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Ressource Bauwerk

Aspekte nachhaltigen Bauens
Ressource Bauwerk

Der Gebäudebestand stellt die größte Ressource im Bausektor dar. Nachhaltiges Bauen bedeutet also in erster Linie dessen Erhaltung und Revitalisierung. Für Neubauten gilt ein Optimierungsprozess zwischen verschiedenen Faktoren, u. a. dem Erreichen eines hohen Gebäudestandards bei gleichzeitig geringem Einsatz an grauer Energie und wenig Energieverbrauch für den Betrieb, aber auch die Rezyklierbarkeit der verwendeten Materialien – das alles unter Beachtung der allzu häufig unberücksichtigten Nutzungsdauer.

Text: Harald Kloft

Obwohl Architekten und Fachplaner seit vielen Jahren versuchen, die Belange der Ökologie im Bauwesen zu etablieren, blieb eine breite gesellschaftliche Resonanz lange aus. Skulpturale Formen dominierten in den zurückliegenden Jahren das zeitgenössische Architekturgeschehen und galten als Wegweiser für innovative Bautechnologien. Mit Begriffen wie »Green Building« oder »Energieeffizientes Bauen« deutet sich nun aber ein Richtungswechsel an. Vieles spricht dafür, dass die derzeitige »ökologische Renaissance« substanzieller und langlebiger ist als die Öko-Strömungen der 80er und 90er Jahre. Die Technologie des Passivhauses wurde beispiels- weise schon vor über 20 Jahren entwickelt und der erste Prototyp in Deutschland, das Passivhaus in Darmstadt/Kranichstein, bereits 1991 fertig gestellt. Heute wird nun aber die Passivhausbauweise auch von Bauherrn gefordert. Das verdeutlicht u. a., dass Bauherren und Nutzer Begriffe be- nötigen, um die Qualität von Gebäuden einzuordnen. Dies zeigt auch das steigende Interesse an Zertifikaten wie dem Gütesiegel der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen oder an LEED-Zertifizierungen. Da weder die Leistungsbilder für nachhaltiges Bauen in den Planungsprozessen definiert sind noch Honorarordnungen für diese Leistungen existieren, stürzt sich derzeit eine ganze Branche auf diesen neuen Markt.
Doch wie bewertet man die Nachhaltigkeit von Gebäuden? Reicht es, ein Passivhaus zu bauen oder ein DGNB-Zertifikat vorzulegen? Im Vergleich zu allen anderen Produktionsbereichen wird beim Bau eines Gebäudes kein Produkt hergestellt. Jedes Bauwerk ist zwar aus einer Vielzahl von Produkten zusammengesetzt, das Ergebnis selbst aber bleibt ein Unikat. Als solches wird es viel zu selten verstanden. Im Nachfolgenden wird daher versucht, Strategien für nachhaltiges Bauen zu formulieren. Entscheidender Ansatz dabei ist, das einzelne Gebäude selbst als Ressource zu betrachten. Dies verdeutlichen die Ergebnisse aus bereits Ende der 90er Jahre durchgeführten Untersuchungen zum Material- und Energiebedarf von Wohnungsbauten [1, 2], die auch heute noch aktuell sind.
»Material- und Energieinhalte« von Gebäuden
Wichtigste Voraussetzung für eine Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden ist die Kenntnis ihrer baustofflichen Zusammensetzung. Gerade in dieser Hinsicht existiert jedoch eine Informationslücke im Bauwesen. Selbst bei heutigen Neubaumaßnahmen wird in der Regel nicht dokumentiert, welche Baustoffe in welchen Mengen verbaut werden. D. h., der Bauherr erwirbt ein Objekt, über dessen Zusammensetzung er keine detaillierten Kenntnisse hat. Die Stoffströme im Bauwesen werden lediglich am Anfang bei der Baustoffproduktion und am Ende bei der Beseitigung von Bauabfällen registriert. Ziel der damaligen Untersuchungen war es daher, diese Informationslücke zu schließen: Die baustoffliche und mengenmäßige Zusammensetzung von Wohngebäuden unterschiedlicher konstruktiver Bauart, Materialität und sonstiger baulicher Besonderheiten wurden erfasst und die kumulierten, gebundenen Primärenergieinhalte (PEIH ) der verbauten Materialien ermittelt. Beim PEIH handelt es sich um die Primärenergieaufwendungen für die Herstellung der Baustoffe, auch graue Energie genannt, auf der Grundlage heutiger Produktionsmethoden. Als Basis diente die Datensammlung ökobilanzierter Baustoffe der Schweizer SIA [3]. Zur Vergleichbarkeit fiel die Auswahl nur auf Wohngebäude mit gleichem energetischen Standard (WSVO 95).
Die sogenannten Materialinhalte der untersuchten Wohngebäude betragen im Mittelwert 425 kg/m3. BRI und die Primärenergieinhalte addieren sich zu durchschnittlich 866 MJ/m³ BRI, was 240 kWh/m³ BRI entspricht. Auffällig ist, dass leichtere Gebäude in Holzbauweise und schwere Massivbauten, die durch Tiefgaragen, Unterkellerungen oder durch vergrößerte Hüllflächen und geometrische Komplexität in Form von Gauben und Erkern eine deutliche Massenzunahme verzeichnen, in auffälliger Weise vom Mittelwert abweichen (Abb. 1). Obwohl die Absolutwerte stark variieren, zeigt sich, wie gering die Streuungen bei dem relativen Verhältnis von Primärenergie- zu Materialinhalten sind – was wiederum belegt, dass die Bau- und Tragkonstruktion einen großen Einfluss auf die Reduzierung der Primärenergieinhalte von Gebäuden hat. Der Einfluss der Ausbaumaterialien auf das primärenergetische Gesamtniveau nimmt allerdings mit dem »Leichter-Werden« der Tragkonstruktion eines Gebäudes zu.
Eine weiterführende Untersuchung ging dem Einfluss der Nutzungsdauer auf die Material- und Energieinhalte von Gebäuden nach. Hierzu wurden drei Einfamilienhäuser gleicher Bauart (Mischbauweise) und vergleichbarer geometrischer Verhältnisse über eine Nutzungsdauer von 80 Jahren bilanziert: ein Gebäude, errichtet nach der WSVO 1995, ein Niedrigenergie- und ein Passivhaus (Abb. 2). Betrachtet man die Energieinhalte über den gesamten Lebenszyklus, beträgt der Primärenergieverbrauch für die Beheizung und Bereitstellung von Warmwasser bei dem Haus auf Grundlage der WSVO 95 nahezu das 15-fache des »Inputs« an stofflich gebundener Primärenergie für den Bau und die Instandhaltung. Und während der Anteil der Betriebsenergie bei dem Niedrigenergiebau deutlich sinkt, kehren sich die Verhältnisse bei dem Passivhaus sogar um: Der Anteil der baulich gebundenen Primärenergie ist hier annähernd doppelt so hoch wie die bereitzustellende Betriebsenergie. Das Investment an »Materialinput« für den höheren energetischen Standard zahlt sich in der Gesamtbilanz also aus: Nach 80 Jahren weist das Passivhaus im Vergleich zu dem Gebäude nach WSVO 95 einen vierfach niedrigeren Gesamtenergieverbrauch auf.
»In« und »out«
Entscheidender Ansatz für nachhaltiges Bauen wird in Zukunft folglich der verantwortungsbewusste Einsatz von Ressourcen sein. Neben der traditionellen Begrenzung des »Outputs« – insbesondere von Emissionen – gilt es, den »Input« an Material und Energie kontrolliert zu steuern und zu reduzieren. Die Erhaltung und energetische Sanierung des Gebäudebestands hat hierbei oberste Priorität und stellt ein volkswirtschaftliches Potenzial dar, mit dem sorgsamer umgegangen werden sollte. Die damaligen Untersuchungen zeigen, was eigentlich selbstverständlich sein sollte: Dass selbst bei einer vollständigen Entkernung allein durch den Erhalt der Tragkonstruktion ein Großteil der Investition an baulich gebundener Primärenergie erhalten und die Gesamtbilanz durch eine energetische Sanierung deutlich gesteigert werden kann. Natürlich steht für den einzelnen Investor immer die Frage der finanziellen Amortisation im Vordergrund, aber die zunehmende Verteuerung der Rohstoffe und insbesondere die Verknappung von Energie begünstigen eine steigende Attraktivität der baulichen Revitalisierung. Und dass neben ökonomischer und ökologischer Betrachtungen auch immer eine gestalterische Komponente mitwirkt, die ein Gebäude in eine neue, zeitgemäße architektonische Qualität überführen kann, ist nicht nur ein Nebeneffekt, sondern Voraussetzung nachhaltiger Planung.
Ganzheitlich!
Eine weitere Erkenntnis aus den Untersuchungen der Material- und Energieinhalte von Gebäuden ist, dass ein Vergleich von Bauteilen oder Bau-stoffen im Hinblick auf eine energetische Effizienz und den effizienten Umgang mit Ressourcen nicht zielführend ist. Beton beispielsweise Aluminium auf der Ebene von Kenndaten für die Graue Energie gegenüberzustellen, bringt keine Aussage in Bezug auf Nachhaltigkeit im Bauwesen. Nur eine ganzheitliche Betrachtung von Bauwerken unter Berücksichtigung der konstruktiven Leistungsfähigkeit der Werkstoffe ermöglicht eine vergleichende Bewertung von Gebäuden; ein Ansatz dafür bietet die Gegenüberstellung von baulich gebundener Primärenergie und laufend bereitgestellter Betriebsenergie. Entscheidend ist, diese Energieeinträge am Beginn des Planungsprozesses aufeinander abzustimmen und in einer energetischen Gesamtbilanz über definierte Nutzungsintervalle zu untersuchen.
Ziel muss sein, ein Gebäude auf seine energetische Gesamtperformance hin zu entwickeln und seine Tragkonstruktion und Werkstoffe hinsichtlich funktionaler Anforderungen, angestrebter Nutzungsdauer und technischer Lebensdauer der Bauteile und Komponenten auszuwählen. Voraussetzung hierzu ist zum einen der systematische Aufbau einer geregelten Datenbank für Bauprodukte mit einheitlicher Deklaration sämtlicher Inhaltsstoffe. Und zum anderen die Festlegung funktionaler Nutzungsdauern, die in der Diskussion um nachhaltiges Bauen derzeit völlig vernachlässigt wird. Dabei erfordern die sozialen und gesellschaftlichen Veränderungen schon seit langem – und auch in Zukunft – flexiblere Gebäudekonzepte. In Analogie zu Einweg- und Mehrwegstrategien anderer Produktionsbereiche sind Szenarien für die Planung von Bauwerken denkbar, die entweder zu dauerhaften und flexiblen Konstruktionen führen und bei einer Umnutzung leicht umgebaut werden können. Oder aber zu als »Einwegkonstruktion« errichteten Gebäuden, die von vornherein auf eine kurze Nutzungsdauer ausgelegt sind, was sich folgerichtig auf die Material- und Konstruktionswahl sowie letztlich auch auf die Baukosten auswirken müsste. Die Umsetzung solcher Ansätze bedingt aber auch die kreative Weiterentwicklung des Baurechts. Etwa die Möglichkeit, Grundstücke für einen definierten Zeitraum von etwa nur 10 oder 20 Jahren zu bebauen. Das ermöglicht Eigentümern , ihr Grundstück für diesen Zeitraum zu vermieten.
Nach Ablauf der Nutzungsdauer sollten Gebäude kontrolliert rückgebaut und die einzelnen Bauteile wiederverwendet werden können. Für einzelne Konstruktionen gerade im Bereich der Gebäudeaußenhülle ist in diesem Zusammenhang eine Mehrschichtigkeit im Aufbau sinnvoll. Hier gilt es, konstruktive Lösungen zu entwickeln, die den Austausch einzelner Schichten aufgrund unterschiedlicher Nutzungsdauern ermöglichen. Auch die Integration der technischen Installationen in die Gebäudestruktur erfordert im Hinblick auf eine Austauschbarkeit innovative Lösungen. Noch immer werden beispielsweise im Mauerwerksbau nach Fertigstellung des Rohbaus die Wände regelrecht ausgehöhlt, um Installationen unterzubringen. Das erzeugt schon in der Herstellungsphase unnötigen Bauschutt und erschwert später einen geordneten Rückbau. •
Literaturhinweise: [1] Kloft, Harald, Stoffkreisläufe, Baustoffkreis mit Lücken – Zur Optimierung des Material- und Energieeinsatzes in Wohngebäuden, in: db 2/1999, S. 108 ff [2] Kloft, Harald, Untersuchungen zu den Material- und Energieströmen im Wohnungsbau, Bericht Nr. 15, Institut für Statik, TU Darmstadt [3] Steiger, Peter, Hochbaukonstruktionen nach ökologischen Gesichtspunkten. SIA-Dokumentation D 0123
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