An der Zukunft forschen: Projekte am Institut für Tragwerksentwurf – Nachhaltiges Bauen

Am Institut für Tragwerksentwurf (ITE) versammelt Alexander Passer, Professor für Nachhaltiges Bauen (NHB), eine Reihe an Forschungsprojekten zu drängenden Herausforderungen in Architektur und Bauwesen: Seit 2023 erarbeitet das Projektteam um Carlos Enrique Caballero Güereca und Marcella Ruschi Mendes Saade (ITE) in „IEA EBC Annex 89. Wege zur Umsetzung von Netto-Null-Gebäuden über den gesamten Lebenszyklus“ Antworten auf die Frage, wie Gebäude in Einklang mit den globalen Klimazielen geplant und realisiert werden können. Angesiedelt im Programm Energie in Gebäuden und Kommunen (EBC) der Internationalen Energieagentur (IEA) wird Klimawissenschaft in Empfehlungen für die Baupraxis übersetzt: „IEA EBC Annex 89“ entwickelt umsetzbare Leitlinien für CO₂-Ziele und Reduktionspfade und stellt international abgestimmte Methoden zur ganzheitlichen Klimabilanzierung sowie kuratierte Best-Practice-Beispiele zur Verfügung. Das von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft finanzierte Vorhaben unterstützt fundierte Entwurfsentscheidungen, die Einhaltung zukünftiger Regularien und kohärentes Handeln zwischen Politik, AuftraggeberInnen und BranchenpartnerInnen.

Ebenfalls 2023 wurde mit dem Christian Doppler Labor GECCO₂ ein interdisziplinäres Forschungszentrum an der Schnittstelle von Abfall-, Material-, Umwelt-, Geo- und Bauingenieurwissenschaften etabliert. Zur Entwicklung reststoffbasierter Geopolymer-Baustoffe für eine CO₂-neutrale Kreislaufwirtschaft werden anorganische, industrielle Abfallströme – Schlacken, Aschen, Mineralwollen, Bau- und Abbruchabfälle oder Tone – in neuartigen Bindemittelsystemen und Baustoffen verwertet. Ergänzt durch kohlenstoffreiche Abfallfraktionen wie Altöle, organische Fasern und Biomasserückstände, reduziert dieser integrierte Ansatz den ökologischen Fußabdruck der Materialproduktion erheblich und trägt zur systematischen Optimierung langlebiger, ökologisch nachhaltiger, mineralischer Baustoffe bei. Die beschleunigte, normgerechte Prüfung der Materialien wird durch (mikro-)biologische Analysen, Feldstudien, Modellierungsansätze, Pilotanwendungen und Lebenszyklusbewertungen unterstützt. Die aktive Mitarbeit in Normungsgremien schafft die rechtlich-technische Grundlage für den zukünftigen Einsatz.

Mit dem Beitrag des Bauwesens zum Erreichen der Klimaneutralität beschäftigen sich auch zwei Projekte des Forschungsverbunds Graz Center of Sustainable Construction: „GreenRenoV8: Cost-effective Building Stock Decarbonization and Seismic Resilience“ ermittelt das Potenzial bei der Sanierung von Gebäuden in erdbebengefährdeten Regionen Europas. Gefördert vom LIFE-Programm der Europäischen Union und im Austausch mit institutionellen PartnerInnen auf europäischer Ebene, untersuchen Giovanna Cassavia, Tajda Potrč Obrecht und Benedict Schwark die Wechselwirkungen von Erdbebensicherheit und Energieeffizienz: Strategische seismische Nachrüstungen bedeuten Investitionen in die energetische Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus. Mit diesem Ziel legt „GreenRenoV8“ nationale Parameter zur Bekämpfung von Energiearmut fest, die die Umgestaltung der Gebäude mit der schlechtesten Leistung unterstützen und reproduzierbare Wege zu emissionsfreien Bauten in ganz Europa ermöglichen. In Zusammenarbeit mit den Instituten für Angewandte Geowissenschaften sowie für Materialprüfung und Baustofftechnologie identifiziert das ITE – NHB in „BIOCHARm. Potenzialanalyse des Einsatzes von Pflanzenkohle im Bauwesen als Beitrag zur Erreichung der Klimaneutralität“ Möglichkeiten und regulatorische Hürden für eine Implementierung biogener Roh- und Reststoffe im österreichischen Bausektor. Das poröse, feste Kohlenstoffmaterial Pflanzenkohle wird durch thermochemische Umwandlung von Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff hergestellt und kann Kohlenstoff aus der Atmosphäre dauerhaft entfernen. Aus Materialanalysen und -entwicklung sowie Ökobilanzierungen sollen bis 2028 Handlungsempfehlungen für das Erreichen eines klimaneutralen Gebäudebestands abgeleitet werden. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur (BMIMI), der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) sowie im Rahmen von TIKS – Technologien und Innovationen für die klimaneutrale Stadt.

„KRAISBAU. Ein Leitprojekt für die Bauwende“ wird gemeinsam von BMIMI und FFG im Rahmen des open4innovation-Schwerpunkts „Kreislaufwirtschaft und Produktionstechnologien“ finanziert. Das Projekt adressiert die wirtschaftlichen, technischen und juristischen Herausforderungen, die eine breite Umsetzung des zirkulären Bauens erschweren. Diese gewinnt angesichts des signifikanten Anteils von rund 35 Prozent am globalen Ressourcenverbrauch durch das Bauwesen zunehmend an Bedeutung. Mit dem Ziel, Ressourcenströme durch Recycling, Renovierung und Wiederverwendung von Bauteilen möglichst lange im Wirtschaftskreislauf zu halten, vereint „KRAISBAU“ das Know-how von 32 Forschungsinstitutionen, Bauunternehmen und Architekturbüros. Methodisch bündelt das Konsortium systematische Problemanalysen und kontextbezogene Bewertungen mit dem Einsatz Künstlicher Intelligenz. Die Kombination von maschinellem Lernen und digitalen Planungssystemen wie Building Information Modeling soll die umwelt-, klima- und ressourcenschonendsten Optionen in der Baupraxis konkurrenzfähig machen. Factsheets, Roadmaps und Schulungskonzepte stellen der gesamten Branche Anwendungsstrategien zur Verfügung – und liefern theoretische wie praktische Lösungen für die Bauwende in Österreich.

2026 nimmt das institutionsübergreifende Forschungsvorhaben „Whole Life Carbon Österreich: Vergleichbare Lebenszyklusbewertungen für Gebäude und Bauweisen in Österreich“ seine Arbeit auf. Leo Ettl und Alexander Passer (ITE – NHB, TU Graz) koordinieren gemeinsam mit PartnerInnen an der Universität Innsbruck (Florian Gschösser), der TU Wien (Thomas Bednar), dem Karlsruher Institut für Technologie (Thomas Lützkendorf) und dem Team des Climate Change Centre Austria eine auf den österreichischen Kontext zugeschnittene, den europäischen Anforderungen entsprechende Lebenszyklusanalyse-Methode (LCA) für Gebäude. In enger Abstimmung mit allen StakeholderInnen werden bis 2028 bestehende Vorgaben, Datenbanken und Methoden analysiert und in einen standardisierten Bewertungsrahmen für konstruktionsbezogene Emissionen übertragen. Die definierten Systemgrenzen, validierten Datenquellen und Indikatoren werden anschließend in Fallstudien an verschiedenen Bauweisen geprüft, in Zukunftsszenarien bis 2050 integriert und mit nationalen Transformations- und Dekarbonisierungspfaden abgeglichen. Das Projekt wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft und im Rahmen von TIKS – Technologien und Innovationen für die klimaneutrale Stadt gefördert. Es formuliert Leitlinien sowie Empfehlungen für Planung und Umsetzung und ermöglicht es, Anforderungen an die Lebenszyklus-Kohlenstoffbilanz in Normen, Vorschriften und Zertifizierungssysteme zu übertragen. Politischen EntscheidungsträgerInnen und öffentlicher Verwaltung wird eine Entscheidungshilfe auf dem Weg zu klimaneutralen Städten und für die Umsetzung der europäischen Klima- und Gebäudepolitik zur Verfügung gestellt.