Lebenszykluskosten und Ökobilanzen. plus. Konstruktion. Holzbau gewinnt Projektvergleich. Vorteile und Chancen für den Holzbau

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1 September 213 plus Themenmagazin für Zimmermeister Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen Holzbau gewinnt Projektvergleich Vorteile und Chancen für den Holzbau Software für integrale Bauplanung

2 Projektvergleich Kindergarten Projektvergleich Holzbau hat die Nase vorn Holzbau oder nicht? Das ist oft die Frage. mikadoplus vergleicht einen Kindergarten in verschiedenen Varianten, analysiert die Bauweisen, begleitet den Entscheidungsprozess und zeigt die Herangehensweise bei der Projektierung. 2 mikado plus September 213

3 Projektvergleich Kindergarten Bei jedem Bauvorhaben stellt sich die Frage nach der geeigneten Bauweise. Selten gibt es die eine richtige Antwort, denn die Frage nach der Ökonomie und Ökologie ist in den seltensten Fällen pauschal zu beantworten. Befindet sich das Bauvorhaben in der konkreten Planung, kann eine Bilanzierung der ökonomischen und ökologischen Kriterien bei der Entscheidung helfen. mikadoplus stellt einen Kindergarten in Massivbauweise einer Variante mit Holzkonstruktionen gegenüber, analysiert die Bauweisen, die Herangehensweise an das Bauvorhaben und die Entscheidungsprozesse in der Planung. Die Voraussetzungen Die Untersuchung ist ohne fremde und interessensgeneigte Unterstützung Dritter auf der Basis der Anforderungen für das Zertifizierungssystem des Bundes (BNB) für öffentliche Bauten erstellt. Das Programm Legep leitet auf Basis der sirados -Baudatenbank, der Lebenszyklusangaben aus dem Anhang, der Dauerhaftigkeit der Bauteile in Kombination der vorgenannten Datenbank sowie der ökobau.dat die Berechnungsergebnisse her. Das Untersuchungsobjekt Gegenstand der Untersuchung ist ein Kindergarten mit zwei Krippen- und vier Kindergartengruppen in kompakter zweigeschossiger Bauweise. Der Kindergarten hat somit sechs Nutzeinheiten, misst eine Bruttogrundfläche (BGF) von 118 m² und einen Bruttorauminhalt (BRI) von 4447 m³. Architekten sind Kai Kühnel und Wolfgang Engel vom A-2 Architekturbüro in Dachau. Verglichen wird das Gebäude in typischer Massivbauweise aus Ziegelmauerwerk mit einer Holzbauweise mit Doppelstegträger. Gegenstand der Untersuchung ist ein Kindergarten mit zwei Krippen- und vier Kindergartengruppen Eine Bilanzierung der ökonomischen und ökologischen Kriterien hilft bei der Entscheidung für das passende Baumaterial. Visualisierung: Peter Kanja Vogel 3

4 Projektvergleich Kindergarten Bauteilvergleich verschiedener Außenwände über 5 Jahre Euro Jahre Bauteilvergleich mit Kostendaten, U-Werten und Angaben zur Primärenergie Name Einheit Kosten [ ] Lebenszykluskosten [ /a] U-Wert [W/(m²K)] 1 Außenwandkonstruktion: Planhochlochziegel 36,5 cm, innen und außen Putz und Dispersionsbeschichtung 2 Außenwandkonstruktion: Kalksandstein, 17,5 cm, Wärmedämmverbundsystem Polystyrol 16 mm, innen und außen Putz und Dispersionsbeschichtung 3 Außenwandkonstruktion: Holzrahmen, Mineralwolle 12 mm, Stülpschalung Mineralwolle 6 mm, Gipskartonplatten, Dispersionsbeschichtung 4 Außenwandkonstruktion: Holzstegträger, Zellulose 24 mm, Bekleidung aus 3-Schichtplatten, Lasur 5 Außenwandkonstruktion: Holz-Brettstapel aus Fichte, Zellulose 16 mm, Putz auf Holzweichfaserplatte, Silikatfarbe 6 Außenwandkonstruktion: Holzstegträger, Zellulose 24 mm, Bekleidung aus Faserzementplatten, Lasur m² 185,9 1,8,25 m² 221,52 4,47,2 m² 189,82 4,7,25 m² 166,13 3,89,2 m² 198,38 2,59,22 m² 199,46 1,77,19 4 mikado plus September 213

5 Projektvergleich Kindergarten Den Anfang macht ein Bauteilvergleich, der die Auswahl der Außenwände untersucht, darstellt und in einer Grundvariante grundsätzliche Schwerpunkte zur Optimierung der Lebenszykluskosten aufzeigt. Der Bauteilvergleich Wenn die nachhaltige Planung ein Thema ist, taucht regelmäßig die Frage nach der richtigen Auswahl der Bauteile auf. In Voruntersuchungen kann der Anwender der Software Legep schnell einen Vergleich von verschiedenen Konstruktionen unter Berücksichtigung der ökonomischen und ökologischen Kriterien unter den projektspezifischen Rahmenbedingungen vornehmen. Die Konstruktionen wurden über den Betrachtungszeitraum von 5 Jahren miteinander verglichen, jedoch ohne die Berücksichtigung einer zu erwartenden Energiepreissteigerung oder einer Veränderung des Barwertzinses. Der Bauteilvergleich zeigt, dass Außenwände mit Planziegelmauerwerk und Holzstegträgerkonstruktion mit Faserzementbekleidung bezüglich der Lebenszykluskosten am interessantesten sind. Das Ziegelmauerwerk wegen der niedrigen Herstellkosten und die Holzstegträgerkonstruktion wegen ihrer höheren Dauerhaftigkeit, die sie insbesondere durch die Bekleidung mit Faserzementplatten erreicht. Weitere Pluspunkte für die Holzkonstruktion sind der niedrigere U-Wert und die bessere Ökobilanz. Um die bestmöglichen Ausführungsalternativen vorab zu prüfen, kann der Anwender weitere solcher Bauteilvergleiche durchführen. Die Lebenszykluskostenanalyse In dieser Projektierung wurde nach Analyse der Außenwandbauteile die Planung des Architekten in Massivbauweise in Legep erfasst. Die Lebenszykluskostenanalyse zeigt die ursächlichen Kostenverursacher sowie Möglichkeiten der Reduzierung von Folgekosten. Bauteilvergleich mit Auswertungen zur Primärenergie sowie den Ökologiekriterien CO 2 und SO 2 Name Einheit Primärenergie erneuerbar [MJ] Primärenergie nicht erneuerbar [MJ] Klimagas [CO 2 ] Versauerung [SO 2 ] 1 Außenwandkonstruktion: Planhochlochziegel 36,5 cm, innen und außen Putz und Dispersionsbeschichtung 2 Außenwandkonstruktion: Kalksandstein, 17,5 cm, Wärmedämmverbundsystem Polystyrol 16 mm, innen und außen Putz und Dispersionsbeschichtung 3 Außenwandkonstruktion: Holzrahmen, Mineralwolle 12 mm, Stülpschalung Mineralwolle 6 mm, Gipskartonplatten, Dispersionsbeschichtung 4 Außenwandkonstruktion: Holzstegträger, Zellulose 24 mm, Bekleidung aus 3-Schichtplatten, Lasur 5 Außenwandkonstruktion: Holz-Brettstapel aus Fichte, Zellulose 16 mm, Putz auf Holzweichfaserplatte, Silikatfarbe 6 Außenwandkonstruktion: Holzstegträger, Zellulose 24 mm, Bekleidung aus Faserzementplatten, Lasur m² 11,4 94,47 89,967,398 m² 69, ,26 153,214,587 m² 1981,39 13,31-85,291,397 m² 1765,47 961,25-66,73,263 m² 1456,47 947,78-67,77,21 m² 1123,93 764,53-44,963,15 5

6 Projektvergleich Kindergarten Lebenszykluskostenanalyse der Massivbauweise über 5 Jahre Lebenszykluskosten Jahreswerte (mit sonstigen Kosten) (Netto) Instandsetzung Betrieb Reinigung Neubau Jahr Maßgebliche Kostenverursacher innerhalb des Bilanzierungszeitraums 5 Jahre Name Menge Einheit Zyklus [Jahre] Instandsetzung [ ] Betriebsjahr 228 Sonnenschutz erneuern (an den Fenstern außen, schräg, elektrisch) 118 m² ,4 Betriebsjahr 237 Fugen erneuern (elastisch, ISO-Verglasung) 14,7 m² ,71 Flachdach erneuern (Abdichtung, Folie, PVC, Mineralwolle 16 mm, Kies) 494,9 m² ,46 Betriebsjahr 243 Sonnenschutz erneuern (an den Fenstern außen, schräg, elektrisch) Linoleumbelag erneuern (4 mm mit Sockelleisten FI 2/8 mm) 118 m² ,4 447,2 m² ,15 Betriebsjahr 258 Sonnenschutz erneuern (an den Fenstern außen, schräg, elektrisch) Akustikdecke erneuern (Gipskarton, verputzt, abgehängte Konstruktion) 118 m² ,4 71 m² ,9 Summe ,34 6 mikado plus September 213

7 Projektvergleich Kindergarten Die über den Zyklus angehängten Folgeelemente ermöglichen begleitend zur Kostenplanung mit Elementen sofort die Berechnung des Lebenszyklus. Dabei werden die ursächlichen Kostenverursacher analysiert und Möglichkeiten der Reduzierung von Folgekosten aufgezeigt. Neben Betrieb, Reinigung und Wartung standen vor allem die Instandsetzungskosten und deren Zeitpunkte im Fokus der Betrachtung. Die in der Lebenszykluskostenanalyse geschaffene Transparenz ermöglicht die gezielte Einflussnahme auf die wesentlichen Kostenverursacher. Ein erhebliches Einsparpotenzial über den Lebenszyklus ergibt sich, wenn es gelingt, einige dieser Posten auszuschließen oder zumindest die Kostentreiber zu minimieren. Gerade öffentliche Auftraggeber sind angehalten, die wirtschaftlichste Planungsvariante zu beauftragen und zunehmend auch Folgekosten mit deren Umweltauswirkungen in die Planung einzubeziehen. Die Lösungsansätze in der Planung können z. B. die Neigung des Daches, die Veränderung des Sonnenschutzes gegen starre Systeme oder auch die Integration des Akustikschutzes in eine Holzdecke sein. Nicht zwangsläufig ergibt sich hierbei eine Kostensteigerung bei den Herstellkosten. Oft kann der Planer durch konkrete Überlegungen gezielt und ohne Kostenmehraufwand positiv auf die Planung Einfluss nehmen. Der Projektvergleich: Massiv- und Holzbauweise Nachdem die grundsätzlichen Kostenverursacher der Lebenszykluskosten und die daraus resultierenden negativen Auswirkungen auf die Ökobilanz ermittelt waren, stellte sich die Frage, welche Bauweise für den Kindergarten die wirtschaftlichste Lösung darstellt. Ein Projektvergleich stellt Massiv- und Holzbauweise gegenüber. Um einen tatsächlichen Vergleich sicherzustellen und auch bei der Massivbauweise Pluspunkte für die Holzkonstruktion sind der niedrigere U-Wert und die bessere Ökobilanz. Projektvergleich Massiv- und Holzbauweise Neubau (Kgr3 und 4) inkl. sonstige Kosten Betrieb Instandsetzung Der linke blaue Farbbalken zeigt jeweils die Holzbauweise, der rechte grüne die Massivbauweise 7

8 Projektvergleich Kindergarten In nahezu allen Umweltkriterien schneidet der Holzbau deutlich besser ab. Gerade Gebäudearten wie der Kindergarten sind bestens geeignet, aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz realisiert zu werden. die Vorteile der bereits durchgeführten Lebenszykluskostenoptimierung zugrunde zu legen, wurde auch hier mit einer akustikoptimierten Holzdecke gerechnet. Dass Holzbauweisen bei den Herstellkosten mit dem Massivbau vergleichbare Ergebnisse erzielen können, ist bekannt. Der geringere Flächenbedarf und die bessere Flächeneffizienz bringen ebenfalls Pluspunkte. Auch im Betrieb sind die Folgekosten aufgrund der besseren U-Werte niedriger. Die Instandsetzungskosten können durch gezielte Maßnahmen wie dauerhafte Fassadenbekleidung auf vergleichbarem Niveau gehalten werden. Voraussetzung ist, dass die Fassadenbekleidung auch bei den Herstellkosten preisbewusst gewählt wird. In Kombination mit dauerhaften Holz- Alufenstern kann dann die Fassade mit minimalen Kosten über 5 Jahre unterhalten werden. Die Ökobilanz Die Ökobilanz liefert für die Holzbauweise das mit Abstand beste Ergebnis: In nahezu allen Umweltkriterien schneidet die Holzbauweise deutlich besser ab. Lediglich das Ozonschichtabbaupotenzial ist bei der Holzbauweise etwas höher. Neben den besseren Ökowerten der Baukonstruktionen aus Holz ist auch die mögliche Reduzierung der Transmissionswärmeverluste ein Vorteil. Die Hüllflächen können individuell in einer Kosten-Nutzenabwägung bzgl. der Dämmdicken innerhalb der Tragkonstruktion angepasst werden, ohne zusätzliche Instandsetzungskosten innerhalb des Betrachtungszeitraums auszulösen. Das Fazit Die Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten ermöglicht es, die Wirtschaftlichkeit der Projektierung herzuleiten und zu optimieren sowie die ökologischen Belange zu berücksichtigen. Auf der Basis standardisierter Berechnungsverfahren kann der Planer nachvollziehbare Ergebnisse herleiten und Einfluss auf die Kostenverursacher nehmen. Eine Lebenszykluskostenanalyse lohnt sich für den Bauherrn oder hier den Steuerzahler daher auch wirtschaftlich. Der Holzbau muss bei den Lebenszykluskosten in Herstellung und Unterhalt auf dauerhafte Konstruktionen achten. Das gelingt, wenn die Dämmung in die Tragkonstruktion sicher und dauerhaft eingebaut ist. In der Ökobilanz ist der Baustoff Holz grundsätzlich und in einer Gesamtbilanz somit ebenfalls im Vorteil. Insgesamt ist der Holzbau bei Berücksichtigung der geschilderten Maßnahmen in diesem Projekt die bessere Wahl. Die Bauzeiten können verkürzt, flexible Innenraumkonzepte realisiert und ein niedriger Energieverbrauch wirtschaftlich erreicht werden. Gerade Gebäudearten wie der Kindergarten sind bestens geeignet, aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz realisiert zu werden. Impressum Verlag: WEKA MEDIA GmbH & Co. KG Römerstraße 4 ı Kissing Telefon ı Diese Anschrift gilt auch für folgende Personen und Gesellschaften, sofern nicht anders lautend: Herausgeber: WEKA MEDIA GmbH & Co. KG Geschäftsführer: Stephan Behrens ı Michael Bruns ı Werner Pehland Verlagsleiter Zeitschriften Bauhandwerk: Christoph Maria Dauner Chefredakteur: Dipl.-Betriebsw. (FH) Christoph M. Dauner (cm) (verantwortl.) ı Christoph.Dauner@weka.de Redaktion dieser Ausgabe: Dipl.-Ing. (FH) Claudia Jamnitzky Aboverwaltung: Fon service.handwerk@weka.de Produktion: Helmut Göhl (verantw.) ı Silke Schwer Konzeptionslayout, Grafik und Satz: Popp Media Service Herrenbachstraße 17 ı Augsburg Lithografie: high end dtp-service Herrenbachstraße 19 ı Augsburg Druck: Firmengruppe APPL ı sellier druck GmbH Angerstraße 54 ı Freising WEKA ist bemüht, ihre Produkte jeweils nach neuesten Erkenntnissen zu erstellen. Die inhaltliche Richtigkeit und Fehlerfreiheit wird ausdrücklich nicht zugesichert. Bei Nichtlieferung durch höhere Gewalt, Streik oder Aussperrung besteht kein Anspruch auf Ersatz. Zum Abdruck angenommene Beiträge und Abbildungen gehen im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen in das Veröffentlichungsund Verbreitungsrecht des Verlags über. Für unaufgefordert eingesandte Beiträge übernehmen Verlag und Redaktion keine Gewähr. Namentlich ausgewiesene Beiträge liegen in der Verantwortlichkeit des Autors. Die Quartalsschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Jeglicher Nachdruck, auch auszugsweise, ist nur mit ausdrücklicher schriftlicher Genehmigung des Verlags und mit Quellenangabe gestattet. Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlags strafbar. 8 mikado plus September 213

9 Projektvergleich Kindergarten Ökobilanz: Projektvergleich Massiv- und Holzbauweise kg CO 2 -Äq Treibhauspotenzial kg CFC11-Äq.,3,2,1 Ozonschichtabbaupotenzial kg SO 2 -Äq Versauerungspotenzial kg P-Äq Überdüngungspotenzial kg Ethen-Äq Sommersmogpotenzial kg Sb-Äq Abiotischer Ressourcenverbrauch Der linke blaue Farbbalken zeigt jeweils die Holzbauweise, der rechte grüne die Massivbauweise Glossar Treibhauspotenzial wird überwiegend durch die CO 2 -Emission hervorgerufen. Es beschreibt die Klimawirkungen von Verbrennungsprozessen. Versauerung der Böden entsteht durch die Emission von Schwefeldioxid (SO 2 ). Ist auch als saurer Regen bekannt und z. B. auf die Verbrennung schwefelhaltiger Kohle und Öl zurückzuführen. Überdüngung der Böden und des Wassers entsteht durch übermäßigen Eintrag von Phosphor. Sommersmog sind Belastungen, die in der bodennahen Luft durch Ozon hervorgerufen werden. Ozon besteht aus Stickoxiden (NO 2 ) und Kohlenwasserstoffen. Abiotische Ressourcen sind Umweltfaktoren, die für das Leben der Tierund Pflanzenwelt benötigt werden. Primärenergie ist die an der Rohstoffquelle direkt anstehende Urform der Energie (z. B. Rohöl, Rohgas oder Waldholz). Erneuerbare Energien werden von der Natur laufend wiederhergestellt. Nicht erneuerbare Energien gehen durch menschlichen Verbrauch verloren. Der Autor Wolfgang Mandl war lange Zeit Redaktionsleiter der sirados-datenbank. Seit 1991 war er als Mitarbeiter und Autor in den Bereichen Bauelemente, Ausschreibungstexte, Baukosten und Baupreise für die sirados-baudaten tätig. Als Herausgeber, Autor und Mitarbeiter für sirados-baudaten zeichnete er für verschiedene Veröffentlichungen verantwortlich. Seit September 213 arbeitet Wolfgang Mandl im Bereich der Baukosten-Datenbank und Produktentwicklung beim Baukosteninformationszentrum Deutscher Architektenkammern GmbH (BKI) in Stuttgart. Nach wie vor ist er als Bauberater der Stadt München im Bauzentrum tätig. Kontakt: wolfgang.mandl@online.de 9

10 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen LEGEP Software für eine integrale Gebäudeplanung Green Building, Sustainable Property, Zukunftsfähigkeit und Wertstabilität: Die Software Legep hilft, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz von Gebäuden integral zu planen, zu berechnen und zu betreiben. waren, rücken nun auch die zu erwartenden Folgekosten und Umweltbelastungen in den Mittelpunkt der Betrachtung. Gebäudemodellierung mit der Elementmethode Die Elementmethode von sirados erlaubt die Modellierung auf der Basis exakt definierter Baukonstruktionen und technischer Anlagen. Die Berechnung von Investitions- und Nutzungskosten, Energiebedarf und Ökobilanz ist für nachhaltige Gebäude notwendig. Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen, die durch die Auswahl von Materialien, Konstruktionen und technischen Anlagen entstehen, müssen diese Berechnungen integral sein. Das ist nur mit einer entsprechend konzipierten Software möglich. Pionier auf dem Gebiet ist die Softwarelösung Legep. Sie liefert schnell präzise nachvollziehbare Ergebnisse und ermöglicht, unterschiedliche Lösungsvarianten zu verfolgen. Die Zertifizierung von Gebäuden nach dem Deutschen Gütesiegel Nachhaltiges Bauen fordert den Nachweis der Lebenszykluskosten und der Ökobilanz. Während bislang die Herstellungskosten und der Energiebedarf entscheidende Kennzahlen Die Gebäudemodellierung durch Elemente ermöglicht dem Planer in frühen Planungsphasen eine exakte Projektbeschreibung. Bei Legep ist deshalb der Programmpunkt Projektbeschreibung das zentrale Erfassungs- und Editierwerkzeug. Ein umfangreicher Bauteilkatalog mit vordefinierten Baukonstruktionen dient dabei als Grundlage. Die Elementmethode der Software sirados erlaubt die Modellierung von Gebäuden auf Basis definierter Baukonstruktionen oder technischer Anlagen. Um der Logik der Kostenermittlung nach der DIN 276 zu entsprechen, bietet das Programm Elemente für die Aufstellung des Kostenrahmens, der Kostenschätzung, der Kostenberechnung und des Kostenanschlags an. Innerhalb der Gruppe der Baukonstruktionen (Kostengruppe 3) entsprechen die Feinelemente den Roh- und Ausbaukonstruktionen. Die ergeben mit den Anteilsfaktoren zusammengestellt die Gesamtkonstruktion als Grobelement. Die Feinelemente basieren auf den jeweiligen Teilleistungen (Positionen). In der Gruppe der Gebäudetechnik (Kostengruppe 4) entspricht das Grobelement einem Ausstattungsgegenstand oder einer technischen Anlage, die wiederum aus Feinelementen und deren Teilleistungen bestehen. 1 mikado plus September 213

11 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen Der Elementaufbau heißt Bottom-up, da er von den kleinsten Einheiten (Leistungspositionen) ausgehend immer größere Einheiten aufbaut. Dabei gehen auf keiner Aggregationsebene die Informationen verloren, wie das bei der Kennwertmethode nach dem alten Top-down- Prinzip (Auswertung realisierter Gebäude) unvermeidlich ist. Dadurch lassen sich zum einen komplexe konstruktive Bauteile und technische Anlagen beschreiben und sofort verwenden, zum anderen sind diese Elemente über die Teilleistungen individuell anpassbar. Für die Phase der Entwurfsplanung erfolgt die Erfassung in der Regel über Grobelemente, um mit wenigen Bauteilen das Gebäude ausreichend genau zu beschreiben. Sind zu diesem Zeitpunkt noch nicht alle Informationen zur Gebäudemodellierung vorhanden, übernehmen beliebig gewählte Bauelemente die Funktion eines Platzhalters (Default-Element). Die Anzahl der Ansätze für die Gebäudemodellierung in verschiedenen Planungsphasen erfordert ungefähr 8 bis 1 Grobelemente 15 bis 2 Feinelemente 1 Leistungspositionen Im Planungsablauf ist jede Phase nachvollziehbar, da von der Grobelementkalkulation über die Feinelementmodellierung bis hin zum Leistungsverzeichnis alles ohne Informationsbruch aufeinander aufbaut. Mit der Bauteilbeschreibung durch Elemente ist die Zielsetzung gelungen, eine durchgängige Datenstruktur für verschiedene Planungsphasen anzubieten. Kostenplanung Die erste Auswertung des Gebäudemodells erfolgt in Legep mit dem Programmpunkt Kostenplanung. Die traditionellen Methoden der Kostenschätzung bzw. Kostenberechnung über Kostenkennwerte abgerechneter Bauvorhaben sind mit den Anforderungen der Ermittlung und Bewertung für Bauprojekte in engen Toleranzgrenzen überfordert. Die Modellierung von Gebäuden mit Bauelementen erlaubt dagegen die korrekte Beschreibung und Berechnung eines konkreten Projektes. Nahezu jeder Anbieter von AVA-Software unterstützt inzwischen die Methodik der Berechnung von Baukosten mit Bauteilen. Die sirados - Elemente basieren auf Leistungspositionen mit aktuellen Baupreisen. Die werden mit der Auswertung von Preisspiegeln erhoben. Ohne zusätzlichen Eingabeaufwand erzeugt das Gebäudemodell je nach gewünschter Differenzierung die erforderlichen Kostenplanung mit sirados -Bauelementen Auswertung von Leistungspositionen aus der Kostenplanung 11

12 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen Element für Baukonstruktionen mit Bauteilschichten Basis der Berechnungen ist die Ausrüstung der Bauteile mit bauphysikalischen Daten. Dafür gibt es einen umfangreichen Datenpool. Element für Gebäudetechnik mit technischen Angaben Unterlagen zur Kostenermittlung nach DIN 276 mit zusätzlichen grafischen Darstellungen. Eine Ausgabe aller projektbezogenen Leistungsverzeichnisse ist ein weiterer Leistungspunkt von Legep. Sämtliche LVs lassen sich über übliche Schnittstellen in jede beliebige AVA-Software exportieren. Wärme und Energie Eine weitere Planungsaufgabe ist der Nachweis des Energiebedarfs. Meist vergeben Planer die Arbeiten an ein Ingenieurbüro, das mit einer anderen Software ein eigenes Gebäudemodell erzeugt. Das bedeutet zum einen erhöhten Zeitaufwand, zum anderen oft Fehler durch Neuberechnungen oder falsche Datenübermittlung. Durch das vorhandene Gebäudemodell auf Basis von Elementen und der konkreten Beschreibung eines jeden Elements als bauphysikalisches Schichtenmodell ist es innerhalb von Legep möglich, den Transmissionswärmeverlust und den Energiebedarf nach EnEV bzw. DIN zu berechnen. Hierfür ist es lediglich notwendig, die entsprechenden Elemente nach Gebäudeund Flächenorientierung als Hüllfläche z. B. Bodenplatte, Fenster oder Dach festzulegen. Grundvoraussetzung für die Berechnung ist die Ausrüstung der Bauteile mit bauphysikalischen Daten. Dazu sind ca. 14 Baustoffe mit den Leistungspositionen und mit den Elementen verknüpft. Die Baustoffdaten werden gültigen Normen oder aus entsprechenden Literaturquellen für Bauphysik bzw. den konkreten Herstellerangaben entnommen. Die Elemente der technischen Anlagen sind mit allen notwendigen Zusatzangaben vorbelegt: Das sind unterschiedliche Kennzeichen wie z. B. Lüftungsart, Solarnutzung, Wärmeerzeugung, Regenwassernutzung, Betriebsmittel und Wirkungsgrad des Heizkessels. Durch die Bereitstellung des umfangreichen Datenpools für mehrere Tausend Elemente verkürzt sich die notwendige Eingabezeit für die Berechnung um die Hälfte. Nach der Festlegung der Gebäudekonstruktion mit Zuweisung der Hüllflächen und Angabe der Ausführungsmengen sowie der Anlagentechnik lässt sich die Berechnung des EnEV-Nachweises durchführen. Auch die Zonierung von Projekten und die Berechnungen nach DIN V für Alt- und Neubau sind möglich. Den für die Baueingabe notwendigen Energiebedarfsausweis erzeugt das Programm automatisch auf Knopfdruck. Zusätzlich steht für die Projektdokumentation ein vollständiger Energiebericht zur Verfügung. Ergänzend dazu lässt sich auch noch der jährliche Wasser- und Strombedarf berechnen. Durch das gemeinsame Gebäudemodell werden alle Planungsänderungen in der Kostenplanung berücksichtigt und die Folgen 12 mikado plus September 213

13 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen für den Energiebedarf berechnet. Dadurch kann der Planer allen Beteiligten den Zusammenhang zwischen Herstellungsaufwand und Betriebskosten transparent darstellen. Kosten-Nutzen-Betrachtungen für den Gebäudebestand lassen sich bei Bedarf mit dem Programmmodul Wirtschaftlichkeit schnell und präzise durchführen. Lebenszykluskosten Das Programmmodul Lebenszykluskosten liefert belastbare Aussagen zu den Gebäudekosten in der Nutzungsphase. Die vorhandenen Ergebnisse zu Kostenplanung und Energiebedarf fließen in die neuen Berechnungen ein. Zusätzlich werden die bestehenden Neubauelemente um Folgeelemente für unterschiedliche Serviceleistungen in der Nutzungsphase ergänzt und verknüpft. Die Folgeelemente für Reinigung, Wartung, Instandsetzung und Rückbau stellt eine Datenbank für die Bereiche Neubau und Bauen im Bestand zur Verfügung insgesamt über 1 mit Daten mit Kosten und ihren zeitlichen Zyklen. Die Reinigungsintervalle werden durch Branchenrecherche, bei Projektauswertungen und in Forschungsprojekten ermittelt. Die Wartungszyklen entsprechen entweder den Empfehlungen der Hersteller oder berücksichtigen gesetzliche Vorgaben aufgrund von Verordnungen z. B. zur Heizungswartung. Die Instandsetzungszyklen beziehen sich auf die Angaben im Leitfaden für nachhaltiges Bauen des Bundesministeriums für Verkehr, Bauen und Stadtentwicklung (BMVBS). Die Zyklen für die technischen Anlagen entsprechen den Angaben in der VDI 267. Die Berechnungsergebnisse des Energiebedarfs werden automatisch mit Betriebselementen verknüpft. Zusammen mit dem Energiebedarf verfügt das Gebäudemodell durch die Folgeelemente über alle notwendigen Informationen zur Ermittlung der Lebenszykluskosten. Alle vorgegebenen Standards bei den Reinigungs-, Wartungs- oder Instandhaltungszyklen sind innerhalb des Gebäudemodells jederzeit modifizierbar. Die Auswertung des Gebäudemodells entsprechend der Gliederungsvorgabe der DIN 1896 ermöglicht die getrennte Sicht Analyse der Maßnahmenpakete im Bestand Kosten-Nutzen- Berechnungen lassen sich mit dem Programmmodul Wirtschaftlichkeit schnell machen. Neubauelement mit Folgeelementen für die Lebenszyklusplanung 13

14 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen Ökobilanzen Konzeptvergleich Ökobilanz LEGEP Planungssoftware LEGEP ist eine modular aufgebaute Software auf die einzelnen Kostenverursacher wie Reinigung, Wartung, Betrieb, Instandsetzung und Rückbau. Über eine grafische Auswertung der Folgekosten im zeitlichen Verlauf der Bauwerksnutzung lassen sich die Kostenverursacher identifizieren. Mit den Informationen kann frühzeitig nach Ausführungsalternativen gesucht werden. Die grafische Darstellung erfolgt wahlweise kumuliert oder summiert. Auch eine dynamische Berechnung der Lebenszykluskosten nach der Barwertmethode ist möglich. zur integralen Planung nachhaltiger Gebäude mit der bewährten sirados-bauelementmethode zur zuverlässigen Berechnung der Herstellungs- und Lebenszykluskosten, des Energiebedarfs und der Ökobilanz zur präzisen Auswertung aller ökologischen und ökonomischen Kennwerte für die Zertifizierung nach dem Deutschen Gütesiegel Nachhaltiges Bauen. Interessenten können eine kostenlose Demoversion testen. Eine der drei Säulen von Nachhaltigkeit ist die Ökobilanz. Für die Berechnung der Umwelteinträge eines Bauprojekts steht das Programmmodul Ökobilanz zur Verfügung: In einer eigenen Ökobilanzmoduldatenbank sind die Sach- und Wirkungsbilanzdaten für Bauprozesse, Bauprodukte, Energiebereitstellung, Transport und Entsorgung enthalten. Als Datenbasis dient die Ecoinvent 2. für internationale und die Ökobau.DAT für nationale Projektierungen. Grundlage dafür sind Sachbilanzdaten, die beide Datenanbieter bereitstellen. Es handelt sich dabei um produktneutrale Durchschnittswerte. Mit diesen Werten berechnet die Software sowohl die Energie- und Stoffflussbilanzen als auch die Wirkungsbilanz. Dabei unterscheidet das Programm folgende Indikatoren: Primärenergieaufwand aus erneuerbaren Quellen (in MJ) Primärenergieaufwand aus nicht erneuerbaren Quellen (in MJ) Treibhauspotenzial (CO -Äquivalent) 2 Versauerung (SO -Äquivalent) 2 Ozonschichtabbaupotenzial (CFC - 11 Äquivalent) Ozonbildungspotenzial (Ethen- Äquivalent) Überdüngungspotenzial (Phosphat- Äquivalent) Jede Phase des Lebenszyklus lässt sich separat anzeigen und bewerten. Die Software unterscheidet bei der Berechnung der Energie- und Stoffflüsse die folgenden Phasen: Herstellung (He) Betrieb (Be) Reinigung (Re) Instandsetzung (Ins) Entsorgung (Ent) Risikostoffe Als dritte Säule der Nachhaltigkeit neben Ökonomie und Ökologie steht für das Thema Soziales Gesundheit das Programmmodul Bauprodukte Risikostoffe bereit. Das Programmmodul wertet die Elemente des Gebäudemodells in Bezug auf die verwendeten Materialien aus. 14 mikado plus September 213

15 Konstruktion Lebenszykluskosten und Ökobilanzen Alle verwendeten Materialien werden angezeigt und können mit Angaben zu dem spezifischen Bauprodukt, z.b. Produktname und Hersteller, ergänzt werden. Daraus wird eine vollständige Bauproduktliste mit Zuordnung nach Kostengruppen und Leistungsbereichen erstellt. Um die Steckbriefe Schutz der lokalen Umwelt der Zertifizierungssysteme nach BNB, DGNB oder NaWoh zu bedienen, zeigt das Programm die Anforderungen an Bauprodukte nach den Qualitätsstufen des Steckbriefes an. Die Anzeige unterstützt den Bearbeiter bei der Einstufung des konkreten Bauprodukts. Nach der Bearbeitung wertet das Programm selbstständig die Informationen aus und gibt Hinweise für die notwendige Verbesserung der Produktqualitäten durch rote und grüne Markierungen, um die gewünschte Qualitätsstufe zu erreichen. Projektvergleich Projektvarianten eines Gebäudes lassen sich im Programmmodul Projektvergleich miteinander vergleichen. Ein Gebäude dient dabei als Referenzbezug und die Software stellt die Varianten mit entsprechenden Abweichungen für verschiedene Planungsaspekte wie z. B. Kosten, Energiebedarf oder Ökobilanz dar. Auf diese Weise entsteht für Bauherren und Investoren eine leicht nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage. Auswirkungen auf die Planung Der umfangreiche Datenpool und die integrale Berechnungssoftware unterstützen den Planer schon in frühen Planungs- und Entscheidungsphasen. Durch die Verwendung des Gebäudemodells ist der Zeitaufwand für die vielen Auswertungsmöglichkeiten gering und eine absolute Datenkonsistenz gewährleistet. Vorteilhaft ist ein Grundwissen über die verschiedenen Bearbeitungsfelder, um Plausibilitätsprüfungen vornehmen zu können. Durch die konsequente Anwendung der integralen Bearbeitungsmethodik wächst bei allen Beteiligten das Wissen über die gegenseitigen Abhängigkeiten einzelner Planungsentscheidungen an. Im Planungsfortschritt lässt sich das Gebäudemodell bis hin zur Übergabe in ein Leistungsverzeichnis ohne Informationsbruch immer weiter verfeinern. Dabei können alle Planungsstände umfassend dokumentiert werden und stehen anderen Programmen zur weiteren Auswertung zur Verfügung. Für die Übergabe an andere Ausschreibungsprogramme existieren Standardschnittstellen. In Vorbereitung sind weitere Schnittstellen für die Übergabe von Elementen der Lebenszykluskosten-Berechnungen an CAD-Software. Damit ist dann auch eine durchgängige Bearbeitung von Bauprojekten möglich. Aber schon jetzt gilt: Auf die vielen komplexen Fragen, die eine Planung nach den Kriterien der Nachhaltigkeit stellt, liefert Legep mit einem überschaubaren Aufwand die passenden Antworten. Der Autor Konzeptvergleich Lebenszykluskosten Der Einsatz des Gebäudemodells hält den Zeitaufwand für die verschiedenen Auswertungen gering. Holger König ist Architekt und seit 1987 als Autor für die sirados-baudaten tätig. Der Verfasser zahlreicher Bücher setzt sich intensiv mit den ökologischen Aspekten der Planung auseinander. König ist Geschäftsführer der LEGEP Software GmbH, zudem hat er die Projektleitungen von ökologisch ausgerichteten Forschungsprojekten inne, ist Mitarbeiter bei der Aufstellung von Bewertungssystemen für die Bauproduktbewertung und von Schadstoffen. 15

16 mikadoplus ist das vierteljährliche Themenmagazin exklusiv für mikado-abonnenten. Sie erreichen den Abo-Service unter Telefon Fax service@weka.de