Ökobilanz- Vergleiche Manuela Prieler Markus Leeb Bildquelle:»bauforumstahl e.v.
Projektpartner und Förderung Trans4Tec Förderung Land Salzburg Alternative Wege zum Nullenergiehaus Kooperationspartner: BAUAkademie Lehrbauhof Salzburg gizmocraft, design and technology GmbH Holzbauwirtschaft/Holzbauinnung Innovations- und Technologietransfer Salzburg GmbH Kammer der Architekten und Ingenieurkonsulenten für Oberösterreich und Salzburg Land Salzburg Energieberatung Zehentmayer Software GmbH
OI3 OI3 -> ökologischer Vergleich unterschiedlicher Bauteilvarianten Cradle to gate!
Primärenergieinhalt (PEI) Gesamtbedarf energetischer Ressourcen zur Herstellung eine Produkts Unterer Heizwert (Hu) seit Version 3.0 des OI3 Berechnungsleitfadens PEI n.e. PEI e.n. Einheit: MJ Bildquelle: spiegel.de
MJ/m² MJ/kg Vergleich PEI bei Bezugsgröße MJ/kg und MJ/m² 120 100 98,90 94,04 Glaswolle MW-PT Fassadenplatte 80 Steinwolle Mineralschaumplatte 60 40 20 0 46,25 28,68 21,36 12,34 PEI n.e. (Hu) 14,4 6,45 Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte Bestand U-Wert = 1,2 W/(m²K) und Ziel U-Wert = 0,1 (W/m²K) 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 1.323 1.018 585 580 1.034 PEI n.e. (Hu) 315 845 284 Glaswolle MW-PT Fassadenplatte Steinwolle Mineralschaumplatte Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte
Treibhauspotenzial (GWP) Beitrag zur globalen Erwärmung Einheit: kg CO 2 eq. Bildquelle: fotolia. com
kg CO2 eq./m² kg CO 2 eq./ kg Vergleich GWP bei Bezugsgrößen CO 2 eq /kg und CO 2 eq /m² 5 4 4,169 4,299 Glaswolle MW-PT Fassadenplatte 3 2 1 0-1 -2 [WERT] 1,935 1,006 GWP100 0,077-0,804-1,224 Steinwolle Mineralschaumplatte Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte Bestand U-Wert = 1,2 W/(m²K) und Ziel U-Wert = 0,1 (W/m²K) 100 80 60 40 20 0-20 -40-60 92,24 70,18 47,72 47,29 24,46 GWP100 0,85-47,17-53,86 Glaswolle MW-PT Fassadenplatte Steinwolle Mineralschaumplatte Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte -80
Versauerungspotenzial (AP) Wechselwirkung von NO x und SO 2 mit Bestandteilen d. Luft Saurer Regen Einheit: SO 2 eq. Bildquelle: stiftung-mehrweg.de
kg SO2 eq. kg SO 2 eq / kg Vergleich AP bei Bezugsgrößen SO 2 eq /kg und SO 2 eq /m² 0,02 0,018 0,016 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 0,0177 0,0153 0,0149 0,0141 0,0047 0,004 0,0021 0,0019 AP Glaswolle MW-PT Fassadenplatte Steinwolle Mineralschaumplatte Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte Bestand U-Wert = 1,2 W/(m²K) und Ziel U-Wert = 0,1 (W/m²K) 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,44 0,67 0,10 0,09 AP 0,19 0,05 0,23 0,08 Glaswolle MW-PT Fassadenplatte Steinwolle Mineralschaumplatte Polystyrol expandiert (EPS) F Polyurethan-Hartschaum Hanfdämmplatte m. Stützfasern Holzfaserdämmplatte 160 kg/m³ Korkplatte
Berechnungswerte ÖNORM B 6000: 2013 09 01 Dämmmaterialien für WDVS ÖNORM B 8110-7: 2013 03 15 Dichte und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit IBO Richtwerte PEI, GWP und AP
U-Wert/ U-Wert U-Wert/ U-value / U-value [W/m².K] [W/m².K] Ökologischer Vergleich Materialien 0,40 0,40 0,35 0,35 OI3 OI3 von von unterschiedlichen unterschiedlichen Dämmstoffen Dämmstoffen OI3 of different insulation materials OI3 of different insulation materials EPS = Expandiertes Polystyrol ICB = Kork / Insulation MW = Mineralwolle WF = Holzfaserdämmplatte XPS = Extrudiertes Polystyrol 0,30 0,30 0,25 0,25 0,20 0,20 0,15 0,15 0,10 0,10 0,05 0,05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 OI3 [-] OI3 [-] MW MW EPS-F EPS-F EPS-P EPS-P XPS XPS ICB ICB WF WF Abstandhalter Abstandhalter MW 040 MW 040 EPS-F 040 EPS-F 040 EPS-F 031 EPS-F 031 EPS P 035 EPS P 035 ICB 041 ICB 041 Hanf/ Hemp 042 Hanf/ Hemp 042 WF 047 WF 047
U-Wert [W/m².K] U-Wert [W/m².K] Ökologischer Vergleich Produkte 0,40 0,35 OI3 von OI3 unterschiedlichen von unterschiedlichen Dämmprodukten Dämmprodukten mit Putz mit Putz MW 040, 8 cm EPS = Expandiertes Polystyrol ICB = Kork / Insulation MW = Mineralwolle WF = Holzfaserdämmplatte XPS = Extrudiertes Polystyrol 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 XPS 040, 12 cm EPS 040, 10 cm WF 047, 12 cm Hanf 042, 12 cm ICB 041, 12 cm WF 047,14 cm EPS 040, 12 cm XPS 040, 14 cm ICB 041, 14 cm Hanf 042, 14 cm EPS 040, 14 cm EPS 040, 20 cm XPS 040, 16 cm WF 047, 20 cm WF 047, 22 cm ICB 041, 20 cm Hanf 042, 20 cm XPS 040, 18 cm EPS 040, 28 cm EPS P 035, 25 cm EPS 031, 25 cm EPS 040, 30 cm EPS P 035, 26 cm EPS 031, 26 cm MW 040, 16 cm MW 040, 20 cm MW 040, 18 cm 0,05 0,00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ΔOI3 [-]
U-Wert U-Wert / [W/m².K] [W/m².K] Ökonomischer Vergleich Produkte Economical comparison products 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 Preis von unterschiedlichen Preise unterschiedlicher Dämmprodukten Dämmstoffe mit Putz inkl. Putz MW 040, 8 cm EPS 040, 10 cm EPS 040, 12 cm EPS 040, 14 cm XPS 040, 12 cm XPS 040, 14 cm WF 047, 12 cm Hanf 042, 12 cm ICB 041, 12 cm WF 047,14 cm EPS 040, 20 cm ICB 041, 14 cm MW 040, 16 cm EPS 040, 28 cm XPS 040, 16 cm MW 040, 18 cm XPS 040, 18 cm MW 040, 20 cm EPS 031, 25 cm EPS P 035, 25 cm EPS 040, 30 cm EPS P 035, 26 cm EPS 031, 26 cm Hanf 042, 14 cm WF 047, 20 cm WF 047, 22 cm ICB 041, 20 cm EPS = Expandiertes Polystyrol ICB = Kork / Insulation MW = Mineralwolle WF = Holzfaserdämmplatte XPS = Extrudiertes Polystyrol Hanf 042, 20 cm 0,05 0,00 40 60 80 100 120 140 160 /m² (exkl. USt.)
WDVS Markt, Österreich Mineralw olle 10% Sonstige 5% [RUBRIK ENNAME] [PROZEN TSATZ] Eigene Darstellung nach [Jantschek 2011]
Problematik WDVS (Bsp. Holzfaserdämmplatte) lose Befestigung flächige Befestigung [Buschmann 2008]
Flussdiagramm Rückbau WDVS [Gaubner & Clanget-Hulin 2013]
Abbruchaufwand Mittelwerte EPS = 8,7 min/m² Mineralwolle = 4,2 min/m² Holzfaser = 4,6 min/m² [Gaubner & Clanget-Hulin 2013]
Massen- und Volumenbilanz nach Rückbau 18,00% 16,00% 14,00% 12,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% Fremdstoffanteil beim Dämmstoff, Masse in % EPS MW WF EPS = Expandiertes Polystyrol MW = Mineralwolle WF = Holzfaserdämmplatte Fremdstoffanteil beim Dämmstoff, Volumen in % 0,20% 0,18% 0,16% 0,14% 0,12% 0,10% 0,08% 0,06% 0,04% 0,02% 0,00% EPS MW WF
Schlussbetrachtung Umweltwirkungen eines Stoffes können sich stark unterscheiden EPS als ökonomische ökologischer Kompromiss?! Cradle to gate! Rückbau & Materialtrennung! früher Flammschutzmittel HBCD! Erdöl begrenzte Ressource! OI3 für ökologische Bewertung sinnvoll?
Kontakt Manuela Prieler MA, MSc Wissenschaftliche Mitarbeiterin Tel: +43-(0)50-2211-2705 manuela.prieler@fh-salzburg.ac.at DI Markus Leeb Hauptberuflicher Mitarbeiter in Lehre & Forschung Fachbereichsleiter Integrale Bauphysik Tel: +43-(0)50-2211-2703 markus.leeb@fh-salzburg.ac.at Fachhochschule Salzburg Smart Building Energieeffiziente Gebäudetechnik und Nachhaltiges Bauen Wir bedanken uns bei allen Kooperationspartnern!
EPS und HBCD Hexabromcyclododecan - HBCD (Flammschutzmittel) in REACH Chemikalienverordnung (Verwendung bis Aug. 2015) Stockholm- Konvention (weltweites Verbot) Abfallbehandlungsmaßnahmen, die die Beseitigung in den Abfällen enthaltener POPs sicherstellen [https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/faq_hbcd.pdf] Eigenschaften: toxisch für Wasserorganismen persistent bioakkumulierend hohes Ferntransportpotenzial Bereits nachgewiesen: Lebewesen im arktischen Raum Mensch - Muttermilch
EPS und HBCD keine bzw. geringe Ausgasung/Auswaschung bei thermischer Verwertung 99,9999% vernichtet Recycling nur bei vorheriger Abtrennung HBCD CreaSolv Prozess
CreaSolv Prozess Bildquelle: Albrecht et al 2015 Bildquelle: purtul.de Bildquelle: epsschweiz.ch
IBO-Werte von unterschiedlichen Dämmstoffen, funktionale Einheit kg
Auszug aus der ON B 8110-7
Massen- und Volumsbilanz Tab.: Massen und Volumsbilanz beim WDVS-Rückbau [Gaubner & Clanget-Hulin 2013]
Wirkung auf Mensch und Umwelt EPS Grundstoff: Erdöl Verfügbarkeit! Einsatz: Energie, Chemikalien und Infrastruktur Raffinerie Wasserimissionen, Kohlenstoffemissionen, Abfälle Hochexplosive Stoffe Unfallgefahr Hilfsstoffe -> toxikologisch z.b. Benzol - MAK-Werteliste krebsauslösend Pentan (Treibmittel) -> Treibhaus- und Ozonbildungspotenzial Pentan-Emissonen bei Herstellungsprozess (hoher Anteil), Lagerung, Verarbeitung
Wirkung auf Mensch und Umwelt Steinwolle Ausreichendes Gesteinsvorkommen Abbau/Transport -> Lärm- und Staubemissionen harnstoffmodifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz (Formstabilisierung) Emissionen bei Herstellung Belastung Wasser und Luft Formaldehyd = starkes Allergen -> Reizung Schleimhaut, Atembeschwerden, Unwohlsein Phenol = gesundheitsschädlich Energieintensiver Prozess Hantieren mit MW > Freisetzung lungengängiger Fasern
Herkunft und Verfügbarkeit - Hanf Hanfanbauflächen Weltweit: 200.000 ha Frankreich: 8.000 ha Österreich: 566 ha (89 % NÖ)... Ackerfläche Ö gesamt: 1,4 Mio. ha Hoher Faserertrag 0,4 ha Hanf 1,66 ha Holzbestand Konkurrenz Lebensmittelproduktion Eigenbedarf Deckung in Ö: Getreide u Kartoffeln 88 % Ölsaaten 50 % Pflanzliche Öle 26 %
Herkunft und Verfügbarkeit - Holz Industrieholz Faser- und Spannplattenindustrie 2013: 3,11 Mio. fm Industrieholz Baumartenverteilung Ö Häufigste Baumart: Fichte - 60% des österr. Wald Nadelholz insgesamt: 71,6% des österr. Wald Alternative Laubholz? z.b. Buche Zugabe Kartoffelpülpe (Abfallprodukt) gegen nachteilig Fasergeometrie Buchen-Holzfaserdämmplatte: λ ~ 0,066 W/(mK) bei 10% Anteil Kartoffelpülpe
Herkunft und Verfügbarkeit - Kork Anbaugebiet Nordafrika, Südwest-Europa Winterfestigkeit - Anbau in Mitteleuropa nicht möglich Europäischer Kork 51% Portugal, 28 % Spanien Überdüngung Pilzbefall -> Qualität Spanien 60 % d. Korkeichen vollständig bewirtschaftet
Herkunft und Verfügbarkeit - Schilf Afrika Estland Polen China Lettland Rumänien Dänemark Litauen Türkei Deutschland Niederlande Ungarn England Österreich Weißrussland Tab.: Hauptanbaugebiete von Schilfrohr In Anlehnung an [Holzmann & Wangelin 2009]
Herkunft und Verfügbarkeit Stroh Baubereich haupts. Weizen- und Roggenstroh Hauptanbaugebiete NÖ, OÖ, Bgld Erhöhter Getreideanbau Weniger Getreideimport Mehr Stroh Tab.: Stroherträge unterschiedlicher Getreidearten [Holzmann et al 2012]
Ökologie ökologischer Dämmstoffe - HANF Naporo/Capatect Hersteller: Recycling, Biogasproduktion 87% Hanffaser Biogasproduktion: Substrate mit hohen Anteil an Lignin, Cellulose und Hemi-Cellulose ungünstig > Aufschluss 12% Biko-Polyesterfasern = Esterbindungen [-CO-O-]- in der Hauptkette synthetisch vs. natürlich keine nennenswerte Biogasproduktion / keine Beeinträchtigung der Betriebsführung anaerober Abbau geringer als aerob Tab.: Zusammensetzung von Hanf (10 % Wasser) Modifiziert übernommen von [Steffes o.j.]
Ökologie ökologischer Dämmstoffe - Holzfaser Nassverfahren höherer Energiebedarf keine Bindemittel Leim zur Schichtenverklebung Trockenverfahren niedrigerer Energiebedarf Bindemittel: Kunstharz z.b. PUR
Ökologie ökologischer Dämmstoffe - Kork Backkork Keine Bindemittel nur Subarinharz der Korkrinde Preßkork (keine Bedeutung als Dämmstoff) Bindemittel Kunstharze