Um Flächenbefestigungen mit möglichst geringen Umweltwirkungen zu realisieren, müssen Betonwaren fachgerecht in die örtlichen Randbedingungen integriert werden.
Betonsteine können bei fachgerechter Planung und Anwendung zu einer nachhaltigen Flächengestaltung beitragen. Aufgrund ihrer langen Nutzungsdauer sowie der Möglichkeit der Wiederverwendung und des Recyclings können sie eine ressourcenschonende Bauweise unterstützen. Versickerungsfähige Betonpflaster können die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung fördern, den Oberflächenabfluss verringern und zur Grundwasserneubildung beitragen. Je nach Produkt und Einsatzbereich bieten Betonsteine weitere funktionale Eigenschaften, beispielsweise durch helle oder photokatalytische Oberflächen.
Kreislaufwirtschaft
Die aus Betonpflastersteinen hergestellten Flächenbeläge erfüllen hohe gestalterische und technische Ansprüche über eine sehr lange Lebensdauer hinweg. Bei der Herstellung setzt die Betonsteinindustrie auf den vermehrten Einsatz von Sekundärrohstoff in Form von aufbereitetem Betonbruch. Betonbruch besteht aus reinen Betonabfällen, die keine weiteren Bauabfälle enthalten und somit nur aus den natürlichen Stoffen bestehen, die auch in den ursprünglichen Betonprodukten genutzt wurden.
Photokatalytische Betonsteinpflaster
Verkehrsflächenbefestigungen mit Betonpflaster können – je nach Bauweise und Produktausführung – unterschiedliche Funktionen übernehmen, beispielsweise im Bereich der Regenwasserbewirtschaftung, Luftreinhaltung oder Lärmminderung. Im Folgenden wird die Luftreinhaltung durch photokatalytisch aktive Betonpflastersteine erläutert. Im Wesentlichen handelt es sich um einen Auszug aus einem Aufsatz von Düring, Richard, & Ulonska aus 2018.
Befestigungen
Versickerungsfähige Befestigungen
Versickerungsfähige Befestigungen mit Betonpflastersteinen gewinnen immer mehr an Bedeutung in der urbanen Planung und Gestaltung von Verkehrsflächen. Diese Bauweise ermöglicht eine effiziente Regenwasserbewirtschaftung und trägt zur Reduzierung von Versiegelungseffekten bei.
Betonpflastersteine zeichnen sich durch ihre hohe Tragfähigkeit und Langlebigkeit aus, was sie zu einer idealen Wahl für Flächenbefestigungen macht, die neben der Nutzbarkeit auch ökologische Aspekte berücksichtigen soll. Durch ihre spezielle Fugen- oder Gefügestruktur ermöglichen Betonpflastersteine eine Versickerung des Niederschlagswassers in den Untergrund. Die hohe Durchlässigkeit der Gesamtkonstruktion aus Pflasterdecke und Tragschichten leistet einen Beitrag, um den natürlichen Wasserkreislauf aufrechtzuerhalten und Überflutungen zu verhindern.
Die versickerungsfähigen Betonpflasterbefestigungen können je nach Standort, Bauweise und Bemessung zahlreiche wichtige Funktionen erfüllen. Sie reduzieren den Oberflächenabfluss, vermindern das Risiko von Hochwasserereignissen, speichern und verdunsten Regenwasser zur Verbesserung des Mikroklimas, fördern die Grundwasserneubildung und können – je nach eingesetztem System – auch Schadstoffe aus dem Regenwasser filtern. Über diese Aspekte hinaus sind versickerungsfähige Betonpflasterbefestigungen auch ökonomisch sinnvoll. Gebühren für den Niederschlagswasseranteil können – abhängig von der jeweiligen kommunalen Satzung – reduziert werden oder entfallen.
Ein weiterer Vorteil versickerungsfähiger Bauweisen mit Betonpflastersteinen ist ihre Vielseitigkeit in der Gestaltung. Ob Parkplätze, Innenhöfe oder Industrie- und Gewerbeflächen – die Einsatzmöglichkeiten sind breit gefächert. Durch die Auswahl verschiedener Pflastersteintypen, Farben und Verlegemuster lassen sich ästhetisch ansprechende Gestaltungen realisieren, die gleichzeitig die Anforderungen an die Regenwasserbewirtschaftung und Flächennutzung berücksichtigen.
Die Planung versickerungsfähiger Flächenbefestigungen erfordert eine sorgfältige Analyse der örtlichen Gegebenheiten, darunter zum Beispiel Bodenbeschaffenheit, Niederschlagsmuster und ökologische Aspekte. Für ein ausgewogenes Zusammenspiel aus Gestaltung, Flächennutzung und Versickerung müssen die richtigen Materialien und Bauweisen gewählt werden.
Insgesamt bieten versickerungsfähige Bauweisen mit Betonpflastersteinen eine moderne Antwort auf die Herausforderungen im Umgang mit Regenwasser. Die Bauweise kann dazu beitragen, Niederschlagswasser dezentral zu bewirtschaften und versickerungsfähige Freiflächen in Städten und Gemeinden zu schaffen. Bei der Umsetzung solcher Bauprojekte ist die Zusammenarbeit zwischen Baustoffindustrie, Fachplanern, ausführenden Unternehmen und Behörden entscheidend, um eine fachgerechte Umsetzung der entwässerungstechnischen und gestalterischen Anforderungen sicherzustellen.
Begrünbare Befestigungen
Begrünbare Betonpflasterdecken können insbesondere in innerstädtischen Bereichen zur Regenwasserbewirtschaftung sowie zur Begrünung befestigter Flächen beitragen. Sie kombinieren den Komfort und die Funktion konventioneller Betonpflasterdecken mit den Funktionen begrünter Flächen, beispielsweise hinsichtlich Verdunstung und Regenwasserrückhalt.
Der begrünbare Anteil des Belages beträgt je nach System etwa 30 bis 50 Prozent. Damit kann Niederschlagswasser gespeichert und durch Verdunstung wieder an die Umgebung abgegeben werden und so zur Verbesserung des Mikroklimas beitragen. Dies ist ein großer Vorteil insbesondere für Städte und Ballungsräume in den Sommermonaten, da es zur Minderung lokaler Wärmeinseleffekte beitragen kann.
Ein weiterer Vorteil von begrünten Betonpflasterdecken ist, dass sie die Fließgeschwindigkeit des Niederschlagswassers reduzieren können, sodass das Wasser der Kanalisation stark verzögert zugeführt wird. Dadurch können gefährliche Abflussspitzen bei Starkregenereignissen reduziert werden.
Für diese besondere Bauweise werden zahlreiche, unterschiedliche Pflastersteinsysteme angeboten. Begrünt wird vielfach das zusammenhängende Fugensystem des Pflasters. Andere Systeme weisen durchgehende Löcher oder Kammern auf, welche eine Begrünung erlauben. Begrünbare Betonpflasterdecken eignen sich insbesondere für Flächen des ruhenden Verkehrs. Es sollte beachtet werden, dass der Gehkomfort auf derartigen Flächen eingeschränkt sein kann.
Helle Flächen gegen den Wärmeinseleffekt
Der Wärmeinseleffekt ist ein typisches Merkmal des Stadtklimas. Im Gegensatz zu unbebauten Flächen wirken bebaute Flächen als Wärmespeicher. Durch die starke Aufwärmung tagsüber und die eingeschränkte Abkühlung nachts werden großstädtische Bereiche im Vergleich zum Umland deutlich wärmer, mit der Folge einer höheren Anzahl „heißer Tage“ und „Tropennächte“. Entsprechende Temperaturen belasten den menschlichen Körper extrem, und es besteht ein enger Zusammenhang zwischen Tropennächten und erhöhter Mortalität. Nach einer Studie aus dem Jahr 2015 können rund 4 bis 5 Prozent der jährlichen Todesfälle in Berlin – statistisch gesehen – mit Hitzeereignissen in Verbindung gebracht werden.
Beeinflusst wird der Wärmeinseleffekt auch durch die Farbe befestigter Flächen bzw. durch ihren Helligkeitsgrad. Untersuchungen belegen, dass sich die Luft infolge von Sonneneinstrahlung über hellen Flächen weniger stark aufheizt als über dunklen Flächen. Das kann über den so genannten Solar Reflectance Index (SRI) quantifiziert werden. Häufig wird im Zusammenhang mit der solaren Reflexion auch der Begriff „Albedo“ verwendet. Dieser beschreibt jedoch ausschließlich den solaren Strahlungsreflexionsgrad, während in die Berechnung des SRI-Wertes zusätzlich auch der thermische Emissionsgrad einfließt.
Für eine ganze Reihe von unterschiedlich farbigen Betonsteinen, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Pflasterdecken und Plattenbelägen bei innerstädtischen Freiflächen eingesetzt werden, stehen Messwerte hinsichtlich des SRI-Werts zur Verfügung. Damit kann in der Planungsphase die Oberfläche einer herzustellenden Verkehrsfläche so ausgewählt werden, dass ein guter Kompromiss zwischen den Gestaltungsanforderungen und der Begrenzung des Wärmeinseleffekts erzielt werden kann.
Im Jahr 2014 haben wir typische Betonsteinoberflächen unter anderem hinsichtlich des thermischen Emissionsgrades, des solaren Reflexionsgrades und des SRI-Wertes messtechnisch untersuchen lassen. Die Ergebnisse sind dem Bericht „Solar Reflectance Index von verschiedenen Betonsteinproben“ zu entnehmen. Damit wird dem Stadtplaner eine wertvolle Hilfestellung an die Hand gegeben, die es ermöglicht, die Oberfläche von Bauprodukten für Verkehrsflächenbefestigungen so auszuwählen, dass ein guter Kompromiss zwischen der Begrenzung des Wärmeinseleffektes und anderer Vorgaben, zum Beispiel der Gestaltung und der Art der Nutzung, erzielt werden kann.
Geringe Rollgeräuschemission
Bisher gibt es bei Bürgern und kommunalen Vertretern leider immer noch Vorbehalte gegen Pflasterdecken für Fahrbahnen von Innerortsstraßen, mit der Begründung, Pflaster wäre lauter als zum Beispiel ein Asphaltbelag. Moderne Betonpflastersteinsysteme stehen jedoch keineswegs im Widerspruch zu den Forderungen nach einer „leisen Fahrbahn“. Dies konnte durch umfangreiche Untersuchungen in den Jahren 2012 bis 2015 nachgewiesen werden. In der Folge wurde sogar das Technische Regelwerk des Straßenbaus entsprechend ergänzt.
Eine Pflasterdecke gilt sinngemäß als lärmarm, wenn sie im Hinblick auf das Reifen-Fahrbahn-Geräusch derart konzipiert ist, dass für sie ein so genannter Straßendeckschichtkorrekturwert von 0 Dezibel nachgewiesen werden kann. Damit entfällt für ein derartiges Pflaster der Malus von bis zu 3 Dezibel, der bisher nach den Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-19), zum Beispiel für Pflaster mit ebener Oberfläche, angesetzt werden musste. Mit einem lärmarmen Pflaster aus Betonsteinen kann somit eine signifikante Minderung der Lärmeinwirkungen erreicht und ein bedeutender Beitrag zum Schutz der Anwohner vor Straßenlärm geleistet werden.
Hierbei ist es besonders wichtig, die Anzahl der Fugen in der Pflasterdecke zu reduzieren, die Fugenbreite zwischen den Pflastersteinen zu begrenzen und die Pflastersteine so anzuordnen, dass die Fugen nicht quer, sondern diagonal überfahren werden. Insofern spielen die Steinabmessungen, die Ausbildung der Steinkanten und das Verlegemuster bei der Konzeption einer lärmarmen Pflasterdecke eine bedeutende Rolle.
Durch die Variationsmöglichkeiten bei den Pflastersteinabmessungen, der Kantenausbildung, der Fugenbreite und der Oberflächentextur kann die Fahrbahndecke aus Betonpflaster hinsichtlich der Rollgeräuschintensität gezielt beeinflusst werden.
Ein vermeintlicher Nachteil wird zum Vorteil
Der Anteil an Elektroautos auf unseren Straßen wird in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Elektroautos haben mit Blick auf die Verkehrssicherheit prinzipiell den Nachteil, dass ihr Fahrgeräusch sehr leise ist, da von ihnen kein Motorgeräusch ausgeht. Da bei geringen Geschwindigkeiten bis etwa 20 bis 30 km/h auch das Rollgeräusch sehr gering ist, birgt ein langsam fahrendes Elektroauto grundsätzlich eine Gefahr für Fußgänger. Dies hat bereits dazu geführt, dass gemäß einer EU-Verordnung ab dem 1. Juli 2021 in allen neuen Hybridelektro- und reinen Elektrofahrzeugen ein akustisches Fahrzeug- Warnsystem (AVAS – Acoustic Vehicle Alerting Systems) eingebaut sein muss. Ein gegenüber fugenlosen Fahrbahndecken über viele Jahrzehnte vorgebrachter Nachteil des Betonpflasters wird somit nun zu dessen Vorteil. Durch die Variationsmöglichkeiten bei den Pflastersteinabmessungen, der Kantenausbildung, der Fugenbreite und der Oberflächentextur kann die Fahrbahndecke aus Betonpflaster hinsichtlich der Rollgeräuschintensität gezielt beeinflusst werden. Dadurch kann zusätzlich zum oben genannten akustischen Fahrzeug-Warnsystem die Lautheit herannahender Elektrofahrzeuge sozusagen erhöht und die Sicherheit für Fußgänger verbessert werden.
