Verbund.NRW - Verbunde im Bauwesen - Von der Ressourceneffizienz zur validierten Nachhaltigkeit

Der Bausektor ist von hoher gesellschaftlicher und sozialer Bedeutung (z. B. Urbanisierung, regionale wirtschaftliche Auswirkungen, gesundheitliche Aspekte, bezahlbarer, ausreichender Wohnraum) und besitzt zudem eine große Ressourcenrelevanz (50 % des Ressourcen- und 35 % des Energieverbrauchs, über 50 % der Abfallmengen). Das Forschungskolleg Verbund.NRW untersucht
als anwendungsbezogenes und praxisnahes Graduiertenkolleg den nachhaltigen, ressourceneffizienten und kreislaufgerechten Einsatz von komplexen, multifunktionalen Verbundwerkstoffen im
Baubereich. Verbund.NRW adressiert damit die große gesellschaftliche Herausforderung Klimaschutz,
Ressourceneffizienz und Rohstoffrückgewinnung und forscht in Hinblick auf folgende Ziele für eine nachhaltige Entwicklung:
- Nachhaltiger Konsum und Produktion
- Gesundheit und Ökologie
- Industrie, Innovation und Infrastruktur
Leichtbautechnologien im Allgemeinen gelten als Innovationstreiber für Energie- und Ressourceneffizienz, sodass im Baubereich in Deutschland in den vergangenen Jahren große Märkte für Verbund bzw. Leichtbaumaterialien entstanden sind und ein weiteres Wachstum dieser Märkte prognostiziert wird. Die Entwicklung, Herstellung und Produktion sowie der Einsatz von Verbundwerkstoffen in öffentlichen, industriellen und privaten Bauwerken und bei der Infrastruktur sind in NRW und
Deutschland von zentraler gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und ökologischer Relevanz. Auch hinsichtlich der Nutzung, Sanierung und insbesondere des späteren Rückbaus und der weitgehenden
Wiederverwendung von Sekundärrohstoffen haben die Materialien eine weitreichende Bedeutung.
Der Einsatz komplexer Verbundsysteme ist jedoch kritisch zu hinterfragen, da sich die Materialien der Verbunde durch oft untrennbare Verbindungen nicht mehr separieren lassen, sodass am Lebensende der Verbundsysteme ein Recycling meist unmöglich ist.

In der ersten Förderphase wurde das inter- und transdisziplinäre Netzwerk der wissenschaftlichen Partner untereinander sowie mit externen, an den Wertschöpfungsketten beteiligten Akteuren erfolgreich etabliert. In elf Promotionsvorhaben innerhalb der ersten Förderphase wurden umfassende Erkenntnisse zu verschiedenen, im Baubereich eingesetzten Verbundwerkstoffen und -konstruktionen (Carbonbeton, CFK, WDVS, Holz-Hybridkonstruktionen, RC-Beton) gewonnen.

Der grundsätzliche Forschungsansatz des Kollegs soll weiter vorangetrieben werden, sodass die Zusammenarbeit der bisher in Verbund.NRW beteiligten Forschungseinrichtungen fortgeführt und intensiviert wird.
Die Koordination des Kollegs übernimmt weiterhin das Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe der RWTH Aachen University in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe
Ressourcen des Instituts für Infrastruktur – Wasser – Ressourcen – Umwelt der FH Münster.
Der Schwerpunkt der inter- und transdisziplinären Zusammenarbeit der zweiten Förderphase liegt auf der Validierung ausgewählter multifunktionaler Verbundsysteme. In der ersten Förderphase haben sich Stoffströme und Werkstoffe (CFK, Textilbeton, RC-Beton) als gemeinsame Untersuchungsobjekte für die Betrachtung aus unterschiedlichen Perspektiven und die Zusammenführung von Methoden als sehr zielführend für die Zusammenarbeit erwiesen. sodass in der zweiten Förderphase die Strukturierung und Intensivierung der interdisziplinären Zusammenarbeit an konkreten Fallbeispielen aus der Praxis erfolgt. Anhand zweier Anwendungsfälle, Faserverbunde und Schichtverbunde, die stellvertretend für das weite Anwendungsfeld von Verbundsystemen untersucht werden, wird unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus bewertet, wann und wie der Einsatz von Verbundsystemen nachhaltig möglich ist. Der Einsatz der Faser- bzw. Schichtverbunde wird in enger Kooperation zwischen interdisziplinären wissenschaftlichen Partnern und Praxispartnern in zwei „Transfer Labs“ untersucht.

Im Transfer Lab „Faserverbunde“ werden faserverstärkte Verbunde wie z. B. CFK oder GFK-verstärkter Beton als Stellvertreter für langlebige Konstruktionen untersucht, die im Außenbereich eingesetzt werden, an die hohe statische Anforderungen gestellt werden und die den Wartungszyklen von Infrastrukturbauten unterliegen.

Der Schwerpunkt im Transfer Lab „Schichtverbunde“ liegt auf Schichtverbunden im Innenausbau, die stellvertretend für solche mit geringen bis mittleren Lebensdauern und geringem spezifischen Gewicht stehen und an die vorwiegend ästhetische Anforderungen gestellt werden.

Das Kolleg führt die erfolgreiche Kollaboration und den Wissenstransfer mit den bisher eingebundenen, inhaltlich relevanten (zivil-)gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Akteuren weiter, beziehungsweise integriert weitere relevante Akteure der Wertschöpfungsketten im Projektverlauf.