Life Cycle Sustainability Assessment | Förderphase 2
Methoden der Nachhaltigkeitsbewertung (Life Cycle Sustainability Assessment, LCSA) identifizieren, bewerten und vergleichen Auswirkungen und Hotspots von Produktlebenszyklen für umweltfreundlichere, sozial verträglichere und wirtschaftlichere Alternativen. LCSA kann die Carbonbetonbauweise in Richtung nachhaltiger und CO2-neutraler Szenarien lenken, wenn die Ergebnisse in frühe Entscheidungsprozesse integriert werden. In der ersten Förderperiode lag der Fokus auf der Verbesserung der LCSA für materialminimierte Carbonbetonstrukturen einschließlich der Bewertung der drei Säulen der Nachhaltigkeit mit Schwerpunkt auf Materialentwicklung, Konstruktionsprinzip und Produktion. In der zweiten Förderperiode werden Nachhaltigkeitsanforderungen und Rahmenbedingungen für CO2-neutrale Carbonbetonbauteile definiert. LCSA-Ergebnisse werden dabei in verständliche und interpretierbare Anforderungen für Bauteile übersetzt.
Zu diesem Zweck entwickelt das Team in Aachen Rahmenbedingungen, die eine einfache Entscheidungsfindung auf Basis der Nachhaltigkeitsleistung ermöglichen. Besondere Anstrengungen werden auf die Definition von Indikatoren für die Kreislaufwirtschaft und die Wirkungspfade sozialer Indikatoren für Carbonbetonbauteile gelegt. Gleichzeitig wird in Dresden an diese Rahmenbedingungen angeknüpft, indem die Komplexität der Interpretationskriterien in Nachhaltigkeitsbewertungen adressiert wird, um fundierte Entscheidungen zu ermöglichen. Unter den Stakeholdern in der Bauindustrie werden die Lücken zwischen Wertvorstellungen, Verhalten und tatsächlicher Nachhaltigkeitsleistung erforscht und Wege zu ihrer Überbrückung aufgezeigt.
Team
01062 Dresden
52074 Aachen
01067 Dresden
52074 Aachen
Kooperationen
Ehemalige | Former involved
Jana Gerta Backes (wissenschaftliche Mitarbeiterin | research associate, RWTH Aachen, 07/2020 – 11/2023)
Nachhaltigkeitsbewertungsmethoden für disruptive Innovationen wie Carbonbeton | Förderphase 1
Wie kann Nachhaltigkeitsbewertung (Life Cycle Sustainability Assessment – LCSA) in allen drei Säulen: Ökologie – Life Cycle Assessment, Ökonomie – Life Cycle Costing und Soziales – Social Life Cycle Assessment, so weiterentwickelt und kommuniziert werden, dass sie frühzeitig Nachhaltigkeitsvoraussagen bei der Erforschung materialminimierter Carbonbetonstrukturen ermöglicht und die Gestaltung einer nachhaltigen, disruptiven Innovationen sicherstellt? TP E01 entwickelt maßgeschneiderte Nachhaltigkeitsindikatoren und -bewertungsmethoden auf allen drei Ebenen, z. B. um Ressourceneffizienz und Recyclingfähigkeit im Sinne einer Kreislaufwirtschaftsstrategie (ökologisch), menschliche Gesundheit (sozial) oder Materialfluss- und Lebenszykluskosten (ökonomisch) adäquat zu adressieren. Risikofaktoren, etwa hohe Emissionen durch spezifische Produktionsschritte oder den Einsatz kritischer Rohstoffe, und mögliche Zielkonflikte zwischen den drei Säulen werden identifiziert. Zusätzlich ist die Kommunikation von LCSA-Ergebnissen und die Unterstützung von Entscheidungsträgern im Bausektor bezüglich der Nachhaltigkeit von disruptiven Innovationen von großer Relevanz.
Im Rahmen von E01 wird das Seed-Fund-Projekt "Screening-Studie PEFCR – Vergleichbarkeit, Harmonisierung und Kommunikation der Umweltleistung von Carbonbeton" (1. Runde 2022) an der RWTH Aachen durchgeführt.
Publikationen | Publications
Backes, J. G.; Del Rosario, P.; Luthin, A.; Traverso, M. (2022) Comparative Life Cycle Assessment of End-of-Life Scenarios of Carbon-Reinforced Concrete: A Case Study in: Applied Sciences 12, 9255 – DOI: 10.3390/app12189255
Backes, J. G.; Del Rosario, P.; Petrosa, D.; Traverso, M.; Hatzfeld, T.; Günther, E. (2022) Building Sector Issues in About 100 Years: End-of-Life Scenarios of Carbon-Reinforced Concrete Presented in the Context of a Life Cycle Assessment, Focusing the Carbon Footprint in: Processes 10, issue 9, 1791 – DOI: 10.3390/pr10091791
Backes, J. G.; Hinkle-Johnson, R.; Traverso, M. (2023) The Influence of the Functional Unit on the Comparability of Life Cycle Assessments in the Construction Sector: A Systematic Literature Review and Attempt at Unification for Reinforced Concrete in Case Studies in: Construction Materials 18, e01966 – DOI: 10.1016/j.cscm.2023.e01966
Backes, J. G. M.; Scheurer, M.; Kalthoff, M.; Gries, M.; Matschei, T.; Raupach, M.; Traverso, M. (2022) Sustainability of textile reinforcements for carbon concrete – today and tomorrow in: Stokkeland, S.; Braarud, H. C. [eds.] Concrete Innovation for Sustainability – Proc. for the 6th fib International Congress 2022, 12.–16.06.2022 in Oslo (Norway), Oslo: Novus Press, p. 2130–2138.
Backes, J. G.; Schmidt, L.; Bielak, J.; Del Rosario, P.; Traverso, M.; Claßen, M. (2023) Comparative Cradle-to-Grave Carbon Footprint of a CFRP-Grid Reinforced Concrete Façade Panel in Sustainability 15, 11548 – DOI: 10.3390/su151511548
Backes, J. G.; Steinberg, L. S.; Weniger, A.; Traverso, M. (2023) Visualization and Interpretation of Life Cycle Sustainability Assessment—Existing Tools and Future Development in Sustainability 15, 10658 – DOI: 10.3390/su151310658
Backes, J. G.; Traverso, M. (2021) Application of Life Cycle Sustainability Assessment in the Construction Sector: A Systematic Literature Review in: Processes 9, issue 7, 1248 – DOI: 10.3390/pr9071248
Backes, J. G.; Traverso, M. (2021) Life Cycle Sustainability Assessment—A Survey Based Potential Future Development for Implementation and Interpretation in: Sustainability 13, issue 24, 13688 – DOI: 10.3390/su132413688
Backes, J. G.; Traverso, M. (2021) Sustainability of disruptive innovation – Cradle-to-gate LCA of Carbon Reinforced Concrete in: Proc. of X Convegno dell’Associazione Rete Italiana LCA, 22.–24.09.2021 in Reggio Calabria (Italien), p. 207–214.
Backes, J. G.; Traverso, M. (2022) Life Cycle Sustainability Assessment as a metrics towards SDGs Agenda 2030 in: Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry 38, 100683 – DOI: 10.1016/j.cogsc.2022.100683
Backes, J. G.; Traverso, M. (2022) Life Cycle Sustainability Assessment in the construction sector – actual application and future outlook in: E3S Web of Conferences 349 (2022) – S. Albrecht, M. Fischer, C. Scagnetti, M. Barkmeyer and A. Braune [eds.] Proc. of LCM 2021, 01.–08.09.2021 in Stuttgart (digital), 2022, 6 pages – DOI: 10.1051/e3sconf/202234904007
Backes, J. G.; Traverso, M. (2023) Social Life Cycle Assessment in the construction industry – systematic literature review and identification of relevant social indicators for carbon reinforced concrete in: Environment,Development and Sustainability – DOI: 10.1007/s10668-023-03005-6
Backes, J. G.; Traverso, M.; Horvath, A. (2022) Environmental assessment of a disruptive innovation: comparative cradle-to-gate life cycle assessments of carbon-reinforced concrete building component in: Int J Life Cycle Assess, issue 28, p. 16–37 – DOI: 10.1007/s11367-022-02115-z
Haist, M.; Bergmeister, K.; Fouad, N. A.; Curbach, M.; Deiters, M. V.; Forman, P.; Gerlach, J.; Hatzfeld, T.; Hoppe, J.; Kromoser, B.; Mark, P.; Müller, C.; Müller, H. S.; Scope, C.; Schack, T.; Tietze, M.; Voit, K. (2023) Nachhaltiger Betonbau—Vom CO2- und ressourceneffizienten Beton und Tragwerk zur nachhaltigen Konstruktion in: Fouad, N. A. [ed.] Bauphysik-Kalender 2023, Berlin: Ernst & Sohn, p. 259–364.
Hatzfeld, T.; Backes, J. G.; Scope, C.; Guenther, E.; Traverso, M. (2022) Environmental Assessment of Carbon Reinforced Concrete Recycling Options in: Stokkeland, S.; Braarud, H. C. [eds.] Concrete Innovation for Sustainability – Proc. for the 6th fib International Congress 2022, 12.–16.06.2022 in Oslo (Norway), Oslo: Novus Press, p. 891–900.
Hatzfeld, T.; Backes, J. G.; Guenther, E.; Traverso, M. (2022) Modeling circularity as Functionality Over Use-Time to reflect on circularity indicator challenges and identify new indicators for the circular economyin: Journal of Cleaner Production 379/part 2, 134797 – DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.134797
Hatzfeld, T.; Schlüter, D.; Scope, C.; Krois, K.; Guenther, E.; Etzold, B.; Curbach, M. (2022) Rethinking residential energy storage: GHG minimization potential of a Carbon Reinforced Concrete facade with function integrated supercapacitors in: Building and Environment 224, 109520 – DOI: 10.1016/j.buildenv.2022.109520
Hatzfeld, T.; Scope, C. (2022) Recyclingpfade für Carbonbeton in Labor und Praxis: Wie ökologisch nachhaltig? in: C³ – Carbon Concrete Composite e. V. [ed.] Carbonbeton – Die Zeit ist jetzt – Proc. of the 14th Carbon and Textile Concrete Days, 27./28.09.2022 in Dresden, Dresden: C³ – Carbon Concrete Composite e. V., p. 10/11 – https://www.carbon-textilbetontage.de/tagungsband/
Kalthoff, M.; Bosbach, S.; Backes, J.; Morales Cruz, C.; Traverso, M.; Claßen, M.; Raupach, M.; Matschei, T. (2023) Fabrication of lightweight, carbon textile reinforced concrete components with internally nested lattice structure using 2-layer extrusion by LabMorTex in: Construction and Building Materials 395, 132334 – DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132334
Kalthoff, M.; Nebel, H.; Morales Cruz, C.; Schmidt, L.; Weniger, A.; Backes, J. G.; Traverso, M.; Raupach, M.; Matschei, T. (2023) CO2 Curing for Extruded Textile Reinforced Concrete Components – Requirements and Potentials in: Ilki, A.; Çavunt, D.; Çavunt, Y. S. [eds.] Building for the Future: Durable, Sustainable, Resilient – Proc. of fib Symposium 2023, 05.–07.06.2023 in Istanbul (Turkey), publ. in: Lecture Notes in Civil Engineering 349, Cham: Springer, p. 1265–1274 – DOI: 10.1007/978-3-031-32519-9_128
Neef, T.; Kalthoff, M.; Müller, S.; Backes, J. G.; Raupach, M.; Matschei, T.; Traverso, M.; Mechtcherine, V. (2023) Extrusion of High Yield Strength Carbon Reinforced Concrete with Mineral Impregnated Rovings in: Ilki, A.; Çavunt, D.; Çavunt, Y. S. [eds.] Building for the Future: Durable, Sustainable, Resilient – Proc. of fib Symposium 2023, 05.–07.06.2023 in Istanbul (Turkey), publ. in: Lecture Notes in Civil Engineering 350, Cham: Springer, p. 1568–1576 – DOI: 10.1007/978-3-031-32511-3_160
Weniger, A.; Del Rosario, P.; Backes, J. G.; Traverso, M. (2023) Consumer Behavior and Sustainability in the Construction Industry—Relevance of Sustainability-Related Criteria in Purchasing Decision in: Buildings 13, issue 3, 638 – DOI: 10.3390/buildings13030638
Wuth, J.; Scope, C. (2021) Nachhaltiges Bauen in der Praxis: Bewertung des Zertifizierungsprozesses der ökologischen Qualität nach DGNB System in: Bauingenieur 96, issue 9, p. 296–308 – DOI: 10.37544/0005-6650-2021-09-40
Dissertation | Doctoral thesis
Jana Gerta Backes:Opportunities, challenges and future development of life cycle sustainability assessment in the construction sector with focus on carbon reinforced concrete [Doktorarbeit | doctoral thesis]. TU Dresden, Datum der mündlichen Prüfung | Date of oral examination: 29.11.2023, publiziert | published: 2023, https://publications.rwth-aachen.de/record/974125/files/974125.pdf | DOI: 10.18154/RWTH-2023-11233
Vorträge und Poster | Oral presentations and posters
Backes, J. G.; Vogelsang, M. E.; Traverso, M. (2021) Life Cycle Sustainability Assessment interpretation and communication Vortrag bei 14th Biennal Int. Conf. on EcoBalance – EcoBalance Conf. 2020, 04./05.03.2021 in Sendai (Japan, digital), 2021, p. 6/7 (book of conf. abstracts) – https://www.ecobalanceconference.org/conference/2020/pdf/EcoBalance2020Abstract_0225.pdf
Studentische Arbeiten | Student's works
Franz, L. (2022) Auswirkungen der EU-Taxonomie auf die Bauindustrie: Herausforderungen für den Neubau [Diplomarbeit | Diploma thesis]
Gleitsmann, M. (2023) Versorgungsrisiken und Vereinbarkeit von Klimazielen in der Baubranche (Tiefbau): Auswirkungen von Krisen und Entwicklungsmaßnahmen von Kraftstoffen unter der Betrachtung von Transportwegen in Abhängigkeit der Kennzahlen für zwei geografisch getrennte Autobahngroßprojekte [Masterarbeit | Master's thesis]
Janetta, K. (2021) Das Verständnis zu sozialer Nachhaltigkeit in der Baupraxis privater Einfamilienhäuser: Eine empirische Untersuchung [Masterarbeit | Master's thesis]
Köhler, A. (2023) Vergleichende Betrachtung der Kreislauffähigkeit zwischen Holz und Beton [Diplomarbeit | Diploma thesis]
Melzer, M. (2021) Ökonomisch-ökologische Bewertung einer Amphibienleiteinrichtung in Carbonbetonbauweise [Diplomarbeit | Diploma thesis]
Rai, A. R. (2023) The Functional Unit in Building Sustainability Assessments [Masterarbeit | Master's thesis]
Riemann, R. (2021) Entwicklung eines Konzepts zur Durchführung und Auswertung einer Stoffstromanalyse für gipshaltige Stoffe in der Region Südharz [Masterarbeit | Master's thesis]
Vocke, K. (2021) How sustainable are concrete reinforcement alternatives? Sustainability assessment of carbon- and glass fiber-reinforced concrete in comparison to conventional steel-reinforced concrete based on Life Cycle Assessment [Masterarbeit | Master's thesis] (mit | with B02)
Wuth, J. (2020) Nachhaltiges Bauen in der Praxis: Hemmnisse in der Umsetzung der ökologischen Kriterien der DGNB e.V. im Neubau [Diplomarbeit | Diploma thesis]