Wärmewende : Konstruktive Effizienz kann den Klimaschutz im Gebäudesektor voranbringen

Der Bausektor ist für rund sieben Prozent der Treibhausgasemissionen Deutschlands verantwortlich. Besonders ins Gewicht fällt die sogenannte „graue Energie“: CO2-Emissionen von Beton, Stahl und anderen Baustoffen, die entstehen, bevor ein Gebäude überhaupt bezogen und beheizt wird.

Trotz langjähriger Bemühungen, die Emissionen von Gebäuden mithilfe besserer Dämmung, klimafreundlicherer Heizsysteme und anderer Maßnahmen zu senken, sind die Erfolge überschaubar: Laut Umweltbundesamt sanken die Emissionen im Gebäudesektor 2024 lediglich um 2,3 Prozent – und dieses Ergebnis war dann auch eher dem milden Winter als strukturellen Fortschritten zu verdanken.

Die neue Bundesbauministerin Verena Hubertz hat sich aber nun ehrgeizige Ziele gesetzt: So soll der „Bauturbo“ Genehmigungen beschleunigen, den Einsatz neuer Technologien fördern und gleichzeitig den sozialen Wohnungsbau stärken. Doch auch, wenn die „grauen Emittenten“ hier berücksichtigt werden, fehlt ein systematischer Blick auf den Materialeinsatz in der Konstruktion des Bauwerks.

Die unterschätzte Dimension des klimagerechten Bauens

Die Tragstruktur eines Gebäudes bietet hier eine bislang kaum genutzte Stellschraube. Tragende Bauteile machen den größten Teil des Materialvolumens und somit der grauen Emissionen im Lebenszyklus eines Gebäudes aus.

Das entscheidende Konzept ist die „konstruktive Effizienz“. Sie beschreibt das Verhältnis zwischen dem theoretischen Mindestbedarf an Material für eine gegebene Tragwerksleistung und dem tatsächlich eingesetzten Material.

Konstruktiv effizient zu bauen bedeutet, das Material in der Konstruktion bewusster einzusetzen, die natürlichen Eigenschaften des Materials besser zu nutzen sowie die Konstruktion insgesamt effizienter zu planen. Bauwerke der Antike liefern ausreichend Vorbilder: Das Baumaterial war relativ teurer als heutzutage. Aus diesem Grund wurde in der Antike wesentlich effizienter konstruiert.

Tragstruktur: bislang nur Nischenrolle in der Politik

Allerdings wird solche Effizienz heute trotz Rufen internationaler Experten noch nicht in nennenswertem Umfang klassifiziert. So bezieht sich das Gebäudeenergiegesetz (GEG) auf den Betriebsenergieverbrauch und auf die Emissionen pro hergestellter Materialeinheit – aber nicht auf die Notwendigkeit des Materialverbrauchs. Auch gängige Nachhaltigkeitszertifikate integrieren konstruktive Effizienz bisher nicht. Ohne objektive Kenngröße lässt sich die Effizienz tragender Systeme bisher weder vergleichen noch bewerten.

Die Tragstruktur fällt damit politisch wie regulatorisch aus dem Raster – trotz ihres überproportionalen Einflusses auf die Treibhausgasemissionen von Bauwerken. Damit fehlt eine wichtige Perspektive – mit enormem Hebel.

Und das, obwohl sich konstruktive Effizienz rechnet: Bisher noch nicht veröffentlichte Daten aus über 20 europäischen Projekten zeigen, dass trotz höheren Planungsaufwands bei vergleichbaren Leistungsstufen zwischen 10 und 40 Prozent der Kosten eingespart werden konnten.

Konstruktive Effizienz zahlt sich noch mehr aus, wenn auf kohlenstoffarme Baumaterialien umgestellt wird. Schließlich kosten solche Materialien in der Regel mehr; siehe Zement, der – wenn mit Kohlenstoffabspaltung und -speicherung (CCS) kohlenstoffarm gemacht, – etwa doppelt so teuer als herkömmlicher ist. Wenn durch konstruktive Effizienz das Volumen des verbrauchten Materials geringer wird, relativiert dies höhere Preise und die neuen, kohlenstoffarmen Materialien werden zügiger und breiter vom Markt akzeptiert.

Standards, Software und Zertifizierung

Doch damit konstruktive Effizienz ihre Wirkung entfalten kann, braucht die gesamte Branche in Architektur, Technologie und Bau konkrete Werkzeuge.

Das ist an erster Stelle ein zunächst freiwilliger Standard zur Definition und Berechnung konstruktiver Effizienz. Dieser würde vergleichbare Bewertungen ermöglichen – analog zu Kategorien für Energieeffizienz – und schafft eine Grundlage für künftige Richtlinien.

Ein solcher Standard benötigt allerdings ein solides Fundament. Dazu gehört:

• Wissenschaftliche Validierung durch unabhängige Experten, die bisherige Forschungsergebnisse prüfen, konsolidieren und methodisch absichern.
• Forschung dazu, welche spezifischen Eigenschaften neuartiger Materialien ihre strukturelle Leistungsfähigkeit limitieren.
• Innovative Förderprogramme zur Entwicklung und Etablierung des Standards sowie zur Umsetzung von Pilotprojekten und zum Wissensaufbau in Lehre und Praxis.
• Ein Zertifizierungsdienst, über den externe Gutachter die konstruktive Effizienz von Projekten validieren – ein entscheidender Vorteil bei Ausschreibungen und Förderanträgen.
• Bewertung und Entwicklung neuer Bausysteme: Hersteller werden bei der Entwicklung effizienter Systeme unterstützt – mit Fokus auf klugen Materialeinsatz, nicht nur auf Materialeigenschaften wie Festigkeit oder Gewicht.
• Software-Tools, die direkt in gängige Planungs-Programme integriert sind, automatisierte Analysen im Hintergrund durchführen und den Architekten unmittelbar Rückmeldung zur konstruktiven Effizienz ihrer Entwürfe liefern. Die Entwicklung und Lizenzierung solcher Tools erfordern ihrerseits Finanzierungsmodelle.

Konstruktive Effizienz als integrativer, systemischer Ansatz

Konstruktive Effizienz ersetzt keine bestehenden Ansätze des nachhaltigen Bauens – sie ergänzt sie und macht sie wirksamer. Weniger Materialbedarf bedeutet auch weniger Masse, geringeren Energieeinsatz für Herstellung, Logistik und Montage. Dadurch werden systemische Effekte ermöglicht, die über den CO2-Fußabdruck eines Gebäudes hinausgehen.

Programme wie der deutsche „Gebäudetyp E“ zeigen beispielhaft, wie ressourcenschonende Bauweise vorangetrieben werden kann. Allerdings reicht dies noch nicht aus, um das volle Potenzial konstruktiver Effizienz zu erschließen. Dazu müssten alle Programme zur Tragwerksoptimierung stimmig zusammengebracht oder ein eigenständiges Programm zur Förderung konstruktiver Effizienz entwickelt werden.

Intelligenter bauen heißt effizienter bauen

Konstruktive Effizienz zeigt, dass bereits die Planung entscheidend ist, um nachhaltig bauen zu können – es geht nicht nur um Material und Technologie. Die kluge Reduktion auf das strukturell Notwendige ist kein Verzicht, sondern ein Fortschritt.

Wer weniger verbraucht, muss nicht weniger gestalten. Die Erfassung struktureller Effizienz lässt auch den Architekten ihre gestalterische Freiheit. Nur, dass es möglich wird, das strukturelle Potenzial von Designentscheidungen sicht- und bewertbar zu machen.

Bislang haben fehlende Bewertungsinstrumente, ein hoher Planungsaufwand, fehlende Marktanreize, etablierte Standards und nicht zuletzt die eingespielten Interessenvertretungen für konventionelle Materialien verhindert, dass die konstruktive Effizienz durch einen verbindlichen Standard vorangebracht wird. Aber wer klimagerecht bauen will, muss damit beginnen, mithilfe eines Standards den Materialeinsatz dort vergleichbar zu machen und zu optimieren, wo er am größten ist: im Tragwerk.

Peter Schniering, ist Gründer und Geschäftsführer des unabhängigen Thinktanks Future Cleantech Architects. Er hat sich zum Ziel gesetzt, Innovationslücken in der Klimatechnologie zu schließen.