Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern

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1 Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern 7 Umweltverträgliches Bauen und gesundes Wohnen Bestand Arbeitsblätter zum Wohnungsbau

2 Umweltverträgliches Bauen und gesundes Wohnen Bestand 4. Auflage Stand: November 2008 Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern Postfach München

3 Vorwort Es ist nicht mehr nur die Meinung einiger weniger, sondern zwischenzeitlich zum allgemeinen Konsens geworden, dass sich das Klima wandelt und dass der Mensch dies mit verursacht hat. Treibhausgase heizen die Atmosphäre auf; allen voran das Kohlendioxid, das durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht. Die Bayerische Staatsregierung hat früh darauf reagiert und bereits am das Gesamtkonzept rationeller und umweltverträglicher Erzeugung und Verwendung von Energie beschlossen. Leitsätze darin sind: mehr Energieeinsparung, verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien, neue Energietechnologien, Emissionsminderung und Ressourcenschonung. Im darauf folgenden Klimakonzept vom wird eine Verminderung der gesamten CO 2 -Emissionen in Bayern von derzeit rund 90 Mio. Tonnen bis zum Jahr 2010 auf einen Wert von 80 Mio. Tonnen jährlich angestrebt. Damit wurde ein ganzes Bündel von Maßnahmen angestoßen. Ein erhebliches Einsparpotenzial liegt bei der Raumheizung von Wohngebäuden. Theoretisch ließen sich allein in diesem Bereich bis zu 10 Mio. Tonnen CO 2 pro Jahr einsparen. Neubauten ressourcensparend zu gestalten, ist deshalb unumgänglich. Da jedoch jährlich nur rund 2 % des Wohnungsbestands neu hinzukommen, bietet dieser ein vielfach größeres Reservoir für energiesparende Maßnahmen. Die Besitzer von Altbauten tragen somit eine große Verantwortung für unsere Umwelt. Das vorliegende Heft Umweltverträgliches Bauen und gesundes Wohnen Bestand aus der Reihe Wohnen in Bayern greift das Thema Energiesparen neben anderen Gesichtspunkten auf und vermittelt den Besitzern von Altbauten umfassendes Wissen und zahlreiche Anregungen, wie die Sanierung und Modernisierung ihrer Wohnungen dauerhaft umweltgerecht sein kann. Oberste Baubehörde München, November 2008

4 4 Inhaltsverzeichnis Umweltverträgli- Warum umweltverträglich bauen? Einleitung 6 Wohnumfeld Maßnahmen im Wohnumfeld 10 Ökologische Maßnahmen 11 Architektur Ein neues Architekturverständnis für die Ökologie 14 Behaglichkeit und Raumluftqualität Komfort-Faktor Wärme 18 Komfort-Faktor Feuchte 19 Hygiene-Faktor Raumluftqualität 20 Lüftungs-Faktoren: Grundlage für gesundes Wohnen 21 Baustoffe Ökologische Bewertung von Baustoffen 24 Bewertungsmatrix der wichtigsten Materialien 25 Anmerkungen zu Inhalts- und Schadstoffen 28 Informationsquellen und Datenbanken 29 Energie Entwicklung der Energieeffizienz 32 Optimierung passiver Solargewinne 33 Sanierung der Gebäudehülle 34 Transparente Bauteile 36 Wärmebrücken 38 Wind- und Luftdichtheit 39 Lüftungsanlagen 40 Kontrollierte mechanische Lüftung 41 Mechanische Lüftung mit Abluftwärmerückgewinnung 42 Heizung: Öl Gas Biomasse Wärmepumpe Kraft-Wärme-Kopplung 44 Warmwasserbereitung 47 Solarthermie 48 Heizanlageneffizienz 49 Strom 50 Strom sparen bei Haushaltsgeräten 51 Strom sparen bei der Haustechnik 52 Dezentrale Stromerzeugung 53 4

5 Umweltverträgliches Bauen und gesundes Wohnen Sanierung 5 Wasser Einsparpotenziale 56 Regenwassernutzung sinnvoller Ersatz für Trinkwasser 57 Regen- und Grundwasser 58 Ökonomie und Ökologie Effizienz ökologischer Maßnahmen 62 Wirtschaftlichkeit Vereinigung von Ökonomie und Ökologie 63 Muss sich Umweltverträglichkeit rechnen? 64 Beispiele Mehrfamilienhaus, Nürnberg 68 Mehrfamilienhäuser, Nürnberg 69 Ökologische Modernisierung, Bamberg-Südwest 70 Erneuerung Reihenmittelhaus, München-Harlaching 71 Ökologische Bestandssanierung, Ochsenfurt 72 Sanierung eines Mehrfamilienhauses zum 3-Liter-Haus, Nürnberg 73 Anhang Schadstoff-Kurzlexikon 74 Das umweltverträgliche Bauen und gesunde Wohnen im Neubaubereich ist im Arbeitsblatt 6 der Reihe Wohnen in Bayern beschrieben. 5

6 Warum umweltverträglich bauen? Einleitung Unsere Bestandsgebäude dokumentieren den Umgang unserer Vorfahren mit der Umwelt. Noch vor wenigen Generationen bestand der Zwang zu umweltverträglichem Bauen: Die Mittel für Materialtransport waren begrenzt, es mussten regionale Ressourcen genutzt werden. Verbrennungsmaterialien für die Heizung konnten dem sich regenerierenden Naturkreislauf entnommen werden. Die später einsetzende Siedlungswelle ging bei Gründerzeitgebäuden mit einem hohen Wohnstandard einher, der heute noch vielfach geschätzt wird. Die Entwicklung der Gebäude im vergangenen Jahrhundert wurde durch die industriell bedingten Möglichkeiten für Materialgewinnung und Transport geprägt. Die Bauwirtschaft avancierte zum Wirtschaftssektor mit dem größten Ressourcenverbrauch. Die Nutzung fossiler Energieträger gestatete es darüber hinaus, ständig steigende Ansprüche an den Komfort und die Haustechnik zu erfüllen. Durch die Abdichtungswelle der ungenügend schließenden Fenster nach der Ölpreiskrise 1973 entstanden ungünstige Raumluftsituationen, die wenige Jahre später zu Diskussionen um das Sick Building Syndrome und gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe führten. Sanierung unter Beachtung von Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit schafft äußerst hochwertige Gebäude. Im Vergleich zu Neubauten lässt sich ein großer Teil der Ressourcen für die Bauaufwendungen einsparen. Zugleich sind Ausführungen im Bereich von Neubaustandards realisierbar und vor allem Energieeinsparungen bis zum Faktor 10 (vgl. Abbildung 1). Ein besonderer Vorteil der Sanierung besteht darin, dass sich bei jedem Projekt eine messbare Entlastung der Umwelt belegen lässt was in dieser Broschüre anhand einiger Beispiele in eindrucksvoller Form dargestellt ist. Gleichzeitig werden eine große Behaglichkeit und hoher Wohnkomfort erreicht. Nicht zuletzt beinhaltet die ökologische und energetische Sanierung ein hohes volkswirtschaftliches Einsparpotenzial an Energieaufwendungen. Abbildung 2 zeigt, wie sich durch gezielt gesetzte Anreize ein großes Investitionsvolumen stimulieren lässt, was wiederum eine große Chance für die Belebung der Bauwirtschaft im nächsten Jahrzehnt darstellt. 6

7 WSVO 3. WSVO Abbildung 1: Einsparpotenzial an Heizenergie durch energetische Sanierung bis zum Faktor 10 am Beispiel des Gebäudebestands einer Großstadt. Heizwärmebedarf kwh/(m 2 a) bis Faktor WSVO Passivhaus-Standard Niedrigenergie-Standard wirtschaftlich optimaler Energiestandard 0 Anteil der Wohnungen (%) energetisch optimaler Standard CO 2-Emission 2000: t CO 2-Reduktionen in t Fördermittel eingesparte Arbeitslosenmittel eingesparte CO 2-Emissionen Abbildung 2: Erforderlicher Förderanreiz zur Reduktion der CO 2 -Emissionen um 30 % innerhalb von 12 Jahren am Beispiel der Stadt Nürnberg und volkswirtschaftliche Effekte hinsichtlich der eingesparten Arbeitslosenmittel, die sich durch die erhöhte Bautätigkeit ergeben. 7

8 Wohnumfeld

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10 Wohnumfeld Maßnahmen im Wohnumfeld Gewachsene Strukturen eines Wohnumfelds bieten für viele Bewohner Geborgenheit und eine vertraute Umgebung, in der sie durch die vorhandene Infrastruktur und soziale Bezüge mitunter über Jahre eine nachbarschaftliche Umgebung geschaffen haben, die von hoher subjektiver Bedeutung ist. Aus Planersicht sieht der objektive Befund möglicherweise anders aus: Die Quartiersstruktur, die Verkehrssituation mit positiven und vor allem negativen Auswirkungen, öffentliche Plätze und Straßenräume sowie private und halböffentliche Freiräume erfordern bei der Sanierung meist ein hohes Maß an einfühlsamer Planung möglichst mit den Bewohnern des jeweils betroffenen Gebietes. Freiflächen sollten sich mit einer naturnahen Gestaltung weitgehend an natürlichen Ökosystemen orientieren und diese auch im wohnnahen Bereich für natürliche Abläufe durchlässig erhalten: Lebensräume für eine vielfältige Tier- und Pflanzenwelt erhalten und neu schaffen vielfältige Funktionen der Freiflächen im Naturhaushalt so weit wie möglich erhalten und stärken mit der Gestaltung durch die Verwendung naturraumtypischer Elemente an die örtliche Kulturlandschaft anknüpfen und die Regeln naturnaher Wirtschaftsweisen beachten wohnnahe Naturerfahrung und Wohlfühlen für die Bewohner gewährleisten Bodenversiegelung auf das notwendige Maß beschränken Ressourcenverbrauch für Erstellung und Unterhalt gering halten 10

11 Ökologische Maßnahmen Es gibt bei der Sanierung eine Vielzahl an ökologisch sinnvollen Maßnahmen für die Gestaltung des Wohnumfelds. Hier eine Auswahl in Stichpunkten: Bewahren der gewachsenen Qualitäten des städtebaulichen Umfelds Schutz von vorhandenen Naturressourcen Erhaltung und Pflege des Bestands an Bäumen und Sträuchern zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung des Freiraums Begrünung von Fassaden und Dächern Begrünung von Freisitzen und Anlegen von Mietergärten Blumenwiesen statt Vielschnittrasen in weniger begangenen Bereichen Schaffung von Grüngürteln und -verbindungen zu den Lebensräumen von Tieren und Pflanzen in der Nachbarschaft und im Außenbereich Verwendung standortgerechter und möglichst heimischer Pflanzen, Verzicht auf giftige Pflanzen im Spielbereich von Kindern Förderung von vielfältigem Pflanzenund Tierleben durch naturnahe extensive Anlage und Pflege Schutz des Vegetationsbestands während der Bauzeit überlegte Anordnung großer Laubbäume ohne Verschattung für die langfristige passive Solarnutzung der Gebäude Minimierung der befestigten Bodenflächen, Verwendung von wasserdurchlässigen Belägen Begrünung des Straßenraums und der Parkplätze Flächenverbrauch begrenzen durch Minimierung bzw. Rückbau von Verkehrsflächen hochwertige halböffentliche und gemeinschaftlich genutzte Flächen Flächenrecycling und Nachverdichtung 11

12 Architektur

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14 Architektur Ein neues Architekturverständnis für die Ökologie Gestaltungsqualität bleibt eine zeitlose Anforderung an Planen und Bauen. Das gilt nicht nur für den Neubau, sondern vor allem auch für die Sanierung und Modernisierung. Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit schaffen kein grundlegend neues Architekturverständnis sie stellen den Planer aber vor zusätzliche Aufgaben. Neue Herausforderungen werden sich im Entwurf niederschlagen: Technische Innovationen haben immer auch neue Formen hervorgebracht. Ökologie und Energieeffizienz erfordern neue Gestaltungselemente und bereichern das Gestaltungspotenzial der Architekten. Bei vielen ausgeführten Modernisierungsprojekten lässt sich dies ablesen. 14

15 Es gibt zahlreiche ökologisch bedingte Parameter für die Planung bei der Sanierung und Modernisierung: Umweltverträglichkeit und Ressourcenschonung hinsichtlich Klima, Luft und Energie Wasser Boden Rohstoffen (Bewahrung bzw. Wiederverwendung von Materialien) Gesundheitsverträglichkeit in den Bereichen Raumluftqualität Raumklima (Wärme, Feuchte, Luftbewegung) elektrische und elektromagnetische Felder Licht Lärm Die Liste der Parameter lässt sich vielfältig ergänzen und optimieren bis hin zu dem Punkt, dass die Umsetzung ökologischer Modernisierung an überhöhten Anforderungen scheitert. Gefragt sind wirtschaftlich umsetzbare Konzepte, die nicht auf eine kleine Gruppe von privilegierten Bauherren beschränkt sind. Ökologie in ihrer gesamtheitlichen Sicht umfasst auch ökonomische und soziale Aspekte eine kostengünstige Lösung mit einzelnen sinnvoll geplanten Umweltentlastungen kann besser sein als ein überladenes Modellprojekt. Wie zahlreiche gebaute Beispiele der letzten Jahre zeigen, führt der Umgang mit den Anforderungen und deren individuelle Gewichtung zu einem breiten und kreativen Spektrum von Lösungs- und Gestaltungsmöglichkeiten. Die Ergebnisse bieten im Allgemeinen eine große Bereicherung für die Nutzer und das architektonische Umfeld. 15

16 Behaglichkeit und Raumluftqualität

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18 Behaglichkeit und Raumluftqualität Komfort-Faktor Wärme Wohnen soll Spaß machen, Geborgenheit und hohen Komfort bieten. Angemessene Wärme ist in unseren Breiten eine Grundvoraussetzung dafür. Viele Bestandsgebäude erfüllen diese Anforderungen nicht ausreichend. Tätigkeit Ruhe/im Liegen leichte Tätigkeit Schwerstarbeit Wärmeabgabe 75 Watt 100 Watt 500 Watt Die bauphysikalische Beschreibung von Kleidung erfolgt in clo-einheiten (clothing): 1clo = 0,155 (m 2 K)/W (entspricht der Wärmedurchlasszahl = 5,45 W/(m 2 K) Der Mensch erzeugt Wärme zur Aufrechterhaltung seiner Körperfunktionen, indem Nahrung mit aufgenommenem Sauerstoff verbrannt wird. Diese Wärme gibt er wieder ab in Form von Wärmestrahlung an raumumschließende Oberflächen, Wärmekonvektion an die Raumluft, Wärmeleitung sowie durch Wasserverdunstung durch Atmen und Schwitzen. Die Wärmeabgabe in Abhängigkeit von der Tätigkeit wird in der Tabelle links dargestellt. Unsere Körpertemperatur beträgt normalerweise ca. 37 C. Die Temperatur der Haut weist etwa 31 bis 32 C auf. Die Kleidung hat einen starken Einfluss auf das Behaglichkeitsempfinden. Um sich bei 20 C ohne Bewegung wohl zu fühlen, benötigen die meisten Menschen normale Kleidung plus Pullover. Die durchschnittlich in Räumen getragene Kleidung ist eher etwas leichter und erfordert 21 bis 22 C. Die nächste Hülle stellen die Außenbauteile der Räume dar. Für die wärmetechnische Gestaltung eines Raums ist die empfundene Raumlufttemperatur ausschlaggebend. Sie sollte ca. 19 bis 20 C betragen und errechnet sich näherungsweise als arithmetisches Mittel aus der Raumumschließungsflächentemperatur (Außen- und Innenwände, Decke, Fußboden, Fenster, Möbel) und Raumlufttemperatur. Größere Abweichungen als 3 bis 4 Kelvin zwischen Raumluftund Raumumschließungsflächentemperatur sowie zwischen den einzelnen Oberflächentemperaturen werden als unangenehm empfunden, wogegen gleichmäßig hohe Temperaturen der Umschließungsflächen möglichst nahe an der Raumlufttemperatur zu hoher Behaglichkeit führen. Sie wirken äußerst günstig auf das Wohlbefinden und die Gesundheit der Bewohner. Temperaturen bei einem Gebäude mit schlechter Dämmung (bei Außentemperatur 10 C) Temperaturen bei einem Gebäude mit guter Dämmung (bei Außentemperatur 10 C) Das mittlere Foto links, zeigt ein üblich gedämmtes Bestandsgebäude. Schlechte Dämmung führt zu niedrigen Oberflächentemperaturen an den Innenseiten der Außenbauteile mit der Folge eines unangenehmen Raumklimas. Durch die Positionierung der Heizkörper wird versucht, die Nachteile der gegebenen Konstruktion auszugleichen. Sinken die inneren Oberflächentemperaturen auf Werte unter etwa 14 C, so entsteht zudem das Problem des Kondenswasserausfalls. Wird ein Gebäude gedämmt, ergibt sich zwangsläufig eine angenehme innere Wandoberflächentemperatur der Konstruktionsteile. Hohes Wärmedämmvermögen führt zu einer deutlichen Verbesserung der Behaglichkeit und der gesundheitsrelevanten Faktoren. Dies gilt sowohl für den winterlichen als auch für den sommerlichen Wärmeschutz. Die Raumlufttemperatur, bei der sich Behaglichkeit einstellt, liegt bei gut gedämmten Gebäuden (s. Foto links, unten) niedriger als bei Gebäuden mit kalten Innenoberflächen der Außenbauteile. 18

19 Komfort-Faktor Feuchte Durch die Nutzung eines Gebäudes entsteht ständig Wohnfeuchte in Form von Wasserdampf und Wasser. In einem 4-Personen-Haushalt werden täglich 10 bis 14 Liter Wasser freigesetzt. Durch Lüftung muss die Feuchte abtransportiert werden, um eine angemessene Raumluftfeuchte zu erhalten. Diese kann vom Menschen nicht unmittelbar wahrgenommen werden. Sie wird in einem Bereich zwischen 35 und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit als behaglich empfunden. Es gibt vielfältige Formen der Feuchteeinwirkung bei Gebäuden. Im Folgenden werden wichtige Aspekte dazu aufgeführt: Dampfdiffusion ist die Eigenbewegung des Wasserdampfs durch eine Konstruktion hindurch. Der Diffusionsvorgang wird in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchte und Temperatur durch unterschiedliche Wasserdampfteildrücke auf beiden Seiten des Bauteils bewirkt (s. Tabelle rechts). Im Winter ist der Druck auf der Innenseite höher. Also wandert der Wasserdampf durch die Wand nach außen. An schwülen Sommertagen verläuft der Vorgang in umgekehrter Richtung. Wasserdampftransport vom Innenraum zur Außenluft findet nur zu geringsten Teilen durch Diffusion statt. Dabei handelt es sich um Mengen von etwa 0,3 Liter/m 2 im Jahr bei standardmäßigen Außenbauteilen. Kritische Situationen entstehen beim Altbau vor allem, wenn sich eine Überlagerung mit anderen Feuchteeffekten ergibt. Bei Ausführung von Innendämmung ist der Diffusions-Aspekt besonders sorgfältig zu prüfen. Der Abtransport von Wohnfeuchte kann nicht durch Diffusion bewerkstelligt werden, sondern fast ausschließlich durch Lüftung. Kondenswasser bildet sich, wenn wasserdampfhaltige Luft abkühlt und sich die relative Luftfeuchte an Bauteilen auf 75 bis 100 % erhöht. Im Wohnbereich stellen Oberflächentemperaturen unterhalb von etwa 14 C ein Problem dar, z.b. Außenbauteile mit einem U-Wert oberhalb 1,0 W/(m 2 K). Auch Wärmebrückenbereiche von Konstruktionen mit einem U-Wert über 0,3 W/(m 2 K) können betroffen sein. In der Folge kann Schimmelpilzbefall auftreten. Durch Wasserdampfkonvektion entstehen die meisten Feuchteschäden in Außenbauteilen: Durch undichte Fugen strömt wasserdampfhaltige Luft nach außen und lässt, je nachdem wie stark sie sich abkühlt, die enthaltene Feuchte auskondensieren. Eine Leckstelle von der Größe eines Euros kann in einer Saison zu einem Ausfall von bis zu 30 Liter Kondenswasser führen. Kapillare Wasserwanderung erfolgt durch haarfeine, röhrenartige Poren, die auf Grund der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten Wasser transportieren können. Typisch für Altbausituationen ist kapillar aufsteigende Feuchte in Mauerwerk ohne Feuchtesperre und hygroskopische Wasseraufnahme bei Schlagregen. Ebenso kann im Bauteil ausfallendes Kondenswasser kapillar weitergeleitet werden. Kapillarbewegungen können Diffusions- und Konvektionsvorgänge überlagern. Sorption ist die Aufnahme von Wasser durch Baustoffe und kann auch als Speicherung von sehr schnell anfallender Feuchte in Form von kapillarer Wasserwanderung auf den raumseitigen Bauteiloberflächen verstanden werden. Entscheidend für das Raumklima sind die obersten Millimeter bis Zentimeter der raumumfassenden Fläche. Gutes Sorptionsverhalten der Oberflächenstoffe führt zu einer ausgeglichenen, angenehmen Raumluftfeuchte. Atmende Wände gibt es nicht, es muss gelüftet werden, um die ständig anfallende Wohnfeuchte abzuführen Wasserdampfgehalt der Luft in g/m 3 Lufttemperatur relative relative Luftfeuchte Luftfeuchte 100 % 50 % 20 C 17,29 8,65 16 C 13,63 6,82 10 C 9,41 4,70 0 C 4,85 2,42 10 C 2,14 1,07 Schadensbild: Pilzbefall hinter einer Innenverschalung Schadensbild: kapillar aufsteigende Feuchtigkeit 19

20 Behaglichkeit und Raumluftqualität Hygiene-Faktor Raumluftqualität Wechselwirkung zwischen Nutzer und Raumluft hinsichtlich Wasserdampf, Sauerstoff und Kohlendioxid Werte für einen völlige Büro- Schwer- Erwachsenen Ruhe arbeit arbeit Wasserdampf produktion g/h Sauerstoffbedarf l/h ausgeatmetes Kohlendioxid l/h In vielen Gebäuden herrscht dicke Luft. Raumluftbelastungen sind durch zahlreiche Faktoren gegeben. Im Sanierungsfall ist es die Aufgabe des Planers, möglichst umfassend die Quellen der Beeinträchtigung zu überprüfen und bei der Auswahl der Maßnahmen auch neue Belastungen zu minimieren, um eine hohe Raumlufthygiene zu erreichen. Baustoffe können Raumluft in Form von Gasen, Dampf, Stäuben und Aerosolen belasten. Aussagen zu Inhaltsstoffen und Emissionsverhalten sind nur bedingt über Sicherheitsdatenblätter, zertifizierte und güteüberwachte Messberichte der Hersteller oder über unabhängige Datenbanken zu erhalten. Verantwortungsbewusste Industriepartner und Handwerker betreiben schon aus Eigeninteresse eine diesbezügliche Qualitätssicherung. Dennoch bleibt die Verantwortung für die Materialauswahl beim Bauherrn oder Planer. Heizungen dürfen keine Emissionen an die Raumluft abgeben. Die meisten Einzelöfen in typischen Altbauwohnungen erfüllen diese Anforderung allerdings nicht. Heizflächen sollten zur Vermeidung von Staubaufwirbelung nur möglichst geringe Luftbewegungen verursachen. Temperaturen von mehr als 55 C führen zudem zur Verschwelung von Staub, es stellt sich ein unangenehmer Geruch ein, der oft als typische Zentralheizungsluft empfunden wird. Ausstattungsgegenstände und Mobiliar beeinflussen wie Baustoffe die Raumluftqualität. Deshalb gelten die gleichen Kriterien wie bei der Baustoffauswahl. Bei Sanierungen sind gegebenenfalls vorhandene Ausstattungen durch Raumluftmessungen zu überprüfen. Nutzerbedingte Belastungen erfolgen in vielfacher Form: CO 2 -Produktion durch die Atmung im Mittel l/h Stoffwechselprodukte über Atmung, Schwitzen etc. Belastungen durch Lebensmittel bei der Zubereitung und vor allem durch Biomüll Emissionen von Haushaltspflegemitteln, Heimwerkermaterialien und Körperreinigungsprodukten Tabakrauch (er überwiegt deutlich alle sonstigen Belastungen) Hausstaub ist ein gutes Adsorptions- und Transportmedium für biogenes Material und viele schwerflüchtige Substanzen. Er setzt sich aus Luft- und Bodeneinträgen von außen, Ruß und Asche von Feuerstellen und Flammen, Abrieb von Materialien und Fasern sowie Partikeln zusammen. Besonders gefährlich sind auf Grund ihrer Lungengängigkeit Staubpartikel, die kleiner sind als 1 μm (=0,001 mm). Tierische und pflanzliche Allergene können gesundheitsbeeinträchtigende Reaktionen beim Menschen auslösen. Besondere Bedeutung haben dabei Hausstaubmilben, deren Exkremente sich an Staub anlagern und hochallergen wirken. Pilzsporen gelangen durch Lebensmittel oder über die Außenluft in Aufenthaltsräume. Eine hohe Relevanz ergibt sich, wenn dauerhafte Feuchte zu Pilzwachstum führt, etwa auf Grund von Feuchtekondensation an Bauteilen oder Wärmebrücken. Gesundheitliche Folgen können Allergien, Infektionskrankheiten und Atemwegserkrankungen sein, einige Aspergillusarten wirken hochtoxisch und kanzerogen. 20

21 Lüftungs-Faktoren: Grundlage für gesundes Wohnen Das Lüftungskonzept ist integraler Bestandteil der Gebäudeplanung. Nur durch ausreichende Zufuhr frischer Außenluft lässt sich eine gute Raumluftqualität für die Nutzer gewährleisten. % Rel. Feuchte Wandoberfläche Als Leitwert zur Festlegung der Luftwechselrate eignet sich der Kohlendioxidgehalt der Raumluft, weil er durch die Nutzer verursacht und nicht veränderbar ist. Der hygienische Grenzwert nach DIN 1946 von 0,15 Vol-% kann bei der Zufuhr von 20 m 3 frischer Außenluft pro Stunde und Person bei einfacher Betätigung eingehalten werden. Für den strengeren Pettenkofer-Wert von 0,1 Vol-% CO2, entsprechend 1000 ppm (pars per million = 1 Millionstel), sind bei leichter Arbeit etwas über 30 m 3 festgelegt. Mit diesen Zahlen korrespondiert die Mindestanforderung der DIN 1946 Teil 6 von 30 m 3 Frischluft pro Stunde und Person bei normaler Betätigung. Manuelle Lüftung (Fensterlüftung) stellt den üblichen Standard im Gebäudebestand dar. Dabei werden etwa folgende Luftwechselraten pro Stunde (h -1 ) erreicht: Fenster und Türen zu ca. 0,1 h -1 (0,0 bis 0,5 h -1 ), gekippte Fenster 0,2h -1 (bei entsprechenden Rahmenbedingungen aber auch bis 5,0 h -1 ), Fenster ganz offen 5 bis 20 h -1, Querlüftung 20 bis 60 h -1. Diese Werte können durch Witterungssituationen noch weiter gespreizt werden, wobei starker Wind und hohe thermische Kräfte durch tiefe Außentemperaturen die stärksten Antriebskräfte sind. Mit Fensterlüftung lässt sich nicht gezielt lüften: Zweimal tägliche Querlüftung wird im Allgemeinen als Wert für pfleglichen Umgang mit einer Wohnung angenommen. Dies sorgt allerdings nicht für eine ausreichend gute Raumluftqualität. Wie die Abbildung rechts oben zeigt, reicht zudem der daraus resultierende Entfeuchtungseffekt nicht aus. Anzustreben wäre eine Querlüftung alle zwei Stunden, um eine Luftwechselrate von etwa 0,5 h -1 zu erreichen, was in der Realität kaum durchführbar ist und dies besonders in der Nacht. Kontrollierte mechanische Lüftung gestattet eine kontinuierlich frische Außenluftzufuhr und dient durch einen optimierten und gezielten Luftwechsel sowohl den Aspekten der Raumlufthygiene als auch der Energieeinsparung. Bei Verwendung von Abluftwärmerückgewinnung werden zusätzlich die Lüftungswärmeverluste auf ein energetisches Optimum reduziert und eine noch gezieltere Lüftungsführung ermöglicht. Vergleichende Messungen zwischen Fensterlüftung und mechanischer Lüftung zeigen eindeutige Vorteile zugunsten der mechanischen Lüftung: Feuchteprobleme treten gar nicht mehr auf oder werden selbst bei einer problematischen Gebäudehülle deutlich entschärft. Das Mieter-Vermieter-Dilemma um Kondenswasserfolgen und Schimmelpilzbildung lässt sich auf diesem Weg meist umgehen Feb. Lüften Rel. Feuchte Raumluft Standardgebäude (Wand mit 6 cm Wärmedämmverbundsystem) bei zweimal täglicher Fensterlüftung: Die Raumluftfeuchte sinkt nur kurz nach dem Lüften ab, die Wandoberflächenfeuchte liegt gefährlich hoch: mit Gefahr von Schimmelpilzbildung % März Rel. Feuchte Außenluft Rel. Feuchte Raumluft Gebäude mit Abluftwärmerückgewinnung: gleichmäßig gute Luftqualität und Raumluftfeuchte bei gleicher Wettersituation wie in der Abbildung oben ppm CO Uhrzeit 12 Abluftwärmerückgewinnung Fensterlüftung Anforderung nach DIN 1946 Pettenkofer-Wert 16 Fensterlüftung CO2-Konzentration im Schlafzimmer: dicke Luft bei geschlossenem Fenster ( Uhr), ausgeglichen gute Raumluft bei der Lüftungsanlage mit Abluftwärmerückgewinnung 2 6 Fensterlüftung Schadstoffkonzentrationen werden durch die kontinuierliche mechanische Frischluftzufuhr niedrig gehalten und nach einer Sanierung zeigt sich eine schnelle Abklingkurve der Emissionswerte. Nutzer empfinden die ständig frische Raumluft als äußerst angenehm und möchten eine Lüftungsanlage nicht mehr missen. 21

22 Baustoffe 22

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24 Baustoffe Ökologische Bewertung von Baustoffen Der Gebäudebestand stellt volkswirtschaftlich gesehen ein enorm hohes Potenzial an gebundenen Ressourcen dar. Jede Entscheidung für den Erhalt eines sanierungsbedürftigen Gebäudes birgt einen hohen ökologischen Vorteil gegenüber einem Abriss und anschließenden Neubau. Die Art der Sanierung bietet darüber hinaus für den Eigentümer und Architekten ein hohes Maß an Einflussmöglichkeiten. Im Sinne einer Produktlinienanalyse sollten für die infrage kommenden Materialien alle Lebensphasen betrachtet werden. In der Aufstellung werden einige wesentliche Aspekte dazu aufgelistet: Kennzahlen in der Baustoffmatrix : Rohdichte in kg/m 3 PEI: Primärenergieinhalt für die Erstellung eines Materials (in M J/m 3 oder kwh/m 3 ) R : Wärmeleitfähigkeit bei üblichen Dämmstoffen 0,04 W/(mK), bei Holz 0,13 W/(mK) und Beton 2,1 W/(mK) μ: Diffusionswiderstandszahl Rohstoffgewinnung Inhaltsstoffe Produktion Verarbeitung Nutzung Verwertung Gewinnungsverfahren, Eingriff in die Umwelt Transport/Entfernung nachwachsende/fossile Rohstoffe, Vorräte Emissionen bei der Rohstoffgewinnung Zwischenstoffe/Abfallstoffe Energieverbrauch (in allen Lebensphasen) Beschreibung des Produktionsverfahrens Verwendung von Recyclingprodukten entstehende Zwischen-/Koppelprodukte Abfallstoffe aus dem Produktionsprozess Emissionen, Arbeitsplatzbelastung und Störfallrisiken Wasserverbrauch und -belastung Transport und Verpackung (Verwendung örtlicher Baustoffe) Besonderheiten des Arbeitsablaufs Emissionen Belastung bei der Verarbeitung Verpackung und Baustellenabfälle Angemessenheit von Material und Aufwand Abgabe von Schadstoffen/Partikeln/Fasern toxikologische Merkmale (Giftklassen, Kanzerogenität, allergene Eigenschaften, Mutagenität, Folgetoxizität durch chemische Reaktionen, Emissionsverhalten) Brandverhalten und Emissionen im Brandfall Reparaturanfälligkeit und Lebenserwartung Nutzwert, Oberflächenbeschaffenheit und Hygiene Rückbaumöglichkeit und deren Kosten Einstufung nach der Entsorgungsart Wiederverwertbarkeit: Verwertungsgrad, Restabfälle Recycling: Verwertungsgrad, Abfallstoffe, Emissionen Deponierung: Angaben zur Abgabe von Schadstoffen Verbrennung: Emissionen, Reststoffe, Sonderabfall Die Baustoff-Matrix auf den folgenden vier Seiten gibt Kennwerte zum Primärenergieinhalt und zur Bauphysik an, die bei der Auswahl hilfreich sein können. Darüber hinaus werden Stichpunkte zur Bewertung der umweltrelevanten und gesundheitlichen Aspekte der Materialien gegeben. Es würde allerdings den Rahmen sprengen, wollte man hier alle wesentlichen Aspekte beleuchten. 24

25 Bewertungsmatrix: mineralische Baustoffe Beton und Mauerwerk weisen bei der Sanierung geringere Bauvolumina auf als beim Neubau. Dennoch wird im Zuge von Umbaumaßnahmen und Grundrissänderungen eine nicht geringe Menge dieser Materialien verwendet. Bei ihrer ökologischen Bewertung gelten grundsätzlich folgende Punkte: Rohstoffe sind ausreichend vorhanden. Der Abbau bewirkt auf Grund seiner hohen Masse Eingriffe in die Natur. Belastungen durch die Produktion sind vom jeweiligen Material abhängig. Transportaufwendungen können bei dezentraler Produktauswahl durch den Planer niedrig gehalten werden. Rein mineralische Materialien bewirken nahezu keine Immissionen in die Raumluft und sind für die Nutzungsphase gesundheitlich hervorragend zu bewerten. Recycling ist weitestgehend möglich. Roh- Primärenergie- Wärme- Diffus.- dichte inhalt leitfäh. widerst. PEI PEI R μ Stichpunkte zur ökologischen Bewertung kg/m 3 MJ/m 3 kwh/m 3 W/(mK) Beton , Stahlbeton , % Bewehrung Kalksandstein , , , Leichtziegel ,25* ,7 Leichtziegel , , Hochloch , ziegel 1,6 Klinker , Porenbeton ,22* , , Leichtlehm ,25 2 Kalkzement , mörtel Kalkputz , Gips ,7 10 Gipsfaser ,36 11 platten Inhaltsstoffe: Zement (energieintensive Produktion), Wasser, Zuschläge, Zusätze (oft nicht erforderlich, minimieren); Verarbeitung: Chromatgehalt unter 2 ppm (zur Vermeidung von Maurerkrätze); Nutzung: geringes Sorptionsvermögen erzeugt mäßigen Feuchteausgleich (Raumklima-Faktor), guter Schallschutz, hohe Gestaltungsfreiheit Inhaltsstoffe: Brandkalk, Quarzsand, Wasser (geringer Primärenergieinhalt, kein Schadstoffpotenzial); Nutzung: guter Schallschutz kostengünstig zu erzielen, guter Wärmeschutz und Wärmespeicherung mit schlanken, zweischaligen Außenwänden erzielbar durch Dämmdicke von 14 bis über 30 cm Inhaltsstoffe: Ton, Lehm, Sand, Wasser, Porosierung mit Polystyrol oder Sägemehl bzw. Holzspänen; hoher Primärenergieinhalt durch Brenntemperatur von C (besonders relevant bei Material mit hoher Rohdichte); Nutzung: gutes Sorptions- und Austrocknungsverhalten; Wärmeschutz: einschalige Wandkonstruktionen mit Wärmeleitfähigkeit* bis zu R = 0,11 W/(mK) sind möglich, jedoch hoher Aufwand: U=0,24 W/(m 2 K) entspricht ca. 46 cm Wanddicke, U=0,16 W/(m 2 K) (Passivhaus) erfordert ca. 70 cm Wanddicke, Inhaltsstoffe: Zement, Kalk, Quarzsand, Aluminiumpulver (0,1 0,5 %), Wasser; Verarbeitung: Grundierung (i. A. kunststoffvergütet) für Putzauftrag erforderlich, mäßiges Feuchteverhalten besonders in der Austrocknungszeit; Nutzung: Wärmeschutz: einschalige Wandkonstruktionen mit Wärmeleitfähigkeit* bis zu R = 0,11 W/(mK) sind möglich, s.o. unter Ziegel Inhaltsstoffe: Sand, Ton, Eisenhydroxid oder Kalk, Stroh o. ä.; Verarbeitung: sehr lohnkostenintensiv und schadensanfällig (Risse, Bildung von Mikroorganismen durch organische Einschlüsse, Feuchteanfälligkeit); Nutzung: ökologisch sehr hochwertiges Material, guter Feuchteausgleich Inhaltsstoffe: Kalk, Zement, Sand, Zusatzstoffe; Nutzung: Schadstoffpotenzial ggf. durch Zusatzstoffe, hohe Feuchteresistenz Inhaltsstoffe: Kalk, Sand, Zusatzstoffe; Nutzung: Schadstoffpotenzial allenfalls durch Zusatzstoffe, gutes Feuchteausgleichsvermögen, desinfizierende Wirkung Inhaltsstoffe: Calciumsulfat, Stellmittel, Füllstoffe, Zusatzstoffe; Nutzung: Schadstoffpotenzial allenfalls durch Zusatzstoffe, auch bei REA-Gips (aus der Rauchgasentschwefelung) keine radioaktive Belastung bekannt, guter Feuchteausgleich und Brandschutz Inhaltsstoffe: Gips, Zellulosefasern; Nutzung: gutes Feuchteausgleichsvermögen und Feuchteverhalten, gutes Brandschutzverhalten Gipskarton ,21 8 platten Glas , Inhaltsstoffe: Gips, Kartonummantelung; Nutzung: gutes Feuchteausgleichsvermögen, gutes Brandschutzverhalten, ggf. Bindemittel (zum Karton) und Imprägnierung beachten Inhaltsstoffe: Quarzsand, Kalk, Soda/Pottasche etc.; energieaufwändige Produktion (Schmelze bei 1600 C); Nutzung: keine Schadstoffbelastung 25

26 Baustoffe Bewertungsmatrix: Holz und Holzwerkstoffe Bauen mit Holz bietet aus ökologischer Sicht den großen Vorteil, dass mit der Kohlenstoff-Zwischenlagerung, die sich durch den Einbau von Hölzern ergibt, eine günstige Auswirkung auf die Klimabilanz zu verzeichnen ist. Zudem liegt der Primärenergieinhalt von Holzbauteilen im Allgemeinen günstiger als bei Vergleichskonstruktionen. Nachteile ergeben sich durch die baukonstruktiv hohen Anforderungen an Schallschutz, Brandschutz und Holzschutz, die mit höheren Kosten einhergehen können und oft mit einem intensiven Planungsaufwand. Die Sanierung von Gebäuden bietet bei den Holzbauteilen häufig hervorragenden Anschauungsuntericht für ungünstige Detaillösungen, die zu Schäden geführt haben. Auf der anderen Seite zeigt sich ebenso, dass Holz bei fachgerechtem Einbau ein Baustoff ohne Verfallsdatum ist. Wichtig ist die Beachtung des Emissionsverhaltens von Holz und vor allem Holzwerkstoffen. Grundsätzlich ist es sinnvoll, Holz bzw. Holzwerkstoffe in Bekleidungsflächen durch mineralische Materialien zu ersetzen, wenn ein Raum hohe Beladung mit emissionsträchtigen Verkleidungsmaterialien aufweist. Bei bestehenden Holzverkleidungen ist darüber hinaus zu überprüfen, inwieweit durch Holzschutzmittel eine Raumluftbelastung gegeben ist. Roh- Primärenergie- Wärme- Diffus.- dichte inhalt leitfäh. widerst. PEI PEI R μ Stichpunkte zur ökologischen Bewertung kg/m 3 MJ/m 3 kwh/m 3 W/(mK) Fichte, ,13 40 Kiefer, Tanne Laubholz ,2 80 Brettschicht ,2 50 holz Inhaltsstoffe: Zellulose, Lignin, Hemizellulose, Harze, Fette, Gerb- und Farbstoffe, Wasser; Verarbeitung: konstruktiven Holzschutz bevorzugen, bei chemischem Schutz borsalzbasierte Produkte vorteilhaft; Verkleidungen möglichst nicht behandeln; Holzstaub vermeiden; Nutzung: Auch unbehandelte Hölzer emittieren Formaldehyd und flüchtige organische Verbindungen (VOCs; unbedenklich bei üblichen Flächenbeladungen, beim Holzhausbau Addition der Emissionen beachten) Inhaltsstoffe: wie oben; zusätzliche: Bindemittel/Kleber Holzspan , platte/ OSB-Platten Tischler ca. 0, platten Inhaltsstoffe: wie oben; zusätzlich Bindemittel/Kleber (< 5 Masse-%: Phenol-, Melamin- oder Harnstoff-Formaldehydharz; alternativ: Polyurethan); Holzschutzmitteleinsatz bei Plattenbezeichnung 100 G, z. T. Brandschutzmittel; Anforderung E-1: unter 0,1 ppm Formaldehyd-Emission, optimale Produkte 0,02 0,03 ppm Inhaltsstoffe: wie oben, jedoch Bindemittelanteil bei Sperrholz bis 15 Masse-% Holzweich , faserplatten ,05 Hartfaser ,17 70 platten Inhaltsstoffe: Restnadelhölzer der Sägeindustrie, Durchforstungshölzer, Aluminiumsulfat (3 %) zur Aktivierung des holzeigenen Lignins als Bindemittel, Wachsemulsion zur Hydrophobierung; hochwertige Dämmplatten, hoher PE-Inhalt Wie oben, z. T. Einsatz von sonstigen Bindemitteln 26

27 Bewertungsmatrix: Dämmstoffe Es gibt keinen Dämmstoff, der für alle Anwendungen geeignet und zugleich ökologisch optimal ist. Insofern soll für jede individuelle Anwendung ein nach technischen und hygienischen Anforderungen möglichst geeignetes Material gewählt werden. Dämmstoffe wirken vor allem durch den kleinteiligen Einschluss von Luft, was z. B. durch poriges oder faseriges Material erreicht wird. Damit verbunden sind oftmals Staub- oder Faserbelastungen. Eine Exposition sollte sowohl für die Verarbeitung als auch für die Nutzung verhindert werden. Es ist davon auszugehen, dass lungengängige Feinstanteile enthalten sind, die grundsätzlich belastend sind, auch wenn kein kanzerogenes Potenzial gegeben ist. Roh- Primärenergie- Wärme- Diffus. dichte inhalt leitfäh. widerst. PEI PEI R μ Stichpunkte zur ökologischen Bewertung kg/m 3 MJ/m 3 kwh/m 3 W/(mK) Blähton ,16 1,1 Blähperlite , Dämmplatten ,04 1,5 3 aus expan ,05 diertem Kork Holzwolle , leichtbaupl. Kokosfaser ,04 1 platten 0,045 Künstliche , Mineralfasern 0,045 (KMF): Glasfasern und , Steinfasern 0,045 Expandierter , PS-Hart ,04 schaum (EPS) , ,04 Extrud. PS , Hartschaum ,04 (XPS) , ,04 PUR-Hart , schaum ,035 Schaumglas , ,06 Zellulose , dämmstoff 0,045 Inhaltsstoffe: Ton, Aufblähen mit organischen Stoffen (1200 C); Nutzung: gute Brandschutzeigenschaften, keine Emissionen, ungünstige Wärmeleitfähigkeit; Wiederverwertung: möglich Inhaltsstoffe: Perlit-Gestein zzgl. diverser Hilfsstoffe, Aufblähung bei 1000 C; Verarbeitung: Staubbelastung; Nutzung: guter Brandschutz, keine Emissionen; Wiederverwertung: möglich Inhaltsstoffe: Korkrinde, z. T. Bindemittelzusatz (Formaldehydharze), z.t. Verunreinigung durch polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe PAKs; v. a. Benzo-a-pyren); begrenzte Ressourcen Inhaltsstoffe: Holzfasern aus Resthölzern, Bindemittel: Portlandzement oder Magnesiumcarbonat; Nutzung: mäßiger Dämmwert Inhaltsstoffe: Kokosfasern, Brandschutz mit Ammoniumsulfat oder -phosphat, Borax oder Wasserglas, z. T. Bindemitteleinsatz; Rohstoffe: Überprüfung auf Pestizide geboten Inhaltsstoffe: Glas oder Basalt/Diabas/Kalkstein, Phenol- oder Melamin-Formaldehydharz als Bindemittel, aliphatische Mineralöle (Staubbindung), Polysiloxane (Hydrophobierung); Verarbeitung: Kleinstfasern ( 0,5 3 μm/länge 200 μm) sind lungengängig und nur bei guter Biolöslichkeit nicht kanzerogen (z. B. bei Nachweis K I > 40), (Haut-)Reizung durch größere Fasern; Nutzung: s. o.; kein Eintrag von Fasern in Räume durch dichte Konstruktionen; gute Brandschutzeigenschaften von KMF Inhaltsstoffe: Polystyrol, Pentan, als Flammschutzmittel vor allem Hexabromcyclododecan, sonstige Additive; Nutzung: abgelagerte Ware verbauen, damit keine erhöhten Styrol-Werte zu Beginn der Nutzung auftreten, bisweilen werden hohe Pentan-Werte gemessen (toxikologisch unbedenklich, aber sommersmogwirksam) Inhaltsstoffe: Polystyrol, Steinsalz, Flussspat, als Flammschutzmittel vor allem Hexabromcyclododecan, sonstige Additive; Produktionsverfahren aufwändiger als EPS; Nutzung: abgelagerte Ware verbauen, damit keine erhöhten Styrol-Werte zu Beginn der Nutzung auftreten Inhaltsstoffe: Polyurethan, Steinsalz, Phosphorsäureester, als Flammschutzmittel vor allem Hexabromcyclododecan, sonstige Additive; Ausgasung von Monomeren nicht möglich; Produktion sehr energieintensiv Inhaltsstoffe: Glas, Calcium- und Natriumcarbonat, Kali-Feldspat u. a. ( C); Nutzung: druckfest, feuerfest, unverrottbar, fast dampfdicht Inhaltsstoffe: Altpapier (Tageszeitungen), Borax, Borsäure; Recyclingprodukt mit geringem PEI; Verarbeitung: Vorteil durch schnelles Einblasen (Staubschutz beachten), danach Baustelle staubfrei 27

28 Baustoffe Bewertungsmatrix: Metalle Metalle ermöglichen konstruktiv hochwertige Lösungen, weil mit geringem Querschnitt hohe Lasten abgetragen werden können. Eine Gestaltung mit leichten Metallkonstruktionen führt gerade bei der Sanierung in Verbindung mit den bestehenden Gebäudeteilen durch ihre filigrane Wirkung zu architektonischen Highlights. Durch die Umwelt-Brille wirkt die Bilanz von metallischen Materialien im ersten Moment nicht besonders günstig, weil hohe Belastungen durch Rohstoffgewinnung und Produktion gegeben sind. Gelingt es jedoch, die Metallbaustoffe durch Recycling umweltentlastend wieder zu verwenden, sieht die Bilanz deutlich besser aus. Roh- Primärenergie- Wärmedichte inhalt leitfäh. PEI PEI R Stichpunkte zur ökologischen Bewertung kg/m 3 MJ/m 3 kwh/m 3 W/(mK) Aluminium Stahl Kupfer Zink 7200 k.a. k.a. 109 Inhaltsstoffe: Aluminium aus Bauxit-Erz (hoher Landschaftsverbrauch), Mangan, Magnesium, Silicium, Kupfer, Zink; sehr hoher Primärenergieinhalt Inhaltsstoffe: Eisenerz, Mangan, Chrom, Nickel u.a. Legierungselemente; Belastungen durch Abbau und Produktion wie bei allen Metallen Inhaltsstoffe: Kupfer mit Legierungselementen wie Zink, Zinn, Nickel, Aluminium, Blei u. a.; Belastungen durch Rohstoffgewinnung, Verhüttung und sehr hohen Energieaufwand, Abwasserbelastung durch Auslösung von Kupfer Inhaltsstoffe: Zink, Legierungselemente: Titan, Kupfer, Aluminium etc. Rohstoffgewinnung aus Zinkerzen; Nutzung: gutes Korrosionsverhalten, langlebig; aber Auslösung von Zink mit der Folge von (geringer) Abwasserbelastung Anmerkungen zu Inhaltsstoffen und Schadstoffen Einige wichtige Schadstoffe beim Bauen werden im Anhang kurz beschrieben. Dabei ist prinzipiell zu beachten, dass Aussagen über akute und chronische Giftwirkungen von Materialien von zahlreichen Faktoren abhängig sind, deren Erforschung sich nur zu relativ geringen Teilen als abgeschlossen betrachten lässt. Im Jahr 1954 waren nach den Eintragungen des Chemical Abstract Service Verbindungen synthetisiert und dokumentiert, heute sind es über 18 Millionen. In Deutschland werden Substanzen produziert, davon annähernd 5000 in Mengen von über 10 Tonnen pro Jahr. Durch die Gefahrstoffverordnung des Chemikaliengesetzes sind ca Stoffe als gefährlich eingestuft worden. Die Zahlenangaben sollen verdeutlichen, welche Diskrepanz zwischen der riesigen Zahl von existierenden Stoffen und der Kenntnis über deren Wirkung besteht. Potenziert wird das Unwissen, wenn man die Wechselwirkungen verschiedener Substanzen betrachtet. Insofern ist es immer richtig, schadstoffträchtige Produkte beim Bauen nur in unbedingt erforderlichen, minimalen Umfängen einzubauen. Keiner sollte sich vor seinem Bauherrn brüsten, schadstofffrei zu bauen: Er wird diesem Anspruch niemals gerecht werden können. 28

29 Informationsquellen und Datenbanken Die Beurteilung der Gesundheits- und Umweltverträglichkeit eines Gebäudes ist sehr komplex. Weder gibt es bisher umfassende Regelungen zu Kriterien der Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit von Baustoffen, noch reichen die Erfahrungen aus, um den Materialien ihre Eigenschaften anzusehen. Selbst wenn ein Haus baubiologisch hochwertig mit Naturmaterialien errichtet wurde, bedeutet das nicht, dass alle Baustoffe einwandfrei sind. Nur eine Raumluftmessung gibt sicheren Aufschluss über eventuell vorhandene Belastungen. Für die Beurteilung von neu einzubauenden Materialien ist die Ausgangssituation vergleichbar. Sicherheitsdatenblätter zielen vor allem auf die Verarbeitung und geben nur bedingt Aufschluss über sämtliche Inhaltsstoffe eines Produkts. Grundlageninformationen lassen sich klassischen Baustoffkundebüchern entnehmen oder in systematischen Zusammenstellungen nachschlagen, die ökologische Belange hervorheben. Zunehmend entstehen auch Informationssysteme und Datenbanken, die Hilfestellung leisten können. Darüber hinaus sind Ansätze zur Qualitätssicherung mittels Gebäudebrief oder -pass gegeben, die inzwischen von zahlreichen Institutionen angeboten werden. Beratung tut Not Fragen zu Produktspezifika können all diese allgemein gehaltenen Informationsmedien nicht beantworten. Dazu sind Datenbanken auf Produktebene erforderlich, die obendrein eine beständige Qualitätssicherung der geprüften Materialien zusichern. Es besteht zwar die Möglichkeit, Hersteller um die entsprechenden Informationen zu bitten. Aber selbst wenn konkrete Inhaltsangaben mit Messergebnissen oder Zertifikaten geliefert werden, sollten diese kritisch betrachtet werden. Im Ernstfall hilft nur die Analyse der einzubauenden Produktcharge. Beratungsquellen Literatur o Bayerische Architektenkammer, München (Hrsg.): ECOBIS 2000 Das Ökologische Baustoffinformationssystem o Projekt LEGOE Lebenszyklus von Gebäuden unter ökologischen Gesichtspunkten. Internet: o Landesgewerbeanstalt Bayern, Nürnberg (Hrsg.): Datenbank ökologisch geprüfter Bauprodukte; Internet: Beratung vor Ort 29

30 Energie

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32 2. WSVO 3. WSVO Niedrigenergie-Standard Energie Heizwärmebedarf kwh/(m 2 a) bis Faktor 10 wirtschaftlich optimaler Energiestandard energetisch optimaler Standard Anteil der Wohnungen (%) 1. WSVO Passivhaus-Standard Entwicklung der Energieeffizienz Gebäude, die bis in die 60er-Jahre errichtet wurden, weisen einen Heizwärmebedarf von 200 bis 300 kwh/(m 2 a) auf. Das entspricht 20 bis 30 Liter Heizöl bzw. Kubikmeter Gas. Kompakte Gebäude wie z.b. Mehrfamilienhäuser liegen hier besser. Bei kleineren Gebäuden mit ungünstiger Geometrie können mehr als 400 kwh/(m 2 a) erreicht werden. Die Entwicklung über die Wärmeschutzverordnungen (WSVO) bis zum Neubaustandard der Energieeinsparverordnung und zum Passivhaus mit einem Heizenergiekennwert von 15 kwh/(m 2 a) werden in der Grafik links dargestellt. Die Energieeinsparverordnung (EnEV 2002) verschärft die Anforderungen der WSVO um etwa 25 bis 30 %. Anforderungsgröße ist der Primärenergiebedarf für Heizwärme und Warmwasserbereitung. Die Tabelle stellt Auszüge für Anforderungen der EnEV bezüglich Umbauten im Wohnbestand dar: Maßnahme U-Wert Anforderung Anmerkung Erweiterung, Änderung oder Erneuerung des Gebäudes Primärenergieanforderung 40 % über Neubau Nur mit freiwilligem Nachweis nach EnEV (wie Neubau) Mathildenstraße 48, Fürth: Sanierung mit Passivhaus-Komponenten Vergrößerung des beheizten Bauvolumens 50 % Primärenergieanforderung 40 % über Neubau Energiebedarfsausweis muss erstellt werden Vergrößerung des beheizten Bauvolumens 30 m 3 wie Neubau Nachweis nach EnEV für den Anbau Bei der Sanierung von Bauteilen gelten folgende Mindestanforderungen Außenwand 0,35 W/(m 2 K) bei Maßnahmen von außen 0,45 W/(m 2 K) bei Innendämmungen Bei Außenputzerneuerung von 20 % der Bauteilfläche jeder Orientierung Steildach 0,30 W/(m 2 K) Bei Dacherneuerung, Neueindeckung Flachdach 0,25 W/(m 2 K) Kellerdecke 0,40 W/(m 2 K) Brunckviertel, Ludwigshafen: Sanierung zum 3-Liter-Haus (LUWOGE) Fenster, Fenstertüren mit Sonderverglasungen Außentüren 1,70 W/(m 2 K) 2,00 W/(m 2 K) 2,90 W/(m 2 K) 20% der Bauteilfläche gleicher Orientierung 20% der Bauteilfläche Sanierungsstandards Standard Technisch EnEV 2002 optimiert U U kwh/(m 2 K) kwh/(m 2 K) Wände 0,25 0,45 0,15 0,20 Dach 0,20 0,3 0,10 0,16 Grund 0,25 0,4 0,15 0,30 Fenster 1,7 0,80 Lüftung Fensterlüft. Wärme- Kontr. Lüft. rückgew. Immer geltende Mindestanforderungen ( echte Nachrüstpflichten)* Oberste Geschossdecke 0,30 W/(m 2 K) Nachrüstpflicht bis für nicht begehbare, zugängliche OG-Decken Heizkessel eingebaut vor dem Ungedämmte, zugängliche Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen in nicht beheizten Räumen Kesselerneuerung lt. Anhang 5 (EnEV) Nachrüstpflicht bis Nachrüstpflicht bis *Gelten nicht für vom Eigentümer selbst bewohnte Gebäude mit höchstens zwei Wohnungen (z.b. Ein- und Zweifamilienhäuser); bei Eigentümerwechsel jedoch mit 2-jähriger Frist ab Eigentumsübergang 32

33 Optimierung passiver Solargewinne Bei der Sanierung ist deutlich mehr Kreativität gefordert als beim Neubau, um die Bilanz der solaren Gewinne zu optimieren. Das bedeutet, Wärmeverluste so weit wie möglich zu reduzieren, um die Beheizung weitestgehend durch kostenlose passive solare und interne Energiebeiträge zu erhalten. Die Behaglichkeit in einem Gebäude ist besonders groß, wenn die Hülle thermisch hochwertig ausgeführt wird. Einige Entwurfsgrundsätze: Günstige Gebäudegeometrie hohe Kompaktheit mit günstigem A/V-Verhältnis durch: - sinnvolle Festlegung des beheizten Bereichs - Neudefinition von ein-/auskragenden Bauteilen (z.b. eingezogene Balkons zum beheizten Wohnraum durch Verglasung, Treppenhaus zum beheizten Bereich, Kellerabgang thermisch und luftdicht trennen) Verbesserung der Flächenausnutzung gute Grundstücksausnutzung durch Nachverdichtung Dachgeschossausbau oder Aufstockung hochwertige Nutzung der Freiflächen Ausrichtung Vergrößerung der südausgerichteten Fensterflächen Optimierung solarer Gewinne für Aufenthaltsräume Ausrichtungsoptimierungen bei Gebäudeerweiterung Verschattung Verschattungssituation durch Pflanzen oder Gebäude überprüfen und optimieren auskragende Bauteile, Geländer etc. möglichst verschattungsfrei ausführen Leibungstiefe außen eher gering ausführen oder abschrägen bzw. abrunden Schwabacher Straße, Fürth Optimierte energetische Sanierung mit Passivhaus-Komponenten erzielbarer Jahresheizwärmebedarf kwh/(m 2 a) Gebäudehülle mit U-Zielwerten von 0,10 0,18 W/(m 2 K), soweit durchführbar (Ausnahmen: Innendämmung, fehlende Dämmhöhe zum Keller etc.) Fenster U w 0,8 W/(m 2 K), g 50 % Wärmebrückenoptimierung Luft- und Winddichtheit: n 50 0,6 h -1 Lüftungsanlage mit Abluftwärmerückgewinnung; WBG,t,eff 75 %, Elektroeffizienz p el 0,40 Wh/m 3 Jahresprimärenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Haushaltsstrom 120 kwh/(m 2 a) Wärmespeicherung für den winterlichen Wärmeschutz nachrangig wichtig für Temperaturausgleich im Sommer Zonierung und Raumzuordnung bei hochwärmegedämmten Gebäuden kein hoher Einfluss auf den Energieverbrauch Wichtig ist die klare Trennung zwischen kaltem und warmem Bereich (Nebenräume, Kellerräume, Kellerabgang, Treppenhaus) Komponenten und Planungsüberlegungen, die sich im Neubaubereich bei der Passivbauweise seit Jahren bewährt haben, sind ebenso bei der Sanierung einsetzbar. Kriterien für energetisch optimierte Planung werden im Kasten rechts dargestellt. Paradiesstraße, Nürnberg 33