Calculation OI3-index HolzSchaBe. Berechnung des OI3-Indexes für HolzSchaBe

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1 REACT-PP01 Fachhochschule Burgenland GmbH Steinamangerstraße 21 A-7423 Pinkafeld Calculation OI3-index HolzSchaBe Berechnung des OI3-Indexes für HolzSchaBe WP3 Zero/plus energy buildings new Stand:

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3 Seite 3 von 14 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 EINLEITUNG Hintergrund Zielsetzung Bezug zu anderen Arbeitspaketen 5 2 METHODIK Verwendete Norm Untersuchungsrahmen Daten Annahmen Auswahl der Wirkkategorien 9 3 ERGEBNISSE Wirkkategorien Berechnung des OI3-Indexes 11 4 LITERATUR 13

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5 Seite 5 von 14 1 EINLEITUNG 1.1 Hintergrund Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung von Produkten (Gebäuden) sollen nicht nur jene Umweltauswirkungen betrachtet werden, die durch den Energiebedarf von Gebäuden entstehen, sondern auch jene aus der Herstellung der Baustoffe und Komponenten. Eine Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen ist die Ökobilanzierung. Dabei werden alle wesentlichen Stoff- und Energieströme erfasst (Sachbilanz). Die Materialien (Substanzen) werden dann hinsichtlich ihrer Umweltwirkungen klassifiziert und charakterisiert (Wirkungsabschätzung bzw. Wirkbilanz). Zum Abschluss erfolgt die Auswertung der Daten. Das Österreichische Institut für Bauen und Ökologie (IBO) stellt für die Umweltauswirkungen eine Referenzdatenbank namens Baubook bereit. Diese enthält Indikatorwerte für alle wesentlichen, im Hochbau eingesetzten Baumaterialien [IBO, 2014]. Die Werte können für die Berechnung des OI3- Indikators herangezogen werden. Die Untersuchungen in diesem Bericht dienen dem Zweck, die allgemeine Datenlage für eine eventuelle Deklaration des Produktes HolzSchaBe (Holzschaumbeton) im Baubook zu verbessern. 1.2 Zielsetzung In diesem Bericht soll die allgemeine Datenlage für eine zukünftige Deklaration des Produktes Holzschaumbeton im Baubook verbessert werden. Zentraler Parameter dazu ist der OI3-Indikator, der auf drei spezifischen Wirkkategorien beruht. 1.3 Bezug zu anderen Arbeitspaketen Der Bericht Drei Detailpläne (3-2) zeigt Anwendungsmöglichkeiten von Holzschaumbeton. Im Bericht Drei Material- und Konstruktionskonzepte (3-3) werden Beispiele von Gebäudehüllteilen gezeigt, die in Zukunft z.t. auch Holzschaumbeton enthalten könnten. Der Bericht Dokumentation der Variation von Baumaterialien (3-7) liefert Vergleichsdaten zu OI3-Indikatoren anderer

6 Seite 6 von 14 Baumaterialien. Den Rahmen zur Weiterverwendung der zu den Baumaterialien generierten und gesammelten Daten liefert der Bericht Dokumentation Lebenszyklusanalyse (Ökobilanzierung) (3-17).

7 Seite 7 von 14 2 METHODIK 2.1 Verwendete Norm Die vorliegende Untersuchung wurde nach den Anforderungen der internationalen Norm Umweltmanagement Ökobilanz Anforderungen und Anleitungen (EN ISO 14044:2006) [ISO, 2006] erstellt. 2.2 Untersuchungsrahmen Als funktionelle Einheit wird 1 kg des Dämmstoffes Holzschaumbeton definiert. Die technischen Daten zum Produkt sind Herstellerangaben und in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1: Technische Daten von HozSchaBe Parametername Einheit Wert Volumengewicht [kg/l] 0,41 0,43 Koeff. der Wärmeleitfähigkeit, λ [W/mK] 0,133 Druckfestigkeit [Mpa] 0,6 Biegezugfestigkeit, f cc [Mpa] 0,684 Saugfähigkeit, Aw 24 Std. [% Gew.] 70 Dickenquellung [%] 0,6 Frostbeständigkeit [%] 18,7 Luftschalldämmung, R w [db] 40,5 Feuerreaktion. Bestimmung des Brennwärme [MJ/kg] 6,9 Klassifizierung der Feuerreaktion B s1, d0 Klassifiz. der Brandbeständigkeit E60/EI60/EW60 Brandbeständigkeit, [Min] 64 Die Systemgrenze ist definiert mit der Herstellung des Produktes, die Lebenszyklusphasen (Lebenswegabschnitte) Nutzung und Beseitigung bzw. Verwertung werden nicht bewertet. Die Bewertung erfolgt cradle to factory gate. Die vorgelagerten Prozesse werden ohne Rücksicht auf geografische Grenzen zurückverfolgt. Die Tabelle 2 zeigt die Inputs aller Materialien, die für die Produktion notwendig sind und den Output als Elementarflüsse.

8 Seite 8 von 14 Tabelle 2: Inputmaterialien / Produktzusammensetzung von HolzSchaBe Input Magnesiumoxid Holzhackschnitzel Magnesiumchloridhexahydrat Schaumbilder 0,248kg 0,00248m³ 0,186kg. k.a. Wasser 0,124kg Strom *) 8,66kJ Baumaschine 3,01e -7 Transport *) Strommix Österreich Stk. 0,0125tkm Output HolzSchaBe 1kg Die einzelnen Prozessmodule finden mit den zugehörigen Vorketten Berücksichtigung, d.h. von der Herstellung der Rohstoffe bis zur Herstellung des auslieferfertigen Produktes. 2.3 Daten Die Daten für die Produktzusammensetzung (sowohl Inputmaterial als auch Menge) sind vom Hersteller/Auftraggeber zur Verfügung gestellt worden. Für die Modellierung und anschließende Berechnung der ökologischen Auswirkungen werden entsprechende Prozessmodule aus der ecoinvent Datenbank v 2.1 hinterlegt. Dabei handelt es sich um europäische Durchschnittsdaten bzw. um einen schweizerischen Datensatz für Altholz und einen österreichischen Datensatz für den Strommix. 2.4 Annahmen Für die Stoffe Magnesiumchloridhexahydrat und den Schaumbildner konnten keine entsprechenden Datensätze in den vorhandenen Datenbanken gefunden werden. Magnesiumchlorid kann durch Eindampfen der Endlaugen aus der Produktion von Kaliumchlorid gewonnen werden. Darum wurde die Annahme getroffen, dass die Herstellung von Magnesiumchlorid mit der Herstellung von Kalisalz gleich gestellt werden kann. Dazu wurde der Prozess Xtra-AbbauKalisalz-DE-2000" aus der ProBas-

9 Seite 9 von 14 Datenbank [UBA, 2013] herangezogen. Um den Datensatz regional anzupassen, wurde der österreichische Strommix verwendet. Der Schaumbildner auf Proteinbasis wurde aufgrund fehlender Datenlage nicht mit in die Bilanzierung aufgenommen. Da es nicht möglich war, entsprechende Daten vom Hersteller oder aus der Literatur zu erhalten, kann dieser Bestandteil nicht bewertet werden. 2.5 Auswahl der Wirkkategorien Für die Wirkungsabschätzung wird die Methode nach CML 2001 Nov herangezogen. In Tabelle 3 werden drei Umweltkategorien ausgewertet, da diese für die Deklaration im Baubook benötigt werden. Tabelle 3: ausgewertete Wirkkategorien nach CML 2001 Nov Indikator Treibhauspotential Versauerungspotential Primärenergiebedarf, nicht erneuerbar (oberer Heizwert) Einheit kg CO 2 - Äquivalent kg SO 2 - Äquivalent MJ Als Allokationsmethode wird die Cut-off Methode angewendet, d.h. nur die Belastungen die direkt aus der Herstellung des Produktes verursacht werden, werden diesem auch zugerechnet. Inkludiert sind die Vorketten (Umweltbelastungen) der einzelnen Komponenten, die für die Herstellung des Produktes benötigt werden (vergleiche Tabelle 2).

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11 Seite 11 von 14 3 ERGEBNISSE 3.1 Wirkkategorien Die Berechnung der Ökobilanz erfolgte für die Herstellung des Dämmstoffes HolzSchaBe. Die Nutzungsphase und das Lebensende liegen außerhalb der Systemgrenzen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse für die Herstellung von 1 kg HolzSchaBe. Dargestellt sind die Wirkkategorien Treibhauspotential, Versauerungspotential und Primärenergiebedarf nicht erneuerbar. Tabelle 1: Ergebnisse für die betrachteten Wirkkategorien nach CML 2001 Nov. 2010, Masse 1 kg HolzSchaBe Indikator Einheit Wert Treibhauspotential kg CO 2 - Äquivalent 0,3136 Versauerungspotential kg SO 2 - Äquivalent 0, Primärenergiebedarf, nicht erneuerbar (oberer Heizwert) MJ 1, Berechnung des OI3-Indexes Die Berechnung des OI3-Indexes erfolgt mit den Werten aus Tabelle 1 aus der erstellten Ökobilanz, siehe auch Bericht documentation variation of building materials (3-7) Berechnungsformel OI3 für eine Baustoffschicht: OI 1 1 PEI BS NE _ BS 1 GWP 2 BS 100 0,25 AP BS Exkurs: Berechnungsformel OI3 für eine Konstruktion: OI3 KON 1 OI 3 PEI 1 OI 3 GWP 1 OI 3 AP

12 Seite 12 von 14 Die Werte müssen in die Formel auf m² bezogen eingesetzt werden. Die Wärmeleitfähigkeit wurde für eine 80mm Platte 500x500mm gemessen (Daten lt. Prüfberichten Institute of Construction and Architecture Slovak Academy of Sciences, 2009) d.h. mit Hilfe der Dichte von 0,42kg/l werden die Werte aus der Ökobilanzierung (Tabelle 1) auf 1 m² (Tabelle 2), was 33,6 kg entspricht (1m x 1m x 0,08m = 0,08m³ 80 l) umgerechnet. Tabelle 2: Ergebnisse für die betrachteten Wirkkategorien nach CML 2001 Nov. 2010, Fläche 1 m² HolzSchaBe Indikator Einheit Wert Treibhauspotential kg CO 2 - Äquivalent 10,54 Versauerungspotential kg SO 2 - Äquivalent 0,0181 Primärenergiebedarf, nicht erneuerbar (oberer Heizwert) MJ 52,82 Berechnung des OI3BS durch Einsetzen in die Formel: OI3 BS *52,82 *10,54 *0, , ,25 Der OI3BS -Indikator für die Baustoffschicht HolzSchaBe liegt bei 4,19.

13 Seite 13 von 14 4 LITERATUR baubook (2014): baubook Rechner für Bauteile. baubook GmbH und Energieinstitut Vorarlberg. Abgerufen am Ecoinvent (2007): Database Ecoinvent v2.1. Datenbank inkludiert im Software System GaBi 6. Swiss Centre for Life Cycle Inventories. St. Gallen. Schweiz. EN ISO (2006) Umweltmanagement Ökobilanz Grundsätze und Rahmenbedingungen (ISO14040:2006). Deutsche und englische Fassung EN ISO 14040:2006 (Environmental management Life cycle assessment- Principles and framework). CEN. Brüssel. Belgien. EN ISO (2006) Umweltmanagement Ökobilanz Anforderungen und Anleitungen (ISO14044:2006). Deutsche und englische Fassung EN ISO 14044:2006 (Environmental management Life cycle assessment- Requirements and guidelines). CEN. Brüssel. Belgien. Guinée JB (Ed.), Gorrée M, Heijungs R, Huppes G, Kleijn R, de Koning A, van Oers L, Wegener Sleeswijk A, Suh S, Udo de Haes HA, de Bruijn H, van Duin R, Huijbregts MAJ. (2002): Handbook on Life Cycle Assessment Operational Guide to the ISO Standards. Dordrecht: Kulwer Academix Publishers. The Netherlands. Institute of Construction and Architecture Slovak Academy of Sciences (2009): Activity Testing and expert evaluation of construction mixtures test protocols; Projekt HolzSchaBe. N 00037; Bratislava, Slowakei. (unveröffentlichter Testbericht).

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