zu einer erhöhten Umweltbelastung führt.
Zu 7. Zukunftstrends:

Bei Gipsprodukten funktioniert die Verwendung von deponierten Materialien
nicht, da diese durch chemische Reaktion nicht mehr zur Wiederaufbereitung
geeignet sind.

Zukunftstrends bei Gipskreislauf: In Deutschland wurden per Gesetz die
Kalihalden geschlossen. Vereinigungen und Gipsrecycling drängen darauf,
dass statt der Deponierung Recycling forciert und durchgeführt wird
Zu 8. Masterplan für Gipsrecycling

Zentrallager für Gipsrecyling sollten ganz in der Nähe der 2 Gipswerke in Tirol
und in der Steiermark errichtet werden. 5 Zentrallager zu errichten ist nicht
notwendig, da dann der Transport des Sekundärrohstoffes unnötig lange wäre.
Ansprechpartner  Andreas Heinz, Business Manager (+45 51 93 03 08)
Ana Rimero
133
Anhang
Patent von Gips Recycling International A/S:
Abbildung 10: Recyclinganlage Patent
134
Anhang
Abbildung 13:Recyclinganlage Patent
135
Anhang
Ansprüche (12)
1. Vorrichtung
zur
Rückgewinnung
von
Materialien,
welche
einen
hydraulischen Binder, insbesondere Gips, aufweisen, wobei die Vorrichtung
einen Trichter aufweist, welcher in Verbindung mit einer Einrichtung zum
Bereitstellen einer groben Zerkleinerung von Materialien, welche in den
Trichter eingebracht werden, angeordnet ist, und wobei die Einrichtung zur
groben
Zerkleinerung
sich
in
Verbindung
mit
einer
ersten
Transporteinrichtung befindet, welche das grob zerkleinerte Material zu
einer Einlassöffnung für eine Walzenmühle transportiert, an welcher das
grob zerkleinerte Material gewalzt wird, wobei danach eine zweite
Transporteinrichtung das Material zu einer Trenneinrichtung transportiert,
welche
eine
Perforationen
perforierte
den
Trenntrommel
zerkleinerten
und
aufweist,
gemahlenen
an
welcher
feinen
die
Partikeln
ermöglicht durch die Perforationen hindurch zu schreiten und in einer
dritten Transporteinrichtung für eine Wiederverwendung oder wahlweise für
eine Aufbewahrung gesammelt zu werden, und wobei das in der Trommel
zurückgelassene Material durch eine vierte Transporteinrichtung für eine
Speicherung oder für eine Entsorgung abtransportierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur groben
Zerkleinerung von Materialien eine oder mehrere gegenläufig drehende
Walzen und/oder Raspelvorrichtungen und/oder Messer aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwischen der Einrichtung zur groben
Zerkleinerung und der ersten Transporteinrichtung und/oder benachbart zu
der dritten Transporteinrichtung ein magnetischer Separator angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei innerhalb oder in Verbindung mit der
Einrichtung zu groben Zerkleinerung und/oder zwischen der Walzenmühle
und der Trenneinrichtung Einrichtungen zum Aufheizen des zerkleinerten
Materials vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei benachbart zur Trennvorrichtung und
vor
der
vierten
Transporteinrichtung
eine
Papiersammel-
und
Kompressionseinrichtung vorgesehen ist.
136
Anhang
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Vorrichtung auf einem für den Straßentransport geeigneten kommerziellen
Anhänger angeordnet ist und wobei eine Einrichtung zum Bereitstellen
einer Stromversorgung für die Vorrichtung innerhalb der Vorrichtung
vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das einen hydraulischen Binder aufweisende Material als Gipsplatte
ausgebildet ist, welche einen entweder reinen, modifizierten und/oder
faserverstärkten Gipskern aufweist, wobei der Kern auf einer oder beiden
ebenen Seiten durch Abdeckblätter bedeckt oder teilweise bedeckt ist,
wobei die Blätter Zellulose enthalten können, z. B. als Papierprodukt,
und/oder wobei die Blätter ferner mit Farbe, Polymeren, Textilien oder
anderen Beschichtungen behandelt oder bedeckt sein können.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Vorrichtung derart konstruiert ist, dass alle Einrichtungen und Anlagen
in einer staubdichten Umgebung angeordnet sind und wobei Einrichtungen
zum Aufrechterhalten eines geringeren Drucks innerhalb der Vorrichtung
gegenüber der umgebenden Umgebung vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Walzen der Walzenmühle im
Wesentlichen zylindrisch sind und sich um eine parallele Längsachse
drehen, und wobei die Walzen ferner mit asymmetrischen Vertiefungen und
Rippen parallel zu der Längsachse versehen sind, und wobei die
Asymmetrie der Rippen mindestens senkrecht zu der Längsachse und
wahlweise geeignet für die Vertiefungen in der Breite und Tiefe der
einzelnen Vertiefungen vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, wobei die zwei oder mehreren Walzen
mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten rotieren, und wobei eine
Einrichtung zum Vorspannen der zwei oder mehr Walzen in Richtung
zueinander mit einer vorbestimmten Vorspannkraft vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trommel der Trenneinrichtung mit
mindestens drei Bereichen ausgestattet ist, wobei die Größe und/oder die
Form der Öffnungen, welche die Perforationen bilden, variieren, so dass in
137
Anhang
einem
ersten
Bereich
angrenzend
an
ein
Ende
der
zweiten
Transporteinrichtung die Öffnungen eine erste Größe aufweisen, in einem
zweiten Bereich angrenzend an den ersten Bereich die Öffnungen kleiner
sind als die Öffnungen in dem ersten Bereich und dass in einem dritten
Bereich die Öffnungen größer sind als in dem ersten Bereich.
12. Vorrichtung
nach
Magnetseparators
Anspruch
ein
3,
wobei
in
Schneckenförderer
der
über
Einlassöffnung
der
des
Einlassöffnung
angeordnet ist, wobei das Fördermittel eine Förderschnecke aufweist,
welche zum Drehen um eine Längsachse vorgesehen ist, und wobei ein
Fördermittelgehäuse nur einen Teil des Förderschraubenumfangs umgibt,
jedoch entlang der gesamten Längserstreckung der Schraube vorgesehen
ist.
138

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