Ökobilanzierung Velux Model Home 2020 LichtAktiv Haus Hamburg

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1 Ökobilanzierung Velux Model Home 2020 LichtAktiv Haus Hamburg Ökobilanzierung des Velux Model Home in Hamburg Wilhelmsburg Abschlussbericht, Januar 2011

2 Titel der Untersuchung: Ökobilanzierung des Velux Model Home in Hamburg Wilhelmsburg Auftraggeber: VELUX A/S Adalsvej 99 DK-2970 Horsholm Januar 2011 Autoren: Prof. Manfred Hegger Dipl. Ing. Tim Bialucha Dipl.-Ing. Joost Hartwig cand. arch. Larissa Elschen Fachgebiet Energieeffizientes Bauen Fachbereich Architektur Technische Universität Darmstadt El-Lissitzky Straße Darmstadt fg@ee.tu-darmstadt.de Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg I

3 1. Inhaltsverzeichnis 1. Inhaltsverzeichnis II 1. Einleitung 1 2. Ziel und Untersuchungsrahmen Ziel der Studie Untersuchungsrahmen Funktionelle Einheit Systemgrenzen Datenkategorien Kriterien für die Aufnahme von Inputs und Outputs Anforderungen an die Datenqualität 6 3. Sachbilanz Verfahren der Datensammlung Sachbilanz Gebäudekonstruktion Velux Model Home Sachbilanz Gebäudekonstruktion Bestandsgebäude Sachbilanz Gebäudekonstruktion Zwischenbau Sachbilanz Gebäudekonstruktion Neubau Einschränkungen der Sachbilanz Gebäudekonstruktion Sachbilanz Betrieb LichtAktiv Haus Betrieb des LichtAktiv Haus Einschränkungen der Sachbilanz Gebäudebetrieb Wirkungsabschätzung Untersuchte Wirkungskategorien Eutrophierungspotential (EP) Ozonabbaupotential (ODP) Photochemisches Oxidantienbildungspotential (Bodennahe Ozonbildung - POCP) Primärenergieverbrauch nicht erneuerbar (PEI n.-ern.) Primärenergiebedarf erneuerbar (PEI ern.) Treibhauseffekt (GWP Global Warming Potential) Versauerung Verwendetes Charakterisierungsmodell Vergleich mit PKW Wirkungsabschätzung Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Eutrophierungspotential Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Ozonabbaupotential Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Photochem. Oxidantienbildungspotentlial Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Gesamtprimärenergiebedarf Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Treibhauspotential Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus Versauerungspotential Gebäudekonstruktion LichtAktiv Haus 71 Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg II

4 4.5. Wirkungsabschätzung Gebäudebetrieb LichtAktiv Haus Gesamtwirkungsabschätzung LichtAktiv Haus Eutrophierungspotential LichtAktiv Haus (gesamt) Ozonabbaupotential LichtAktiv Haus (gesamt) Photochem. Oxidantienbildungspotentlial LichtAktiv Haus (gesamt) Gesamtprimärenergiebedarf (PEI) LichtAktiv Haus (gesamt) Treibhauspotential LichtAktiv Haus (gesamt) Versauerungspotential LichtAktiv Haus (gesamt) Auswertung Auswertung LichtAktiv Haus Anhang Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 90 Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg III

5 1. Einleitung Die vorliegende Ökobilanz untersucht die Umweltwirkungen des Velux LichtAktiv Haus das im 2010 im Rahmen der IBA Hamburg in Hamburg Wilhelmsburg realisiert wird. Projektbeschreibung Velux Model Home 2020 Am Modell einer Doppelhaushälfte aus den fünfziger Jahren wird das Potential einer Sanierung und Erweiterung in Bezug auf emissionsfreies Bauen im Bestand und die gesteigerte Wohnqualität untersucht. Rund die Hälfte aller Wohneinheiten in Deutschland wurde im Zeitraum von 1949 bis 1978 errichtet. Ein Großteil der klimaschädlichen Emissionen fällt bei der Konditionierung dieses riesigen Bestands an. Dessen Ertüchtigung ist ein wichtiger Beitrag zur Reduktion des CO 2 -Ausstoßes. Das Model Home 2020 wird nach der Sanierung und Erweiterung CO 2 -neutral sein. Um das Potential einer energetischen Sanierung auch räumlich voll auszuschöpfen, werden im Rahmen des Umbaus Nutzbarkeit, Flexibilität und Tageslichtausbeute optimiert. Model Home 2020 in Hamburg Wilhelmsburg Die Model Home 2020 Projekte sind die Initiative der dänischen Firma Velux, die anhand von sechs sog. eins zu eins Experimenten in fünf europäischen Ländern aktiv bei der Entwicklung nachhaltiger Gebäude mitwirkt. Der deutsche Beitrag beschäftigt sich mit der Sanierung und Erweiterung einer Doppelhaushälfte aus den fünfziger Jahren auf dem Gelände der Internationalen Bauausstellung Hamburg in Wilhelmsburg ( und soll nach der Fertigstellung für die Öffentlichkeit zugänglich sein. Der Entwurf wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen bearbeitet. Zu Anfang stand ein studentischer Wettbewerb, der als betreuter Semesterentwurf im Sommersemester 2009 angeboten wurde und aus dem die Arbeit von Katharina Fey prämiert wurde. Seit Oktober 2009 wird der Entwurf unter Einbindung der Preisträgerin im Hochschulkontext weiter bearbeitet, die interdisziplinären Leistungen der Gebäudetechnologie und Tragwerksentwicklung werden integriert. Das emissionsfreie Bauen im Bestand ist dabei Hauptgegenstand der Untersuchungen. Die Ausführungsplanung und die Bauleitung für die Realisierung wurden ab dem Jahresbeginn 2010 vom Hamburger Architekturbüro Ostermann Architekten durchgeführt. Entwurfsbeschreibung Aus eigenem Anbau Die Entwurfsverfasserin interpretiert den Siedlerhaustypus der Doppelhaushälfte neu: Aus dem kleinen Haus auf großen Grundstück mit dem Stall als Anbau, damit sich die Bewohner selbst versorgen konnten, wird ein Haus für Privatsphäre mit dem zentralen Wohn- und Essraum als Anbau. Nicht mehr eigene Nahrung wird erzeugt, sondern Energie anhand von Solarthermie-Kollektoren und einer Photovoltaikanlage. Der neue Anbau zoniert den Garten in Aufenthalts- und Nutzgarten und schafft durch klare Öffnungen fließende Übergänge zwischen Innen- und Außenraum. Eine große Herausforderung stellt der Umgang mit der aus der Not der Nachkriegszeit entstandenen engen, gedrungenen Struktur des Bestands dar. Ökobilanzierung Velux Model Home Hamburg - Einleitung 1

6 Die Schlafräume werden in ihrer Größe minimiert und behalten die niedrigen Deckenhöhen. Großzügige Fensteröffnungen stellen einen Tageslichtquotienten von mindestens 5% sicher. Dem zentralen Erschließungs- und Bibliotheksraum, der die ehemals kleinteilige und geschlossene Struktur sowohl vertikal als auch horizontal auflöst, kommt die Funktion einer sogenannten Tageslichtlampe zu. Es entsteht ein Ort der Muße und des familiären Austauschs. Emissionsfreies Bauen Das Model Home 2020 wird nach den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen ( in CO 2 -neutraler Bauweise errichtet. Dabei wird im Rahmen der Ökobilanzierung der gesamte Lebenszyklus des Gebäudes unter des Aspekten der potentiellen Umweltwirkung betrachtet: Erstellung, Betrieb, Instandhaltung, Abriss und Entsorgung. Im Fokus der Betrachtungen stehen eine leichte, dauerhafte und schließlich reversible Konstruktionsund Materialwahl aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Energiebedarfe für Heizwärme, Warmwasser, Haustechnik, Beleuchtung und Haushaltstrom werden mit erneuerbaren Energien gedeckt. Das Gebäudetechnikkonzept sieht eine Luft-Sonne-Wasser- Wärmepumpe vor, die von Solarthermie-Kollektoren auf Bestand und Neubau gespeist wird. Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach des Neubaus erzeugt den notwendigen Strom, Überschüsse werden in das lokale Netz eingespeist, der Verbrauch ist über den Netzverbund abgesichert. Ressourcenschonendes Bauen Betrachtet man den sanierungsbedürftigen Gebäudebestand als eine Ressource stehen wir bei der Nutzung des riesigen Baustofflagers, das wir um uns herum errichtet haben, erst am Anfang. Die Einbeziehung der bestehenden Baustoffe spielt dabei ebenso eine Rolle wie der bewusste Einsatz nachwachsender und rezyklierbarer Materialien beim Weiterbauen. Ein Rohstoffpass für Gebäude könnte Aufschluss darüber geben, wie viel Material der Bau eines Hauses verbraucht hat, ob schadstoffhaltige Materialien eingebaut wurden und ob und wie die Baustoffe recycelt werden können. Damit ließe sich ein Bewusstsein für die Wertigkeit von Ressourcen schaffen, bei Mietern und Käufern ebenso wie bei Architekten und Planern. (Quelle Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Einleitung 2

7 2. Ziel und Untersuchungsrahmen 2.1. Ziel der Studie Ziel der Studie ist die Darstellung der Umweltwirkungen, die sich aus der Sanierung bzw. der teilweisen Neuerrichtung, eines angenommenen Betriebs von 50 Jahren, der Instandhaltung in dieser Zeit und der anschließenden Entsorgung der Gebäudekonstruktion des LichtAktiv Haus ergeben Untersuchungsrahmen Untersucht wird der gesamte Lebenszyklus der im Rahmen der Sanierung / des Teilneubaus des LichtAktiv Haus verwendeten Baumaterialien von ihrer Herstellung über die Instandhaltung bis zur Entsorgung. Verwendet wird dafür das sogenannte Vereinfachte Rechenverfahren das die Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen für die Ökobilanzierung von Gebäuden im Rahmen der Zertifizierung eingeführt hat. Für die Kostengruppen 300 und 400 nach DIN 276 werden folgende Bauteile berücksichtigt: (1) Außenwände und Kellerwände inklusive Fenster und Beschichtungen (2) Dach (3) Geschossdecken inkl. Fußbodenaufbau und -belägen / Beschichtungen (4) Bodenplatte inkl. Fußbodenaufbau und belägen sowie Geschossdecken über Luft (5) Fundamente (6) Innenwände inklusive Beschichtungen sowie Stützen (7) Türen (8) Wärmeerzeugungsanlagen Da dieses vereinfachte Verfahren zwar die Datenaufnahme erheblich vereinfacht, aber die Anschlüsse und bestimmte Bauteile vernachlässigt werden, wird das Gesamtergebnis mit dem Faktor 1,1 multipliziert. Produkte und Aufwendungen, die sich nur auf den Baustellenbetrieb beziehen werden nicht berücksichtigt. Transporte werden vernachlässigt. Die Nutzungsdauer des Gebäudes wird gemäß den Vorgaben der DGNB mit 50 Jahren angenommen. Dabei handelt es sich um ein Szenario, das gewählt wird, um die Vergleichbarkeit aller untersuchten Gebäude zu gewährleisten. Alle Bauteile, deren Lebensdauer weniger als 50 Jahre beträgt, werden innerhalb des Gebäudelebenszyklus entsprechend ausgetauscht. Das bedeutet, dass die Umweltwirkungen für Herstellung und Entsorgung des Bauteils nochmals anfallen. Die Lebensdauer der Bauteile orientiert sich an den Vorgaben des Leitfaden für Nachhaltiges Bauen des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) 1. Abweichungen von den Vorgaben des Leitfadens sind in der Sachbilanz gekennzeichnet und begründet. Die Entsorgung der verwendeten Baumaterialen erfolgt getrennt nach Baustoffen entsprechend der heute üblichen Entsorgungsverfahren. Für die Berechnung der Umweltwirkungen des Gebäudebetriebs (auf 50 Jahre bezogen) werden die Energieverbräuche für Strom und Wärme aus dem Energieausweis / Wärmeschutznachweis entnommen. Dieser wird auf die Nettogrundfläche (NGF) bezogen, nicht auf die der EnEV Berechnung zu Grunde liegenden beheizten Fläche. 1 Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung: Leitfaden Nachhaltiges Bauen. Bonn, Abrufbar im internet. URL: Stand: Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Ziel und Untersuchungsrahmen 3

8 2.3. Funktionelle Einheit Die funktionelle Einheit gemäß DIN und entsprechend der Vorgaben der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB), welche die Grundlage für die vorliegende Untersuchung darstellen, ist die funktionelle Einheit mit 1m 2 Nettogrundfläche (NGF) bezogen auf eine Nutzungsdauer von 50 Jahren festlegt. Daraus ergeben sich die Flächen- und jahresbezogenen Umweltwirkungen über den Lebenszyklus für Konstruktion und Betrieb des Gebäudes. Für das Treibhauspotential bedeutet dies beispielweise: kg CO 2 -Äquivalent / m 2 NGF*a Systemgrenzen Bei der Definition der Systemgrenze für eine Ökobilanzierung wird der Produktlebenszyklus möglichst bis zu den Elementarflüssen untersucht. Auf der Inputseite bedeutet dies die Förderung bzw. Bereitstellung von Rohstoffen sowohl für das Produkt als auch für die Gewinnung der notwendigen Energie. Auf der Outputseite die Emission von Stoffen in Luft, Boden oder Wasser sowie die Freisetzung von Energie (z.b. bei der thermischen Verwertung). Bei der vorliegenden Untersuchung war ebenfalls die Betrachtung bis zu den Elementarflüssen das Ziel, um eine möglichst ganzheitliche Betrachtung zu erhalten. Eine Beschreibung der In- und Outputs des Systems als Elementarflüsse findet sich in Kapitel Sachbilanz. Produkte und Aufwendungen, die sich nur auf den Baustellenbetrieb beziehen werden nicht berücksichtigt. Transporte werden vernachlässigt. Der Wasserverbrauch im Gebäudebetrieb wird nicht abgebildet. Da es sich um ein Bestandsgebäude handelt, das saniert und teilweise neu errichtet wird, wird der bestehende Gebäudeteil nicht in der Bilanz berücksichtigt. Ebenso sind Abfallmengen, die sich aus dem Teilabriss des vorhandenen Gebäudes ergeben, nicht Teil der vorliegenden Untersuchung. Nach der Logik der Lebenszyklusbetrachtung sind diese Stoffmengen Teil des Lebenszyklus des ursprünglichen Gebäudes und gehen somit nicht in die neue Bilanz ein, da sie ansonsten doppelt gezählt würden. Aus Sicht des aktuell zu untersuchenden Produktsystems bekommt man die bestehenden Gebäudestrukturen ohne Umweltwirkungen geschenkt Datenkategorien Nach DIN EN ISO sind mindestens folgende Datenkategorien in eine Ökobilanz zu erfassen: Energieinputs, Rohstoffinputs, Betriebsstoffinputs sowie sonstige physikalische Inputs, außerdem andere Produkte sowie Emissionen in Luft, Wasser und Boden und andere Umweltgesichtspunkte. Die Aufnahme von In- und Outputs orientiert sich an den Vorgaben der DGNB. Entsprechend wurden für die folgenden Bauteilgruppen die In- und Outputs erhoben: (1) Außenwände und Kellerwände inklusive Fenster und Beschichtungen (2) Dach (3) Geschossdecken inkl. Fußbodenaufbau und -belägen / Beschichtungen (4) Bodenplatte inkl. Fußbodenaufbau und belägen sowie Geschossdecken über Luft (5) Fundamente (6) Innenwände inklusive Beschichtungen sowie Stützen (7) Türen (8) Wärmeerzeugungsanlagen Betrachtet wurde jeweils die Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung dieser Bauteile. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Ziel und Untersuchungsrahmen 4

9 Zu besseren Übersichtlichkeit sind die Bauteile in die drei Gebäudeteile Altbau (sanierter Bestand), Zwischenbau (Verbindung zwischen Altbau und Neubau) und Neubau aufgeteilt worden. Daraus ergibt sich folgende Einteilung. Bestandsgebäude (sanierter Altbau) Kostengruppe Bauteil Abkürzung 330 Sanierte Außenwand AW Außenfenster Bestandsgebäude AF Massive Innenwand Bestandsgebäude (Ergänzung KS + neuer Putz) IW Leichte Innenwand Bestandsgebäude IW Bodenplatte Bestandsgebäude DE Decke über EG Bestandsgebäude DE Dach Bestandsgebäude DA Dachfenster Bestandsgebäude DF 1 Tabelle 1: Untersuchte Bauteile im Altbau (saniertes Bestandsgebäude) Zwischenbau (Verbindung zwischen Altbau und Neubau) Kostengruppe Bauteil Abkürzung 334 Außenfenster Zwischenbau AF Bodenplatte Zwischenbau DE Dach Zwischenbau DA Vordach Zwischenbau DA Lichtkuppel Zwischenbau - Tabelle 2: Untersuchte Bauteile im Zwischenbau Neubau Kostengruppe Bauteil Abkürzung 330 Außenwand opak mit ESG Neubau AW Außenwand opak mit Eternit Neubau AW Außenwand Terrasse / Carport Neubau AW Außenfenster Neubau AF Innenwand Neubau IW Bodenplatte Neubau DE Bodenplatte Terrasse Neubau DE Bodenplatte Carport Neubau DE Dach Neubau DA Dach über Terrasse / Carport Neubau DA Dachfenster Neubau DF 2 Tabelle 3: Untersuchte Bauteile im Neubau Kriterien für die Aufnahme von Inputs und Outputs Aufgenommen werden alle In- und Outputs, die mit der Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung der Gebäudekonstruktion zusammenhängen. Ausgenommen sind Transport- und Bauprozesse. Des Weiteren werden die In- und Outputs während des Gebäudebetriebs erfasst. Diese resultieren aus der Versorgung des Gebäudes mit Wärme und Strom. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Ziel und Untersuchungsrahmen 5

10 2.6. Anforderungen an die Datenqualität Die Anforderungen an die Datenqualität wurden ebenfalls von der DNGB übernommen. Die Massenermittlung der Bauteile erfolgte auf Basis der Standardbauteilaufbauten und der jeweiligen Bauteilfläche. Diese Daten wurden aus den Planunterlagen (Planstand ), der EnEV-Berechung und der Flächenberechnung der Architekten entnommen. In geringem Umfang wurden Annahmen getroffen (z.b. über den Anteil der Fußbodenheizung im Estrich). Für die Fensterprodukte wurden Daten der Firmen Velux und Velfac verwendet. Als Datengrundlage für die Umweltwirkungen dient die Ökobau.dat Datenbank des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung 2 Diese stellt durchschnittliche Datensätze für ca. 650 Baumaterialien zur Verfügung. Die Ökobau.dat ist in die bei dieser Bilanz verwendete Software GaBi4 der Firma PE International integriert. Lagen für die verwendeten Produkte spezifische Environmental Product Declarations (EPD) vor, zum Beispiel veröffentlicht beim Institut Bauen und Umwelt 3, so wurden diese verwendet. Waren weder EPDs noch Daten aus der Ökobau.dat-Datenbank verfügbar wurden Daten aus der verwendeten Software GaBi4 verwendet. Insgesamt wurde folgende Reihenfolge der Datenerhebung angestrebt und umgesetzt: 1. Verwendung von Ökobilanzdaten für konkrete eingesetzte Bauprodukte (z.b. EPD - Environmental product declarations) wenn diese nicht verfügbar waren 2. Verwendung von durchschnittlichen Ökobilanzdaten aus der Ökobau.dat Datenbank (implementiert in die verwendete Software) wenn diese nicht verfügbar waren 3. Verwendung von anderen Datensätzen aus der verwendeten Software wenn diese nicht verfügbar waren 4. Verwendung von Datensätzen aus anderen Quellen (z.b. Literatur) wenn diese nicht verfügbar warden 5. Abschätzung der Umweltwirkungen Die erreichte Datenqualität kann insgesamt als gut bezeichnet werden. Lediglich wenn mehr produktspezifische EPDs vorhanden wären, hätte eine noch bessere Datenqualität erreicht werden können. 2 Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung: Ökobau.dat. April Abrufbar im internet. URL: Stand: Institut für Bauen und Umwelt (IBU). URL: Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Ziel und Untersuchungsrahmen 6

11 3. Sachbilanz Die Erstellung einer Sachbilanz gliedert sich in drei wesentliche Schritte: die Datensammlung, die Modellierung der Prozessschritte in Modulen und die Datenverrechnung Verfahren der Datensammlung Für die Datensammlung wurde das von der DGNB im Vereinfachten Verfahren beschriebene Vorgehen angewendet. Die Aufbauten der unter 2.5 beschriebenen Bauteile wurden genau erfasst. Dabei wurde der Regelaufbau des jeweiligen Bauteils verwendet. Stöße und Verschneidungen mit anderen Bauteilen wurden entsprechend der DGNB Methode vernachlässigt. Wandaufbauten und Massen konnten größtenteils aus der Werkplanung exakt ermittelt werden. Lediglich in geringem Umfang mussten Annahmen getroffen werden. Dies betrifft zum Beispiel die Masse der Leitungen für die Fußbodenheizung oder den Bewehrungsanteil in der Bodenplatte des Neubaus. Ökobilanzdaten stammen aus den unter 2.6 beschriebenen Datenquellen und wurden in der dort beschriebenen Reihenfolge verwendet Sachbilanz Gebäudekonstruktion Velux Model Home Die Sachbilanz der Gebäudekonstruktion wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt für das zu sanierende Bestandsgebäude, den Zwischenbau (Verbindung von Bestands- und Neubau) und den Neubau durchgeführt Sachbilanz Gebäudekonstruktion Bestandsgebäude Nachfolgend sind die Bauteilaufbauten und die ermittelten Stoffmengen der verwendeten Baumaterialien für das sanierte Bestandsgebäude aufgeführt. Diese Ermittlung diente als Grundlage für die anschließende Wirkungsbilanz. 330 Außenwand Bestandsgebäude (AW 1) Abbildung 1: Lage der untersuchten Bauteile (Außenwände und -fenster) im Bestandsgebäude Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 7

12 In den Außenwänden sind verschiedene Öffnungen zugemauert worden. Grundsätzlich ist aber die Primärstruktur der Wände erhalten geblieben. Lediglich 5% der Wandfläche wurde durch neue Steine ergänzt. Nur diese sind in der Bilanz berücksichtigt. Abbildung 2: Aufbau sanierte Außenwand Bestandsgebäude (AW 1) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] alle 68,28 01 Putz Knauf Marmorit 0, , Mineralische WD 0, , KS - Bestand 0,240 5,0 120 zugemauerte Bestandsöffnungen 04 Innenputz 0, ,0 100 Tabelle 4: Aufbau sanierte Außenwand Bestandsgebäude (AW 1) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 8

13 334 Außenfenster Bestandsgebäude Velfac 200i Dreifachverglasung (AF 1) Für die verwendeten Außenfenster des Typs Velfac 200i wurden Unterlagen der Firma Velfac zur Ermittlung der Massen genutzt. Die Daten lagen für ein Fenster mit den Maßen 123 x 148cm (1,82m 2 ) vor und wurden jeweils auf 1m 2 umgerechnet. Für die Außenfenster wurde ein pauschale Lebensdauer von 50 Jahren angenommen. Abbildung 3: Aufbau Außenfenster Bestandsgebäude (AF 1) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 9

14 Material Menge /m 2 Gesamtmenge Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] [kg] alle 11,24 01 Aluminium Profil 2,63 29,64 02 Argonfüllung 0,022 0,25 03 Flachglasscheibe 17,74 199,44 04 Gummi Dichtungen 0,38 4,32 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 05 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 5,66 63, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,60 6,79 07 Lack (Decklack, Holz, weiß) 0,11 1,23 08 Stahlbauteile 0,49 5,56 09 Zinkbauteile 0,16 1,85 Tabelle 5: Aufbau Außenfenster Bestandsgebäude (AF 1) 340 Innenwand Bestandsgebäude (IW 2) Abbildung 4: Lage der untersuchten Bauteile (Innenwände und Decken) im Bestandsgebäude Im Bestandsgebäude wurden die vorhandenen Innenwände (42,32m 2 ) an verschiedenen Stellen mit KS- Mauerwerk ergänzt (insgesamt 6,19m 2 ). Außerdem sind alle Innenwandflächen neu verputzt. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 10

15 Abbildung 5: Aufbau massive Innenwand Bestandsgebäude (IW 2) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 42,32 01 Innenputz (Kalk-Gips) 0,01 100,0 100 Anstrich vernachlässigt 42,32 02 Kalksandstein Mauerwerk 0,115 14, ,19 03 Innenputz (Kalk-Gips) 0,01 100,0 100 Anstrich vernachlässigt 42,32 Tabelle 6: Aufbau Innenwand Bestandsgebäude (IW 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 11

16 340 Innenwand Bestandsgebäude (IW 1) Neue Innenwände sind als Gipskartonwand mit Metallständerkonstruktion ausgeführt. Abbildung 6: Aufbau leichte Innenwand Bestandsgebäude (IW 1) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 17,14 01 Gipskarton 2-lagig 0, ,0 50 Anstrich vernachlässigt 02 Metallständer 0,100 0, Dämmung 0,100 99, Gipskarton 2-lagig 0, ,0 50 Anstrich vernachlässigt Tabelle 7: Aufbau leichte Innenwand Bestandsgebäude (IW 1) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 12

17 350 Bodenplatte Bestandsgebäude (DE 1) Der neue Bodenaufbau wurde auf die vorhandene Bodenplatte aufgebracht. Die Stahlbetonbodenplatte ist dementsprechend nicht in der Bilanz berücksichtigt. Abbildung 7: Aufbau Bodenplatte Bestandsgebäude (DE 1) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 50,01 01 Bodenplatte (Bestand) 0,100 0,0 - Bestand 02 Abdichtung, Eubit 0, , PUR-Dämmung, WLG 025 0, , Trennlage PE-Folie 0, , Calciumsulfat-Fließestrich 0,035 98, FB-Heizung 0,035 1, Parkett (Eiche) 0, ,0 60 Tabelle 8: Aufbau Bodenplatte Bestandsgebäude (DE 1) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 13

18 350 Decke über EG Bestandsgebäude (DE 2) Für die Decke über dem Erdgeschoss wurden die vorhandenen Balken des Bestandsgebäudes verwendet. Abbildung 8: Aufbau Decke über EG Bestandsgebäude (DE 2) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 33,94 01 Gipskarton 0, , Holzbalken (Bestand) 0,180 0,0 - Bestand 03 Dämmung 0,180 0, OSB-platte 0,020 2, Trennlage PE-Folie 0, , Calciumsulfat-Fließestrich 0,035 98, FB-Heizung 0,035 1, Parkett (Eiche) 0, ,0 60 Tabelle 9: Aufbau Decke über EG Bestandsgebäude (DE 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 14

19 350 Decke Bestandsgebäude (DE 3) Für die Decke über dem 1. Obergeschoss wurden die vorhandenen Balken des Bestandsgebäudes verwendet. Abbildung 9: Aufbau Decke über 1. OG Bestandsgebäude (DE 3) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 13,08 01 Holzbalken (Bestand) 0,160 0,0 - Bestand 02 Holzdielen 0, ,0 60 Tabelle 10: Aufbau Decke über 1. OG Bestandsgebäude (DE 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 15

20 360 Dach Bestandsgebäude (DA1) Abbildung 10: Lage der untersuchten Bauteile (Dach und Dachfenster) im Bestandsgebäude Das Dach des Bestandsgebäudes wurde vollständig erneuert, es wurden keine bestehenden Bauteile weiterverwendet. Für die Dacheindeckung (Faserzementplatten) wurde eine Lebensdauer von 50 Jahren angenommen. Dies entspricht den Angaben aus dem Leitfaden Nachhaltiges Bauen. Für die hölzerne Unterkonstruktion ist im Leitfaden eine geringere Lebensdauer angegeben. In der vorliegenden Bilanz wurde angenommen, dass die Unterkonstruktion die gleiche Lebensdauer wie die Dacheindeckung hat und erst zusammen mit dieser ausgetauscht werden wird. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 16

21 Abbildung 11: Aufbau Dach Bestandsgebäude (DA 1) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] [%] [a] [m²] alle 80,61 Anteil Lebensdauer 01 Eternit "Activa" 0, , Lattung 40/60 0,040 8, Konterlattung 24/48 0,024 8, PE-Folie 0, , Holzfaserplatte Homatherm 0, , Sparren 10/22 0,220 12, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,220 87, OSB-Platte 0, , Gipskarton, Knauf "Diamant" 0, ,0 50 Tabelle 11: Aufbau Dach Bestandsgebäude (DA 1) Bemerkungen Abweichungen der angenommenen Lebensdauer vom Leitfaden Menge Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 17

22 362 Dachöffnungen Bestandsgebäude Velux (DF 1) Abbildung 12: Detail Dachfenster Bestandsgebäude (DF 1) Material Menge /m 2 Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] alle 25,91 01 Aluminium Profil 3,35 02 Flachglasscheibe 15,02 03 Gummi Dichtungen 0,21 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 04 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 10, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,31 06 Polyurethan Hartschaum 5,43 07 Stahlguß Bauteil 0,59 Tabelle 12: Aufbau Dachfenster Bestandsgebäude (DF_1) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 18

23 Sachbilanz Gebäudekonstruktion Zwischenbau Nachfolgend sind die Bauteilaufbauten und die ermittelten Stoffmengen der verwendeten Baumaterialien für den Zwischenbau aufgeführt. Diese Ermittlung diente als Grundlage für die anschließende Wirkungsbilanz. Abbildung 13: Lage der untersuchten Bauteile im Zwischenbau Der Zwischenbau ist vollständig neu errichtet worden, dementsprechend wurden keine vorhandenen Bauteile verwendet. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 19

24 334 Außenfenster Zwischenbau Velfac 200i Dreifachverglasung (AF 4) Abbildung 14: Detail Außenfenster Zwischenbau (AF 4) Material Menge /m 2 Gesamtmenge Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] [kg] alle 8,38 01 Aluminium Profil 2,63 29,64 02 Argonfüllung 0,022 0,25 03 Flachglasscheibe 17,74 199,44 04 Gummi Dichtungen 0,38 4,32 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 05 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 5,66 63, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,60 6,79 07 Lack (Decklack, Holz, weiß) 0,11 1,23 08 Stahlbauteile 0,49 5,56 09 Zinkbauteile 0,16 1,85 Tabelle 13: Aufbau Außenfenster Zwischenbau (AF 4) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 20

25 350 Bodenplatte Zwischenbau (DE 7) Abbildung 15: Aufbau Bodenplatte Zwischenbau (DE 7) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] [m] alle 6,49 01 Stahlbetonsohle 0,250 80, Wärmedämmung, Foamglas (Floor Boards 0, ,0 100 T4), WLG Abdichtung, Bitumenschweissbahn 0, , Wärmedämmung, EPS, WLG 035 0, , Trennlage PE-Folie 0, , Zementestrich poliert 0,100 98, Fußbodenheizungsleitungen 0,100 1,5 80 Tabelle 14: Aufbau Bodenplatte Zwischenbau (DE 7) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 21

26 360 Dach Zwischenbau (DA 4) Abbildung 16: Aufbau Dach Zwischenbau (DA 4) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 5,60 01 Dachabdichtung, Fa. Sarnafil TS (2-lagig) 0, , Kertoplatte 0, , Wärmedämmung, Homatherm 0, , Holzkonstruktion 0,200 20, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,200 80, OSB-Platte 0, , Gipskarton 0, ,0 50 Tabelle 15: Aufbau Dach Zwischenbau (DA 4) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 22

27 360 Vordach Zwischenbau (DA 5) Das Vordach befindet sich im Außenbereich und ist daher nicht gedämmt. Abbildung 17: Aufbau Vordach Zwischenbau (DA 5) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 3,28 01 Dachabdichtung, Fa. Sarnafil TS (2-lagig) 0, , OSB-Platte 0, , Kunststoffbeschichtung 0, ,0 50 Tabelle 16: Aufbau Vordach Zwischenbau (DA 5) 362 Dachöffnungen Zwischenbau Velux Lichtkuppel Die genauen Massenangaben zur Lichtkuppel lagen bei der Erstellung der Bilanz nicht vor. Die Massen wurden dementsprechend abgeschätzt. Die Lebensdauer wurde pauschal mit 50 Jahren angenommen. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 23

28 Die Abschätzung der Massen erfolgte bezogen auf 1 Stück Lichtkuppel, nicht wie bei den anderen Bauteilen auf einen Quadratmeter. Abbildung 18: Detail Lichtkuppel Zwischenbau Schichten (von außen nach innen) Menge / Element [kg] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [Stück] alle 1 01 Glas 9,60 02 PVC Rahmen 3,72 03 EPS Dämmung im Rahmen 0, PMMA Abdeckung 5,14 Tabelle 17: Stoffmengen Lichtkuppel Zwischenbau Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 24

29 Sachbilanz Gebäudekonstruktion Neubau Nachfolgend sind die Bauteilaufbauten und die ermittelten Stoffmengen der verwendeten Baumaterialien für den Neubau aufgeführt. Diese Ermittlung diente als Grundlage für die anschließende Wirkungsbilanz. Abbildung 19: Lage der untersuchten Bauteile (Außenwände) im Neubau Der Zwischenbau ist vollständig neu errichtet worden, dementsprechend wurden keine vorhandenen Bauteile verwendet. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 25

30 330 Außenwand opak mit ESG Neubau (AW 2) Abbildung 20: Aufbau Außenwand opak mit ESG Neubau (AW 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 26

31 Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke Anteil Lebensdauer Bemerkungen Menge [m²] [m] [%] [a] alle 54,33 01 ESG mit Folie beklebt 0,008 90, Aluminiumrahmen 0,033 10, Unterspannbahn, Delta Fassade, Fa. 0, ,0 40 PE-Folie Dörken (Polyestervlies) 04 Dämmplatte, Fa. Homatherm, WLG 037 0, , Richtschwellen, Holz nicht berücksichtigt 06 Injektionsanker nicht berücksichtigt 07 Holzständer 8/20 (Hartholz) 0,200 5, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,200 94, OSB-Platte 0, , Lattung 3/5 0,030 8, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,030 92, OSB-Platte 0, , Gipskartonplatte 0, ,0 50 Tabelle 18: Aufbau Außenwand opak mit ESG Neubau (AW 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 27

32 330 Außenwand opak mit Eternit Neubau (AW 3) Abbildung 21: Aufbau Außenwand opak mit Eternit (AW 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 28

33 Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke Anteil Lebensdauer Bemerkungen Menge[m²] [m] [%] [a] alle 23,71 01 Eternit Fassadenplatte (Faserzement) 0, , Lattung 24/60 0,024 10, Unterspannbahn, Delta Fassade, Fa. 0, ,0 40 PE-Folie Dörken (Polyestervlies) 04 Dämmplatte, Fa. Homatherm, WLG 037 0, , Richtschwellen, Holz nicht berücksichtigt 08 Injektionsanker nicht berücksichtigt 09 Holzständer 8/20 0,200 5, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,200 94, OSB-Platte 0, , Lattung 3/5 0,030 8, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 035 0,030 84, OSB-Platte 0, , Gipskartonplatte 0, ,0 50 Tabelle 19: Aufbau Außenwand opak mit Eternit (AW 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 29

34 330 Außenwand Terrasse / Carport Neubau (AW4) Abbildung 22: Aufbau Außenwand Terrasse / Carport Neubau (AW 4) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 10,26 01 ESG mit Folie beklebt 0,008 90, Aluminiumrahmen 0,033 10, BSH 0,200 5,5 70 Tabelle 20: Aufbau Außenwand Terrasse / Carport Neubau (AW 4) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 30

35 334 Außenfenster Neubau Velfac 200i Zweifachverglasung (AF 2) Die Materialmengen wurden aus den Details gemessen und berechnet. Abbildung 23: Außenfenster mit Zweifachverglasung Neubau (AF 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 31

36 Material Menge /m 2 Gesamtmenge Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] [kg] alle 11,24 01 Aluminium Profil 2,63 29,64 02 Argonfüllung 0,022 0,25 03 Flachglasscheibe 11,83 132,94 04 Gummi Dichtungen 0,38 4,32 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 05 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 5,66 63, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,60 6,79 07 Lack (Decklack, Holz, weiß) 0,11 1,23 08 Stahlbauteile 0,49 5,56 09 Zinkbauteile 0,16 1,85 Tabelle 21: Außenfenster mit Zweifachverglasung Neubau (AF 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 32

37 334 Außenfenster Neubau Velfac 200i Dreifachverglasung (AF 3) Tabelle 22: Außenfenster mit Dreifachverglasung Neubau (AF 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 33

38 Material Menge /m 2 Gesamtmenge Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] [kg] alle 25,74 01 Aluminium Profil 2,63 67,16 02 Argonfüllung 0,022 0,56 03 Flachglasscheibe 17,69 451,92 04 Gummi Dichtungen 0,38 9,79 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 05 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 5,66 144, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,60 15,39 07 Lack (Decklack, Holz, weiß) 0,11 2,80 08 Stahlbauteile 0,49 12,59 09 Zinkbauteile 0,16 4,20 Tabelle 23: Außenfenster mit Dreifachverglasung Neubau (AF 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 34

39 340 Innenwand Neubau (IW 3) Abbildung 24: Aufbau Innenwand Neubau (IW 3) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 23,96 01 Gipskarton 1-lagig 0, ,0 50 Anstrich vernachlässigt 02 OSB-Platte 0, , Kanthölzer 0,12 5, Dämmung 0,12 94, OSB-Platte 0, , Gipskarton 1-lagig 0, ,0 50 Anstrich vernachlässigt Tabelle 24: Aufbau Innenwand Neubau (IW 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 35

40 Abbildung 25: Lage der untersuchten Bauteile (Decken und Innenwände) im Neubau Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 36

41 350 Bodenplatte Neubau (DE 4) Abbildung 26: Aufbau Bodenplatte Neubau (DE 4) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 37

42 Schichten (von außen nach Schichtdicke Anteil [%] Lebensdauer Bemerkungen innen) [m] [a] alle 78,66 01 Mittel-& Grobsand 0, , Wärmedämmung, Fa. Foamglas 0, ,0 100 (Floor Boards T 4), Schaumglas, WLG 042 (2-lagig) 03 PE-Folie (2-lagig) 0, , Stahlbeton-Sohle C 30/37 0, , Bitumenschweißbahn 0, , Wärmedämmung, EPS, WLG 035 0,100 70,0 80 Bereiche d. aufgehenden Wände ausgespart 07 Trennlage PE-Folie 0,002 70,0 80 Bereiche d. aufgehenden Wände ausgespart 08 Zementestrich poliert 0,100 70,0 80 Bereiche d. aufgehenden Wände ausgespart 09 Fußbodenheizungsleitungen 0,100 1,5 80 Tabelle 25: Aufbau Bodenplatte Neubau (DE 4) Menge [m²] Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 38

43 350 Bodenplatte Carport Neubau (DE 5) Abbildung 27: Aufbau Bodenplatte Carport Neubau (DE 5) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 19,88 01 Betonwerksteinplatten 0,050 98,0 50 Fugen abgezogen 02 PE-Folie 0, , Splittbett 0, , Stahlbeton-Sohle C 30/37 0, ,0 100 Tabelle 26: Aufbau Bodenplatte Carport Neubau (DE 5) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 39

44 350 Bodenplatte Terrasse Neubau (DE 6) Abbildung 28: Aufbau Bodenplatte Terrasse Neubau (DE 6) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 26,68 01 Zementestrich 0,15 100, Stahlbeton-Sohle C 30/37 0,25 100,0 100 Tabelle 27: Aufbau Bodenplatte Terrasse Neubau (DE 6) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 40

45 Abbildung 29: Lage der untersuchten Bauteile (Dachflächen) im Neubau Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 41

46 350 Dach Neubau (DA 2) Für die eingesetzten Glas-Glas-PV Module liegen derzeit keine veröffentlichten Ökobilanzdaten vor. Die Module wurden daher vereinfacht als Glasscheibe gerechnet. Abbildung 30: Aufbau Dach Neubau (DA 2) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] [m] alle 61,80 01 Glas-Glas-PV-Modul / ESG Glas 0, , Aluminium Unterkonstruktion 0,020 5, Dachabdichtung, Fa. Sarnafil TS , ,0 30 (2-lagig) 04 Dämmplatte, Fa. Homatherm, HDP Q 11 0, ,0 50 Protect, WLG Dachbinder 8/24, BSH 0,240 5, Wärmedämmung, Mineralwolle, WLG 0,200 94, OSB-Platte 0, , Gipskartonplatte 0, ,0 50 Tabelle 28: Aufbau Dach Neubau (DA 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 42

47 350 Dach Neubau über Terrasse / Carport (DA 3) Für die eingesetzten Glas-Glas-PV Module liegen derzeit keine veröffentlichten Ökobilanzdaten vor. Die Module wurden daher vereinfacht als Glasscheibe gerechnet. Abbildung 31: Aufbau Dach über Terrasse / Carport Neubau (DA 3) Schichten (von außen nach innen) Schichtdicke [m] Anteil [%] Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge [m²] alle 47,05 01 Glas-Glas-PV-Modul / ESG Glas 0, , Aluminium Unterkonstruktion 0,020 5, BSH-Träger 0,240 5,5 50 Tabelle 29: Aufbau Dach über Terrasse / Carport Neubau (DA 3) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 43

48 362 Dachfenster Neubau Velux (DF 2) Abbildung 32: Detail Dachfenster Neubau (DF 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 44

49 Material Menge /m 2 Lebensdauer [a] Bemerkungen Menge[m²] Fenster [kg] alle 11,34 01 Aluminium Profil 3,35 02 Flachglasscheibe 15,02 03 Gummi Dichtungen 0,21 (Styrol-Butadien-Kautschuk) 04 Holzrahmen (Schnittholz Kiefer) 10, Kunststoffbauteile (Polyethylen-HD) 0,31 06 Polyurethan Hartschaum 5,43 07 Stahlguß Bauteil 0,59 Tabelle 30: Stoffmenge Dachfenster Neubau (DF 2) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 45

50 Einschränkungen der Sachbilanz Gebäudekonstruktion Die Sachbilanz der Gebäudekonstruktion enthält die übliche Unschärfe der vereinfachten Methode nach DNGB. Durch die Erfassung der Regelbauteile und der Nichtbeachtung von Anschlussdetails und untergeordneten Bauteilen stellt das Modell kein exaktes Abbild des realen Gebäudes dar. Die Ungenauigkeiten dieses Vorgehens werden durch einen pauschalen Aufschlag auf die Ergebnisse der Wirkungsbilanz berücksichtigt. Die Erfassung der Materialmengen in den Fenster- und Dachfensterbauteilen enthält außerdem eine gewisse Unschärfe wegen der Umrechnung der Materialmengen eines vorhandenen Fensters mit einer Größe von 1,82m 2 auf Fenster mit anderen Formaten. Bei kleineren Fenstern wird der Anteil des Rahmens und der Rahmenbauteile im Verhältnis zur Fensterfläche größer sein als bei großen Fenstern Sachbilanz Betrieb LichtAktiv Haus Die Sachbilanz des Gebäudebetriebs basiert auf der EnEV-Berechnung der HL-Technik Engineering Partner GmbH vom Für die Ökobilanzierung des Betriebs werden der rechnerisch ermittelten Endenergiebedarf für Wärme und Strom verwendet Betrieb des LichtAktiv Haus Das LichtAktiv Haus hat einen Endenergiebedarf Wärme von 23,34kWh/m 2 a. Für das gesamte Gebäude (N EnEV = m 2 ) ergibt sich ein Endenergiebedarf Wärme von 4.414,20kWh/a. Bei einer angenommen Nutzungsdauer von 50 Jahren werden kWh Strom für die Wärmeerzeugung verbraucht verbraucht. Die Photovoltaik hat eine errechnete Stromproduktion von durchschnittlich 7.059,6kWh/a. Das ergibt eine Stromproduktion von kWh innerhalb der angenommen Gebäudenutzungsdauer von 50 Jahren. Der photovoltaisch erzeugte Strom wird in das Stromnetz eingespeißt und ersetzt dabei Strom aus anderen Energiequellen. Dementsprechend kann ein vermiedene Produktion des Strom-Mix Deutschland gutgeschrieben werden. Effektiv wird somit der Strombedarf des Gebäudes um die erzeugte Leistung der Photovoltaikanlage reduziert. Daraus ergibt sich ein rechnerische Strommenge, die in das Netz eingespeißt wird von kWh (bezogen auf eine Nutzungsdauer von 50 Jahren). Das verwendete Modell berücksichtigt keine Schwankungen im Strombedarf und der Stromproduktion durch die PV-Anlage. Das vorhandene Stromnetz wird also als Speicher genutzt und vorausgesetzt, dass jederzeit eine ausreichende Strommenge zur Verfügung steht, auch wenn die eigene Anlage gerade nicht genügend Strom produziert um den Bedarf theoretisch selbst decken zu können (z.b. nachts) Einschränkungen der Sachbilanz Gebäudebetrieb Da es sich bei der EnEV-Berechnung nur um eine theoretische Ermittlung des Bedarfs handelt, repräsentiert sie nicht den realen Bedarf, der beispielsweise durch das Nutzerverhalten maßgeblich beeinflusst wird. Für die ebenfalls auf einem theoretischen Modell basierenden Ökobilanz sind diese Werte allerdings vollkommen ausreichend. Insbesondere wird durch die vereinheitlichte Berechnung des Verbrauchs eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Gebäuden gewährleistet. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Sachbilanz 46

51 4. Wirkungsabschätzung Mit Abschluss der Sachbilanz liegt eine Vielzahl von Daten vor, deren Auswertung in der Regel in dieser Form nur schwer möglich ist. Im Rahmen der Wirkungsabschätzung werden die Sachbilanzdaten entsprechend ihrer potentiellen Wirkung auf die Umwelt so genannten Wirkungskategorien zugeordnet. Die Anzahl der Sachbilanzdaten reduziert sich auf die Anzahl der betrachteten Wirkungskategorien und ermöglicht eine bessere Interpretation der Ergebnisse. Ein Beispiel einer Wirkungskategorie ist das Treibhauspotential. Alle Emissionen, die einen Beitrag zum Treibhauseffekt liefern, werden dieser Kategorie zugeordnet und entsprechend ihrer potentiellen Wirkung aggregiert. Mit der Auswahl der Wirkungskategorien beginnt die Wirkungsabschätzung. Dabei orientiert sich die Auswahl an der Zieldefinition bzw. der Festlegung des Untersuchungsrahmens. Der zweite Schritt innerhalb der Wirkungsabschätzung ist die Klassifizierung. Hier werden die einzelnen Sachbilanzdaten entsprechend ihrer Wirkung den einzelnen Kategorien zugeordnet. Durch diese Normierung auf unterschiedliche Wirkungskategorien, kann die Vielzahl der unterschiedlich wirksamen Stoffe auf eine überschaubare Zahl von Umweltwirkungen reduziert werden. Der Beitrag eines Stoffes zu mehreren Kategorien ist entsprechend bei allen Wirkungskategorien zu berücksichtigen. Im Rahmen der Charakterisierung wird jedem Stoff innerhalb der betrachteten Kategorie ein Potential zugeordnet und dieses der Wirkungskategorie angerechnet. Die potenzielle Wirkung eines Stoffes wird in Bezug zu einer maßgebenden Größe in der betrachteten Kategorie angegeben. Für die Wirkungskategorie Treibhauspotential GWP ist diese maßgebende Größe z.b. 1kg CO 2 -Äquivalent. Für alle Stoffe, die ebenfalls zur Zunahme des Treibhauseffekts beitragen, wird ihr Teibhauspotential entsprechend in kg CO 2 -Äquivalent umgerechnet und angegeben. 1kg Methan hat beispielsweise ein Treibhauspotential von 21 kg CO 2 -Äquivaltent. Das heißt, 1 kg Methan trägt 21mal stärker zum Treibhauseffekt bei als 1kg CO Untersuchte Wirkungskategorien Die Norm ISO legt sich nicht auf bestimmte Wirkungskategorien fest. Auf diese Weise ist es einfacher, zurzeit noch in der Entwicklung befindliche Wirkungskategorien zu integrieren. Es werden jedoch Anforderungen und Empfehlungen an die Auswahl der Wirkungskategorien ausgesprochen. Diese sind unter anderem: Übereinstimmung mit der Zieldefinition, umfassende Auswahl umweltbezogener Fragestellungen in Bezug auf das Produkt, eindeutige Referenzierung der Quellen, Erläuterung und Beschreibung der Kategorien und Wirkungsmechanismen, Begründung der Auswahl, internationale Akzeptanz der Wirkungskategorien ist erwünscht, keine Doppelzählung derselben Wirkungen in mehreren Kategorien (z.b. Wirkungskategorie Versauerungspotential und Protoneneintrag als getrennte Kategorien). Es ist zu erwähnen, dass die Methodik der Wirkungsabschätzung teilweise noch in der Phase der Entwicklung ist. Davon sind insbesondere die Toxizitätspotentiale sowie die Inanspruchnahme von Naturraum betroffen. Für die vorliegende Untersuchung wurden folgende Wirkungskategorien betrachtet: Eutrophierungspotential (EP) Ozonabbaupotential (ODP) Photochemisches Oxidantienbildungspotential (POCP) Primärenenergieinhalt, nicht erneuerbar (PEI) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Wirkungsabschätzung 47

52 Ressourcenverbrauch, fossile Energieträger Treibhauspotential (GWP 100) Versauerungspotential (AP) Diese entsprechen den Wirkungskategorien, die auch in einer DGNB Zertifizierung betrachtet werden Eutrophierungspotential (EP) Die Eutrophierung beschreibt die Anreicherung von Nährstoffen an einem Standort innerhalb eines Ökosystems. Allgemein wird Eutrophierung als Überdüngung bezeichnet. Es wird zwischen terrestrischer und aquatischer Eutrophierung unterschieden. Bei der Überdüngung von Böden kann man bei Pflanzen eine verstärkte Anfälligkeit gegenüber Schädlingen und Krankheiten feststellen. Ist im Boden mehr Stickstoff vorhanden, als für den Höchstertrag notwendig, kommt es bei manchen Nutzpflanzen zu einer Anreicherung von Nitrat. Die Folge eines überhöhten Nährstoffeintrags in ein Gewässer ist ein erhöhtes Wachstum von Algen. Durch die Algenvermehrung dringt weniger Sonnenlicht zu den Pflanzen am Boden des Gewässers, wodurch diese weniger Photosynthese betreiben können und weniger Sauerstoff abgeben. Durch den geringen Sauerstoffanteil im Wasser sterben Fische und es kommt zu anaeroben Zersetzungsprozessen im Gewässer. Dabei werden unter anderem Schwefelwasserstoff und Methan frei. Man spricht von einem Umkippen des Gewässers. Die Eutrophierung wird durch anthropogene Einträge von Stickstoff und Phosphor beschleunigt. Diese Stoffe können aus verschiedenen Quellen kommen: Düngemittel, Verbrennungsmotoren (Stickoxide), Haushaltsabwässer (Waschmittel) sowie Industrieabfälle und abwässer. Abbildung 33: Schema Eutrophierungspotential (EP) Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Wirkungsabschätzung 48

53 Das Eutrophierungspotential wird als Phosphat Äquivalent (PO4 Äq.) dargestellt. Auch bei der Eutrophierung können die Effekte regional stark unterschiedlich sein Ozonabbaupotential (ODP) Ozon (O3) ist ein Spurengas in der Erdatmosphäre. Trotz einer sehr geringen Konzentration in der Erdatmosphäre absorbiert Ozon ultraviolette Strahlung (UV-B), die wiederum schädlich für Menschen und Ökosysteme ist. Durch bestimmte Stoffe (z.b. Halogenkohlenwasserstoffe) werden die Ozonmoleküle in der Atmosphäre zerstört und können so ihre schützende Funktion für das Ökosystem nicht mehr ausüben. Diese so genannten Katalysatormoleküle werden dabei nicht gebunden, so dass auch sehr geringe Konzentrationen bereits einen erheblichen Schaden in der Ozonschicht verursachen. Der Prozess wird erst gestoppt, wenn der Katalysator an andere langlebige Substanzen gebunden wird. Abbildung 34: Schema Ozonabbau (ODP) Eine Verringerung der Ozonkonzentration in der Erdatmosphäre wird eine Reihe von negativen Folgen für das Ökosystem der Erde haben. Zu den erwarteten Folgen zählen z.b. Wuchsstörungen bei Pflanzen (und daraus resultierende Missernten), Tumorerkrankungen bei Menschen und Tieren (vor allem Hautkrebs und Augenerkrankungen) sowie eine Abnahme des Planktons mit erheblichen Folgen auf die Nahrungskette. Der Ozonabbau ist ein globaler Effekt, dessen Auswirkungen allerdings jahreszeitabhängig und geographisch begrenzt auftreten Photochemisches Oxidantienbildungspotential (Bodennahe Ozonbildung - POCP) Ozon (O3) ist ein Spurengas der Erdatmosphäre. 90% des Gesamtozons befindet sich in der Stratosphäre (10 km 50 km Höhe) und absorbiert dort die für das Leben auf der Erde gefährliche UV-B Strahlung. 4 Eyerer (1996), S. 221f. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Wirkungsabschätzung 49

54 Ozonbildung in der darunter gelegenen Troposphäre wird dagegen als Sommersmog bezeichnet und wirkt in höheren Konzentrationen toxisch auf den Menschen. Abbildung 35: Schema bodennahe Ozonbildung (POCP) Bodennahes Ozon ist die Folge einer komplizierten Kette von chemischen Reaktionen, bei denen unter Einwirkung von Sonnenstrahlung aus Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen verschiedene Reaktionsprodukte entstehen. Stickoxide allein bewirken keine hohe Konzentration von Ozon. Der Prozess wird als photochemische Ozonbildung bezeichnet. Das Vorhandensein von Kohlenmonoxid (CO), zum Beispiel durch Autoverkehr verursacht, verringert den Ozonanteil in der Luft, da das gebildete Ozon unter gleichzeitger Bildung von CO2 zu O2 reduziert wird. Deshalb treten hohe Ozonkonzentrationen eher in Reinluftgebieten (z.b. Wäldern) auf, in denen wenig CO vorhanden ist. Kohlenwasserstoffe werden bei unvollständigen Verbrennungen und dem Umgang mit Ottokraftstoffen und Lösungsmitteln freigesetzt. Stickoxide entstehen ebenfalls bei Verbrennungen. Das Photochemische Oxidationspotential wird als Ethen Äquivalent (C2H4-Äq.) angegeben. Es muss berücksichtigt werden, dass die tatsächliche Ozonkonzentration witterungsabhängig ist Primärenergieverbrauch nicht erneuerbar (PEI n.-ern.) Der Energieerzeugung und -nutzung kommt sowohl in Bezug auf den ökologischen als auch in Bezug auf den ökonomischen und sozialen Nachhaltigkeitsaspekt besondere Bedeutung zu. Diese Größe enthält aggregiert die Energieäquivalenzwerte der Ressourcen Steinkohle, Braunkohle, Erdöl, Erdgas und Uran. Die potenzielle Wirkung eines Stoffes für Verbrauch fossiler Energieträger wird in Megajoule (MJ) angegeben. Ökobilanzierung Velux LichtAktiv Haus Hamburg - Wirkungsabschätzung 50