Umweltleistungsmessung von Hochleistungsholztragwerken (HHT)

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Bernhard Kohler
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1 Fakultät Wirtschaftswissenschaften, Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Betriebliche Umweltökonomie Umweltleistungsmessung von Hochleistungsholztragwerken (HHT) Forschungsbericht Prof. Dr. Edeltraud Günther, Christian Manthey, Ramona Scheel Aachen,

2 Agenda 1. Ziel und Untersuchungsrahmen 2. Sachbilanz 3. Wirkungsabschätzung 1.KEA als eindimensionaler Indikator 2.CML als mehrdimensionale Methode 4. Auswertung 1. Wesentliche Ergebnisse 2. Sensitivitätsanalyse 5. Diskussion Folie 2 von??

3 1. Ziel und Untersuchungsrahmen Ziel der Studie Umweltleistungsmessung als Teil des BMBF-Projektes Hochleistungsholztragwerke HHT Entwicklung von hochbelastbaren Verbundbauweisen im Holzbau mit faserverstärkten Kunststoffen, technischen Textilien und Formpressholz Ziele: Erkundung wesentlicher Einflussgrößen Erkundung potentiell am stärksten betroffenen Wirkungskategorien Untersuchung anhand von greifbaren Werten, ob die Idee einer (ökologisch) nachhaltigen Entwicklung durch den Einsatz von Hochleistungsholztragwerken (HHT) unterstützt werden kann Folie 3 von??

4 1. Ziel und Untersuchungsrahmen Untersuchungsrahmen Vergleich von 3 geplanten Geh- und Radwegbrücken (Berlin) Herkömmliche Holz-Bauweise HHT-Bauweise Stahl-Bauweise Lebensdauern: 40 Jahre für die Holzbrücken 80 Jahre für die Stahlbrücke Systemgrenze: cradle-to-grave Stand der Technik von 2000, Berlin (Europa) Ausschluss von Infrastrukturprozessen bei selbst erhobenen Daten Allokation anhand ökonomischer Werte Folie 4 von??

1. Ziel und Untersuchungsrahmen Hochleistungsholztragwerke HHT HHT-Bauweise: beidseitig mit Kunstharzpressholz (KHP) verkleidetes Brettschichtholz Einige Eigenschaften: Wasserbeständigkeit

5 1. Ziel und Untersuchungsrahmen Hochleistungsholztragwerke HHT HHT-Bauweise: beidseitig mit Kunstharzpressholz (KHP) verkleidetes Brettschichtholz Einige Eigenschaften: Wasserbeständigkeit Temperaturbeständigkeit Undurchlässig für Kraftstoffe, Öl Leichtgewichtig Hohe Wetterbeständigkeit Niedrige thermische Leitfähigkeit Anti-Statik, Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit Neue Eigenschaften führen zu größerer Haltbarkeit und Tragfähigkeit durch bessere Outdoor-Performance längere Lebensdauer erwartet Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre Environmental Management and Accounting Folie 5 von??

Ecoinvent Eigene Erhebungen Software: SimaPro

6 2. Sachbilanz Wirkungsabschätzungsmethoden: kumulierte Energieaufwand CML-Methode Datenbasis: Ecoinvent Eigene Erhebungen Software: SimaPro Abbildung: Übersicht Sachbilanz/ Lebenszyklus der 3 Brücken Folie 6 von??

Hummelweg (herkömmliches Holz) Brücke Hensesteg (HHT-Bauweise) Brücke

7 3. Wirkungsabschätzung Vergleich des gesamten Lebenszyklus 1. Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Brücke Hummelweg (herkömmliches Holz) Brücke Hensesteg (HHT-Bauweise) Brücke Bäkepark (Stahl) Abbildung: Ressourcenverbrauch in MWh: Lebenszyklus der drei Brücken Folie 7 von??

Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP -

8 3. Wirkungsabschätzung Vergleich des gesamten Lebenszyklus 2. CML-Methode ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: CML: Lebenszyklus der drei Brücken Folie 8 von??

9 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke aus herkömmlichem Holz 1. Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch in MWh: Lebenszyklus der Brücke aus herkömmlichem Holz Folie 9 von??

10 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke aus herkömmlichem Holz 2. CML-Methode ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: CML: Lebenszyklus der Brücke aus herkömmlichem Holz Folie 10 von??

11 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke in HHT-Bauweise 1. Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch in MWh: Lebenszyklus der Brücke in HHT-Bauweise Folie 11 von??

12 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke in HHT-Bauweise 2. CML-Methode ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: CML: Lebenszyklus der Brücke in HHT-Bauweise Folie 12 von??

13 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke in Stahl-Bauweise 1. Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch in MWh: Lebenszyklus der Brücke in Stahl-Bauweise Folie 13 von??

14 3. Wirkungsabschätzung Analyse des Lebenszyklus der Brücke in Stahl-Bauweise 2. CML-Methode ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: CML: Lebenszyklus der Brücke in Stahl-Bauweise Folie 14 von??

15 4. Auswertung Wesentliche Lebenszyklen: Produktion End-of-Life Wesentliche Einflussgrößen: Fundament Tragwerke Biegeträger HHT: Phenolharz Bohlenbelag Wesentliche Wirkungskategorien: Gutschriften in ADP + GWP Belastungen in AP, EP Brücken in Holzbauweise (herkömmlich und HHT) ökologisch vorteilhafter als Brücke in Stahlbauweise Herkömmliche Holz- Bauweise grundsätzlich vorzuziehen, wo diese an ihre Grenzen stößt, kann HHT-Bauweise neue Anwendungsgebiete bieten Folie 15 von??

16 4. Auswertung Analyse der Produktionsphase der Brücke in Holz-Bauweise Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch: Produktionsphase der Brücke aus herkömmlichem Holz Folie 16 von??

17 4. Auswertung Analyse der Produktionsphase der Brücke in HHT-Bauweise Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch: Produktionsphase der Brücke aus HHT-Holz Folie 17 von??

18 4. Auswertung Analyse der Produktionsphase der Brücke in Stahl-Bauweise Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch: Produktionsphase der Brücke aus Stahl Folie 18 von??

19 4. Auswertung Vergleich der Lebenszyklen der Biegeträger 1. Ressourcenverbrauch (KEA) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch: Vergleich der Lebenszyklen der Biegeträger Folie 19 von??

20 4. Auswertung Vergleich der Lebenszyklen der Biegeträger 2. CML-Methode ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: Ressourcenverbrauch: Vergleich der Lebenszyklen der Biegeträger Folie 20 von??

21 Folie 21 von??

22 4. Auswertung Sensitivitätsanalyse Vergleich der Tragwerkskonstruktionen mit/ ohne Infrastrukturprozessen: i. d. R. Abweichungen von weniger als 1,5 % HHT-Tragwerk hat höhere Abweichungen in den Kategorien NRE (KEA) sowie ADP und GWP (CML) bedingt durch Produktion der KHP-Biegeträger (Phenolharz) HHT: Überprüfung des eigenen Datensatzes für Holzleim Geringere Verbräuche in ODP, aber höhere in POCP durch den Einsatz von Resorzin-Formaldehydharz statt Melaminharz Wirkungskategorien zur Toxizität Humantoxizität mit höheren Belastungen für Holztragewerke Frischwasser-, Gewässer- und Bodentoxizität mit höheren Belastungen für Stahltragewerke Folie 22 von??

23 4. Auswertung Sensitivitätsanalyse 1. Infrastrukturprozesse Tabelle: Einfluss der Infrastrukturprozesse (Ressourcenverbrauch) Folie 23 von??

24 3. Wirkungsabschätzung Tabelle: Einfluss der Infrastrukturprozesse (Ressourcenverbrauch) Folie 24 von??

25 4. Auswertung Sensitivitätsanalyse 2. Eigener Datensatz für Holzleim (harzbasiert) NRE nicht regenerative EE erneuerbare Abbildung: Ressourcenverbrauch Holzleim (KEA) Folie 25 von??

26 4. Auswertung Sensitivitätsanalyse 3. Wirkungskategorien zur Toxizität (CML) Tabelle: CML: Wirkungskategorien zur Toxizität Folie 26 von??

27 4. Auswertung Sensitivitätsanalyse 2. Eigener Datensatz für Holzleim (harzbasiert) ADP Abiotischer Ressourcenabbau AP Versauerungspotential EP Eutrophierungspotential GWP Treibhauspotential ODP Ozonpotential POCP - Sommersmogpotential Abbildung: Ressourcenverbrauch Holzleim (CML) Folie 27 von??

28 5. Diskussion Peer Review Herausforderungen Bestimmung der funktionellen Einheit unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Lebensdauern und unterschiedliche Dimensionen Wechsel des Bohlenbelags Perpetuum Mobile Energierückgewinnung durch Holzverbrennung Trockenholzgehalt Verdampfungsenthalpie Szenarien für Nutzungs- und End-of-Life-Phase Gutschriften basierend auf heutigen Annahmen und Stand der Technik mit regionalem Kontext Folie 28 von??

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bei weiteren Fragen: www.tu-dresden.de/wwbwlbu/ E-Mail: bu@mailbox.tu-dresden.de Die TU Dresden ist seit Januar 2003 validiert nach EMAS.

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bei weiteren Fragen: Die TU Dresden ist seit Januar 2003 validiert nach EMAS. Im Dezember 2006 und im Dezember 2009 wurde sie erfolgreich revalidiert. Informationen unter Folie 29 von??

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