Einsatz von digitalen Technologien und Entwicklung einer mobilen Anlage zur Realisierung von R-Strategien für Bestandsgläser im Bauwesen

Das Verbundvorhaben »GLADIR« adressiert zentrale Hemmnisse für R-Strategien (im Fokus stehen: Rethink, Reduce, Reuse, Remanufacturing und Recycle) bei Bestandsgläsern im Bauwesen und nutzt digitale Technologien, um deren Rückführung, Wiederverwendung und hochwertiges Upcycling systematisch zu verbessern. Zudem geht es um innovative und zirkuläre Ansätze für Fassadensysteme (Stichwort: Design-for-Disassembly). Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur Ressourcenschonung, zur Reduktion von CO₂-Emissionen und zur Entwicklung nachhaltiger Fenster- und Fassadenlösungen.

Ausgangslage

Die Bau- und Glasindustrie in Deutschland ist mit einem hohen Ressourcen- und Energiebedarf verbunden. Jährlich werden rund 1.670 Kilotonnen Flachglas für Gebäude eingesetzt. Die Herstellung ist energieintensiv und verursacht pro Tonne Glas etwa 1.000 kWh Energiebedarf sowie rund 500 kg CO₂-Emissionen.

Gleichzeitig fallen erhebliche Mengen an Glasscherben an, die bislang nur unzureichend in hochwertige Kreisläufe zurückgeführt werden. Von insgesamt rund 526 Kilotonnen Glasscherben werden etwa 400 Kilotonnen downgecycelt und lediglich 55 Kilotonnen hochwertig upgecycelt. Insbesondere Post-Consumer-Glas aus Rückbau und Modernisierung gelangt bislang kaum zurück in die Floatglas-Produktion oder in Anwendungen mit hohem Wertschöpfungspotenzial. Auch die Wiederverwendung von Bestandsglas in neuen Fassaden-Isoliergläsern ist bisher nur in geringem Umfang etabliert.

Ursachen hierfür sind vor allem technische, logistische und datenbezogene Defizite. Fehlende Transparenz über Materialqualitäten, Rückbaupotenziale und Stoffströme erschwert die systematische Rückführung. Dadurch bleiben Rohstoff- und CO₂-Einsparpotenziale bislang weitgehend ungenutzt.

Ziel

Ziel des Projekts ist es, Hemmnisse bei der Rückführung von Bestandsgläsern im Bauwesen gezielt abzubauen. Im Mittelpunkt stehen dabei digitale Werkzeuge, standardisierte Abläufe und ebenfalls Ansätze des Design-for-Disassembly, um zirkuläre Prozesse entlang der Wertschöpfungskette praktikabel und skalierbar zu machen.

Darüber hinaus soll das hochwertige Upcycling von Glasscherben deutlich gesteigert werden: Die Menge qualitativ hochwertiger Scherben, die in die Floatglas-Produktion zurückgeführt werden, soll von derzeit 55 Kilotonnen pro Jahr auf 90 Kilotonnen pro Jahr erhöht werden. Parallel dazu soll Re-Use im Bauwesen etabliert werden, sodass jährlich rund 16,7 Kilotonnen wiederverwendbares Glas für Fassaden-Isoliergläser verfügbar gemacht werden können.

Ein weiteres Ziel ist die Verbesserung der Datenlage zu Post-Consumer-Glas, Rückführungswegen und Abfallströmen. Mehr Transparenz soll die Grundlage für effizientere Kreislaufprozesse, belastbare Entscheidungen und neue Geschäftsmodelle schaffen. Langfristig zielt das Projekt darauf ab, marktfähige und skalierbare Lösungen für Design-for-Disassembly, Wiederverwendung und Upcycling im Bauwesen zu entwickeln.

Lösungsansatz

Zur Erreichung dieser Ziele verfolgt das Projekt einen integrierten Lösungsansatz, der technologische, digitale und prozessuale Innovationen miteinander verbindet. Dazu gehören einerseits demontageorientierte Fassadendesigns, die Standardisierung von Scheibenmaßen sowie Ökobilanzierungen nach ISO 14040/44, um die ökologischen Wirkungen der entwickelten Lösungen systematisch zu bewerten.

Bestandsgläser werden andrerseits mithilfe KI-gestützter Verfahren erfasst und hinsichtlich ihrer Wiederverwendbarkeit und Recyclingfähigkeit bewertet. Ergänzend wird ein mobiler Zerlegungsprototyp weiterentwickelt und Konzepte für Sensoriken, Bildverarbeitung und die automatische Trennung erarbeitet, um die Rückbau- und Sortierprozesse effizienter zu gestalten.

Darauf aufbauend entstehen Entscheidungs- und Produktionsplanungsalgorithmen, die die Weiterverwendung und Rückführung der Gläser optimieren. Ein zentrales Datenmanagement-System mit standardisierten Datenformaten und APIs schafft die notwendige digitale Grundlage für einen durchgängigen Informationsfluss entlang der Prozesskette. Ergänzt wird dies durch Konzepte für Zwischenlagerstätten und digitale Vermarktungsansätze, etwa in Form eines Webshops, für wiederverwendbare Gläser in den glasverarbeitenden Betrieben.

Die entwickelten Lösungen werden in einem Proof of Concept erprobt und sowohl wirtschaftlich, logitisch als auch ökologisch bewertet. Unterstützend sorgen Publikationen und Beiträge zur Normung dafür, dass die Ergebnisse in Praxis, Markt und Fachwelt getragen werden.

Das Projekt »GLADIR«  wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) innerhalb der Fördermaßnahme Anwendungsorientierte nichtnukleare FuE im 8. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung gefördert.