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Jul 09, 2023

Die Materialbewegung: Auf dem Vormarsch

Von Victoria Oestreich, 3. August 2023 Durch die adaptive Nutzung eines Telekommunikationsgebäudes aus den 1960er-Jahren in der Innenstadt von Denver durch Gensler konnten die CO2-Emissionen im Vergleich zu Neubauten um 68 Prozent gesenkt werden. (Gensler/Ryan

Von Victoria Oestreich

3. August 2023

Genslers adaptive Nutzung eines Telekommunikationsgebäudes aus den 1960er-Jahren in der Innenstadt von Denver reduzierte die CO2-Emissionen im Vergleich zu Neubauten um 68 Prozent. (Gensler/Ryan Gobuty)

Jede Komponente eines Gebäudes, vom Betonfundament bis zur Farbe der Wände, hat Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, das Klima und die Ökosysteme auf der ganzen Welt. Baumaterialien, die bei den Nachhaltigkeitsbemühungen im Immobilienbereich einst vernachlässigt wurden, werden heute als Schlüssel zur Erreichung des Netto-Null-CO2-Emissionsziels und zur Schaffung gesunder Orte für Mieter und Gemeinden anerkannt.

Für die First United Bank, eine Regionalbank mit Hauptsitz in Durant, Oklahoma, wurde die Auswahl der richtigen Baumaterialien für ihre neuen Filialen zu einer wichtigen Möglichkeit für das Unternehmen, seine auf Menschen und den Planeten ausgerichteten Werte nach außen zum Ausdruck zu bringen.

„First United wollte, dass die Gebäude nachhaltige Strategien integrieren und präsentieren und gleichzeitig ihren Kundenstamm inspirieren und ansprechen“, so Projektarchitekt Taylor Coleman, Senior Associate bei Gensler. „Der Einsatz von Massivholz erwies sich als hervorragende Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen.“

Die einladende, lichtdurchflutete Lobby der Filiale der First United Bank in Fredericksburg, Texas, ist von viel Holz geprägt. Das 2019 fertiggestellte, 8.500 Quadratfuß (790 m²) große Gebäude war die erste Vollholzkonstruktion im Bundesstaat und das erste Projekt im Land, bei dem Brettsperrholzplatten (CLT) aus südlicher Gelbkiefer verwendet wurden lokal angebautes und bezogenes Holz.

Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Beton und Stahl hat Massivholz eine viel geringere Umweltbelastung und verbessert nachweislich die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bewohner, indem es an die Natur erinnert – ein Konzept, das als Biophilie bekannt ist.

Nach der Fertigstellung der Filiale in Fredericksburg arbeiteten First United Bank und Gensler gemeinsam an zwei weiteren Bankgebäuden aus Massivholz in Shawnee, Oklahoma, und Sherman, Texas. Gensler entwirft derzeit mehr als 2 Millionen Quadratfuß (185.800 Quadratmeter) Massivholzgebäude für Walmarts neues Home-Office-Campus-Projekt in Bentonville, Arkansas, und arbeitet am globalen Hauptsitz von Under Armour in Baltimore, einem weiteren Vollmassivholzprojekt.

Diese Projekte stehen stellvertretend für einen größeren Branchentrend hin zu nachhaltigen Baumaterialien. Im letzten Jahrzehnt wurde diese Bewegung vor allem von Architektur- und Designfirmen vorangetrieben, aber echte Veränderungen werden nur mit koordinierten Bemühungen in der gesamten Branche möglich sein, sagt Diane Hoskins, Gensler's Co-CEO. „Die Dekarbonisierung der gebauten Umwelt ist eine komplexe Herausforderung, die den gesamten Immobiliensektor dazu zwingt, auf kohlenstoffarme Lösungen umzusteigen.“

Angespornt durch immer restriktivere Vorschriften, Berichtspflichten und wachsende Anforderungen von Investoren und Mietern berücksichtigen die Nachhaltigkeitsbemühungen der Branche nun auch Materialien.

Ein demnächst erscheinender ULI-Bericht „The Material Movement: Creating Value with Better Building Materials“ beschreibt die treibenden Kräfte hinter diesem Wandel und hebt wichtige Schritte hervor, die Entwickler und Vermögensverwalter unternehmen können, um ihre Umweltauswirkungen zu mindern und die Gesundheit durch Baumaterialien zu verbessern.

Die First United Bank in Fredericksburg, Texas, war das erste Vollmassivholzbauwerk des Staates und das erste Gebäude in den Vereinigten Staaten, bei dem Brettsperrholzplatten aus Southern Yellow Pine verwendet wurden. (Gensler/Ryan Conway)

Leben in einer materiellen Welt

Der gesamte Lebenszyklus eines Baumaterials umfasst die Gewinnung, Herstellung, den Transport, die Installation, den Austausch und schließlich die Entsorgung. Zusammengenommen sind die Treibhausgasemissionen dieser Prozesse – der sogenannte verkörperte Kohlenstoff – für etwa 11 Prozent der Gesamtemissionen weltweit verantwortlich. Es wird geschätzt, dass der verkörperte Kohlenstoff bis zur Hälfte des gesamten CO2-Fußabdrucks eines Gebäudes während seiner Lebensdauer ausmachen kann.

Weniger sichtbar – aber nicht weniger bedeutsam – sind die vielfältigen Auswirkungen von Baumaterialien auf die menschliche Gesundheit. Im Durchschnitt verbringen Menschen etwa 90 Prozent ihres Lebens in Innenräumen. Aus Baumaterialien, Inneneinrichtungsgegenständen, Farben, Bodenbelägen und Klebstoffen freigesetzte Verbindungen gelangen in die Luft und dann in den Körper der Menschen und verursachen eine Reihe negativer Auswirkungen auf die Gesundheit.

Obwohl Baumaterialien heute viel besser sind als noch vor einigen Jahrzehnten, gibt es noch viel Raum für Verbesserungen.

„Über die meisten Baumaterialien liegen einfach nicht genügend Daten vor, um ihr Potenzial für die menschliche Gesundheit richtig beurteilen zu können“, sagt Frances Yang, Leiterin der Praxis für nachhaltige Materialien bei Arup. „Die Industrie kann dem entgegenwirken, indem sie mehr Transparenz darüber fordert, woraus Produkte bestehen, wie sie hergestellt werden und woher ihre Inhaltsstoffe kommen.“

Rassenunterschiede und soziale Gerechtigkeitsunterschiede verschärfen diese Herausforderungen. Farbige Menschen und Menschen mit geringem Einkommen haben mit größerer Wahrscheinlichkeit Materialproduktionsanlagen in ihrer Nachbarschaft und leiden aufgrund höherer Schadstoffkonzentrationen sowohl innerhalb als auch außerhalb ihrer Häuser unter negativen Auswirkungen auf die Gesundheit.

„Die Materialauswahl ist eine Frage der sozialen Gerechtigkeit“, sagt Gina Ciganik, CEO des Healthy Building Network, einer gemeinnützigen Organisation, die wissenschaftliche Forschung betreibt und Bildung und Lösungen zur Erhöhung der Transparenz in der Bauproduktbranche bereitstellt. „Die Entscheidung für ungiftige Produkte schafft nicht nur gesunde Gebäude, sondern hat auch positive Auswirkungen auf Gemeinden auf der ganzen Welt.“

Ein wesentlicher Unterschied

Angesichts der Bedeutung von Baumaterialien drängen Mieter die Branche, bei Immobilienentwicklungen sauberere Produkte einzusetzen.

Beispielsweise haben große Endbenutzer wie Google, Salesforce, Meta, Microsoft, Kaiser Permanente und viele andere strenge Materialbewertungsrahmen für ihre Entwicklungsprojekte eingerichtet. Tatsächlich hat Salesforce zwei detaillierte Leitfäden veröffentlicht, die sein Programm für gesunde und nachhaltige Materialien beschreiben und Unternehmen, die ihre Materialauswahl verbessern möchten, Orientierung bieten.

Ihr erster Ratschlag? Warten Sie nicht – jetzt ist es an der Zeit, Maßnahmen zu ergreifen.

Die Strategie von Salesforce scheint aufzugehen. Der neueste Turm des Unternehmens in der Innenstadt von Chicago – ein 60-stöckiges Bürogebäude mit einer Fläche von 1,2 Millionen Quadratfuß (111.500 m²) – erzielte eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 19 Prozent im Vergleich zum Ausgangswert.

Der Bauträger Hines und der Bauingenieur Magnusson Klemencic Associates (MKA) maximierten die strukturelle Effizienz des Gebäudes (und reduzierten dadurch die benötigte Materialmenge) und spezifizierten kohlenstoffarmen Beton und recycelten Stahl, um die Emissionen zu senken.

Auch wenn eine Reduzierung des verkörperten CO2-Ausstoßes um 19 Prozent nicht viel klingt, bedeutet sie doch eine CO2-Einsparung von mehr als 7 Millionen Kilogramm (15,4 Millionen Pfund) Kohlendioxid, was einer jährlichen Stilllegung von 1.500 Autos entspricht.

Unterdessen sind die Innenräume des Gebäudes auf dem besten Weg, die höchste LEED-Zertifizierung „Leadership in Energy and Environmental Design v4 Platinum“ zu erreichen, indem modernste, gesunde und nachhaltige Produkte wie klimaneutrale Teppiche verwendet werden, die zu 100 Prozent aus recyceltem Nylon aus Fischernetzen hergestellt werden.

Glücklicherweise teilen Hines und MKA ihre Weisheit mit der Branche – ihr gemeinsamer Leitfaden zur Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs dokumentiert Strategien zur Messung und Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs in allen Entwicklungsstadien und ist kostenlos und für die Öffentlichkeit verfügbar.

„Wir hoffen, dass andere Fachleute und Entwickler von dem Leitfaden inspiriert werden und daran arbeiten, konkrete Strategien zur CO2-Reduktion in ihren eigenen Projekten umzusetzen und so die Branche gemeinsam voranzubringen“, sagt Sean Clifton, Senior Principal bei MKA.

Der Salesforce Tower Chicago, der sich an einem der letzten verbliebenen Flussuferstandorte in der Innenstadt von Chicago befindet, hat eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 19 Prozent erreicht. (Hines)

Gesundheit ist Reichtum

Während der verkörperte Kohlenstoff für viele in der Branche an oberster Stelle steht, rückt die Gesundheit von Bewohnern und Mitarbeitern immer mehr an die Spitze der Prioritätenliste, insbesondere im Zuge der COVID-19-Pandemie.

Viele Entwickler haben erkannt, dass sich Investitionen in die Gesundheit lohnen. Gesunde, effiziente Gebäude mit verbesserter Raumluftqualität steigern nachweislich die Produktivität der Mitarbeiter und reduzieren die Krankheitstage. Laut einer Studie des MIT Real Estate Innovation Lab erzielen zertifizierte gesunde Gebäude dadurch eine um 4,4 bis 7,7 Prozent höhere Miete pro Quadratfuß als nicht zertifizierte Gebäude und erzielen bessere Leasingraten.

Und nicht nur Bürogebäude werden auf bessere Produkte umgestellt. AvalonBay, ein Immobilieninvestmentfonds, der fast 80.000 Wohnungen in den Vereinigten Staaten besitzt, denkt darüber nach, wie sich seine Materialauswahl auf die Bewohner auswirkt, die ihre Gebäude ihr Zuhause nennen.

„Wir bauen und betreiben Häuser für unsere Bewohner – Orte, an denen sie leben und arbeiten. Das bedeutet, dass die Zusammensetzung der von uns ausgewählten Materialien nicht nur das Aussehen eines Zuhauses, sondern auch die Luftqualität, die Gesundheit und unseren CO2-Fußabdruck beeinflusst. Wir wollen die materielle Gesundheit umfassend betrachten – und damit nicht nur chemische Toxizität, sondern auch Klimagesundheit, Ökosystemgesundheit, Zirkularität sowie soziale Gerechtigkeit und Chancengleichheit“, sagt Katie Rothenberg, Vizepräsidentin für Umwelt, Soziales und Governance (ESG) bei die Firma.

Kohlenstoff- und Chemikalienvorschriften und Immobilien

Auch Vorschriften zu verkörpertem Kohlenstoff und Chemikalien treiben Veränderungen voran.

In vielen europäischen Ländern und Kanada sind Richtlinien, die Immobilien dazu verpflichten, den verkörperten Kohlenstoff zu verfolgen und zu reduzieren, zur Norm geworden und setzen sich nun auch in den Vereinigten Staaten durch.

Nach Angaben des Carbon Leadership Forum (CLF), einer Organisation an der University of Washington, die Forschung und Bildung zur Reduzierung des Kohlenstoffs in Gebäuden und Infrastruktur vorantreibt, gibt es in den USA 29 Städte mit Richtlinien oder Aktionsplänen, die sich mit dem Kohlenstoffgehalt befassen.

Auch neue CO2-Offenlegungsvorschriften führen zu Veränderungen in der gesamten Branche. Im vergangenen Jahr schlug die US-Börsenaufsicht SEC eine verpflichtende Klimaberichterstattung für alle börsennotierten Unternehmen vor.

Obwohl unklar ist, ob körpereigene Emissionen aus dem Bauwesen in die Regel einbezogen werden, hat der Vorschlag bereits einige Immobilienmanager dazu motiviert, mit der Analyse von Lieferketten und Entwicklungspraktiken zu beginnen, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Im Gesundheitsbereich verstärkt die US-Umweltschutzbehörde ihre Bemühungen zur Regulierung bestimmter Klassen von Chemikalien, die häufig in Bauprodukten vorkommen, nämlich per- und polyfluorierte Substanzen (PFAS). PFAS sind eine Klasse von über 7.000 künstlichen Chemikalien, die viele nützliche Anwendungen haben, sich jedoch in der Umwelt nie abbauen und für Menschen und Wildtiere schädlich sein können. Aus diesem Grund werden sie als „ewige Chemikalien“ bezeichnet.

Obwohl die Immobilienbranche zur Chemieproduktion und Umweltverschmutzung beigetragen hat, kann sie bei der Lösung eine wichtige Rolle spielen.

„Entwickler und ihre Projektteams haben die Macht, die Branche von giftigen Produkten wegzubringen. Wenn Projektteams PFAS-freie Materialien spezifizieren, werden Hersteller dazu ermutigt, ihre Produkte zu optimieren und Substanzen zu entfernen, die Menschen und dem Planeten schaden“, sagt David Johnson, Vizepräsident für Projekte bei der AGI Avant Group, einem ESG-orientierten Immobilieninvestment und -entwicklungsunternehmen Unternehmen mit Sitz in San Jose, Kalifornien. „Mit der Zeit können wir eine schadstofffreie Zukunft vorantreiben.“

Strategien zur Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs und zur Verbesserung der Materialgesundheit

Interessenvertreter in der gesamten Branche treiben innovative Lösungen voran, die das Bauen mit umweltfreundlichen Materialien erleichtern. Inkrementelle Änderungen während des Entwicklungsprozesses können übergroße Auswirkungen auf die Gesundheit und Nachhaltigkeit des endgültigen Projekts haben.

Projektvisionierung und Vorentwurf. Ein Projektteam sollte zunächst fragen, ob die Wiederverwendung eines bestehenden Gebäudes zukünftige Programmieranforderungen erfüllen könnte. Adaptive Nutzung ist neben dem Verzicht auf den Bau überhaupt der effektivste Weg, den CO2-Ausstoß zu senken und die Umweltverschmutzung durch die chemische Produktion zu vermeiden.

Beispielsweise hat Gensler ein zwölfstöckiges, 21.400 Quadratmeter großes, leerstehendes Telekommunikationsgebäude in der Innenstadt von Denver umgestaltet und die CO2-Emissionen um 68 Prozent reduziert. Der Erhalt der Stahl- und Betonkonstruktion des ursprünglichen Gebäudes, die die höchste Konzentration an Emissionen aufwies, führte zum Erfolg des Projekts.

Nach Fertigstellung des Gebäudes nutzte Gensler Tally, ein Ökobilanz-Tool, um die CO2-Leistung des Gebäudes zu quantifizieren.

Wenn Wiederverwendung keine Option ist, sollten Teams Nachbearbeitungssysteme erkunden, um die strukturelle Effizienz zu verbessern und weniger Materialien zu verbrauchen, oder kohlenstoffarme Alternativen wie Massivholz in Betracht ziehen.

Design- und Materialspezifikation. In dieser Entwicklungsphase geht es um Details. Das Finden, Bewerten, Spezifizieren und Beschaffen von Produkten erfolgt am besten anhand der Projektziele und anhand transparenter Produktinformationen.

Von dort aus ist es ein nützlicher Ausgangspunkt, die Materialien und Produkte zu verstehen, die wahrscheinlich einen hohen Kohlenstoffanteil und potenziell toxische Chemikalien enthalten. Zu den Materialien mit hohem Kohlenstoffgehalt gehören Beton, Stahl, Flachglas und Asphalt. Zu den potenziell gesundheitsschädlichen Materialien gehören alles, was auf Kunststoff basiert, sowie bestimmte Arten von Teppichen, Klebstoffen, Beschichtungen, Farben, Oberflächen und Möbeln.

Auch wenn die Auswahl und Beschaffung von Materialien manchmal entmutigend sein kann, ist es wichtig, sich nicht entmutigen zu lassen, wenn die Produkte nicht alle Anforderungen erfüllen.

„Perfektion ist ein Feind des Fortschritts“, sagt Amanda Kaminsky, Direktorin für nachhaltiges Bauen in Amerika bei Lendlease, einem multinationalen Bau- und Immobilienunternehmen mit einem Umsatz von 10 Milliarden US-Dollar und Sitz in Sydney, Australien.

„Ich kenne kein perfektes Material“, erklärt sie. „Der Kauf von Materialien mit einer transparenten, öffentlich veröffentlichten, produktspezifischen Dokumentation der schrittweisen Verbesserungen der menschlichen und ökologischen Gesundheit, die für Sie/Ihre Organisation von Bedeutung sind, kann jedoch zu wirkungsvollen Vorteilen für Mieter, Auftragnehmer, Produktionsgemeinschaften sowie für unser Klima und unsere Ressourcen führen.“

Obwohl es wahrscheinlich kein perfektes Material gibt, haben Innovationen in der Materialwissenschaft zu neuen Produkten geführt, die auf Nachhaltigkeit ausgelegt sind.

Im Betonbereich hat CarbonCure Technologies, ein Unternehmen mit Sitz in Halifax, Nova Scotia, ein Verfahren entwickelt, das Kohlendioxidemissionen aus der Atmosphäre sammelt und sie während des Mischvorgangs in Beton injiziert. Die Emissionen werden dann in ein Mineral umgewandelt und im Beton eingeschlossen, wo sie nicht zur globalen Erwärmung beitragen können.

Isolierung ist eine weitere Produktkategorie, in der biobasierte Alternativen immer beliebter werden. Myzel, die dünnen Wurzelfasern von Pilzen, werden zwischen Holzplatten verpackt und bilden dort luftdichte Isolierwände.

Die Myzelplatten sind frei von erdölbasierten Substanzen, ungiftig und recycelbar und bieten eine ebenso gute Leistung wie herkömmliche Dämmstoffe.

Diese und andere Produkte versprechen eine Wirtschaft mit regenerativen Materialien, die die Gesundheit von Menschen, Gemeinschaften und Ökosystemen auf der ganzen Welt unterstützt.

Bau und Betrieb. Microsoft und seine Auftragnehmer Skanska Balfour Beatty, Sellen Construction und GLY Construction arbeiteten zusammen, um den CO2-Ausstoß aus Materialtransport und Bauaktivitäten für Microsofts Campus-Modernisierungsprojekt in Redmond, Washington, zu verfolgen und zu reduzieren, das den Bau von 17 Gebäuden und etwa 3 Millionen Quadratfuß umfasst (278.700 m²) neuer Arbeitsbereiche und Annehmlichkeiten.

Das Team stellte fest, dass die Emissionen aus Bauaktivitäten etwa 10 bis 20 Prozent der gesamten CO2-Emissionen des Projekts ausmachen, mehr als das Doppelte ihrer ursprünglichen Schätzung. Die Suche nach alternativen Transportmitteln, der Einsatz alternativer Kraftstoffe oder der Einsatz vollelektrischer Fahrzeuge können zur Reduzierung der CO2-Emissionen vor Ort beitragen.

Während des Betriebs können Entwickler und Manager Mieter dazu ermutigen, die zuvor erwähnten Materialbibliotheken zu nutzen und gesunde, kohlenstoffarme Materialien für die Ausstattung und den Austausch von Geräten zu spezifizieren. Büromöbel, Teppichfliesen und Deckenpaneele können viele Male wiederverwendet werden, bevor sie das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen, wodurch Kohlenstoffemissionen eingespart und Abfall reduziert werden.

Da sich der weltweite Gebäudebestand bis 2060 voraussichtlich verdoppeln wird, ist die Berücksichtigung des verkörperten Kohlenstoffs und der materiellen Gesundheit von entscheidender Bedeutung, um Netto-Null-Ziele zu erreichen und gesunde und gerechte Gemeinschaften für kommende Generationen zu gewährleisten. Durch die Wiederverwendung von Materialien; Angabe gesunder, kohlenstoffarmer Produkte; Durch die Suche nach Möglichkeiten zur Reduzierung von Kohlenstoff und Chemikalien in jeder Entwicklungsphase kann der Immobiliensektor Gebäude und Orte schaffen, die gut für die Menschen und den Planeten sind. UL

VICTORIA OESTREICH ist Senior Managerin am Urban Land Institute, wo sie eine breite Palette von Programmen und Forschungen unterstützt, die sich auf die Schnittstellen von Nachhaltigkeit, gesundheitlicher Chancengleichheit und gebauter Umwelt konzentrieren.