Wie Geokunststoffe die Ökobilanz von Bauvorhaben verbessern
Teil 1: Böschungssicherung

Bauvorhaben jeder Art stellen einen Eingriff in die Umwelt dar. Viele von ihnen gehen mit Raumverbrauch einher. Und selbst bei der Nutzung bereits versiegelter Flächen lässt sich eins niemals vermeiden: Die Inanspruchnahme von Ressourcen. Ihr Abbau und/ oder ihre Verarbeitung sowie der Transport hin zur Baustelle bedeuten beispielsweise den Verbrauch von Energie sowie den Ausstoß von Emissionen. Eine jüngst im Auftrag der European Association for Geosynthetic Products Manufacturers (E.A.G.M.) durchgeführte Studie zeigt, wie Geokunsttoffe dabei helfen können, die Ökobilanz von Bauvorhaben zu verbessern. In einer kleinen, speziell für die Plattform WirliebenBau verfassten Serie stellen wir die Ergebnisse vor und präsentieren Praxisbeispiele.

Geokunststoffbauweisen mit herkömmlichen Bauweisen verglichen

Den Anfang macht die Böschungssicherung durch Stützbauwerke. Sie ist eine von vier Maßnahmen, deren Umweltauswirkungen die E.A.G.M. hat untersuchen lassen. Zwei weitere, die im Rahmen dieser Serie vorgestellt werden sollen, sind der Straßenbau auf schlecht tragfähigen Untergründen sowie die Entwässerung von Bauwerken. In der vor wenigen Monaten von der ETH Zürich sowie der Beratungsfirma ESU-services durchgeführten Studie wurde die Ökobilanz verschiedener Geokunststoffbauweisen mit herkömmlichen Bauweisen verglichen. Zu den untersuchten Indikatoren zählt neben dem CO₂-Ausstoß, dem Energieaufwand, den Feinstaubemissionen und der Wassernutzung beispielsweise auch der Landbedarf.

Geokunststoff-Bewehrte-Erde statt Stützmauer

Eine Maßnahme zur Böschungssicherung stellt die Errichtung von Stützmauern dar. Herkömmlich werden diese Bauwerke oft aus Stahlbeton errichtet. Eine alternative Bauart, bei der Geokunststoffe zum Einsatz kommen, ist die Konstruktion von Bewehrte-Erde-Systemen. Geogitter und Geogitterverbundstoffe mit Bewehrungsfunktion ermöglichen neben der Erstellung übersteiler, begrünbarer Böschungen mit einem Winkel von bis zu 70° auch die Errichtung von Stützkonstruktionen mit Neigungswinkeln von bis zu 90°. Bei dieser Bauweise wird das Erdreich in Schichten aufgetragen und verdichtet. In regelmäßigen Abständen erfolgt der Einbau von Geogittern als Bewehrungselemente. Zur Sicherung des Materials an der Frontseite erfolgt ein Rückumschlag des Geokunststoffs. Alternativ wird eine Stahlmatte als verlorene Schalung verwendet oder die Front zum Beispiel mit Betonelementen versehen.

Bis zu 85% weniger Umweltbelastung

Wie sich die Ökobilanz von Stützmauern im Vergleich zu Bewehrte-Erde-Systemen verhält, haben die Forscher anhand der Lebenszyklusanalyse einer drei Meter hohen Konstruktion mit einer Neigung von 5:1 untersucht. Dabei wurde neben den Umweltauswirkungen zur Errichtung der Böschungssicherung beispielsweise durch den Verbrauch von Rohstoffen, den Betrieb von Baumaschinen sowie den Transport von Material hin zur Baustelle auch der ökologische Fußabdruck ihres Rückbaus erfasst. Die angenommene Lebensdauer des Bauwerks betrug 100 Jahre. Den mit der Herstellung von Geogittern einhergehenden Verbrauch von Ressourcen haben die Forscher bei Herstellern anhand von Fragebögen ermittelt. Dazu zählen Rohstoffe und Energie genauso wie Fertigungshallen und Schmierfette für die Produktionsanlagen.

Die Analyse hat gezeigt, dass die Umweltauswirkungen des Bewehrte-Erde-Systems die der Stützmauer um bis zu 85% unterschreiten. Dies liegt vor allem an der schlechten Umweltbilanz des Betons und der Stahlbewehrung, die in Stützmauern zum Einsatz kommen. Zudem ist der Transportaufwand enorm. Beim Rückbau von Stützmauern fällt auch die Tatsache negativ ins Gewicht, dass große Betonmengen in Deponien entsorgt werden müssen. Zwar werden auch Bewehrte-Erde-Systeme häufig mit Fronten aus Beton versehen und gehen die Herstellung sowie der Transport von Geogittern für Bewehrte-Erde-Systeme natürlich ebenfalls mit Umweltauswirkungen einher. Jedoch sind große Teile des übrigen benötigten Materials im Normalfall vor Ort vorhanden. Die Verwendung bauseits verfügbaren Erdreichs spart Ressourcen und senkt den CO₂-Ausstoß. Denn hierdurch brauchen nicht nur weniger Baumaterialien produziert zu werden, sondern entfällt auch ihr Transport.

Abb. 2: Verbesserung der Ökobilanz am Beispiel einer drei Meter hohen Stützmauer

EnkaGrid PRO für Bewehrte-Erde-Systeme

EnkaGrid PRO ist das Geogitter, das die Freudenberg-Gruppe für den Erd- und Grundbau anbietet. Dabei handelt es sich um ein aus Polyesterflachstäben hergestelltes Gitter mit ausgezeichneten Langzeiteigenschaften. Sein optimiertes Kraft-Dehnungs-Verhalten sorgt für die Aktivierung von Zugkräften im Bauwerk auch bei geringen Dehnungen. Dies wirkt Setzungen entgegen und sorgt für eine dauerhaft zuverlässige Böschungssicherung. Die Verwendung von bauseits vorhandenen Böden für den Bau von Bewehrte-Erde-Stützbauern mit EnkaGrid PRO ist in den meisten Fällen problemlos möglich.

 Platz- und Kostenersparnisse

Unzählige Stützmauern wurden mit EnkaGrid PRO beispielsweise entlang von Verkehrswegen realisiert. Neben der Verbesserung der Ökobilanz verläuft die Errichtung von Bewehrte-Erde-Konstruktionen erheblich schneller und kostengünstiger als der Bau von Stützmauern mit Stahlbeton. Insbesondere bei nachträglichen Ausbauten beziehungsweise beim Bauen im Stadtbereich spielen zudem Platzersparnisse eine wichtige Rolle. Im Vergleich zu Regelböschungsneigungen lassen sich mit geokunststoffbewehrten Steilböschungen mehr als 75% Ersparnis erzielen. Hinzu kommt ein weiterer Vorteil: Bis zu einem Neigungswinkel von 70° sind Bewehrte-Erde-Bauwerke zu begrünen. Entsprechend gut fügen sie sich schon nach kurzer Zeit ins Landschaftsbild ein.

Ihre Fragen zum Thema

Sind Sie an weiterführenden Informationen interessiert, oder wünschen Sie eine freibleibende Beratung bezüglich eines anstehenden Bauvorhabens? Christian Schade, Sales Manager bei Freudenberg Performance Materials, steht Ihnen jederzeit gern zur Verfügung:

T: 06022 812035
christian.schade@freudenberg-pm.com

Quelle:
EAGM, Comparative Life Cycle Assessment of Geosynthetics versus conventional construction materials, A study on Behalf of the E.A.G.M., Case 4, Soil Retaining Wall

Praxisbeispiel Böschungssicherung mithilfe eines Bewehrte-Erde-Systems

Bauvorhaben:   Verbreiterung B47 zwischen Rippberg und Walldürn
Auftraggeber:    Regierungspräsidium Karlsruhe
Produkt:             EnkaGrid PRO 60, 90, 180 & Erosionsschutzmatte Enkamat 7010
Menge:               ca. 32.000m² EnkaGrid PRO & 7.500m² Enkamat 7010