Nachhaltigkeit - Ziele, Vorgaben, Umsetzung in der Praxis. Was ist

Nachhaltigkeit ‐ Ziele, Vorgaben, Umsetzung in der Praxis. Was ist sinnvoll möglich? Prof. Dr.‐Ing. Hans Georg Reinke, VPI, Werner Sobek Frankfurt Ziele, Vorgaben Aus der steigenden Umweltbelastung, weltweit abnehmenden Vorräten an Ressourcen bei gleichzeitig wachsendem Energieverbrauch und zunehmender Weltbevölkerung sind die maßgebenden Vorgaben zum Nachhaltigen Bauen endstanden. Diese wurden in Deutschland in mehrfach novellierte Energieeinsparungsverordnungen (EnEV) politisch umgesetzt. Wichtige Zielvorgabe der Energiepolitik ist, bis 2050 50% Primärenergie einzusparen. Ergänzende wichtige Vorstellungen finden sich z. B. in dem Triple Zero Konzept – Zero Energy, Zero Emission, Zero Waste /1/. Bei diesem weiterführenden Konzept werden zusätzlich zu der geforderten Energieeffizienz bei Bau und Betrieb des Gebäudes auch die Vermeidung von Emissionen und die vollständige Rezyklierbarkeit der Baustoffe mit eingeschlossen. Wesentliche Energieeinsparungen werden durch das nachhaltige Bauen erwartet. Wie bekannt, wird derzeit (2013) für die Gebäude immer noch ca. 40% der Primärenergie benötigt. Dieser immense Energieverbrauch soll durch hochwärmegedämmte Fassaden, Dach‐ und Bodenflächen, hochwertige Mehrscheibenverglasungen und Bauteilaktivierung in Kombination mit entsprechenden Belüftungssystemen reduziert werden. Endsprechende Entwurfskonzepte werden als Passivhäuser bezeichnet. Weiterentwicklungen mit zusätzlichen Photovoltaikanlagen und Nutzungen geothermischer Ressourcen werden dann als Aktivhäuser, Null‐Energiehäuser bis hin zu Plus‐
Energiehäusern bezeichnet. Es gibt zahlreiche erfolgversprechende Entwicklungen der Baustoffindustrie und des Baunebengewerbes, die erforderlichen Komponenten für die bautechnische Ausrüstung für die Planer bereit zu stellen. In den letzten Jahren gab es mehrere Entwurfswettbewerbe zum energieeffizienten Bauen mit anschließender Umsetzung der prämierten Projekte als Pilotprojekte /2/. Umsetzung in der Praxis bei Neubauten Mit verschiedenen Beispielen (Turnhalle, Verwaltungsgebäude etc.) wird die Umsetzung von Entwürfen und deren konstruktiver Umsetzung dargelegt und kritisch gewürdigt. Der hohe Installierungsgrad (Belüftungsleitungen, Bauteilaktivierungen) der Gebäude muss beim Tragwerksentwurf frühzeitig berücksichtigt werden, was jedoch nicht in allen Anwendungen geschieht. Die gewünschte energetische Qualität der Fenster ist ökonomisch belastend und führt häufiger zu einer Verminderung der Gebäudetransparenz. Die zur Hochwärmedämmung erforderlichen Wärmedämmungen sind bis zu 40 cm stark und nicht immer leicht entwurfs‐ und bautechnisch realisierbar. Der Einbau von energetisch hochwertigen Bauelementen (Isokörbe etc.) muss sorgfältig geplant und ausführungstechnisch umgesetzt werden. Günstige Nutzungen der PV – Anlagen erfordern eine entsprechende Orientierung des Gebäudes. Der gesamte interdisziplinäre Planungsprozess für Gebäude ist unter dem Aspekt des nachhaltigen Bauens neu zu formulieren. Die Planungstätigkeit der Tragwerksplaner und die Tätigkeit der Prüfingenieure für Bautechnik sind gefordert, Beeinträchtigungen der Standsicherheit und der Gebrauchsfähigkeit zu vermeiden, wenn stärkere Querschnittschwächungen durch den hohen Installierungsgrad der Gebäude vorliegen. Versuche zu Stahlbetonbauteilen mit Querschnittsschwächungen liegen vor /3/. Sie sind bei Planung, Prüfung und Überwachung zu beachten. Weiterführend sind neue Tragwerksentwurfskonzepte, die die Entflechtung des Tragwerks und der Haustechnik bei gleichzeitiger Minderung der Baustoffmengen. Die in den Bau eines Gebäudes investierte „Graue Energie“ (embodied energy) ist ein wesentlicher Parameter in der Gesamtenergiebilanz des Bauens. Eine Auswertung verschiedener Hochhäuser zeigt dabei das Potenzial auf, das in der Optimierung der Deckentragwerke liegt. Verglichen werden dabei Flachdecken, Decken mit Hohlkörpern und weiter Deckentragwerke. Am Bespiel eines Bürohauses in Frankfurt wird die Umsetzung dargestellt. Am Beispiel des Aktivhauses Weissenhofsiedlung, Stuttgart werden wesentliche Aspekte dieses Gebäudes dargestellt. Bei erfolgreicher Realisierung und positiven Monitoring der Energieeffizienz wird eine Signalwirkung dieses Entwurfes erwartet /5/. Am Bespiel wird gezeigt, dass Gebäude mit Tragwerken, die flexible, im Verlauf der Nutzungsdauer eines Gebäudes mehrfach veränderliche Nutzungen ermöglichen, einen positiven Beitrag zum nachhaltigen Bauen darstellen. Umsetzung beim Bauen im Bestand Der Umsetzung der Forderung nach nachhaltigem Bauen für den Bestand von 35 Mill. Wohnungen in Deutschland kommt immense Bedeutung zu. Der erforderliche Finanzaufwand zur energetischen Gebäudesanierung des Bestandes ist volkswirtschaftlich zu bewerten und über den politisch gesetzten zeitlichen Rahmen bis 2050 zu amortisieren /4/. Die Planungs‐ und Bauaufgabe wird am Bespiel einer Häuserzeile in Neu‐Ulm, Baujahr 1936 zu einem Effizienzhaus Plus erläutert. Der Kostenrahmen war mit 1600 Euro/m2 durch Vorgabe des öffentlichen Bauherrn bereits im Wettbewerbsstadium sehr eng vorgegeben. Die planerische Umsetzung zeigt die sich ergebenden Bedingungen und Zwänge deutlich. Das vorliegende Pilotprojekt zeigt anschaulich und prototypisch, was realisierbar ist und was nicht. Die Jahresstrombilanz ist im vorliegenden Fall positiv. Wobei hier und in anderen Fällen durch Bauwerksmonitoring die Einhaltung der Planungsvorgaben zu verifizieren ist. Bei der Abwägung der Wirksamkeit von Investitionen bei der energetischen Sanierung des Gebäudebestandes wirken mehrere Teilmaßnahmen zusammen: Dämmungen, moderne Heizanlagen, hochwertige Fenster, PV‐Anlagen, Solarthermie etc. Verschiedenste Modellrechnungen zeigen, dass intelligente, halb‐oder vollautomatische Steuerungsanlagen eine besonders hohe Wirksamkeit bei vergleichsweise geringen Kosten (ca. 10 bis 15 Euro/m2) haben. Dieser Zukunftsmarkt wird für so interessant eingeschätzt, dass neben kleineren Start‐Up Firmen mit innovativen Ideen sich auch große nationale Energieerzeugungsunternehmen und in neuster Zeit auch amerikanische Softwarekonzerne mit hohem finanziellem Input beteiligen. Die Datensicherheit ist ggf. zu hinterfragen. /1/ Triple Zero Konzept: Markenschutz Werner Sobek /2/ Effizienzhaus Plus: BMVI, 2012 /3/Schnell, Thiele, Keil, TU Kaiserslautern: Tragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Leitungen in Gruppenanordnung, Festschrift Keuser, 2012 /4/Fraunhofer Gesellschaft: Fraunhofer Institut für Bauphysik WB 170/2013 /5/ Aktivhaus: Markenschutz Werner Sobek Bevölkerrungsentwicklung Transparrentes Tragw
werk, IG Farb
ben Haus Frankfurt Energieeeffizienzhauss Neu‐Ulm Turnhalle in Passivhaausbauweise
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