Bedeutung von Cradle to Cradle (C2C) für die Technische Isolierung

Die öffentliche Debatte um den Einsatz nachhaltiger Dämmstoffe bei Bauvorhaben hält an. Doch auch in Hinsicht auf die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) sind die Anforderungen an Werkstoffe groß – die Informationsquellen jedoch alles andere als erschöpfend. Ein Blick auf die Dämmung in der Anlagentechnik und in der TGA von Rohrleitungssystemen, Lüftungskanälen, Brandschutz und sonstigen Bauteilen aus C2C-Sichtweise hilft, das Prinzip besser zu verstehen.

Cradle to Cradle, kurz C2C, ist in aller Munde. Das als System wahrnehmbare Prinzip einer durchgängigen und konsequenten Kreislaufwirtschaft wurde Ende der 1990er Jahre vom deutschen Chemiker Michael Braungart und dem US-amerikanischen Architekten William McDonough entworfen. Dabei wird angenommen, dass der Mensch im Sinne einer intelligenten Verschwendung einen positiven Fußabdruck hinterlassen kann. Das Ziel von C2C ist es, mehr Mehrwert für das Quartier und die Umwelt zu generieren. Laut den Begründern könne dies erreicht werden, indem man Produkte oder auch Gebäude und deren Komponenten von Beginn an mit Blick auf dieses Ziel konzipiert.

Die 4 Prinzipien von C2C

Alles ist Nährstoff
Bei C2C gibt es keine Abfälle. Jedes Nebenprodukt ist ein Nährstoff oder Rohstoff, aus dem etwas Neues entstehen kann. Alle Materialien zirkulieren in kontinuierlichen Kreisläufen.

Regenerative Energie
Sonne, Wind und Wasserkraft können im großen Maßstab genutzt werden.

Vielfalt
Bei C2C ist Vielfalt eine Überlebensstrategie und ein stabilisierender Faktor – und daher explizit gewollt. Denn vielfältige oder diverse Systeme, egal ob natürliche, technische, gesellschaftliche oder wirtschaftliche, sind resilienter und widerstandsfähiger gegen Störungen. Vielfalt findet mehr, individuellere und passendere Lösungen, so die Annahme.

Allgemeinwohl
Das Allgemeinwohl ist nach dem C2C-Prinzip das Ziel allen Tuns und somit auch des Wirtschaftens.

Tabelle 1: Übersicht C2C-zertifierter Produkte

Ziel	Anwendung	Maßnahme	C2C Produkte	Baustoffklasse
Minimierung der Wärmeverluste	Heizungsleitungen	Dämmung	Thermaflex ThermaSmart PRO Rohrisolierung	B L s1,d0 schwer-entflammbar
Minimierung der Wärmeabgabe	Kaltwassersätze	Dämmung	Thermaflex ThermaSmart PRO Rohrisolierung	B L s1,d0 schwer-entflammbar
Schalldämmung	Lüftungsanlagen	Dämmung von Kanälen	ThermaSmart PRO Plattenware	B s2,d0 schwer-entflammbar
Schallübertragung	Befestigungsmittel / Schellen o ä		Hersteller: Würth VARIFIX
Brandschutz	Lüftung in Fluchtbereichen	Verkleidung	B&N Knauf Gipsplatten	A, nicht brennbar
Tauwasservermeidung, Kondensat	Kaltgasleitung, Kühlaggregate	Dämmung	Thermaflex ThermaSmart PRO Rohrisolierung	B L s1,d0 schwer-entflammbar
Frostsicherheit	Anlagen mit Stillstandszeiten	Begleitheizung	Nicht verfügbar
Stoßfestigkeit	Tiefgaragen, Technikräume	Blechmantel	RHEINZINK-prePATINA	A, nicht brennbar

Quelle: https://www.c2ccertified.org

Materialien zur Isolierung von Rohrleitungen

Der „C2C Leitfaden für die Gebäudetechnik“ von Johannes Stiglmair (C2C Regionalgruppe Berlin) hat Pionierarbeit für die technische Gebäudeausrüstung geleistet. Im Folgenden sind Auszüge aus dem Kapitel Rohrleitungsisolierung dargestellt [1]:

PE (Polyethylen)
„Grundsätzlich könnte eine PE-Dämmung C2C-Kriterien erfüllen, da es sich zumeist um ein sortenreines Material handelt. Die im Markt vorhandenen PE-Isolierungen müssen aber hingehend der Materialzusammensetzung noch weiter optimiert werden; das Material darf keine giftigen Abgase bei Feuer abgeben und der Klebstoff bzw. die Verbindungsart (Schweißen) muss nach C2C-Kriterien optimiert werden. Es wäre auch noch eine Herstellung von PE aus nachwachsenden Rohstoffen zu betrachten. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Leitfadens bietet lediglich die Firma Thermaflex eine C2C-zertifizierte Rohrleitungsdämmung an; die Dämmung “Flexalan 600” erreicht das Silber Level, und die Firma will auch alte Dämmungen dieses Systems zurücknehmen.“

Steinwolle (mit Alu kaschiert)
„Das Recycling von Stein-/Mineralwolle ist theoretisch möglich [2], erfordert jedoch eine spezielle Recyclinglogistik, die noch aufzubauen ist. Die Firma Rockwool nimmt Steinwolle nach der Nutzungsphase wieder zurück und macht neue Steinwolle daraus („Rock Cycle“); bisher ist dieser aber auf Material aus Flachdachprodukten beschränkt – für Rohrdämmungen gibt es jedoch noch kein Recycling dieser Art.“

PUR (Polyurethan)
„Rohrisolierungen aus PUR-Schaum besitzen eine Schalung aus PVC. Dies macht einen Einbau nach C2C-Kriterien nicht möglich, da PVC auf der „C2C-Banned List“ des PII für technischen und biologischen Kreislauf steht. PUR kann auf Basis von Erdöl oder nachwachsende Rohstoffen hergestellt sein; nach OEKOBAU.DAT: 2.4.01 kann PUR-Dämmung bisher jedoch nur verbrannt werden, wobei u. U. toxische Gase entstehen.“

Kalziumsilikat
„Es gibt eine C2C Gold zertifizierte Dämmung (noch keine Rohrisolierung verfügbar), „Calsostat“ von Evonik; diese hat ähnliche Materialeigenschaften, ist aber frei von Giftstoffen und nach Herstellerangaben recyclingfähig [3].“

Kautschuk
„Bisher gibt es keine C2C-zertifizierte Kautschuk-Dämmung. Die Firma Armaflex entwickelt das System “Armaflex ultima”; die Firma wirbt mit PVC- und VOC-Freiheit und bietet lösungsmittelfreien Klebstoff an. Ob diese Produkte die C2C-Kriterien einhalten, kann derzeit noch nicht beurteilt werden und müsste in einer späteren Überarbeitung des Leitfadens eingearbeitet werden.“

Sonstiges Isoliermaterial
„Als weitere Alternative können ökologische Dämmstoffe wie Stopfhanf gelten [4]; diese Naturprodukte können bedenkenlos eingebaut werden und entsprechen im unbehandelten Zustand auch dem C2C-Prinzip. Es ist dabei auf die Brandschutzklasse zu achten; je nach Hersteller wird die Brandschutzklasse nach DIN EN 13501-1[5] mit B2 oder B1 angegeben.“

Klebstoff
„Neben dem Isoliermaterial selbst sind auch die häufig verwendeten Klebeverbindungen zu berücksichtigen; dabei ist neben der Art des Klebers zu beachten, dass die Recyclingfähigkeit durch die Einbauart nicht verringert werden darf. Kleber sind generell so effizient wie möglich einzusetzen. Für die Rohrisolierung gibt es lösungsmittelfreie Klebstoffe auf Wasserbasis (Armaflex SF 990). Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Leitfadens gab es noch keinen C2C-zertifizierten Klebstoff.“

Kosten C2C-gerechter Isolierung

Die Kosten spielen in der Baubranche eine maßgebliche Rolle. Daher werden folgend die ungefähren Preise (Einzelhandel) für ein DN 20er Rohr mit 100 % Dämmung nach EnEV aufgezeigt:

Mineralwolle Rohrisolierung (ca. 3 €/m) Polyethylen Isolierschlauch (ca. 2 €/m); Thermasmart Pro mit optimiertem Wärmeleitkoeffizienten (ca. 3,81 €/m) Kautschuk Rohrisolierung (ca. 5 €/m) PUR Isolierung mit PVC-Ummantelung (ca. 2,5 €/m)

Für Technikschächte ist wiederum Einblasdämmung z.B. aus Steinwolle zugelassen. Die Dämmwerte werden verbessert und der Montageaufwand geringer. Folgende Produkte können für Installationsschächte angewendet werden:

Seegras Installationsschacht Einblasdämmung (50 €/m _² ) Zellulosedämmung (42 €/m _³ )

Für erdverlegte Rohrleitungen oder bei extrem hohen Anforderungen an Diffusion und Belastbarkeit gibt es Rohrdämmschalen aus Glasschaum (Foamglas).

Wenn die Isolierung ausgedient hat

Um den Anforderungen an Dämmstoffe zu genügen, werden teils als kritisch zu bewertende  Substanzen beigefügt. Dazu zählen etwa Formaldehyd, Pentan, Hexan, künstliche Mineralfasern, Fluor Chlor Kohlenwasserstoffe (FCKW) oder Teerkork bzw. Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) – um nur einige zu nennen [5].

Künstliche Mineralfasern  sind wiederum mit hohen Kosten verbunden, wenn ein zerstörungsfreier Rückbau erforderlich ist (Asbest). Die Kombination und das Verkleben unterschiedlicher Materialien zu Verbundstoffen kann nicht sortenfrei getrennt werden. Das bedeutet: Die Isolierung ist nach ihrer Nutzung Sondermüll. Den Kunden erwarten horrende Kosten bei der Entsorgung.

Vorteile C2C- inspirierter Gebäude

Bereits realisierte C2C-Projekte zeichnen sich durch folgende, positive Eigenschaften aus:

Energieüberschuss Reinigen ihre Umgebung anstatt sie nur weniger zu Verschmutzen Einsparung durch „product as a service“ Geringe Lebenszykluskosten Material Pass Weniger Lehrstand Weniger Krankheitstage Ansprechendes Design Gutes Image Hohe Rendite Materialrestwert bei Banken zur Finanzierung anerkannt

Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass die meisten Projekte nur 10 % höhere Investitionskosten bedeuten. Das entspricht den Mehrkosten für ein Passivhaus.

Indikatoren zur Nachhaltigkeitsbewertung

Bisher gibt es nur vergleichsweise wenige C2C-zertifizierte Produkte auf dem Markt. Die DIN EN ISO 14040 beschreibt die Ökobilanzierung und deren Umweltauswirkungen anhand des Lebenszyklus eines Produkts. Die Herstellenergie, oder auch graue Energie, beschreibt wiederum den Fußabdruck. In Tabelle 2 werden die Phasen von der Wiege bis zum Werkstor betrachtet und verglichen [6]. Daraus können folgende Schlüsse gezogen werden:

Mineralwolle ist nicht aufwendig herzustellen. Allerdings sind die Umweltauswirkungen enorm. Sie versauert den Regen, überdüngt Flüsse, hat Anteil an der Erweiterung des Ozonloches und im Vergleich zu den anderen Produkten den größten Anteil am Treibhauseffekt. Der abiotische Ressourcenverbrauch stellt den Rohstoffverbrauch in Bezug auf das weltweite Vorkommen dar.

Polyethylen-Schaum ist rein fossil und landet aus energetischen Gesichtspunkten auf Platz 3 beim direkten Vergleich. Das C2C-zertifizierte Produkt aus diesem Material profitiert von den geringen Umweltauswirkungen. Polyethylen lässt sich gut recyceln, soweit die Materialmischung bekannt und es sortenfrei trennbar ist.

Kautschuk-Schaum benötigt im Vergleich die meiste Herstellenergie aufgrund aufwendiger Rühr- und Aufbackvorgänge.

Polyurethan hat ein großes Treibhauseffekt-Potenzial und trägt zum Sommersmog bei.

Seegras-Einblasdämmung ist schwer entflammbar und in unbehandelter Form sehr schädigungsresistent. Die Herstellenergie besteht hauptsächlich aus dem Sammeln der Neptunbälle und dem Transport aus Tunesien und Spanien.

Zellulosedämmung ist bilanzieller Gewinner. Denn nach dem Verursacherprinzip fließt die Herstellenergie des Papiers nicht in den Lebenszyklus der Dämmung ein. Zur Verbesserung des Brandschutzes werden Borsalze hinzugefügt, zu dessen Gewinnung enorme, nicht zirkulierende Wasserressourcen verbraucht werden. So werden ca. 2.300 l Wasser für die Herstellung eines m ³ Zellulosedämmung benötigt.

Glasschaum wird mit einem großen Anteil erneuerbarer Energien verarbeitet. Das Material muss langsam abkühlen, wodurch lange Heizstrecken auf den Förderbändern erforderlich sind. Es ist nicht brennbar, diffusionsdicht und sehr hart. Glasschaum hat nach dem Bewertungssystem für nachhaltiges Bauen des Bundes mit ca. 50 Jahren die höchste Nutzungsdauer bis es wieder recycelt werden kann.

Tabelle 2: Ökobilanzierung/Umweltauswirkungen von Dämmstoffen (ökobaudat 2009)

Fazit

Es zeigt sich, dass ein nachhaltiges Produkt zwar teurer ist. Ein Gebäude, sofern es von Anfang an unter einem guten Leitgedanken steht, aber nicht so viel Mehrinvestition bedeutet. Der Mehrwert für Kapital und Bewohner ist insgesamt hoch.

Cradle to Cradle ist ein ehrgeiziges Ziel. Die Nachfrage nach nachhaltig konzipiertem Wohnraum sowie repräsentativen Gewerbeimmobilien ist jedoch groß. Die Beschäftigung mit dem Thema Kreislauffähigkeit lohnt sich daher – genauso wie die Beteiligung in einer der zahlreichen Regionalgruppen in Deutschland, in denen zukunftsfähige Lösungen ausgearbeitet werden.

Noch mehr Informationen? Nähere Informationen zu C2C finden sich z.B. unter www.c2c.ngo . Das Effizienz-Berechnungstool ökobil kann unter www.green-energy-scout.de heruntergeladen werden.

Autor

Dipl.-Ing. Andreas Esser
Inhaber von green-energy-scout,
Planungsbüro der technischen
Gebäudeausrüstung

Quellen
[1] „C2C Leitfaden für die Gebäudetechnik“, Johannes Stiglmair (C2C Regionalgruppe Berlin)

[2] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2014

[3] Evonik Resource Efficiency GmbH, 08.17

[3] Hanffaser Uckermark eG, o. J.-b

[4] Hanffaser Uckermark eG, o. J.-a

[5] Bundesministerium des Innern, 2020