Praxisbericht! Nachhaltige Architektur"

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1 !#$$#$!% Praxisbericht! Nachhaltige Architektur Manfred Hegger Constantin Meyer $%

2 !#$$#$!% ee Technische Universität Darmstadt Fachbereich Architektur Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen gegründet 2001 Universitäre Lehre und außeruniversitäre Fortbildung Forschung und Entwicklung seit 2005: Spin-off ee-concept seit 2008: Bachelor und Master-Studiengänge seit 2013: zusätzlicher Stiftungslehrstuhl Nachhaltiges Bauen 4 Lehrende WIMI 15 Forschende WIMI 20 forschende studentische Mitarbeiter 4 Externe Lehrbeauftragte ee Kompetenzen Lehre Nachhaltiges Bauen Lebenszyklus-gerechtes Bauen Baustoffe Energieeffizientes Bauen Entwurfsmethodik Forschung Lebenszyklus-Kostenberechnung Architektonische Integration von Erneuerbaren Energiesystemen Nachhaltigkeitsbewertung Beratung Nachhaltigkeitsberatung, CO2-neutrales Bauen Gebäude-Energiekonzepte Urbane Energiekonzepte Beratung nationaler und internationaler Institutionen (UIA, UNEP, EU) &%

3 !#$$#$!% HHS Planer + Architekten AG Dipl.-Ing. Johannes Hegger Passive House Office Building, Kassel l HHS Planer + Architekten AG! HHS Planer + Architekten AG Dipl.-Ing. Johannes Hegger Passive House Office Building, Kassel l HHS Planer + Architekten AG!!%

4 !#$$#$!% Hegger Hegger Schleiff HHS Planer + Architekten AG 1980 gegründet (BGB) von Doris Hegger, Manfred Hegger, Günter Schleiff HHS Planer + Architekten AG 1999 Ausgründung von Eurolabors Integrated Laboratories Planning (AG) 2001 Umwandlung in kleine AG Dipl.-Ing. Johannes Hegger 5 Partner 2 Associates 30 Mitarbeiter HHS Kompetenzen Arbeitsfelder Master Planung, Programmierung, Machbarkeitsstudien Städtebau Systemische Bauplanung, Generalplanung HHS Planer + Architekten AG Arbeitsschwerpunkte Nachhaltigkeit in der Architektur Dipl.-Ing. Energieeffizientes Johannes bauen Hegger Innovation, Bauforschung Gebäudetypen Büro- und Gewerbebauten Bildungs- und Forschungsbauten Öffentliche Gebäude Wohnungsbau '%

5 !#$$#$!% Nachhaltigkeit Volker Hauff: Unsere gemeinsame Zukunft? Der Brundtland- Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung, 1987:!! Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass zukünftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können. Zwei Schlüsselbegriffe sind wichtig:! Bedürfnisse, insbesondere der Grundbedürfnisse der Ärmsten der Welt, die Priorität haben sollten;!! Beschränkungen, die der Stand der Technik und der sozialen Organisation auf die Fähigkeit der Umwelt ausübt, gegenwärtige und zukünftige Bedürfnisse zu befriedigen. (%

6 !#$$#$!% Nachhaltiges Bauen Nachhaltiges Bauen Ressourcen schonen! Werte erhalten! Qualität verbessern! Lebenszyklusorientiert bauen! Komfort steigern! Effizienz erhöhen! Bauprozesse optimieren! Nachhaltigkeit bewerten! )%

7 !#$$#$!% Nachhaltiges Bauen! Effizienz der energetischen Ressourcen! Effiziente Flächennutzung! Effizienz der stofflichen Ressourcen Effizienz der energetischen Ressourcen *%

8 !#$$#$!% Energieeffizienz Fraunhofer IBP Zukünftige Entwicklungen POLITISCHE DIMENSION Europäische Kommission 20/20/ Europäisches Parlament 0-Energiehäuser EnEV 2009 EnEV 2012 GESETZLICHE DIMENSION +%

9 !#$$#$!%!#$%&'%()*+,-.%+'/(0%1+%(( Akademie Mont-Cenis Herne (Jourda/HHS Architekten)! Buckminster Fuller: Manhattan,%

10 !#$$#$!% Jourda Architectes/ HHS Planer & Architekten; Fortbildungsakademie $%

11 !#$$#$!% $$%

12 !#$$#$!% Jourda+Perraudin/ HHS Planer & Architekten; Fortbildungsakademie Jourda+Perraudin/ HHS Planer & Architekten; Fortbildungsakademie $&%

13 !#$$#$!% $!%

14 !#$$#$!% $'%

15 !#$$#$!% Aktiv Stadthaus, Frankfurt HHS Planer + Architekten AG $(%

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17 !#$$#$!% $*% Energiekonzept Sonnenlicht Abwasserwärme Wechselrichter Batterie Photovoltaikmodule Wärmetauscher Wärmepumpe Wärmespeicher Energiekonzept Photovoltaik - Fassade -%'%./%01%231%453631%2637%839:;49931% -%'%./%01%231%<1=3631%2637%839:;49931% &%>%$)(%?42<@3% A<3@@3B%C833D%EF%G06H9=02=%I%JJK%L@0136%M%N6:;7=3.=31%I%K= OE6019P36Q31=6<H%R136S73OD%835T<23O%<12%K4@06=3:;17.%

18 !#$$#$!% Energiebilanz Endenergie Endenergie -> Überschuss von etwa 10% 4,7 (Fassade) 1,0 Elektromobilität Überschuss 14,7 Haushaltsstrom Endenergie Jahresbilanz (kwh/(m 2 *a)) 26,7 (Dach) Flächenbezug nach EnEV (DIN 18599): 8812m 2 3,3 Lüftung 1,3 Hilfsstrom 5,2 Trinkwasser(warm) 4,1 Heizen Photovoltaik Ertrag Bedarf Effizienzhaus-Plus Gebäudestandard Energiebilanz Primärenergie Primärenergie -> Überschuss von etwa 28% 13,2 (Fassade) Überschuss 3,9 Elektromobilität Primärenergie Jahresbilanz (kwh/(m 2 *a)) 74,9 (Dach) Flächenbezug nach EnEV (DIN 18599): 8812m 2 35,3 Haushaltsstrom 8,0 Lüftung 3,1 Hilfsstrom 12,5 Trinkwasser(warm) 9,8 Heizen Photovoltaik Ertrag Bedarf $+%

19 !#$$#$!% Lebenszyklusanalyse - Vorgehensweise % % % % % % % %% % % % %% Quelle: TU Darmstadt, FGee % 2%134%'56%+$%(7*8'4#+9(:*+(;#//':-(<+$(;4</-=+%13'%-0#</( ( N<9S01S950979B%835T<23;U@@3%7H%L0997V;0<99=012062%WX3P3631QY% % % % Z7@01Q%L@<9OR136S73OJ0<9B%L0997V;0<9%M%3136S73S3[ % 835T<23=3:;17.% % % % %% Z0<=37@0<\0<=31%<12%? H7]@<1S%31=9^63:;312%236%630@31% L@01<1S%239%N._VOK=02=;0<9% %?3=;423B%`36371P0:;=39%`36P0;631%10:;%G8aZ%b%ZaZ% G3=07@@736<1S%7H%Z3637:;%236%3136S73S3[ %835T<23;U@@3#% G0=31%0<9%V369:; %A<3@@31B%cLdd%X3^46=D%K=<273%F17%K=<]S06=D% 8R?cK%G0=31501.#% FH[3@=[76.<1S31%239%R136S73V36560<:;%31=9^63:;312%236%LJLL% Z363:;1<1S%b%R1R`%X3P3631QS35T<23% % ( A<3@@3B%C833D%EF%G06H9=02=%% Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus / Passivhaus Treibhauspotential Konstruktion Passivhaus:! 5,98 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGF a Treibhauspotential Konstruktion Aktivhaus: 9,78 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGF a Mehremissionen ca. 164% Mehremissionen Gesamtgebäude kg CO 2 (jährlich über 50 Jahre) Das entspricht einer Autofahrt von ca km (jährlich über 50 Jahre) A<3@@3B%C833D%EF%G06H9=02=%% $,%

20 !#$$#$!% Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus / Passivhaus Treibhauspotential Aktivhaus:! 9,45 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGF a Treibhauspotential Passivhaus:! 27,09 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGF a Treibhauspotential DGNB Referenzgebäude:! 42,70 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGF a Einsparung Aktivhaus: Ca. 65% gegenüber Passivhaus Ca. 78% gegenüber DGNB Referenzgebäude CO 2 neutraler Betrieb A<3@@3B%C833D%EF%G06H9=02=%% Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus mit Passivhaus A<3@@3B%C833D%EF%G06H9=02=%% &%

21 !#$$#$!% Effizienz der Flächennutzung 100ha Landverbrauch pro Tag! stuttgart21.de &$%

22 !#$$#$!% &&%

23 !#$$#$!% &!%

24 !#$$#$!% Treibhauspotential (GWP) 10 Treibhauspotential in kg CO 2 -Äqv./ m² NGF *a LichtAktiv Haus DGNB Referenzwert Neubau Zwischenbau Altbau Aufschlag 10% (vereinfachtes Verfahren) DGNB Referenzwert 9,4 Treibhauspotential (GWP): Anteile der Bauteile in Prozent Sonstige Bauteile 22% Neubau - Bodenplatte 28% Neubau - Bodenpl. Terrasse 6% Bestand - Bodenplatte 6% Neubau - Außenwand ESG 6% Bestand - sanierte Außenwand 10% Bestand - Dach 11% Neubau - Bodenpl. Carport 11% &'%

25 !#$$#$!% CO 2 ÄQ (kg/m 2 a) CO 2 ÄQ (kg/m 2 a) Betrieb ohne energetische Sanierung Betrieb ohne energetische Sanierung Betrieb CO 2 -neutral Betrieb CO2-neutral Bau Bau a a Treibhauspotential (GWP) Treibhauspotential (GWP) in kg CO 2 -Äqv. pro m 2 *a Treibhauspotential der Gebäudekonstruktion Amortisation des Treibauspotentials aus Konstruktion und Energiebedarf durch den eingespeißten PV-Strom nach 26 Jahren Nutzungsdauer in Jahren LichtAktiv Haus DGNB Referenzgebäude &(%

26 !#$$#$!% &)%

27 !#$$#$!% &*%

28 !#$$#$!% &+%

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30 !#$$#$!% Effizienz der stofflichen Ressourcen Entwicklung Energiestandards Quelle: FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen, TU Darmstadt!%

31 !#$$#$!% Betreiberkosten und erträge Investitions- und Lebenszykluskosten Quelle: Hegger et al.: Energie Atlas Lebenszyklus orientiert bauen Quelle: PE International!$%

32 !#$$#$!% Quelle: Baustoffatlas Verwertungspotential von Baustoffen 2%1A%1,<+3(( B%/%'C3<+3(( Wiederverwendung des Bauteils Bauteil das die technischen / gesetzlichen Anforderungen für Neubauten erfüllt Bauteil das die technischen / gesetzlichen Anforderungen für Bestandsgebäude erfüllt Bauteil das technisch noch funktionsfähig ist, aber nicht dem Stand der Technik entspricht - Stoffliches Recycling Zu technisch / wirtschaftlich vergleichbaren Produkt Zu hochwertigem Rohstoff mit hohem Marktwert Zur hochwertigem Baustoff mit geringem Marktwert Technisch möglich, aber nicht wirtschaftlich; Downcycling Thermische Verwertung Verursacht keine Abfallspezifischen Schadstoffe; hoher Brennwert In größeren Anlagen unproblematisch; mittlerer Brennwert In Abfallverbrennungsanl age; niedriger Brennwert nach Aufbereitung Ablagerung (Deponie) Kompostierung bzw. Vererdung Auf Baurestmassen bzw. Inertstoffdeponien Auf Baurestmassendeponi e, aber nicht unproblematisch Auf Massenabfalloder Reststoffdeponie; Emissionen möglich 2%1A%1,<+3/D*,%+C#4(!&%

33 !#$$#$!% Repair Center, Niestetal Repair Center, Niestetal wooden elements with cellulose insulation 7,50 x 10,30m!!!%

34 !#$$#$!% Repair Center, Niestetal Repair Center, Niestetal!'%

35 !#$$#$!% Repair Center, Niestetal Repair Center, Niestetal!(%

36 !#$$#$!% SMA neuer Produktionsstandort Sandershäuser Berg, Niestetal !!)%

37 !#$$#$!% Repair Center, Niestetal SMA neuer Produktionsstandort Sandershäuser Berg, Niestetal ! Repair Center, Niestetal l energy concept SMA neuer Produktionsstandort Sandershäuser Berg, Niestetal !!*%

38 !#$$#$!%!+%

39 !#$$#$!% SMA neuer Produktionsstandort Sandershäuser Berg, Niestetal !! Das DGNB Zertifizierungssystem!,%

40 !#$$#$!% Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen! Nationale und internationale Wissensplattform zum nachhaltigen Bauen!! Veranstaltungen zum nachhaltigen Bauen!! Schulung des Grundlagenwissens zum nachhaltigen Bauen!! Erarbeitung und Weiterentwicklung des DGNB Zertifizierungssystems für nachhaltige Bauwerke!! Ausbildung, Prüfung und Zulassung von DGNB Auditoren!! Operative Umsetzung der Zertifizierung: Konformitätsprüfung und Vergabe des DGNB (Vor-)Zertifikats!! Entwicklung eines Schulungsprogramms für Hochschulen und Akademien! 6 Themenfelder!! ca. 60 Kriterien '%

41 !#$$#$!% Schutzgüter Natürliche Umwelt Natürliche Ressourcen Gesundheit ökonomische Werte soziale u. kulturelle WerteSchutz Schutzziele Schutz der Umwelt Schonung der natürlichen Ressourcen Senkung der Lebenszykluskosten Erhalt ökonomischer Werte Sicherung von Gesundheit und Behaglichkeit im Gebäude Menschengerechtes Umfeld Erhalt sozialer und kultureller Werte Bewertung Ökologische Qualität 22,5 % Ökonomische Qualität 22,5 % Soziokulturelle und funktionale Qualität 22,5 % Technische Qualität 22,5 % Prozessqualität 10 % Standortqualität Ökologische Qualität Wirkung auf die globale! und lokale Umwelt Ressourceninanspruchnahme! und Abfallaufkommen 1 Treibhauspotential (GWP) 2 Ozonschichtzerstörungspotential (ODP) 3 Ozonbildungspotential (POCP) 4 Versauerungspotential (AP) 5 Überdüngungspotential (EUT) 6 Risiken für lokale Umwelt (Risiko für Grundwasser, Oberflächenwasser und Boden, Risiko für die Luft) 7 Sonst. Wirkungen auf lokale Umwelt 8 Ressourceninanspruchnahme / Holz 9 Mikroklima 10 Primärenergiebedarf nicht erneuerbar (PEne) 11 Primärenergiebedarf erneuerbar (PEe) 12 Sonstiger Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen 13 Abfall nach Abfallkategorien 14 Frischwasserverbrauch Nutzungsphase 15 Flächeninanspruchnahme '$%

42 !#$$#$!% Ökonomische Qualität Lebenszykluskosten Wertentwicklung 16 Gebäudebezogene Kosten im Lebenszyklus 17 Drittverwendungsfähigkeit Soziokulturelle und funktionale Qualität Gesundheit, Behaglichkeit und Nutzerzufriedenheit Funktionalität Gestalterische Qualität 18 Thermischer Komfort im Winter 19 Thermischer Komfort im Sommer 20 Innenraumhygiene 21 Akustischer Komfort 22 Visueller Komfort 23 Einflussnahmemöglichkeiten des Nutzers 24 Gebäudebezogene Außenraumqualität 25 Sicherheit und Störfallrisiken 26 Barrierefreiheit 27 Flächeneffizienz 28 Umnutzungsfähigkeit 29 Öffentliche Zugänglichkeit 30 Fahrradkomfort 31 Sicherung der gestalterischen und städtebaulichen Qualität im Wettbewerb 32 Kunst am Bau '&%

43 !#$$#$!% Technische Qualität Qualität der technischen Ausführung 33 Brandschutz 34 Schallschutz 35 Wärme- und feuchteschutztechnische Qualität der Gebäudehülle 36 Backupfähigkeit der TGA 37 Bedienbarkeit der TGA 38 Ausstattungsqualität der TGA 39 Dauerhaftigkeit / Anpassung der gewählten! Bauprodukte, Systeme und Konstruktionen an die geplante Nutzungsdauer 40 Reinigungs- und Instandhaltungsfreundlichkeit des Baukörpers 41 Widerstandsfähigkeit gegen Hagel, Sturm,! Hochwasser 42 Rückbaubarkeit, Recyclingfreundlichkeit, Demontagefreundlichkeit Prozessqualität Qualität der Planung Qualität der Bauausführung Qualität der Bewirtschaftung 43 Qualität der Projektvorbereitung 44 Integrale Planung 45 Optimierung und Komplexität der Herangehensweise in der Planung 46 Nachweis der Nachhaltigkeitsaspekte in Ausschreibung und Vergabe 47 Schaffung von Voraussetzungen für eine optimale Nutzung und Bewirtschaftung 48 Baustelle / Bauprozess 49 Qualität der ausführenden Firmen, Präqualifikation 50 Qualitätssicherung der Bauausführung 51 Systematische Inbetriebnahme 52 Controlling 53 Management 54 Systematische Inspektion, Wartung und Instandhaltung 55 Qualifikation des Betriebspersonals '!%

44 !#$$#$!% Standortqualität Qualität des Standortes 56 Risiken am Mikrostandort 57 Verhältnisse am Mikrostandort 58 Image und Zustand von Standort und Quartier 59 Verkehrsanbindung 60 Nähe zu nutzungsspezifischen Einrichtungen 61 Anliegende Medien / Erschließung 62 Planungsrechtliche Situation 63 Erweiterungsmöglichkeiten / Reserven Prinzip der Zertifizierung Anzahl Bauwerke Freiwilliges Anreizsystem! Bronze Silber Gold Gesetzliche Regelungen! Bauwerkperformance ''%

45 !#$$#$!% Prinzip der Zertifizierung Anzahl Bauwerke Freiwilliges Anreizsystem! Bronze Silber Gold Gesetzliche Regelungen! Bauwerkperformance Erfüllungsgrade $%j%,(%j%,%j% +(j% E?%j% *(%j% *%j% FG(H( )%j% ((%j% >I?( JI?( Z641Q3% '(%

46 !#$$#$!% Zertifizierungssystem der 2. Generation Leistungs- und zielwertorientiert! Fokussierung auf die Bewertung des Gesamtgebäudes, nicht einzelner Maßnahmen Dynamisches System! Anpassung an technische und gesellschaftliche, klimatische, bauliche, gesetzliche und kulturelle Gegebenheiten/ Änderungen DGNB Zertifizierungssystem der 2. Generation Vorzertifizierung! DGNB Kriterien als Steuerungsinstrument in der Planungsphase! Unterstützung des Risikomanagement! Transparenz und klare Prozesse! Definition eindeutiger Leistungsziele! Förderung der Integralen Planung! Früher Einsatz in der Kommunikation DGNB ')%

47 !#$$#$!% Kosten und Nutzen einer Zertifizierung Kosten:!! Zertifizierungsgebühren! Auditorenhonorar! Ggf. höhere Baukosten! Ggf. höhere Planungskosten Nutzen:!! Vermarktung! Risikominderung! Planungsoptimierung! Prozessoptimierung! Höhere Qualitäten! Bessere Gebäudeperformance! Höhere Mieterträge! Niedrigere Betriebskosten Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! '*%