Lang lebe die Infrastruktur

Lang lebe die Infrastruktur

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Teaserbild-Quelle: Eric Sauterel – Kanton Freiburg

Infrastrukturbauten leiden häufig schon nach wenigen Jahren an Alterserscheinungen. Ihre Lebenserwartung ist unter anhaltendem Kosten- und Zeitdruck drastisch gesunken. Deutsche Forscher plädieren nun dafür, Risiken und Zustandsentwicklungen von Materialien schon vor dem Bau genau zu analysieren. Das verlangt ein Umdenken.

Bau der Poyabrücke in Freiburg
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Eric Sauterel – Kanton Freiburg

Viele Risiken können bereits beim Neubau einkalkuliert werden, um später teure Instandsetzungen zu verhindern (im Bild: Poyabrücke in Freiburg).

«Seit Beginn des Bauens haben die Menschen versucht, mit bauche­mischen Zusätzen die Lebensdau­er der Bauwerke zu verlängern», sagte Andreas Gerdes, Professor und Abtei­lungsleiter Mineralische Grenzflächen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), an der 20. Lippuner Wasserfach­tagung in Vaduz. Am weitesten gingen die Römer mit bauchemischen Additi­ven: «Von Proteinen über Roggenteig bis hin zu Bierwürze wurde alles verwen­det.»

Grösster Markt der Welt

Von dieser Innovationskraft könn­te sich heute der eine oder andere durchaus eine Scheibe abschneiden – besonders im Bereich des Infrastruktur­baus. «Die technische Infrastruktur ist der grösste Markt der Welt. Die Branche ist etwa zwei- bis dreimal so gross wie die Automobilbranche», so Gerdes.

Ak­tuell zeichnen sich Infrastrukturbauten allerdings nicht gerade durch ihren gu­ten Zustand aus. In den nächsten Jah­ren und Jahrzehnten wird erwartet, dass der Unterhalt, die Instandsetzung und der gezielte Ausbau der Infrastruktur sowohl in Deutschland als auch in der Schweiz Investitionskosten im dreistelli­gen Milliardenbereich erfordern werden, so Gerdes im Gespräch.

Lebensdauer drastisch reduziert

«Die Situation stellt sich aber nicht nur in europäischen Ländern so dar, sondern gilt etwa auch für China, das trotz einer verhältnismässig jungen Infrastruktur viele seiner ‹Bausünden› bereits instand setzen muss.» Die Prob­lematik ist überall etwa die gleiche: Es soll möglichst günstig und schnell ge­baut und der künftige Unterhalt auf ein Minimum begrenzt werden, sodass der Haushalt heute entlastet wird.

Da­für wird häufig eine Verkürzung der Nutzungsdauer der Infrastruktur in Kauf genommen. «Oder anders ausgedrückt: Die geplante Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren reduziert sich auf 20 bis 25 Jahre», bedauert Gerdes. Faktisch baue man so eine «Hypothek» für die nachfolgenden Generationen auf. Nach­haltigkeit sieht anders aus.

Kostendruck steigt

«Die kommunale Infrastruktur ist kom­plex und vielfältig. Sie ist aber auch standortfördernd und wichtig für die ge­sellschaftliche Struktur», betont Gerdes. In der Schweiz hätten die Gemeinden in den letzten Jahrzehnten bei Infrastruk­turprojekten zwar noch auf die Kriterien «Qualität» und «Erhalt» geachtet, was sich bis heute auszahle.

Doch auch hier hat der Kostendruck stark zugenommen. «Und gerade durch Veränderungen, die wir nicht direkt in der Hand haben, wie Budgetzwänge, Klimawandel, Res­sourcenverknappung oder die intensivere Nutzung oder gar Umnutzung der Infrastruktur, stehen Gemeinden vor neuen Herausforderungen.» Hinzu kom­men Faktoren wie die Urbanisierung, die Globalisierung und die Digitalisierung des Bauwesens. «Das sind Entwicklun­gen, die das Bauen im Infrastruktursektor deutlich verändern werden.»

Fokus auf Prävention

Deshalb plädiert Gerdes für einen Sinneswandel, insbesondere bei den Bauherren, aber auch bei Planern, Bau­unternehmen und in der Politik: «Heute denken alle in Erstellungskosten.» Doch der Fokus solle sich weg von den An­fangskosten hin zur Prävention und zu einem längeren Lebenszyklus bewegen.

Prävention im Bauwesen ist eine simple Sache, doch genau das, was der Gemeindepräsident heute für sein Budget und die Planungssicherheit braucht.

Andreas Gerdes, Professor am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Andreas Gerdes, Professor am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Dies möchte Gerdes mit dem KIT Inno­vation Hub «Prävention im Bauwesen», einer Initiative der Helmholtz-Gemein­schaft (HGF) und des KIT, erreichen. «Prä­vention im Bauwesen ist eine simple Sa­che, doch genau das, was etwa der Gemeindepräsident heute für sein Bud­get und die Planungssicherheit braucht.»

Teure Instandsetzung vermeiden

Im Grunde geht es bei diesem Ansatz darum, nicht nur die kurzfristigen Kos­tenpunkte zu betrachten, sondern sich stets auch zu fragen, wie man den Le­benszyklus eines Objekts verlängern kann. In aller Regel sind chemisch-physikalische Prozesse Schuld an einer ver­kürzten Lebensdauer. Das heisst: Viele Infrastrukturprojekte enthalten Werk­stoffe, die viel zu schnell korrodieren.

«Die Instandsetzung verursacht jeweils Kosten, die bis zu dreimal so hoch sind wie die Kosten des Neubaus.» Würde man hingegen einen präventiven Ansatz wählen und allfällige Risiken bereits in der Planung und Umsetzung berücksich­tigen, könnten die späteren, teuren In­standsetzungen vermieden werden. Und das bei einem Mehraufwand von lediglich etwa drei bis fünf Prozent der Bausumme, wie Gerdes erklärt.

Bis zu dreifache Umweltbelastung

Neben den Kosten, die bei einer langfristigen Betrachtungsweise eingespart werden können, führt der präventive Ansatz auch zu einer Reduktion der Umweltbe­lastungen. Eine Studie der ETH Zürich, an der Gerdes promovierte, hat gezeigt, dass die Umweltbelastung bei einer In­standsetzung bis zu dreimal so hoch ist wie die Belastung bei der ursprünglichen Erstellung. Und heute würden bei rund 80 Prozent der Bauwerke bereits nach sechs bis acht Jahren wieder Schäden auftreten, gibt Gerdes zu bedenken. «Deshalb muss man den Nachhaltigkeitsbegriff über den ganzen Lebenszyklus hinweg betrachten.»

«Überraschendes» Versagen

Was heisst das nun konkret? Am Beispiel eines Schwimmbads lässt sich der Ansatz verdeutlichen: Bei der Planung und Ausführung eines Hallenbads wird – meist aus finanziellen Überlegungen – für alle «Plättli» der gleiche Fliesenkleber verwendet. «Die chemisch-physi­kalische Beanspruchung beim Fliesenbelag im Schwimmbecken ist jedoch eine andere als im Duschraum oder in der Toilette des Hallenbads», erklärt Ger­des.

Als Folge kann es zum «überraschen­den» Versagen der Schwimmbeckenauskleidung kommen: Die Beläge lösen sich unter Umständen nach sieben bis zehn Jahren bereits ab, während in den übrigen Räumen wenige bis gar keine Schäden zu erkennen sind.

Aggressive Umgebung für den Fliesenkleber

So überraschend sollte das Problem allerdings gar nicht sein: Die aus hygie­nischen Gründen notwendige Aufberei­tung des Schwimmbadwassers ist zwar für die Wasserqualität und die darin herumschwimmenden Kinder und Erwach­senen von Vorteil. Für die verwendeten Materialien schafft sie aber eine äusserst aggressive Umgebung. In den anderen Räumen kommen die «Plättli» hingegen nur mit Leitungswasser und weniger aggressiven Reinigungs- und Desinfektionsmitteln in Kontakt.

«Bei einer vor­gängigen Betrachtung im Sinne eines Präventionskonzepts hätten diese Unter­schiede identifiziert und direkt in die Planung und Umsetzung eingebaut wer­den können», sagt Gerdes. So könnten mit geringem Aufwand teure und auf­wendige Instandsetzungen nach weni­gen Jahren vermieden werden.

Unterstützung für Gemeinden

Was im ersten Moment eher theoretisch tönt, soll alles andere als eine abstrakte Konzeptidee bleiben. Gerdes und seine Kollegen legen grossen Wert auf einen starken Praxisbezug. «Im Innovation Hub möchten wir alle Akteure der Wertschöp­fungskette an einen Tisch bringen.» Da­bei streben sie einen stetigen Wissen­stransfer zwischen der Forschung und der Praxis an.

Von diesen Erkennt­nissen können Gemeinden – auch in der Schweiz – profitieren: Der «Hub» bietet Workshops und Beratungen an, in de­nen Kommunen an konkreten Projekten lernen, was das Lebenszyklusmanage­ment bedeutet.

Präventive Ansätze in Malsch

Die erste Gemeinde, die sich das Know-how des Innovation Hubs zunutze macht, ist die baden-württembergische Gemeinde Malsch, die etwa 20 Kilome­ter südlich von Karlsruhe liegt und rund 15 500 Einwohner zählt. Der Bürger­meister von Malsch, Elmar Himmel, war es, der sich an den KIT Innovation Hub wandte.

Nun wird die Gemeinde in drei konkreten Bauprojekten dabei unter­stützt, präventive Ansätze anzuwenden und mit ausführlichen vorgängigen Ana­lysen möglichen Risiken während der Lebensdauer vorzubeugen. (...)

Autoren

Nadine Siegle
Stv. Chefredaktorin Kommunalmagazin

Nadine Siegle hat an der Universität Zürich Rechtswissenschaft studiert und 2013 abgeschlossen. Seit September 2016 ist sie stellvertretende Chefredaktorin beim Kommunalmagazin. Sie interessiert sich besonders für Themen der Nachhaltigkeit und Digitalisierung sowie für den sozialen Wandel.