Energy flows along the production and use of secondary materials with a special focus on concrete

Urban mining in the existing building stock can contribute to securing raw materials and conserving natural resources if the potential of recycling construction waste is consistently exploited. From an ecological point of view, it is on the one hand interesting what amounts of primary materials can potentially be substituted and on the other how much energy need to be invested for this. At present, the recycling of construction waste usually is considered from a material perspective. There is lack of an approach, extending material-oriented considerations by energetic aspects. The aim is to develop a uniform research approach by which energy expenditure during recycling of important construction products can be determined. Besides concrete seven further construction products are  investigated. Recycling paths are described and analysed along waste management processing steps taking into account the quality of the demolition materials and the quality requirements of the possible new application variants in the construction sector. The result is a clear plea for more consistent recycling. The analyses of concrete indicate that "high-quality" recycling only results in energy advantages when "high-grade" demolition material is used. However, so-called "down-cycling" solutions allow resource conservation to be combined with energy savings, even with lower-quality demolition materials. The single-minded focus on "high-quality" recycling according to the general understanding should therefore be questioned. Instead, preference should be given to solutions that take resource conservation into account in a more holistic way especially with regard to resource conservation andclimate protection

Strengthening Circular Urbanization Based on Regional Material Cadastres

Urbanization, coupled with prosperity, is a major driver of building material consumption. As urbanization and prosperity grow, dynamically expanding societies will worsen the carrying capacity problem. Shifting from linear to circular urbanization models is key, aiming to close, slow, and narrow material flows. Understanding the materiality and dynamics of existing structures is crucial for designing these strategies, and regional material cadastres offer valuable support. This paper introduces the concept of regional material cadastres and provides examples of circularity strategy simulations based on German examples. Challenges, opportunities, and specific considerations for applying this method in areas with intense urbanization dynamics are discussed in an outlook, accompanied by a suggested research agenda. The urban city region of Hanoi is used as an example, considering previous research activities in the region

Ökobilanzierung im Kontext planerischer Interessen - Bewertungsverfahren für Bauprodukte

Die ökologische Bewertung von Bauteilen stößt in der Praxis auf erhebliche Wissens- und Anwendungsdefizite. Die Komplexität der an Bauteile gestellten Forderungen und die unterschiedlichen Informationsinteressen von Bauherren, Planern und Produzenten erschweren die Entwicklung geeigneter Informations- und Bewertungsmodelle. Eine am IÖR durchgeführte Forschungsarbeit hat die Anwendungsmöglichkeiten der Ökobilanz als Analyse- und Bewertungsinstrument geprüft. Im Rahmen der Arbeit wurden methodische Probleme untersucht und ein Bewertungsansatz für Bauteile entwickelt. Es wird deutlich, dass die Ergebnisse der Ökobilanz für den Planer von Bedeutung sind, dass er als Entscheidungshilfe jedoch einen inhaltlich breiteren Bewertungsansatz benötigt. Es wird vorgeschlagen, die Bilanz von Bauteilen neben den für eine Ökobilanz typischen Umweltwirkungen um funktionsbezogene, technische, gesundheitsorientierte und wirtschaftliche Aspekte zu erweitern. Des Weiteren wird festgestellt, dass die Bilanzierung von Bauteilen vom methodischen Ansatz her stets eine Kombination aus Produkt- und Betriebsbilanz ist, wobei die betriebliche Bilanzierung aufgrund der langen Nutzungsdauer von Bauprodukten stärker in den Vordergrund rücken sollte.:Tabellenverzeichnis................................................................................VI Abbildungsverzeichnis...........................................................................VII Einleitung.................................................................................................1 A Bestimmung eines spezifischen Bilanzansatzes – methodische Untersuchungen zu Bilanzmodellen.........................................................5 1 Stoffstrombetrachtungen und Ökobilanz – Zusammenhänge...............7 1.1 Stoffstrombetrachtungen – Antwort auf das Umdenken in der Umweltpolitik...........................................................................................7 1.2 Stoffstrommanagement – Einordnung der Ökobilanz........................7 2 Unterschiedliche Bilanzmodelle im Rahmen von Stoffstrombetrachtungen – Methodendiskussion..............................................................................11 2.1 Ökobilanzen als Synonym für die Analyse und Bewertung von Stoff- und Energieflüssen......................................................................11 2.2 Unterschiedliche Bilanzmodelle im Rahmen von Stoffstrombetrachtungen.......................................................................12 2.3 Auswertung der dargestellten Modelle............................................22 3 Produkt- und Betriebs-Ökobilanzen – Detailuntersuchungen.............25 3.1 Ökobilanzen – allgemeine Definition................................................25 3.2 Produkt-Ökobilanzen nach ISO-Norm..............................................25 3.2.1 Festlegung des Zieles und des Untersuchungsrahmens..............28 3.2.2 Sachbilanz....................................................................................29 3.2.3 Wirkungsabschätzung..................................................................29 3.2.4 Auswertung..................................................................................30 3.3 Betriebs-Ökobilanzen......................................................................30 3.4 Produkt- und Betriebs-Ökobilanz im Vergleich.................................32 4 Spezifischer Bilanzansatz für Bauteile................................................34 4.1 Betrachtungsgegenstand Bauteil – Besonderheiten.......................34 4.2 Bestimmung eines spezifischen Bilanzansatzes für Bauteile...........35 B Eingrenzung eines spezifischen Bilanzrahmens – methodische Untersuchungen zu Betrachtungsinhalten und -grenzen......................39 1 Problembereiche im Rahmen der Produkt-Ökobilanz..........................41 1.1 Zieldefinition....................................................................................41 1.1.1 Funktionale Äquivalenz.................................................................42 1.1.2 Untersuchungsrahmen.................................................................45 1.2 Sachbilanz.......................................................................................52 1.2.1 Input- und Outputgrößen in der Sachbilanz..................................52 1.2.2 Methodische und datenbezogene Probleme.................................54 2 Spezifik des Bauteiles Außenwand im Kontext planerischer Interessen und Ziele.............................................................................58 2.1 Anforderungen an das Bauteil Außenwand......................................58 2.2 Anforderungen an das Bauen – gesetzliche Bestimmungen, Verordnungen und Vorschriften.............................................................59 2.3 Interessen und Ziele der Akteursgruppe Planer..............................60 2.4 Eingrenzung eines spezifischen Bilanzrahmens für das Bauteil Außenwand............................................................................................65 3 Beschreibung des spezifischen Bilanzrahmens...................................69 3.1 Lebenswegphasen..........................................................................69 3.2 Lebenswegkriterien.........................................................................71 3.2.1 Funktionale Anforderungen..........................................................72 3.2.2 Ökologische Anforderungen..........................................................75 3.2.3 Ökonomische Anforderungen........................................................77 C Bilanzbeispiel – Bauteilbewertung im Test.........................................79 1 Außenwandvergleich auf Grundlage ausgewählter Einzelkriterien.....81 1.1 Unterschiedliche Außenwandkonstruktionen – Aufbau und Mindestanforderungen..........................................................................81 1.2 Außenwandvergleich auf Grundlage unterschiedlicher Einzelkriterien ..............................................................................................................82 1.2.1 Bereich Funktion...........................................................................82 1.2.2 Bereich Gesundheit.......................................................................87 1.2.3 Bereich Stoffe/Energie..................................................................92 1.2.4 Bereich Ökonomie.........................................................................99 2 Außenwandvergleich – komplexe Bewertung...................................101 Zusammenfassung..............................................................................105 Anhang A – Spezifischer Bilanzansatz.................................................107 Anhang B – Spezifischer Bilanzrahmen................................................113 Anhang C – Bilanzbeispiel....................................................................117 Literaturverzeichnis.............................................................................12

Ökobilanzierung im Kontext planerischer Interessen - Bewertungsverfahren für Bauprodukte

Die ökologische Bewertung von Bauteilen stößt in der Praxis auf erhebliche Wissens- und Anwendungsdefizite. Die Komplexität der an Bauteile gestellten Forderungen und die unterschiedlichen Informationsinteressen von Bauherren, Planern und Produzenten erschweren die Entwicklung geeigneter Informations- und Bewertungsmodelle. Eine am IÖR durchgeführte Forschungsarbeit hat die Anwendungsmöglichkeiten der Ökobilanz als Analyse- und Bewertungsinstrument geprüft. Im Rahmen der Arbeit wurden methodische Probleme untersucht und ein Bewertungsansatz für Bauteile entwickelt. Es wird deutlich, dass die Ergebnisse der Ökobilanz für den Planer von Bedeutung sind, dass er als Entscheidungshilfe jedoch einen inhaltlich breiteren Bewertungsansatz benötigt. Es wird vorgeschlagen, die Bilanz von Bauteilen neben den für eine Ökobilanz typischen Umweltwirkungen um funktionsbezogene, technische, gesundheitsorientierte und wirtschaftliche Aspekte zu erweitern. Des Weiteren wird festgestellt, dass die Bilanzierung von Bauteilen vom methodischen Ansatz her stets eine Kombination aus Produkt- und Betriebsbilanz ist, wobei die betriebliche Bilanzierung aufgrund der langen Nutzungsdauer von Bauprodukten stärker in den Vordergrund rücken sollte

Umnutzung versus Neubau im Dorf - Energetisch-stoffliche sowie kostenseitige Gegenüberstellung von Sanierung, Umnutzung und Neubau von Wohn- und Gewerbebauten im ländlichen Raum

Ländliche Bausubstanz bewahren oder besser Neubauen? Dieser kontrovers diskutierten Frage ging ein Forscherteam des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung e.V. genauer nach. Im Auftrag und in Begleitung der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft wurden Sanierungs- und Umnutzungsszenarien unter stofflichen, energetischen und finanziellen Aspekten untersucht. Die Ergebnisse wurden denen eines modernen Einfamilienhauses gegenübergestellt. Die entstandene Studie zeigt, dass Umnutzungs- und Sanierungsvorhaben energetisch und finanziell mit vergleichbaren Neubauten konkurrieren können. Außerdem lassen sich durch Umnutzungen in erheblichem Umfang Baustoffe und Energien einsparen

Stofflich-energetische Gebäudesteckbriefe - Gebäudevergleiche und Hochrechnungen für Bebauungsstrukturen

Durch die Nachhaltigkeitsdiskussion unterstützt, gewinnt in der Stadt- und Raumforschung die Betrachtung der ökologischen Effekte des Bauens und Wohnens zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang sind Kenntnisse über stofflich-energetische Aufwendungen im Rahmen der Bewirtschaftung von Wohnungsbeständen von großer Bedeutung. Ziel einer am IÖR durchgeführten Forschungsarbeit war es, stofflich-energetische Kennwerte für Gebäudetypen und Bebauungsstrukturen als Grundlage für ein vorausschauendes Stoffstrommanagement zu erarbeiten. Zur Ermittlung der entsprechenden Kennwerte wurde ein EXCEL-gestütztes Baustoff-Berechnungs-Programm (BBP) erarbeitet. Mithilfe dieses Programms ist es möglich, Baustoffmengen von Gebäuden als Gesamtgröße oder z. B. nach Materialgruppen differenziert zu berechnen sowie damit verbundene Energie- und Emissionskennwerte zu bestimmen. Für 18 repräsentative Gebäudetypen der Wohnbebauung wurden stofflich-energetische Kennwerte ermittelt und in einer Gebäudetypen-Dokumentation zusammengefasst. Neben dem Vergleich unterschiedlicher Gebäuderepräsentanten wurden Analysen und Hochrechnungen auf der Ebene von Bebauungsstrukturen durchgeführt. Diese basierten auf einer Unterteilung in neun verschiedene, voneinander abgrenzbare Stadtstrukturtypen der Wohnbebauung. Es wurde deutlich, dass Stadtstrukturen charakteristische Stoffintensitätswerte aufweisen und Orientierungswerte für die Planung abgeleitet werden können

Stofflich-energetische Gebäudesteckbriefe - Gebäudevergleiche und Hochrechnungen für Bebauungsstrukturen

Durch die Nachhaltigkeitsdiskussion unterstützt, gewinnt in der Stadt- und Raumforschung die Betrachtung der ökologischen Effekte des Bauens und Wohnens zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang sind Kenntnisse über stofflich-energetische Aufwendungen im Rahmen der Bewirtschaftung von Wohnungsbeständen von großer Bedeutung. Ziel einer am IÖR durchgeführten Forschungsarbeit war es, stofflich-energetische Kennwerte für Gebäudetypen und Bebauungsstrukturen als Grundlage für ein vorausschauendes Stoffstrommanagement zu erarbeiten. Zur Ermittlung der entsprechenden Kennwerte wurde ein EXCEL-gestütztes Baustoff-Berechnungs-Programm (BBP) erarbeitet. Mithilfe dieses Programms ist es möglich, Baustoffmengen von Gebäuden als Gesamtgröße oder z. B. nach Materialgruppen differenziert zu berechnen sowie damit verbundene Energie- und Emissionskennwerte zu bestimmen. Für 18 repräsentative Gebäudetypen der Wohnbebauung wurden stofflich-energetische Kennwerte ermittelt und in einer Gebäudetypen-Dokumentation zusammengefasst. Neben dem Vergleich unterschiedlicher Gebäuderepräsentanten wurden Analysen und Hochrechnungen auf der Ebene von Bebauungsstrukturen durchgeführt. Diese basierten auf einer Unterteilung in neun verschiedene, voneinander abgrenzbare Stadtstrukturtypen der Wohnbebauung. Es wurde deutlich, dass Stadtstrukturen charakteristische Stoffintensitätswerte aufweisen und Orientierungswerte für die Planung abgeleitet werden können.:Einleitung.................................................................................................1 1 Umweltorientiertes Berechnungsverfahren für Gebäudetypen............ 3 1.1 Baustoff-Berechnungs-Programm......................................................4 1.1.1 Teil I – Stoffberechnungen für Bauteile...........................................5 1.1.2 Teil II – Stoffberechnungen für Baustoffgruppen............................9 1.1.3 Ableitung von Umweltkennwerten................................................12 1.1.4 Rahmenbedingungen zum Baustoff-Berechnungs-Programm.......13 1.2. Gebäudetypologie..........................................................................16 1.2.1 Sinn und Zweck von Gebäudetypologien......................................16 1.2.2 Geeignete Gebäudetypologien.....................................................17 1.2.3 Auswahl konkreter Gebäudetypen...............................................20 2 Stofflich-energetische Kennwerte unterschiedlicher Gebäudetypen – Dokumentation...........................................................25 2.1 Mehrfamilienhäuser.........................................................................28 2.1.1 Viergeschossiges Mehrfamilienhaus vor 1918 in Fachwerkbauweise – Typenvertreter IMF 1.......................................28 2.1.2 Dreigeschossiges Mehrfamilienhaus von 1870 bis 1918 in Ziegelbauweise – Typenvertreter IMZ 2............................................38 2.1.3 Viergeschossiges Mehrfamilienhaus von 1870 bis 1918 in Ziegelbauweise – Typenvertreter IMZ 3............................................48 2.1.4 Viergeschossiges Mehrfamilienhaus von 1919 bis 1945 in Ziegelbauweise – Typenvertreter IMZ 4............................................58 2.1.5 Viergeschossiges Mehrfamilienhaus nach 1945 in Ziegelbauweise – Typenvertreter IMZ 5............................................68 2.1.6 Viergeschossiges Mehrfamilienhaus von 1961 bis 1970 in Block- und Streifenbauweise – Typenvertreter IMI 1.........................78 2.1.7 Fünfgeschossiges Mehrfamilienhaus nach 1970 in Plattenbauweise – Typenvertreter IMI 2...........................................88 2.1.8 Elfgeschossiges Mehrfamilienhaus nach 1970 in Plattenbauweise – Typenvertreter IMI 3...........................................97 2.1.9 Achtzehngeschossiges Mehrfamilienhaus nach 1970 in Plattenbauweise – Typenvertreter IMI 4.........................................106 2.1.10 Dreigeschossiges Mehrfamilienhaus nach 1990 in Ziegelbauweise – Typenvertreter GWB............................................116 2.2 Einfamilienhäuser..........................................................................126 2.2.1 Eingeschossiges Einzelhaus nach 1960 mit ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-EH 1...............................................126 2.2.2 Eingeschossiges Einzelhaus nach 1960 mit nicht nutzbarem Dachgeschoss – Typenvertreter E-EH 2...............................................135 2.2.3 Eingeschossiges Einzelhaus nach 1990 mit nicht ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-EH 3...............................................145 2.2.4 Eingeschossiges Doppelhaus nach 1960 mit ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-DH 1..............................................154 2.2.5 Eingeschossiges Doppelhaus nach 1960 mit ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-DH 2..............................................164 2.2.6 Zweigeschossiges Reihenhaus nach 1960 mit nicht ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-RH 1...............................................174 2.2.7 Zweigeschossiges Reihenhaus nach 1960 mit nicht nutzbarem Dachgeschoss – Typenvertreter E-RH 2...............................................184 2.2.8 Zweigeschossiges Reihenhaus nach 1990 mit nicht ausgebautem Dachgeschoss – Typenvertreter E-RH 3...............................................194 3 Vergleich unterschiedlicher Gebäudetypen.......................................203 3.1 Mehrfamilienhäuser.......................................................................203 3.1.1 Grundflächen und Volumen.........................................................203 3.1.2 Baustoffmengen – Stofflager und Stoffintensität........................208 3.1.3 Heizenergiebedarf......................................................................212 3.1.4 Umweltkennwerte......................................................................213 3.2 Einfamilienhäuser..........................................................................216 3.2.1 Grundflächen und Volumen.........................................................216 3.2.2 Baustoffmengen – Stofflager und Stoffintensität........................220 3.2.3 Heizenergiebedarf......................................................................224 3.2.4 Umweltkennwerte......................................................................226 3.3 Orientierungswerte und Kernaussagen.........................................228 4 Anwendung stofflich-energetischer Kennwerte auf Ebene von Bebauungsstrukturen...................................................................236 4.1 Verbindungselement Gebäudemix.................................................236 4.2 Stofflich-energetische Kennwerte für Stadtstrukturtypen der Wohnbebauung...................................................................................238 4.2.1 Stadtstrukturtypen und Gebäudemix..........................................238 4.2.2 Stoffkennwerte für Stadtstrukturtypen – Stoffintensität............242 4.2.3 Energiekennwerte für Stadtstrukturtypen – Kumulierter Energieaufwand..................................................................................249 4.2.4 Kernaussagen............................................................................254 Zusammenfassung..............................................................................259 Anhang A.............................................................................................263 Baustofftabelle....................................................................................264 Umweltkennwerte...............................................................................267 Anhang B.............................................................................................271 Rahmenbedingungen zum Baustoff-Berechnungs-Programm..............272 Literaturverzeichnis.............................................................................285 Tabellenverzeichnis.............................................................................289 Abbildungsverzeichnis.........................................................................296 Abkürzungsverzeichnis........................................................................30

Differential Proteomic Analysis of Mammalian Tissues Using SILAM

Differential expression of proteins between tissues underlies organ-specific functions. Under certain pathological conditions, this may also lead to tissue vulnerability. Furthermore, post-translational modifications exist between different cell types and pathological conditions. We employed SILAM (Stable Isotope Labeling in Mammals) combined with mass spectrometry to quantify the proteome between mammalian tissues. Using 15N labeled rat tissue, we quantified 3742 phosphorylated peptides in nuclear extracts from liver and brain tissue. Analysis of the phosphorylation sites revealed tissue specific kinase motifs. Although these tissues are quite different in their composition and function, more than 500 protein identifications were common to both tissues. Specifically, we identified an up-regulation in the brain of the phosphoprotein, ZFHX1B, in which a genetic deletion causes the neurological disorder Mowat–Wilson syndrome. Finally, pathway analysis revealed distinct nuclear pathways enriched in each tissue. Our findings provide a valuable resource as a starting point for further understanding of tissue specific gene regulation and demonstrate SILAM as a useful strategy for the differential proteomic analysis of mammalian tissues

Ökobilanzierung im Kontext planerischer Interessen - Bewertungsverfahren für Bauprodukte

Die ökologische Bewertung von Bauteilen stößt in der Praxis auf erhebliche Wissens- und Anwendungsdefizite. Die Komplexität der an Bauteile gestellten Forderungen und die unterschiedlichen Informationsinteressen von Bauherren, Planern und Produzenten erschweren die Entwicklung geeigneter Informations- und Bewertungsmodelle. Eine am IÖR durchgeführte Forschungsarbeit hat die Anwendungsmöglichkeiten der Ökobilanz als Analyse- und Bewertungsinstrument geprüft. Im Rahmen der Arbeit wurden methodische Probleme untersucht und ein Bewertungsansatz für Bauteile entwickelt. Es wird deutlich, dass die Ergebnisse der Ökobilanz für den Planer von Bedeutung sind, dass er als Entscheidungshilfe jedoch einen inhaltlich breiteren Bewertungsansatz benötigt. Es wird vorgeschlagen, die Bilanz von Bauteilen neben den für eine Ökobilanz typischen Umweltwirkungen um funktionsbezogene, technische, gesundheitsorientierte und wirtschaftliche Aspekte zu erweitern. Des Weiteren wird festgestellt, dass die Bilanzierung von Bauteilen vom methodischen Ansatz her stets eine Kombination aus Produkt- und Betriebsbilanz ist, wobei die betriebliche Bilanzierung aufgrund der langen Nutzungsdauer von Bauprodukten stärker in den Vordergrund rücken sollte.:Tabellenverzeichnis................................................................................VI Abbildungsverzeichnis...........................................................................VII Einleitung.................................................................................................1 A Bestimmung eines spezifischen Bilanzansatzes – methodische Untersuchungen zu Bilanzmodellen.........................................................5 1 Stoffstrombetrachtungen und Ökobilanz – Zusammenhänge...............7 1.1 Stoffstrombetrachtungen – Antwort auf das Umdenken in der Umweltpolitik...........................................................................................7 1.2 Stoffstrommanagement – Einordnung der Ökobilanz........................7 2 Unterschiedliche Bilanzmodelle im Rahmen von Stoffstrombetrachtungen – Methodendiskussion..............................................................................11 2.1 Ökobilanzen als Synonym für die Analyse und Bewertung von Stoff- und Energieflüssen......................................................................11 2.2 Unterschiedliche Bilanzmodelle im Rahmen von Stoffstrombetrachtungen.......................................................................12 2.3 Auswertung der dargestellten Modelle............................................22 3 Produkt- und Betriebs-Ökobilanzen – Detailuntersuchungen.............25 3.1 Ökobilanzen – allgemeine Definition................................................25 3.2 Produkt-Ökobilanzen nach ISO-Norm..............................................25 3.2.1 Festlegung des Zieles und des Untersuchungsrahmens..............28 3.2.2 Sachbilanz....................................................................................29 3.2.3 Wirkungsabschätzung..................................................................29 3.2.4 Auswertung..................................................................................30 3.3 Betriebs-Ökobilanzen......................................................................30 3.4 Produkt- und Betriebs-Ökobilanz im Vergleich.................................32 4 Spezifischer Bilanzansatz für Bauteile................................................34 4.1 Betrachtungsgegenstand Bauteil – Besonderheiten.......................34 4.2 Bestimmung eines spezifischen Bilanzansatzes für Bauteile...........35 B Eingrenzung eines spezifischen Bilanzrahmens – methodische Untersuchungen zu Betrachtungsinhalten und -grenzen......................39 1 Problembereiche im Rahmen der Produkt-Ökobilanz..........................41 1.1 Zieldefinition....................................................................................41 1.1.1 Funktionale Äquivalenz.................................................................42 1.1.2 Untersuchungsrahmen.................................................................45 1.2 Sachbilanz.......................................................................................52 1.2.1 Input- und Outputgrößen in der Sachbilanz..................................52 1.2.2 Methodische und datenbezogene Probleme.................................54 2 Spezifik des Bauteiles Außenwand im Kontext planerischer Interessen und Ziele.............................................................................58 2.1 Anforderungen an das Bauteil Außenwand......................................58 2.2 Anforderungen an das Bauen – gesetzliche Bestimmungen, Verordnungen und Vorschriften.............................................................59 2.3 Interessen und Ziele der Akteursgruppe Planer..............................60 2.4 Eingrenzung eines spezifischen Bilanzrahmens für das Bauteil Außenwand............................................................................................65 3 Beschreibung des spezifischen Bilanzrahmens...................................69 3.1 Lebenswegphasen..........................................................................69 3.2 Lebenswegkriterien.........................................................................71 3.2.1 Funktionale Anforderungen..........................................................72 3.2.2 Ökologische Anforderungen..........................................................75 3.2.3 Ökonomische Anforderungen........................................................77 C Bilanzbeispiel – Bauteilbewertung im Test.........................................79 1 Außenwandvergleich auf Grundlage ausgewählter Einzelkriterien.....81 1.1 Unterschiedliche Außenwandkonstruktionen – Aufbau und Mindestanforderungen..........................................................................81 1.2 Außenwandvergleich auf Grundlage unterschiedlicher Einzelkriterien ..............................................................................................................82 1.2.1 Bereich Funktion...........................................................................82 1.2.2 Bereich Gesundheit.......................................................................87 1.2.3 Bereich Stoffe/Energie..................................................................92 1.2.4 Bereich Ökonomie.........................................................................99 2 Außenwandvergleich – komplexe Bewertung...................................101 Zusammenfassung..............................................................................105 Anhang A – Spezifischer Bilanzansatz.................................................107 Anhang B – Spezifischer Bilanzrahmen................................................113 Anhang C – Bilanzbeispiel....................................................................117 Literaturverzeichnis.............................................................................12

Quantification of anthropogenic metabolism using spatially differentiated continuous MFA

Coefficient-based, bottom-up material flow analysis is a suitable tool to quantify inflows, outflows and stock dynamics of materials used by societies, and thus can deliver strategic knowledge needed to develop circular economy policies. Anthropogenic stocks and flows are mostly of bulk nonmetallic mineral materials related to the construction, operation and demolition of buildings and infrastructures. Consequently, it is important to be able to quantify circulating construction materials to help estimate the mass of secondary materials which can be recovered such as recycled aggregates (RA) for fresh concrete in new buildings. Yet as such bulk materials are high volume but of low unit value, they are generally produced and consumed within a region. Loops are thus bounded not only by qualitative and technical restrictions but also spatially to within regions. This paper presents a regionalized continuous MFA (C-MFA) approach taking account of these restrictions of local consumption, quality standards and technical limitations, illustrated using the example of Germany. Outflows and inflows of stocks are quantified at county level and generalized by regional type, considering demand and supply for recycled materials. Qualitative and technical potentials of recycling loops are operationalized by defining coefficients to reflect waste management technologies and engineering standards. Results show that 48% of outflows of concrete and bricks are suitable for high-quality recycling, while 52% of outflows do not fulfill the quality requirement and must be recovered or disposed of elsewhere. The achievable inflow to RA is limited by the building activity as well as the requirements of the construction industry, e.g. the RA fraction of fresh concrete must not exceed 32%. In addition, there exist spatial disparities in construction across the country. In Germany, such disparities mean that there will be a shortfall in RA of 6.3 Gt by the year 2020, while the technically available but unusable RA (due to a regional mismatch of potential supply and demand) will total 3.2 Gt. Comprehensive recycling strategies have to combine high-quality recycling with other lower-grade applications for secondary raw materials. Particularly in the case of building materials, essential constraints are not only technical but also local conditions of construction and demolition. These interrelations should be identified and integrated into a comprehensive system to manage the social metabolism of materials in support of circular economy policies