Am 14. April 2010 findet im Rahmen der IEECB Konferenz „Improving Energy Efficiency in Commercial Buildings“ die erste Präsentation der Forschungsinitiative „Nachhaltigkeit massiv“ in internationalem Rahmen statt. Der inhaltlichen Ausrichtung der Konferenz entsprechend stehen die Ergebnisse, die insbesondere für Dienstleistungsgebäude hohe Relevanz haben – wie die Lebenszykluskostenberechnung oder die Sommertauglichkeit – im Vordergrund.

Präsentation (pdf, 750 kb)

Paper (pdf, 310 kb

Im Rahmen des BauZ!-Kongresses findet am 18.02.2010 von 14 bis 17 Uhr der Workshop „Soziale und ökonomische Indikatoren für Planungsentscheidungen“ der Forschungsinitiative „Nachhaltigkeit massiv“ statt. Schlüsselfragen dabei sind, wie soziale Aspekte bei Veränderungen im Baubestand berücksichtigt werden können und welche Indikatoren des nachhaltigen Bauens den Marktwert von Gebäuden in welcher Weise beeinflussen.

Download – Einladung und weitere Informationen (pdf, 120 kb)

Bilder von der Veranstaltung

Wirtschaftskammer Österreich, Wiedner Hauptstraße 63, 1045 Wien, Julius Raab Saal

Mit der Forschungsinitiative „Nachhaltigkeit massiv“ konnten die wesentlichen österreichischen Akteure an einen Tisch gebracht werden, um ein gemeinsames Verständnis zur Nachhaltigkeit von Gebäuden zu entwickeln. Die Ergebnisse zeigen, welche Chancen die Anforderungen des nachhaltigen Bauens für die massive Bauweise bringen.

Programm (pdf, 297 kb)

Präsentationen (pdf, 2,4 mb)

Dafür bedarf es geeigneter Nachweisverfahren, die auch Unterscheide verschiedener Bauweisen entsprechend richtig abbilden. Das aktuelle Nachweisverfahren für die Vermeidung der sommerlichen Überwärmung von Räumen (ÖNORM B 8110-3) bildet Lüftungswärmeverluste, innere und solare Gewinne und die Speicherfähigkeit des Gebäudes sehr vereinfacht ab. Moderne Gebäude können diesen Nachweis leicht erfüllen, was aber in der Realität zu hohen Temperaturen in sommerlichen Hitzeperioden führt.

Der derzeit gebräuchlichste Nachweis gemäß ÖNORM B 8110-3 endet üblicherweise mit der Aussage, dass Sommertauglichkeit gegeben bzw. nur unter der Bedingung einer Verschattungsmaßnahme gegeben ist. Eine differenzierte Aussage zur Qualität der Sommertauglichkeit wird nicht angeboten.

Im Rahmen der europäischen Normierung wird eine Simulation des Raumverhaltens als Verfahren zum Nachweis sommerlicher Raumtemperaturen definiert. Eine Überarbeitung der ÖNORM B 8110-3 ist daher dringend notwendig.

Ziel des Projekts 12 war es, durch Messung in bewohnten Objekten das Nutzerverhalten und den damit verbundenen Einfluss auf die sommerlichen Raumtemperaturen zu erforschen. Ein von der TU Wien entwickeltes virtuelles Gebäudemodell wurde als Excel-Tool weiterentwickelt und mit Messungen an vier Wohnbauten validiert:
Für das TQB (Projekt 15) wurde ein Vorschlag für eine Punktebewertung erarbeitet, die als Neuerung drei Komfortklassen unterscheidet.

In den durchgeführten Simulationen an 108 verschiedenen Varianten eines Büroraumes wurde das energetische Potential massiver Baustoffe in Zusammenhang mit deren Speicherfähigkeit und den eingesetzten Energiesystemen, mit dem Augenmerk auf den Vergleich zwischen Massiv- und Leichtbau, analysiert. Die vorliegenden Ergebnisse weisen den Jahresenergiebedarf für Heizen und Kühlen jeder untersuchten Variante aus. Massive thermische Speichermassen in den Boden- und Deckenkonstruktionen wirken dämpfend auf Änderungen der Raumlufttemperaturen und reduzieren so die erforderlichen Leistungen bei spontanem Heiz- oder Kühlbedarf. Aus diesem dämpfenden Effekt massiver Speichermasse resultiert eine geringere maximale Heiz- beziehungsweise Kühllast, die erforderlich ist um die gewünschte Raumlufttemperatur einhalten zu können. Bei den Massivbauvarianten reicht eine um durchschnittlich 4% (im besten Fall 15%) niedrigere Heizleistung und 8% (im besten Fall 11%) niedrigere Kühlleistung gegenüber der Leichtbauvariante aus, um den Heiz- und Kühlbedarf im gleichen Ausmaß zu decken. Besonders in Varianten mit nach Süden ausgerichteten Fensterflächen können so die solaren Gewinne im Winter über einen längeren Zeitraum gespeichert werden und reduzieren so den Heizenergiebedarf.

Neben dieser Dämpfung kurzfristiger Temperaturänderungen der Raumluft trägt das verzögernde thermische Verhalten massiver Elemente zur Verbesserung des thermischen Benutzerkomforts im Raum bei. Dies ist anhand der Tagesprofile der operativen Raumtemperatur (Komfortparameter) gegenüber der Raumlufttemperatur ersichtlich.

Neben konstruktiven Maßnahmen können Nachtlüftung und Bauteilaktivierung das Wärmespeichervermögen massiver Bauteile noch besser nutzbar machen.

Das größte Potenzial liegt in der Nutzung der massiven Decke. Bei den Lösungsmöglichkeiten werden auch Aspekte der Beleuchtung sowie der Akustik berücksichtigt. Für Zwischenwände, die niemals verschoben werden müssen, eignen sich Stahlbeton, Ziegel, vorgefertigte Vollgips-Wandbauplatten oder Gipskartonplatten mit integrierten latenten Wärmespeichern (Phase Change Materials). In der Außenwand wird der Einsatz massiver Parapete vorgeschlagen. Bei offenen Büroflächen sollen auch die massiven Bauteile des Gebäudekerns nutzbar gemacht werden. Aufgrund ihrer Oberfläche erscheinen Decke und Boden für die Wärmespeicherung am geeignetsten, gefolgt von Zwischenwänden und der Außenwand.

Eine Bauteilaktivierung kann aufgrund der großen Abstrahlungsflächen mit einer geringen Temperaturdifferenz zwischen Innenraum- und Wassertemperatur der Rohrregister heizen und Beiträge zur Kühlung liefern. Vorlauftemperaturen im Bereich zwischen 19 und 27 ºC sind auch gut geeignet für die Nutzung der Umweltenergie.

Ein Umdenken im Planungsprozess wird gefordert: Integrale Planung und der Einsatz von Gebäudesimulation werden unumgänglich.

Mit der Anwendung der Empfehlungen des im Projekt 07 erarbeiteten Leitfadens entsteht u.a. folgender Nutzen:

• Zusätzliche Geschoße werden durch die Reduktion der Geschoßhöhe möglich (Entfall der abgehängten Decke).
• Ideale Voraussetzungen zur Heizung und Kühlung mittels Bauteilaktivierung
• Gesteigerter Komfort durch temperierte raumabschließende Flächen mit geringem Temperaturunterschied zur Raumlufttemperatur
• Verringerung der Energiekosten

Mit Hilfe einer Lebenszyklus-Kostenprognose können Varianten in der Gestaltung der Baukörper, der Außenhülle und der Gebäudetechnik berechnet und damit die Lebenszykluskosten eines Gebäudes bei gegebener Nutzung optimiert werden.

Es wurde ein praxistaugliches Werkzeug zur Berechnung der Lebenszykluskosten von Immobilien für den Einsatz in der Immobilien-Projektentwicklung entwickelt und in seiner Funktionsweise dargestellt.

Das Modell beruht weitestgehend auf vorhandenen Normen und Rechenmethoden.
Modell einer Lebenszyklus-Kostenprognose mit 12 Hauptgruppen und 54 (bzw. 39 „echten“) Kostengruppen

• Detaillierte Betrachtung der jährlichen und mehrjährlichen Kosten gesondert möglich
• Eingabeparameter: Geometriedaten aus Entwurfs- bzw. Einreichplan
• Werte der Gebäudetechnik und Folgekosten
• Reinigungskosten werden aus den vorhandenen Angaben errechnet

Das Modell wurde für ein tatsächlich ausgeführtes Bürogebäude, ein dreigeschoßiger quadratischer Verwaltungsbau in Stahlbauweise mit 5.500 m² Bruttogeschoßfläche, durchgerechnet. Als nicht-gebaute Variante wurde das gleiche Gebäude mit massiver Außenwand als Lochfassade gerechnet und anschließend wurden die Ergebnisse verglichen. Lebenszyklisch betrachtet kommt die Variante mit der massiven Fassade um 9,6 % günstiger.

Mit dem Lebenszykluskostenmodell können nur Aussagen über Gesamtgebäude (aufgrund der gewählten Kostenstruktur) getätigt werden, d.h. es ist keine Bauteil- oder Haustechnikoptimierung möglich.

Die Heizungskosten werden nur aus dem eingegebenen Heizwärmebedarf (HWB) hochgerechnet (d.h. alle Unzulänglichkeiten dieser Berechnung werden mitgeführt). Das Modell kann der Bauwirtschaft als ein Ergebnis von „Nachhaltigkeit massiv“ zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus ist es auch für den Beratungssektor interessant.

Zur Frage der Katastrophensicherheit von Gebäuden wurden 149 Schadensfälle in Hinblick darauf ausgewertet, ob außerplanmäßige Einwirkungen Unterschiede bezüglich der Bauweise erkennen lassen. Die Gebäude wurden in Massiv-, Misch- und Holzbau unterteilt.

Die Untersuchungen zeigen einen Zusammenhang zwischen Schadensanfälligkeit, Schadenshöhe und Bauweise. Innerhalb der untersuchten Datenbasis erweisen sich Massivbauten als robust und als sehr gut geeignet, um die Schadensumme infolge unplanmäßiger Einwirkungen gering zu halten. Die höchsten Schadenssummen wurden bei Gebäuden in Mischbauweise verursacht.

Besonders hinzuweisen ist in diesem Zusammenhang auf die Definition für Massivbau als überwiegend homogene Struktur aus massiven, anorganischen Baustoffen. Unter Mischbauweise werden Gebäude verstanden, bei denen die Konstruktionen, wie Wände oder Decken, aus einer großen Vielfalt an unterschiedlichen Baustoffen bestehen.

Um die Ressourcenfrage im Bauwesen zu erfassen wurden vier Indikatoren entwickelt:

• Verfügbarkeit
• Rezyklierbarkeit
• Eigenversorgung
• Scale-Up (à Auswirkungen eines deutlich zunehmenden Einsatzes eines bestimmten Materials)

Die Indikatoren liefern interessante Ansätze bezüglich einer verbesserten Kreislauffähigkeit von Baustoffen bzw. Gebäuden. Einschränkend wird allerdings angeführt, dass die Anwendung dieser Indikatoren momentan nicht durchführbar ist, da es noch keine gesicherte Datengrundlage zur Ermittlung der benötigten Eingangsparameter gibt.

Um die Sekundärressourcen im Baubestand besser abschätzen zu können, wurde die Idee eines materiellen Gebäudepasses untersucht. Mit einem derartigen Gebäudepass könnten die größten Baustoffgruppen (Beton, Metalle, Ziegel, Glas) im Zuge der Errichtung bzw. während größerer Umbautätigkeiten erfasst werden, indem z.B. eine entsprechende Software in gängige Ausschreibungsprogramme integriert wird.

Die Bauwirtschaft ist aufgefordert, zukünftig ihre Materialien besser im naturwissenschaftlich-technischen Sinn zu beschreiben und wesentlich zur Schaffung einer ausreichenden Daten- und Wissensbasis beizutragen.

Eine Harmonisierung der Parameter in den Statistiken in den einzelnen Branchen (Holz, Stein und Keramik, Stahl etc.) würde einen fundierten Vergleich zwischen den Materialhaushalten der einzelnen Materialien ermöglichen. Damit könnten Verbrauchstrends verglichen und verfolgt, Optimierungen vorgenommen oder neue Strategien entwickeln werden. Peak Oil ist nicht der einzige Warnhinweis auf die Begrenztheit, auch viele andere Ressourcen werden in absehbarer Zeit knapper werden.

Mit dem Transportmodell wurde gezeigt, wie eine strukturierte Erfassung der Transportrucksäcke von Bauprodukten in Abhängigkeit von Werksstandort, Baustelle und Bauprodukt grundsätzlich möglich ist.

Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen den Einfluss des Bauprodukt-Transportes vom Werkstor zur Baustelle. Im Vergleich zu den herstellungsbedingten Umweltwirkungen erhöhen sich die Umweltwirkungen aufgrund von Transporten um 5 bis 20 % beim Wirkungsindikator GWP.

Die Anwendung des entwickelten Transportmodells im Rahmen einer Gebäudebewertung ist allerdings aufgrund der unzureichenden Datenlage bezüglich der Transportdistanzen eingeschränkt. Das Thema der Minimierung von Transportbelastungen wird im Zuge der Aufarbeitung der Forschungsergebnisse weiterhin zu berücksichtigen sein.