Green Solutions Awards 2020/21

Der Mehr.WERT.Pavillon ist Teil des sogenannten Mehr.WERT.Gartens, ein Partnerprojekt des Umweltministeriums Baden-Württemberg mit den Entsorgungsbetrieben der Stadt Heilbronn, und liegt im Experimentierfeld der Bundesgartenschau Heilbronn 2019, dem sogenannten Inzwischenland. Die Einweihung des Pavillons und Gartens fand in einem eigenen Rahmen am 02.Mai 2019 mit Umweltminister Franz Untersteller und Baubürgermeister Wilfried Hajek statt.

Der Mehr.WERT.Pavillon und Garten erforschen die Frage, wie wir und die Generationen nach uns gut leben können, und wie wir es schaffen, unsere Wirtschaft positiv zu entwickeln, wenn die natürlichen Ressourcen unserer Erde knapper werden.

Entworfen und gebaut haben den Pavillon Studierende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) unter Mitwirkung der Professuren Nachhaltiges Bauen (Dirk E. Hebel, Felix Heisel und Karsten Schlesier), Tragwerkslehre (Matthias Pfeifer) und Bautechnologie (Rosemarie Wagner) sowie das Büro 2hs mit Lisa Krämer und Simon Sommer. „Es war uns wichtig, dass nachhaltige Architektur attraktiv und relevant sein muss. Gerade im Bauwesen ist ein Umdenken möglich, denn wir sind heute schon in der Lage die Kreislaufwirtschaft im Bau zu etablieren, wir müssen es nur wollen und dann auch tun.“ sagt Dirk E. Hebel, Professor für Nachhaltiges Bauen am KIT zum Projekt.

Das Projekt Mehr.WERT.Pavillon demonstriert einen innovativen und sinnvollen Einsatz vorhandener Ressourcen. Alle im Projekt eingesetzten Materialien haben bereits mindestens einen Lebenszyklus durchlaufen, entweder in gleichbleibender oder veränderter Gestalt. Ebenfalls sind alle Materialien sortenrein verbaut und nach dem Rückbau wiederum komplett trennbar. Bei dem Projekt kommen keinerlei Kleber, Silikonfugen, Anstriche oder sonstigen Imprägnierungen zum Einsatz. „Damit bedient sich das Projekt einerseits der bestehenden urbanen Mine, aber stellt gleichzeitig auch ein Materiallager dar, dessen Ressourcen nach der Bundesgartenschau wieder vollständig zur Verfügung stehen“, erklärt Felix Heisel, Projektleiter und Partner im Büro 2hs.

Konzeptionell liegt dem Projekt dabei eine stoffliche Schichtung zugrunde: Die tragende Struktur ist komplett aus Stahl gefertigt, welcher größtenteils aus einem zurückgebauten Kohlekraftwerk in Nordrhein-Westfalen stammt. Die Fassade zeigt wiederverwertete Glasmaterialien aus dem Glascontainer, wie Glaskeramik oder Schaumglas. Die Bodenflächen im Garten und unter dem Pavillon sind mit mineralischen Bauabruchstoffen belegt, welche direkt oder in weiterverarbeiteter Form von Recyclinghöfen stammen. Die Möbel und Einbauten sind aus wiederverwerteten Kunststoffmaterialien hergestellt.

Struktur
Wiederverwendete Stahlrohre stammen aus dem inzwischen rückgebauten Kraftwerk Kneppers und wurden von der Firma Hagedorn GmbH im Zuge der Rückbaumaßnahmen für den Mehr.WERT.Pavillon bereitgestellt. Neben einer genauen Sichtprüfung zur Feststellung möglicher Beschädigungen der Elemente wurde der Stahl auf verschiedene Eigenschaften untersucht. Prüfungen in den Laboratorien der KIT Architekturfakultät (Prof. Pfeifer und Prof. Wagner) sowie der KIT Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine auf Zugfestigkeit, Elastizität, Kerbschlagzähigkeit und chemische Zusammensetzung ermöglichten es, die notwendigen Aussagen über die Materialqualität zu treffen. „Aus ingenieurtechnischer Sicht steht der Wiederverwendung von Baumaterialien in tragenden Anwendungen nichts entgegen, sofern deren Materialkennwerte bekannt und überprüfbar sind“, so Karsten Schlesier, Tragwerksplaner im Büro 2hs.

Fassade
Die Fassade zeigt hauptsächlich zwei verschiedene Produkte aus Brauch- und Bruchglas. Magna Glaskeramik wird zu 100 Prozent aus Recyclingglas hergestellt und kann nach Gebrauch vollständig und hochwertig wieder dem Glaskreislauf zugeführt werden. Transparentes, grünes oder braunes Flaschenglas werden durch einen Sinterprozess zu Glaskeramik verschmolzen, wobei die Farbigkeit und Form der Glasscherben erhalten bleiben und eine besondere Ästhetik entsteht. Das zweite Produkt, Foamglas wird ebenfalls aus Recyclingglas hergestellt, welches durch Zugabe von Gas zu einem leichten aber stabilen Dämmmaterial aufgeschäumt wird. Schaumglas kann nach Gebrauch wieder zu neuwertigem Schaumglas verwertet werden.

Boden
Der Boden kombiniert verschiedene mineralische Materialien, gefasst in Stahlrahmen als ‚Gefallenes Laub’ der Baumstruktur. Zur Anwendung kommen Beton- und Ziegelbruch in verschiedenen Körnungen, direkt wiederverwendete Klinkersteine und sogenannte WasteBasedBricks der Firma StoneCycling. Dieses kleine niederländische Start-Up verarbeitet mineralischen Bauschutt zu neuen Backsteinen – im Falle des Mehr.WERT.Pavillons in die Sorten Salt&Pepper, Blackpepper und Salami. Die Fläche zwischen dem Laub wird als wassergebundene Fläche aus Porzellanbruch ausgebildet. Gebrochene Teller und Tassen aus Produktionsausschuss und Recyclinghöfen werden hierzu gemahlen und als sortenreine Bodenschicht aufgebracht.

Möblierung
Der Tresen und die Videostele wurden aus einem Plattenmaterial der Firma Really. produziert, welches aus rezyklierten Textilfasern (weiße Baumwolle und Denim-Jeansstoffe) hergestellt wird. Die Arbeitsplatte besteht aus Dapple, einer sehr harten und beständigen Platte aus HDPE der Firma Smile Plastics. Der Rohstoff hierzu sind benutzte, gesammelte Küchen-Schneidebretter. Die Hocker und Stühle wurden vom Studio Dirk van der Kooij aus Kunststoff-Hausabfällen hergestellt - mit Hilfe eines 3-D Druckers.


Weiterführende Informationen:
Fachgebiet Nachhaltiges Bauen KIT Karlsruhe: http://nb.ieb.kit.edu/?cat=49
2hs Architekten und Ingenieur PartGmbB: http://www.2hs.eu
Programm und Veranstaltungen: https://mehrwertgarten.um.baden-wuerttemberg.de

The Bundesgartenschau (BUGA; means: Federal Garden Exhibition) 2019 in Heilbronn was for the first time both a garden and an urban exhibition. The newly built Neckarbogen district, which had already been partially realised by the time the exhibition opened, will henceforth serve as a test bed and laboratory for new urban development scenarios that focus on the highest standards and qualities of living for a socially diverse population in a densely populated central urban environment. In this context, it was deemed necessary and relevant by those in charge to also initiate new thinking regarding resource consumption in construction and to leave behind the current linear throwaway mentality. To this end, the BUGA management, together with the city of Heilbronn and its recycling companies, commissioned the Faculty of Architecture at KIT Karlsruhe, under the leadership of the Chair of Sustainable Building Council, to plan a pavilion that approached the question of resources in a new way. The content of the exhibition inside the pavilion was presented and operated by the Baden-Württemberg Ministry for the Environment, Climate and Energy Economy from April to October 2019. The building proved that it is already possible today to design and realise sophisticated architecture entirely from the materials of the urban mine, and to apply the principles of the circular economy in its construction without compromise.

On the one hand, the pavilion used the existing urban mine as a source of raw materials: all materials used in the project have already gone through at least one life cycle and were either reused or recycled. On the other hand, the pavilion serves as a future sorted material store that can be made available again for future constructions at the end of the exhibition. The materials used for the construction were all selected according to these requirements and joined only with the help of detachable, mechanical connections, so that they can be completely reused or recycled without any loss of value. However, the structure was so convincing that it has now been completely relocated for the time being after the end of the exhibition and will continue to exist for a few more years near its original location - as a material storage facility, social meeting place and physical proof that it is already possible to build in a cycle-friendly manner today.

The pavilion uses four different families of materials to differentiate its main elements in terms of construction and design:

The façades and roof are designed with glass panels made from recycled used glass and industrial glass waste. In terms of design, the panels are reminiscent of "foliage" that has been attached to the branches of the structure. The majority is made of MAGNA glass ceramic panels. In their production, glass fragments are melted and combined to form a new type of material that varies in colour and transparency. Products made of recycled glass foam, which are actually used for thermal insulation (Foamglas) or acoustic improvement (Reapor), were also used.
The load-bearing structure is largely made of recycled steel taken from a decommissioned and now demolished coal-fired power station in north-west Germany. The main structure is formed by four inclined supports fanning out like trees, connected by the rigid steel frame structure of the shell. The dismantled steel was thoroughly tested, as described below, to ensure and prove the stability of the pavilion. The total of 340 individual parts recovered from the power plant were bolted together on site to form the new supporting structure of the pavilion.
All the built-in elements are made of recycled HDPE plastic waste. The chairs were produced by Dirk van der Kooij from the Netherlands using a 3D printing process from plastic household waste. Demonstrations were also held throughout the pavilion's operation to show the recyclability of plastics and to make small elements from supposedly disposable products such as yoghurt pots.
The pavilion floor and the landscaping of the garden were designed with various reused and recycled products from mineral construction and demolition waste. The concept follows the idea of "fallen leaves", i.e. areas whose shape and size are reminiscent of those of the façades. For example, bricks made from construction waste by the company StoneCycling were used in it, which, through clever colour combinations of various minerals from the urban mine, bear names such as nougat, aubergine or wasabi. Here, the psychological level of added value is addressed in order to break down internal barriers to recycling. The pavilion stands on foundation stones made by Feess, which are made of concrete with a 100% recycled aggregate content. Merely interlocked with each other by plug-in connections reminiscent of Lego bricks, these foundation blocks can be returned to the manufacturer after use. The majority of the floor was ultimately covered with white ceramic rubble, crushed from old white goods and crockery, demonstrating an alternative to natural gravel.

The aim of the pavilion was and is to discuss important questions of future building and the associated use of resources with decision-makers from politics, building planning and implementation, and to develop new innovative concepts, applications and methods from this, both in practice and in teaching.