Ziegel: Ein alter Grundbaustoff mit vielen positiven Eigenschaften für den modernen Bau

Ziegel zählen zu den ältesten Baumaterialien der Menschheit. Bereits 8.000 vor Christus bauten Menschen Gebäude aus Ziegelsteinen. Moderne Ziegel besitzen noch einige Eigenschaften dieser ersten Baumaterialien. Dazu zählen zum Beispiel die Form und das Ausgangsmaterial. Gleichzeitig verändert sich der Baustoff vor allem aufgrund der geänderten Anforderungen bezüglich der Klimaziele. Dabei zeigt sich, dass Ziegelsteine durchaus ein innovativer Grundbaustoff mit Zukunft sind.

Wärmedämmeigenschaften moderner Ziegel

Eine wichtige Anforderung an moderne Baumaterialien sind die Wärmedämmeigenschaften. Die Vorgaben legen die Neubaustandards wie das Effizienzhaus 55 fest. Klassische Ziegel besitzen keine besonderen Isolationseigenschaften. So weist eine Ziegelwand aus Vollziegeln eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,48 und 0,69 W/mK auf.

Moderne Ziegel lösen dies auf unterschiedliche Art und Weise. So gibt es porosierte Ziegel, die über winzige Lufteinschlüsse verfügen. Solche Ziegel haben nicht nur gute Wärmedämmeigenschaften, sondern schlucken auch Schall optimal. Eine weitere Alternative sind Ziegel, die mit Perlite, Holz- oder Mineralfasern kombiniert sind. Diese Stoffe verbessern die Wärmedämmeigenschaften der Ziegel. Eine weitere Option sind Lochziegel. Sie erreichen bereits durch die Luftkammern bessere Wärmedämmeigenschaften. Noch effizienter ist das System jedoch, wenn die Ziegel über eine integrierte Wärmedämmung verfügen. Dann sind die Hohlräume zum Beispiel mit dem Dämmstoff Perlit gefüllt. Teilweise sind diese Ziegel bereits ab Werk mit einer Wärmedämmung versehen.

Kommen solche modernen Ziegel mit guten Wärmedämmeigenschaften zum Einsatz, ist eine zusätzliche Dämmung der Außenwände nicht erforderlich. Auch ist es möglich, nachträglich eine Wärmedämmung der Außenwand vorzunehmen. Mit solchen modernen Lösungen lassen sich Wände mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,055 und 0,12 W/mK erreichen. Bei einer Wandstärke von 36 bis 42 Zentimetern erreichen solche Ziegel dann die Anforderungen eines KfW-Effizienzhauses 55 oder 40 und sogar 40 Plus.

Ziegel aus alternativen Materialien und neue, energieeffiziente Produktionsverfahren

Klassische Ziegel sind aus Ton oder Lehm gefertigt. Zwar sind dies rein natürliche Materialien, aber die Bauwirtschaft sucht auch nach alternativen Rohstoffen für die Ziegelproduktion. So wird seit einigen Jahren mit Ziegeln aus Plastikabfall sowie aus Reststoffen experimentiert, die in der Land- und Forstwirtschaft oder anderen Bereichen anfallen.

So sind Ziegel entstanden, die aus einer Mischung von Beton, Glas, Kalk und Kunststoffen bestehen. Der Anteil an Stoffen, die vorher als Müll klassifiziert wurden, beträgt in einem Versuchsprojekt des Designmuseums in Gent 63 Prozent.

Auch die Produktionsverfahren ändern sich. Dafür sind die Recycling-Ziegel aus Plastik ein Beispiel, denn sie werden gepresst und nicht gebrannt. Das spart eine Menge Energie, denn ein Ofen ist für die Produktion nicht erforderlich. Darüber hinaus gibt es mittlerweile auch klassische Mauerziegel aus mineralischen Baustoffen, die ohne Brennprozess gefertigt werden. Sie werden als Kaltziegel bezeichnet. Hier erfolgt die Fertigung in einem speziellen Pressverfahren. Dann trocknen die Ziegel an der Luft und ohne Einsatz zusätzlicher Energie.

Smart Bricks: Intelligente Ziegel mit unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten

Die nächste Generation der Ziegel bringt spezielle Eigenschaften mit und ist teilweise sogar smart. Eine dieser Innovationen sind Cool Bricks. Hier machen sich Forscher das Prinzip der Kühlung durch Verdunstung zunutze. Das poröse Material der Ziegel wird mit Wasser gefüllt, das durch den Luftzug verdunstet und dabei die Wand kühlt. Diese Lösung ist für heiße Länder geeignet, um an sonnigen Sommertagen eine passive Kühlung von Gebäuden zu ermöglichen. So werden Klimaanlagen ersetzt, was den Stromverbrauch reduziert.

Eine weitere interessante Entwicklung sind Ziegelsteine, die als Batterie und Beleuchtung dienen. Dafür werden reguläre Ziegelsteine mit einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gefüllt, der sich PEDOT nennt. In Kombination mit dem Material des Ziegelsteins entsteht ein Polymer, das Elektrizität speichert. Diese steht direkt für LEDs zur Verfügung, womit sich zum Beispiel eine Not- oder Nachtbeleuchtung in Gebäuden realisieren lässt.

Lebensdauer und Recycling: Wie nachhaltig sind Ziegel?

Ziegel gehören zu den beständigsten Baumaterialien, die es gibt. Dafür gibt es viele praktische Zeitzeugen, wie etwa das Schloss vor Husum. Erbaut zwischen 1574 und 1588, besteht das Schloss fast vollständig aus roten Ziegelsteinen und ist bis heute gut erhalten. Das ist nur ein Beispiel für die lange Lebensdauer von Ziegeln. Grundsätzlich wird bei neuen Ziegelbauten mit einer Nutzungsdauer zwischen 80 und 100 Jahren kalkuliert. Ihre Haltbarkeit haben Ziegel also unter Beweis gestellt.

Bei der Ökobilanz gilt es, eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen. Dies beginnt bei den Ausgangsmaterialien. Ton, Lehm, Sand und Kalk sind die zentralen Rohstoffe in der Ziegelproduktion. Das sind natürliche Materialien, die regional ausreichend zur Verfügung stehen. Der Abbau findet zudem überirdisch statt, sodass keine schweren Eingriffe in die Natur erforderlich sind.

Jedoch ist die Produktion von klassischen Ziegeln energieintensiv. Das liegt am Prozess des Brennens, der mehrere Stunden dauert und Temperaturen von 900 Grad Celsius und mehr erfordert. Die Ziegelindustrie arbeitet jedoch seit Jahrzehnten daran, diesen Prozess sauberer und energiesparender zu gestalten. Der Wechsel von Stein- und Braunkohle auf Erdgas hat den Energieverbrauch in der Produktion im Vergleich zu 1950 um etwa 40 Prozent reduziert. Gleichzeitig sind die CO₂-Emissionen dadurch um 75 Prozent zurückgegangen. Die nächsten Schritte sind eine Umstellung auf grünen Wasserstoff und mit Ökostrom betriebene Elektroöfen. Damit ist es möglich, Ziegel CO₂-neutral und emissionsfrei zu produzieren.

Ziegel haben zudem meist kurze Transportwege. Die Produktion findet unter Verwendung einheimischer Materialien an verschiedenen Orten Deutschlands statt. Von dort sind dann auch die Transportwege zu den Händlern beziehungsweise Baustellen vergleichsweise kurz. Das spricht für Ziegel.

Recycling ist ein weiterer Punkt der Umweltbilanz. Das Ziegel-Recycling ist immer dann möglich, wenn der Baustoff sortenrein anfällt. Grundsätzlich hängt dies vom Abbruchverfahren ab, denn Ziegel bestehen nur aus einem Material. Das ist ein weiterer Vorteil von Ziegelsteinen. Während der Produktion werden keinerlei Lösungsmittel oder andere potenziell umweltgefährdende Stoffe beigemischt.

Im Ziegel-Recycling stehen dann verschiedene Verwendungsmöglichkeiten offen. So wird Abbruchmaterial als Füll- oder Befestigungsmaterial für den Bau von Straßen eingesetzt. Auch beim Bau von Tennis- oder Sportplätzen sowie als Pflanzensubstrat finden Altziegel Verwendung. Darüber hinaus ist Ziegelsplitt ein Sekundärrohstoff, der die Anforderung der DIN 4226-2 erfüllt. Das ermöglicht den Einsatz als Leichtzuschlag in Beton oder bei Mantelsteinen von Keramikschornsteinen. Ein großer Teil von alten Ziegeln wird zudem in Form von Brennbruch aufbereitet und dann wieder der Ziegelproduktion zugeführt. Somit sind Ziegel grundsätzlich sehr gut recycelbar und erfüllen die Ansprüche einer Kreislaufwirtschaft.

Mit all diesen Eigenschaften sind Ziegel eine gute Wahl, wenn es um nachhaltiges Bauen geht. Die moderne Ziegelproduktion kann zudem die Vorgaben der Dekarbonisierung erfüllen. Dann ist ab 2050 eine klimaneutrale Produktion möglich, sodass Ziegel ein Baustoff der Zukunft sind.