Stormy Grey Bodenplatten, 2017
24 Glasplatten aus recyceltem Glasbruch und Überschuss beschichteter Solarpaneele
Jeweils 135 x 60 x 2 cm

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6 Glasfliesen aus recyceltem Glasbruch und Überschuss beschichteter Solarpaneele

Courtesy Magna Glaskeramik

BlueBlocks: Seawood
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Faserplatten aus braunem Seetang
Courtesy BlueBlocks

RikMakes: Compostboard
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Bretter aus agrarwirtschaftlichen Abfällen
Courtesy RikMakes

Shards – Fliesen aus Bauschutt
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Fliesen aus Bauschutt
Courtesy Shards – Fliesen aus Bauschutt

Smile Plastics  
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Paneele aus recycelten Kunststoffabfällen
Courtesy Smile Plastics

Spared
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Recycelte Muscheln aus der Fischereiindustrie

StoneCycling
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Ziegelsteine aus Bauschutt
Courtesy StoneCycling

UpBoards
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Platten aus recycelten Kunststoffabfällen

Das 21. Jahrhundert steht vor einem radikalen Paradigmenwechsel dafür, wie viele Materialien unter welchen Produktionsbedingungen hergestellt werden und zum Einsatz kommen. Das lineare Konzept von „Produzieren, verwenden, wegwerfen“ hat sich angesichts knapper Ressourcen und eines exponentiell wachsenden Abfallaufkommens sowie einer rapide steigenden Weltbevölkerung als nicht tragbar für die zukünftige Bewohnbarkeit des Planeten erwiesen. Um den Abbau natürlicher Rohstoffe zu minimieren, müssen Kreisläufe aus Produktion, Nutzung und Wiederverwendung entwickelt werden, die neben einem geringeren Verbrauch von Ressourcen eine Transformation des Wirtschaftens ermöglichen.

Knowing, Acting, Caring als Haltung eines veränderten Handelns hat unterschiedliche Stufen der Produktion und eine Bandbreite von Materialien hervorgebracht, die nicht mehr nur als spekulative Forschungsprojekte, sondern zur realen Anwendung zur Verfügung stehen.

Die hier präsentierte Auswahl junger Unternehmen steht stellvertretend für eine neue Generation von Firmen, die ihr wirtschaftliches Modell im Zeichen der Transformation entwickelt haben. Magna Glaskeramik, Blue Blocks Seawood, Compost Board, Shards-Fliesen aus Bauschutt, Smile Plastics, Spared, Stone Cycling, UpBoards und Mogu stehen für innovatives Wirtschaften im Bereich der New Materials. Recycling, Urban Mining, der Einsatz natürlich nachwachsender und abbaubarer Rohstoffe bilden das Zentrum ihrer Produktpaletten.

Die erste Stufe für veränderten Wertstoffverbrauch besteht im Ansatz des Recyclings bereits bestehender Stoffe. Hier geht es darum, bereits vorhandene, oft ölbasierte Materialien wieder zu verwerten, anstatt sie zu entsorgen. Dies reduziert nicht nur den Energieverbrauch bei Neuproduktionen, sondern verringert auch die Menge der Abfälle, die weltweit auf den Deponien landen. Recycling trägt dazu bei, unsere begrenzten natürlichen Ressourcen zu schonen und die Umweltbelastung zu minimieren. Voraussetzung für das Recycling ist die Trennung in einzelne Stoffe. Weil viele Produkte als Verbund zahlreicher Einzelstoffe designt werden, deren Trennung schwierig ist, landen wertvolle Materialien als Ganzes auf den Deponien. Verändertes Design, neue Produktionsverfahren und effizientere Trennung in einzelne Stoffe sind daher die neuen Herausforderungen.

Städte und die gebaute Umwelt befinden sich im ständigen Wandel. Was bleibt, sind Tonnen von Trümmern aus Beton, Ziegeln und diversen anderen Baumaterialien. Die Reste werden als Bauschutt auf Müllhalden entsorgt. Immer mehr wird jedoch verstanden, dass dieser Abbruch auch recycelbare Stoffe liefern kann. Als Urban Mining werden eine neue Wirtschaft und ein Prozess genannt, der Rohstoff nicht aus der Natur, sondern aus bereits verursachtem Abbruch extrahiert und die Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe aus städtischen Abfällen und Altprodukten betreibt. Dabei werden Techniken wie Recycling, Wiederverwendung und Aufbereitung eingesetzt, um Metalle, Kunststoffe, Elektronik und andere Ressourcen aus Haushalten, Gewerbegebieten und Industrieabfällen zurückzugewinnen. Urban Mining trägt dazu bei, die Abhängigkeit von primären Rohstoffquellen zu reduzieren, und fördert eine nachhaltigere Nutzung von Ressourcen in urbanen Umgebungen.

Shards ist ein junges Unternehmen aus Kassel, das sich auf die nachhaltige Verwertung von Abfällen aus der Bauindustrie spezialisiert hat, indem es Fliesen aus Bauschutt herstellt. Die Fliesen verzichten vollständig auf Primärrohstoffe, geben mineralischen Abfallstoffen, die normalerweise auf Deponien landen würden, ein zweites Leben und etablieren gleichzeitig ein zirkuläres System. Bei einer Beschädigung können sie, ohne zu Abfall zu werden, zu neuen Fliesen recycelt werden. Die Palette von Farben und Oberflächenstrukturen wird ohne Farbstoffe produziert und reicht von Weiß, Creme, Braun, Grau, Schwarz bis zu Grün- und Blautönen. Sie können glänzend, griffig oder rau sein. Bei der Herstellung der Shards-Fliesen setzt das Unternehmen auf erneuerbare Energiequellen und verzichtet vollständig auf fossile Brennstoffe. Aufgrund seiner Nachhaltigkeit wurde das Unternehmen 2018 mit dem Bundespreis Ecodesign und 2021 mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis Design ausgezeichnet.

StoneCycling ist ein niederländisches Unternehmen mit Sitz in Amsterdam, das ebenfalls das Ziel verfolgt, den Einsatz von Primärrohstoffen in der Baubranche zu reduzieren. Bereits im Studium hatte der Industrial-Designer Tom van Soest einen Mixer entworfen, der Abbruchabfälle wie Fensterglas, Ziegel und Beton pulverisiert. Dieses Verfahren brachte er später in einem größeren Maßstab mit der Gründung von StoneCycling zu unternehmerischer Reife. Das resultierende Pulver wird gemischt und gebrannt. Recyceltes Glas dient als Bindemittel. Das Material, das aus dem Ofen kommt, hat steinähnliche Eigenschaften. Das Unternehmen StoneCycling produziert heute Ziegel oder Fliesen für nachhaltige Bauprojekte. In der Ausstellung Bending the Curve werden Produkte aus der Serie WasteBasedBricks vorgestellt. Die Backsteine werden zu zwischen 60 % und 100 % aus Abfallmaterialien hergestellt und tragen zur Abfallreduzierung bei, indem sie zwischen 91 kg und 150 kg Abfall pro Quadratmeter aufwerten. Die Produktion ist CO₂-kompensiert und entspricht den Branchenstandards. WasteBasedBricks eignen sich sowohl für den Innen- als auch den Außenbereich und können in individuellen Formen und Größen geliefert werden.

Die Firma Magna Glaskeramik mit Sitz in Teutschenthal produziert Designprodukte mit Glasabfällen. Für die Ausstellung Bending the Curve präsentiert die Firma eine Installation mit Bodenplatten in der Farbe Stormy Grey. Aus 100 % recyceltem Brauchglas stellt Magna Glaskeramik-Platten her, die aus farblich getrennten und geschmolzenen Scherben bestehen. Die Farbpalette umfasst Grau, das aus dem Glas beschichteter Solarpaneele hergestellt wird, Blau aus blauen Mineralwasserflaschen, Grün aus Bierflaschen, Schwarz aus Fehlproduktionen von grauem Flachglas und Weiß aus Abfallglas von Schutzgläsern für Solarzellen. Bei der Herstellung von Flach-, Solar-, Farb- oder Flaschenglas fallen Ausschüsse, Fehlproduktionen und Übermengen von ca. 5 % der gesamten Glasproduktion an. Diese Industrieabfälle stellen die Rohstoffquelle für die Produktion von Magna Glaskeramik dar: Sie werden kontrolliert in Scherben gebrochen und durchlaufen ohne Zusatz von Bindemitteln und ohne Druck, nur mithilfe von Temperatur und Zeit, einen aufwendigen Kompaktierungsprozess, Sinterungsprozess genannt. Anschließend werden die gesinterten Platten in Kühlhauben abgekühlt. In der Endverarbeitung werden die Rohplatten kalibriert, auf Wunsch poliert und auf Endmaß geschnitten. Der Energiebedarf im Produktionsprozess wird aus eigenen Solaranlagen generiert und das Wasser für den Herstellungsprozess wiederaufbereitet und mehrfach verwendet.

Die Unternehmen Smile Plastics, Spared und UpBoards präsentieren in Bending the Curve Materialproben aus ihren Produktpaletten, die zu 100 % aus recyceltem Plastikgranulat herstellt wurden. Plastikabfälle lassen sich zu allen möglichen Formen pressen. Die so entstandenen neuen Materialien haben jeweils eigene Qualitäten und ein verschieden designtes Aussehen. Sie sind für eine breite Palette von Anwendungen konzipiert, die an den Bedarf angepasst werden können. Zusätzlich präsentiert das Unternehmen Spared auch eine Probe des Verbundmaterials Molelk, das aus recycelten Muscheln aus der Fischereiindustrie entsteht. 6 bis 8 Millionen Tonnen Muschelabfälle fallen jedes Jahr in der Lebensmittelindustrie an. Der größte Teil davon landet auf der Mülldeponie.

Für das Recycling von Plastik setzen sich nicht nur junge Unternehmen aus der Designbranche ein. Dafür engagieren sich auch weltweite Bürger:innenbewegungen, wie zum Beispiel die Initiative „Precious Plastic“. Diese wurde 2012 von Dave Hakkens in den Niederlanden gegründet. Die Idee basiert auf von Hakkens selbstgebautem Werkzeug für das Recycling von Plastik: einem Schredder, einer Spritzgussmaschine und einer Formpresse. Später stellte Hakkens die Baupläne für die „Recycling-Infrastruktur“ unter dem Creative-Commons-Siegel für jeden verfügbar ins Internet, was bewirkte, dass sich weltweit ca. vierhundert von Bürger:innen gegründete Werkstätten der Bewegung anschlossen.

Diese zweite Stufe veränderter Produktion konzentriert sich auf die Entwicklung und Verwendung neuer Materialien, die organisch und abbaubar sind. Die Materialien sind eine Alternative zu herkömmlichen, nicht abbaubaren Kunststoffen und Chemikalien. Sie sind umweltfreundlicher und bauen sich nach ihrer Verwendung schneller ab, indem sie möglichst wenige oder gar keine schädlichen Rückstände hinterlassen. Solche Materialien sind besonders wichtig, um die Verschmutzung der Ozeane und Böden zu reduzieren.

Das Holz-ähnliche Produkt CompostBoard basiert auf dem Prinzip Zero Waste. Das Material besteht aus landwirtschaftlichen Abfällen und ist zu 100 % biobasiert, erneuerbar und vollständig kompostierbar. Die Fasern für CompostBoard stammen aus den Niederlanden (Flachs) und Belgien (Hanf), die Verarbeitung erfolgt auf herkömmlichen Holzbearbeitungsmaschinen mit Verfahren wie Fräsen, Sägen und Mahlen. Das Material fördert eine Kreislaufwirtschaft, da es nach Gebrauch zu fruchtbarem Boden für den Anbau von Nutzpflanzen verwandelt werden kann. Der verwendete Klebstoff ist umweltschonend hergestellt und ungiftig, da er keine ölbasierten Stoffe verwendet. Er ist nicht flüchtig sowie umweltschonend hergestellt. Das damit kompaktierte Material bleibt intakt, solange es trocken gehalten wird, und bietet den Benutzer:innen vorteilhafte Eigenschaften wie Atmungsaktivität und ein neutrales Raumklima. Es bindet Wasserdampf, wenn die Luft feucht ist, und gibt ihn in trockenen Zeiten wieder ab. CompostBoard beginnt zu zerfallen, wenn es mehrere Tage lang Regen ausgesetzt ist. Nach sieben bis 14 Tagen in Kontakt mit Wasser zerfällt das Material und kann von Würmen und Insekten zersetzt werden.

SeaWood ist das Resultat einer Kooperation zwischen The Seaweed Company, North Sea Farmers, BlueCity und Circular Factory. Sie produzieren Faserplatten, die aus braunem Seetang hergestellt werden. SeaWood ist ein zu 100 % natürliches, kompostierbares und chemikalienfreies Plattenmaterial, das als Baumaterial für Produkte im Bereich der Inneneinrichtung und als akustische Wandpaneele verwendet werden kann.

Die dritte Stufe transformativen Wirtschaftens wird aktuell unter dem Begriff der Regeneration diskutiert. Der Begriff wurde von Paul Hawkens geprägt und sieht eine Umstellung in allen Bereichen der Herstellung, der Gewinnung, des Verbrauchs und der Wiederverwendung von Dingen vor, die Menschen zum Leben brauchen. Die zentrale Forderung ist, dass der Mensch einen weiter belebbaren Planeten hinterlässt und Ökosysteme, Klima und Biodiversität versteht und respektiert. Dieses Ziel kann nur erreicht werden, wenn ein radikaler kultureller Wandel stattfindet und damit einhergehend neue Methoden und Materialien in möglichst allen Bereichen menschlichen Lebens zum Einsatz kommen.

MycoTree, 2017
Myzel und Bambus
100 x 100 x 150 cm

Courtesy Karlsruher Institut für Technologie, Fakultät für Architektur

Der MycoTree ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Nachhaltiges Bauen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Block Research Group an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und der Abteilung für Alternative Construction Materials des Future Cities Laboratory Singapore.

Der Frankfurter Kunstverein zeigt einen der Prototypen für das Exponat, das 2017 als zentrale Arbeit auf der Seoul Biennale für Architektur und Städtebau präsentiert wurde. MycoTree veranschaulicht, dass regenerative Ressourcen in Kombination mit Bauplanung das Potenzial haben, Alternativen zu etablieren, um neue Methoden zu schaffen, Baumaterialien für eine nachhaltigere Bauindustrie biobasiert herzustellen. Für die nötige Stabilität der Konstruktion ist nicht mehr die Stabilität der eingesetzten Materialien wie beispielsweise Metall und Beton erforderlich, die einen großen ökologischen Fußabdruck aufweisen und planetare Rohstoffe benötigen. Vielmehr setzt das KIT auf Stabilität durch eine veränderte Geometrie im Planungsaufbau. Unter der Leitung von Professor Dipl.-Arch. Dirk E. Hebel wird im Fachbereich Entwerfen und Nachhaltiges Bauen an der Fakultät für Architektur am KIT intensiv zu nachhaltigen Verfahren und Materialien für die Bauindustrie geforscht.

Der MycoTree ist eine modellhafte räumliche Verzweigungsstruktur, die aus verschiedenen Myzel- und Bambuskomponenten gefertigt wurde. Der Name MycoTree verweist auf seine baumartige Struktur. Die Form wird zum Vorbild einer naturgeschaffenen Geometrie, die von Architekt:innen mithilfe des Statik-Programms 3D-Graphic-Statics weiterentwickelt und berechnet wird. Innerhalb der Struktur des MycoTree wurden die modularen Einzelteile mit Steckverbindungen aus dem ebenfalls nachwachsenden Rohstoff Bambus befestigt.

Der MycoTree besteht aus organischen Stoffen. Die weißen Baumodule entstehen aus Resten der Agrar-, Forst- oder Textilwirtschaft, die durch Myzelien zusammengehalten werden. Die wesentlichen Produktionsschritte erfordern streng kontrollierte Bedingungen, damit der lebende Pilz optimale Wachstumsbedingungen vorfindet. Die organischen Reststoffe werden sterilisiert, ihnen werden Pilzsporen zugesetzt und die Masse wird für mehrere Wochen bei 30 Grad zum Wachsen gebracht. Gelingt die Aktivierung des Pilzes, wächst dieser einen bis fünf Zentimeter am Tag und durchwurzelt das Substrat. Hat das Myzel die Gesamtheit des Substrates durchdrungen, wird das Wachstum durch Trocknung angehalten und durch anschließende Pressung verdichtet. Die Wurzelfilamente des Pilzes kompaktieren das ursprünglich lose Substrat zu einer festen Form und vermeiden die Zugabe meist toxischer Leimstoffe. Dadurch ist der Werkstoff biologisch vollständig abbaubar. Die Form der Behältnisse, in denen der Pilz wächst, bedingt die Gestaltung des finalen Baumoduls, gleichzeitig aber auch einen erfolgreichen Wachstumsprozess.

Diese Myzelmodule werden durch Steckverbindungen mit Bambusteilen verbunden, um die Stabilität des Objektes zu erhöhen. Auch Bambus ist eine schnell nachwachsende Pflanze, die pro Tag bis zu einem Meter wächst. Bambus ist biegsam und robust und spielt in Asien schon seit

Jahrhunderten und bis heute im Hochhausbau eine zentrale Rolle. Im Gegensatz zu Bäumen braucht die Bambuspflanze weniger Wasser und keine Düngemittel und wächst wesentlich schneller.

Das Myzel-Material ist jedoch wenig biegsam und zugfest. Daher muss eine innovative und auf die organische Materialbeschaffenheit ausgerichtete architektonische und statische Planung entwickelt werden. Der MycoTree wurde als Prototyp am KIT Karlsruhe geschaffen, um seine Belastbarkeit zu testen.

Seit Jahren wird weltweit an der Methode der Myzelpräparation organischer Abfälle geforscht und Patente dafür eingereicht. Heute existieren zahlreiche Verfahren und Anbieter verschiedener Materialien, deren Beschaffenheit von leicht, aber bröselig, bis zu hart und kompakt unterschiedliche Bedarfe von Bauprojekten und Innenarchitektur erfüllt, zum Beispiel schallschluckend, wenig brennbar, abdichtend oder durch Pigmente einfärbbar. Biochemisch binden während des Wachstums sowohl der Pilz als auch die Bambuspflanze Stickstoff und Kohlenstoff, der in der Zellulose gespeichert bleibt.

Das 21. Jahrhundert steht vor einem radikalen Paradigmenwechsel dafür, wie wir Materialien für den Bau unserer Lebensräume produzieren. Das lineare Konzept „Produzieren, verwenden und wegwerfen“ hat sich angesichts knapper Ressourcen und exponentiell wachsender Stadtbevölkerungen als nicht tragbar für die zukünftige Bewohnbarkeit des Planeten erwiesen. Für einen Kreislauf aus Produktion, Nutzung und Wiederverwendung müssen alternative Materialien und Bauweisen erforscht und eingesetzt werden.

Ein Umdenken im internationalen Architekturkontext findet zwar statt, was sich auch in der Biennale für Architektur in Venedig 2023 zeigt. Jedoch bilden weder die aktuelle Baupraxis und die Zulieferindustrie noch der behördliche und politische Auflagenapparat den Wandel zu einem veränderten Bauen ab. Rasant steigende Flächenversiegelung, globaler Rohstoffverbrauch und die häufig damit einhergehende Ökosystemzerstörung bleiben eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts.

Prof. Dipl.-Arch. Dirk E. Hebel hat das von ihm geleitete Forschungsinstitut aus der Überzeugung heraus gegründet, dass im Bausektor dringend ein Paradigmenwechsel Einzug halten muss. Seit 1990 hat sich die weltweite Treibhausgasemission, die allein von der Zementindustrie verursacht wird, geschätzt verdreifacht. Die Bauindustrie benötigt exponentiell wachsende Mengen an Holz, Wasser, Bodenressourcen und Energie und ist einer der größten Verursacher von Abholzung, Bodenverbrauch, Wasserverschmutzung und nicht wiederverwendbarer Bauabfälle. Der Abbau von Sand, der zur Herstellung von Beton genutzt wird, wird den Ökosystemen aus Flüssen, Küsten und Meeresböden entnommen, was zur Zerstörung von Lebensräumen für Menschen, Tiere und Pflanzen führt.

Mit der wachsenden Bevölkerung und steigenden Ansprüchen nimmt auch die Nachfrage nach Materialien und Ressourcen zu. Während diese in der Vergangenheit noch meist von lokalen und regionalen Gebieten erfüllt wurde, wird sie nun zunehmend global und weitreichend. Dieses Phänomen hat Materialströme von transkontinentaler Tragweite hervorgebracht und hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit, die Funktionsweise, das Eigentumsgefühl und die Identität der zukünftigen Städte. Die globale Konzentration der Bauindustrie auf einige wenige Materialien setzt unsere natürlichen Ressourcen stark unter Druck. Wenn wir über die Städte der Zukunft sprechen, wird klar, dass sie nicht mit denselben Ressourcen gebaut werden können wie die bestehenden Städte.

Dirk Hebel ist, wie viele andere Teilnehmer:innen von Bending the Curve, aktiver Verfechter zirkulärer Wirtschaftsmodelle. Dieser Ansatz würdigt Materialien als kostbare, begrenzte Ressourcen und fördert aktiv ihre Wiederverwendung und Schonung. Ressourcen effizienter zu nutzen und Abfälle zu minimieren, den Lebenszyklus von Produkten zu verlängern und die Wiederverwertung von Materialien zu fördern, sind mögliche Strategien. Die Zeit linearer Modelle, bei denen Produkte nach ihrer Nutzung entsorgt werden, sollte vorbei sein. Kreislaufwirtschaft, Repair-Kultur oder zumindest Recycling müssten politisch gefördert werden, um auch in Zukunft die Bewohnbarkeit unseres Planeten zu ermöglichen.