Innovative Gebäudekonzepte im ökonomischen und ökologischen Vergleich über den gesamten Lebenszyklus
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- Britta Lang
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1 LEITL Bau & Energieforum 24. September 2014 Innovative Gebäudekonzepte im ökonomischen und ökologischen Vergleich über den gesamten Lebenszyklus DI Petra Johanna Sölkner 1
2 Inhalt 1. Was ist die ACR? 2. Die Projektbeteiligten 3. Projektinhalt 4. Methodik 5. Ergebnisse 6. Zusammenfassung und Fazit 2
3 Was ist die ACR? Netzwerk von 19 kooperativen, gemeinnützigen Forschungsinstituten in sechs Bundesländern Gründung 1954 (heuer 60-jähriges Jubiläum) Ziel: Innovationen fördern & Wettbewerbsfähigkeit österreichischer KMU sichern > F&E-Projekte jährlich, rund Aufträge von/für KMU 3
4 Leistungsspektrum der ACR-Institute Dienstleistungen Schwerpunkte Angewandte F&E Nachhaltiges Bauen Umwelttechnik & Erneuerbare Energie Lebensmittel-qualität & Sicherheit Produkte, Prozesse, Werkstoffe Innovation & Wettbewerbsfähigkeit Technologietransfer Projektmanagement bei F&E- Projekten Hochwertiges Prüfen & Messen Förderberatung Zertifizierung & Audits Gutachten & Sachverständigentätigkeit Schulungen, Fachseminare 4
5 Die Projektpartner BTI Bautechnisches Institut Linz BVFS FGW HFA OFI VÖZ Bautechnische Versuchs- und Forschungsanstalt Salzburg Forschungsgesellschaft für Wohnen, Bauen, Planen Holzforschung Austria Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik Vereinigung der österr. Zementindustrie Weitere Projektbeteiligte IBO Österreichisches Institut für Baubiologie und Bauökologie TU Graz / Institut für Materialprüfung & Baustofftechnologie PORR Porr AG 5
6 Projektinhalt (1) Beispielgebäude Vergleich eines virtuellen Einfamilienhauses Unterschiedliche Ausführung 45 Gebäudevarianten 1. Ökologische Auswirkungen 2. Ökonomische Situation Über den gesamten Lebenszyklus 6
7 Projektinhalt (2) Gebäudevarianten Baustoffe/Bauweisen Ziegel mit Vollwärmeschutz Ziegel einschalig Holzspanbeton mit Vollwärmeschutz mit 2 versch. Dämmmaterialien Holzspanbeton einschalig Energiestandards HWB ref 40 kwh/m 2 a Niedrigenergiehaus NEH Sonnenhaus SH Haustechnikstandards NEH 1 mit Wärmepumpe NEH 2 mit Pelletsheizung SH mit Solaranlage + Stückholzofen Beton mit Vollwärmeschutz Holzrahmen mit Zellulosedämmung Holzrahmen mit Mineralwolledämmung Holz massiv mit Mineralwolledämmung HWB ref 10 kwh/m 2 a Passivhaus PH Plusenergiehaus PEH PH 1 mit Wärmepumpe PH 2 mit Pelletsheizung PEH mit WP, Solarthermie, PV 7
8 Projektinhalt (3) Die Bilanzen Ökoindikatoren für die Ökobilanz (LCA) AP Versauerungspotenzial von Boden und Wasser [kg SO 2 eq /m²a] EP Eutrophierungspotenzial [PO 4 eq /m² a] ODP POCP GWP CED non ren CED ren Potenzial zum Abbau der stratosphärischen Ozonschicht [kg CFC-11 eq/m²a] Potenzial zur Bildung von troposphärischem Ozon [kg C 2 H 4 eq /m²a] Treibhauspotenzial [kg CO 2 eq /m²a] Einsatz nicht erneuerbarer Primärenergie, rohstofflich und energetisch genutzte Ressourcen [MJ/m²a] Einsatz erneuerbarer Primärenergie, rohstofflich und energetisch genutzte Ressourcen [MJ/m²a] Lebenszykluskostenbilanzierung (LCC) Herstellungsphase Nutzungsphase Gesamtbarwert über 50 Jahre Zinssatz für Barwertberechnung 5 % 8
9 Methodik (1) Ökobilanz LCA Vorgehensweise 1. Planung + Massenermittlung 2. Leistungsverzeichnisse + Auspreisung 3. Zuordnung der Bauprodukte zu den Datensätzen 4. Modellierung der Bauteile und Gesamtgebäude in den einzelnen Gebäudelebensphasen 5. Festlegung der Nutzungsdauern für Bauprodukte, Bauteile und Konstruktionen 6. Modellierung des gesamten Lebenszyklus 7. Auswertung Software/Datenbanken Ecoinvent v2.2 Für Massivbauweisen Bilanzen: TU Graz EcoSoft v5.0 Für Holzbauweisen Bilanzen: HFA 9
10 Methodik (2) Lebenszykluskosten LCC Vorgehensweise 1. Ausgangsdaten: Massenermittlung mit Bauteilzuordnung für alle Gebäudevarianten Anschaffungskosten (inkl. 8 % GU-Zuschlag) lt. Leistungsverzeichnis (Fa. PORR AG) 2. Modellieren der Kostengliederung für Baumaterialien (Module A1-A3) 3. Modellieren der Kostengliederung für TGA 4. Modellieren der Phase Austausch (B4) 5. Modellieren des gesamten Lebenszyklus 6. Berechnen der Lebenszykluskosten nach Barwertmethode Grafische Auswertung der Ergebnisse Nach Bauweise Nach Gesamtgebäude Gesamtübersicht aller Gebäudevarianten 10
11 Ergebnisse (1) LCA Haustechnik Vergleich aller HT-Varianten Module A1-A3, B4, B6, C3-C4 kumuliert Relative Werte NEH1 = 100 % Haustechnikstandards NEH 1 mit Wärmepumpe NEH 2 SH PH 1 PH 2 PEH mit Pelletsheizung mit Solaranlage + Stückholzofen mit Wärmepumpe mit Pelletsheizung mit WP, Solarthermie, PV 11
12 Ergebnisse (2) LCA Haustechnik 12
13 Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Innovative Gebäudekonzepte im ökonomischen und ökologischen Vergleich Ergebnisse (3) Ökobilanz LCA Ziegel-Gebäudevarianten Relative Werte Var = 100 % Ziegelbauweise mit WDVS Haustechnik NEH 2 Mit Pelletsheizung GWP [kg CO 2 /m²a] CED complete [MJ/m²a] Treibhauspotential (GWP) Primärenergieverbrauch Nicht erneuerbar Erneuerbar Gesamt CED non ren [MJ/m²a] CED ren [MJ/m²a]
14 Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Z-N-W-P Z-N-W-W Z-N-1-P Z-N-1-W Z-S-W-E Z-S-1-E Z-P-W-P Z-P-W-W Z-P-1-P Z-P-1-W Z-E-W-W Z-E-1-W Innovative Gebäudekonzepte im ökonomischen und ökologischen Vergleich Ergebnisse (4) Ökobilanz LCA Ziegel-Gebäudevarianten Relative Werte Var = 100 % Ziegelbauweise mit WDVS Haustechnik NEH 2 Mit Pelletsheizung EP [kg PO 4 /m²a] ODP [kg CFC-11/m²a] Eutrophierungspotential (EP) Ozonabbaupotential (ODP) Versäuerungspotential (AP) Potential zu Bildung von bodennahem Ozon (POCP) AP [kg SO 2 /m²a] POCP [kg C 2 H 4 /m²a]
15 Ergebnisse (5) Ökobilanz LCA Übersicht Braune Balken mit EcoSoft v5.0 Blaue Balken mit ecoinvent v2.2 PEH PH SH NEH 15
16 Ergebnisse (6) Ökobilanz LCA Übersicht Braune Balken mit EcoSoft v5.0 Blaue Balken mit ecoinvent v2.2 PEH PH SH NEH 16
17 Ergebnisse (7) Ökobilanz LCA Datenbanken EcoSoft v5.0 und ecoinvent v2.2 Vergleich dreier Bauteile pro m 2 Ziegelaußenwand Holzrahmenaußenwand Stahlbetondecke 17
18 Ergebnisse (8) Lebenszykluskosten LCC Bauweisen Haustechnik-Varianten 18
19 Ergebnisse (8) Lebenszykluskosten LCC Bauweisen Haustechnik-Varianten 19
20 Zusammenfassung und Fazit Ökobilanz LCA Unterschiedliche Haustechnikvarianten (= Energiebereitstellung) Große Unterschiede in den Ökobilanzergebnissen Unterschiedliche Auswirkungen bei den einzelnen Ökoindikatoren Wahl des Baustoffes hat nur geringen Einfluss auf das LCA Ergebnis Große Differenzen aus den verschiedenen Datenbanken für die Ökobilanz Lebenszykluskosten Gesamtbarwert über 50 Jahre: Euro / m 2 BGF 2.200: Var Massivholz, Mineralwolledämmung, Pelletsheizung 1.880: Var Ziegel einschalig, Wärmepumpe Betriebskosten (v.a. aus Energieversorgung) sind entscheidend 20
21 Kontakt DI Petra Johanna Sölkner Bautechnisches Institut Linz Karl Leitl-Straße Puchenau bei Linz Tel.: 0732 / p.soelkner@bti.at ACR-Schwerpunktleitung Nachhaltiges Bauen 21
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