Lebens- und Nutzungsdauer von Bauteilen

Lebens- und Nutzungsdauer von Bauteilen Ganzheitliche Perspektive im Lebenszyklus von Gebäuden als Leitgedanke des Nachhaltigen Bauens Dipl.-Ing. Architektur, Geschäftsstelle Nachhaltiges Bauen im Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung Kurzvortrag im Rahmen der 18. Sachverständigentage für das Fliesenlegerhandwerk am 9. November 2016 in Fulda 1

Tätigkeitsbereiche Forschung Mitentwicklung und Weiterentwicklung des BNB Durchführung von Forschungsprojekten zum Nachhaltigen Bauen (z.b. BNB- Curriculum, BNB für Außenanlagen, BNB in Planungswettbewerben) Eigenforschungen (z. B. Lebenszyklusanalysen, Nutzungsdauern) Praxis Gebäudebewertungen im Rahmen der Pilotphasen Nachhaltigkeitskoordinierung bei Bundesbaumaßnahmen Sachverständiger / Preisrichter bei Planungswettbewerben BNB-Konformitätsprüfungen zu Zertifizierungen von Bundesbauprojekten Wissenstransfer Leitung der BNB-Lehrgänge für Mitarbeiter der Bundesbauverwaltungen Schulungen / Lehraufträge (Architekten- und Ingenieurkammern, Universitäten) Pflege Informationsportal Nachhaltiges Bauen des BMUB 2

Ausgangslage Baustoffe und Bauteile Für ein gutes Essen Gebäude braucht man man gute gute Zutaten Baumaterialien Wann ist ein Baumaterial / Bauteil gut? 3

Ausgangslage Welche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten? Beispiel Fliesen global Umwelt lokal Bauteil (Fliese) Kosten Herstellung Lebenszyklus Mensch Gesundheit Komfort / Behaglichkeit 4

Gliederung Grundlagen der Nachhaltigkeit - Ausgangslage - Strategie - Neue Qualitätsanforderungen im Bundesbau Kurzvorstellung des Planungsinstruments BNB - Anwendungsmöglichkeiten - Gliederung - Systemgrenzen - Aspekte bzgl. Materialwahl - Arbeitshilfen Praxisbeispiele des nachhaltigen Bauens - Bundesministerium für Bildung und Forschung Berlin - Umweltbundesamt Marienfelde Berlin; Umweltbundesamt Dessau - Bundesverfassungsgericht Karlsruhe - Haus der Zukunft Berlin 5

Ausgangslage Klimawandel Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) www.ipcc.de 6

Ziele nachhaltiger Entwicklung der Vereinten Nationen (Agenda 2030) Nachhaltigkeitsstrategie für Deutschland (Maßnahmenprogramm Nachhaltigkeit) 2012 2016 7

Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung Relevanz Bausektor ca. 40% des Energieverbrauchs entfällt auf Heizwärme im Bausektor ca. 50% der Ressourceninanspruchnahmen entfallen auf Bausektor ca. 60% der Abfälle entfallen auf den Bausektor 8

Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung Entwicklung des energieeffizienten und nachhaltigen Bauens Entwicklung des energieeffizienten Bauens in Deutschland am Beispiel von Wohngebäuden Entwicklung des nachhaltigen Bauens des Bundes für Nichtwohngeb. Jahres-Prim märenergiebedarf He eizung. G. Hauser, TUM, 2013 Quelle: Prof. Forschung (Demo-Projekte) WSVO 1977 WSVO 1984 WSVO 1995 LFNB 2001 DGNB 2008 BNB 2015 BNB 2011 EnEV 2002 / 07 EnEV 2009??? EnEV 2014 / 16 Stufen zu ur Etablierung der Nachhaltig gkeit im Bundesbau 9

Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung Meilensteine des nachhaltigen Bauens 10

Nachhaltigkeitskonzept im Bundesbau: neue Erlasslage zur Umsetzung des Leitfadens / BNB Grundsätzliche Anforderung Der Leitfaden Nachhaltiges Bauen und die Arbeitshilfe Nachhaltig geplante Außenanlagen auf Bundesliegenschaften sind bei allen Bundesbaumaßnahmen im Grundsatz anzuwenden. Mindestanforderung BNB-Silber für zivile Baumaßnahmen Büro-und Verwaltungsgebäude - Neubau ( > 2 Mio ) Büro-und Verwaltungsgebäude - Komplettmodernisierungen ( > 2 Mio ) Unterrichtsgebäude Neubau ( > 2 Mio ) Laborgebäude Neubau ( > 2 Mio ) Außenanlagen Neuanlage ( > 250 T ) Mindestanforderung sinngemäße Anwendung des BNB für alle sonstigen Baumaßnahmen (zivil) 11

Nachhaltigkeitskonzept im Bundesbau: neue Erlasslage zur Umsetzung des Leitfadens / BNB Erfüllungsgrad Note Zertifikat 100 % 95 % 1,0 90 % 80 % 1,5 75 % 70 % 65 % 2,0 60 % 55 % 50 % 3,0 Gold Silber Bronze Quelle: BMVBS; Ref. B13 BNB ist neuer Qualitätsstandard im Bundesbau! 12

Baustoffe und Bauteile Leitbild Leitbild im Lebenszyklus Reduktion negativer Einflüsse von Baustoffen und Baukonstruktionen auf Gesundheit und Umwelt! Neubau / Bestand? Konstruktionen? Bauteile / Schichten? Baustoffe? Inhaltsstoffe? 14

Baustoffe und Bauteile Leitbild Einzelaspektes des Leitbildes Abwägung von Neubaubedarf und Bestandsnutzung Vermeidung von gesundheits- oder umweltgefährdenden Produkten Vermeidung von Produkten, die bei Einbau oder Nutzung Schadstoffe abgeben Vermeidung von Materialien, die als gefährliche Abfälle zu entsorgen sind Umsetzung von einfachen Konstruktionen mit geringer Materialvielfalt Umsetzung flexibler / anpassbarer Gebäudekonzepte Verwendung von Materialien, die mit geringem Aufwand hergestellt werden Verwendung von recyclierten und recycelbaren Baustoffen Verwendung von erneuerbaren Rohstoffen Verwendung von langlebigen Produkten Verwendung regionaler Produkte 15

BNB Hauptkriteriengruppen Schutz der Umwelt Schutz der natürlichen Ressourcen Schutzziele: Senkung der Lebenszykluskosten Erhalt ökonomischer Werte Gesundheit / Behaglichkeit menschengerechtes Umfeld Erhaltung sozialer und kultureller Werte Ökologische Qualität Ökonomische Qualität Technische Qualität Prozessqualität Standortmerkmale Soziokulturelle und funktionale Qualität 16

BNB Ganzheitliche Betrachtung Gleichgewicht / ganzheitlicher Ansatz im Lebenszyklus 17

BNB Kriterien Ökologische Qualität Ökonomische Qualität Sozkult./ funkt. Qualität Technische Qualität Prozess Qualität Ökobilanz Kosten (LCC) Therm. Komfort Schallschutz Vorbereitung Schadstoffe Flächeneffizienz Gesundheit (VOC) Wärmeschutz Integrale Planung Tropenholz Anpassung Akustik Reinigung Komplexität Energie Licht Rückbau AVA Wasser Nutzereinfluss Naturgefahren Bewirtschaftung Flächen Aufenthaltsqualität TGA Baustelle Sicherheit Bauausführung Barrierefreiheit Inbetriebnahme Zugänglichkeit Mobilität Wettbewerb Kunst am Bau 18

Welche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten? Beispiel Fliesen global Umwelt lokal Bauteil (Fliese) Kosten Herstellung Lebenszyklus Mensch Gesundheit Komfort / Behaglichkeit 19

Lebenszykluskosten Beeinflussbarkeit im Lebenszyklus 20

Lebenszykluskosten Bearbeitungsschritte nach BNB 1. einmalige Kosten für Herstellung ermitteln 2. nachgewiesene Kosten für Zusatzmaßnahmen bzgl. Sonderbedingungen ggf. subtrahieren 3. jährliche Kosten für Inspektion + Wartung ableiten mit %-Satz der Herstellkosten 4. jährliche Kosten für Instandsetzung ableiten mit %-Satz der Herstellkosten 5. zyklische Kosten für Erneuerung / Austausch ableiten aus Bauteil-Nutzungsdauern 6. jährliche Reinigungskosten ermitteln 7. jährliche Energiekosten ableiten aus Nachweis DIN 18599 8. jährliche Wasser- und Abwasserkosten ableiten aus Nachweis BNB_1.2.3 9. jährliche Preissteigerung (2 bzw. 5%) für Folgekosten berücksichtigen 10. Folgekosten zu Gegenwartswerten (Barwerten) diskontieren (1,5%) 11. Barwerte mit Herstellkosten zu Gesamt-Barwert addieren 12. Gesamt-Barwert auf Bezugsgröße (BGF) beziehen 21

Lebenszykluskosten Erläuterung zur Barwertmethode nach BNB Da sich die Lebenszykluskostenberechnung im BNB-System per Konvention auf den Betrachtungszeitraum der ersten 50 Jahre bezieht, müssen entsprechende Austauschzyklen der Bauteile beachtet werden. Betrachtungszeitraum Flächennutzung / Grundstück Lebenszyklus Gebäude Lebenszyklus Gebäude LZ Bauteil LZ Bauteil LZ Bauteil optimierte Anpassung der Bauteillebensdauer an den Austausch Austausch Betrachtungszeitraum durch Bauteilauswahl bzw. LZ Bauteil LZ Bauteil planerische Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer Austausch 22

BBSR-Tabelle Nutzungsdauern von Bauteilen : Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNB www.nachhaltigesbauen.de 23

BBSR-Tabelle Nutzungsdauern von Bauteilen : Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNB www.nachhaltigesbauen.de Code Nr. KG - 2. Ebene KG - 3. Ebene Bauteil / Material a Ersatz in 50a 345.311 340 Innenwände 345 Bekleidung Innenwandbekleidungen Bekleidungen: Holz, Holzwerkstoff und Mehrschichtleichtbauplatten, Aluminium, Stahl, Kupfer, Zink, Naturstein, Kunststein, keramische Fliesen und Platten, Feinsteinzeug, Steinzeug, Steingut und Spaltplatten, Glasmosaik 50 0 350 Decken 352 Deckenbeläge 352.411 keramische Fliesen und Platten: Feinsteinzeug, Steinzeug, Steingut, Spaltplatten, Glasmosaik 50 0 24

BBSR-Tabelle Nutzungsdauern von Bauteilen : Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNB Erläuterungen zur BBSR-Tabelle Nutzungsdauern von Bauteilen Zielstellung und Verwendungszweck - Die Angaben aus der BBSR-Tabelle Nutzungsdauern werden benötigt für die Berechnung von Lebenszykluskosten (LCC) und Ökobilanzen (LCA) von Gebäuden im Rahmen der Anwendung des BNB-Systems bei Bundesbauprojekten. - Im BNB-System für Büro- und Verwaltungsgebäude ist die Tabelle lediglich für jene Bauteile relevant, deren Nutzungsdauer kleiner als der Betrachtungszeitraum von 50 Jahren ist. - Da die Nutzungsdauern u.a. auf Erfahrungswerten und nicht auf messbaren Prüfungen beruhen, können aus den Angaben keine verbindlichen Aussagen (Gewährleistungen, Bauverträge, Gutachten etc.) abgeleitet werden. 25

Lebenszykluskosten Betrachtungszeitraum im BNB Relevanz der Folgekosten in Abhängigkeit vom Betrachtungszeitraum Legende Herstellungskosten KG 300 0 5 15 20 25 30 35 45 80 40 50 100 Jahr: Jahre: 2 012 % 23 33 41 48 62 67 74 91 71 78 96 % Herstellungskosten KG 400 Barwert unregelmäßig Ersatzinvestitionen KG 300 0 Jahre: 0 % 1 Jahr: 2 % 5 Jahre: 12 % Barwert unregelmäßig Ersatzinvestitionen KG 400 Barwert regelmäßig Inspektion und Wartung KG 300 Barwert regelmäßig Inspektion und Wartung KG 400 Barwert regelmäßig Instandhaltung KG 300 10 Jahre: 23 % 15 Jahre: 33 % 25 Jahre: 48 % Barwert regelmäßig Instandhaltung KG 400 Barwert regelmäßig Reinigung Barwert regelmäßig Energie Barwert regelmäßig Wasser 50 Jahre: 78 % 80 Jahre: 91 % 100 Jahre: 96 % 26

Lebenszykluskosten Erläuterung zur Barwertmethode nach BNB Wie sieht das in Zukunft einzubauende Bauteil aus? 1966 1991 2016 2041? 2066? 27

Lebenszykluskosten Ermittlung, Analyse und ggf. Optimierung der Lebenszykluskosten Ergebnis: Lebenszykluskosten eines Gebäudes Beispiel aus Softwrae Lege ep 28

Umwelt-Produktdeklaration Beispiel Keramische Fliesen und Platten www.ibu-epd.com Quelle: IBU 29

Umwelt-Produktdeklaration Beispiel Keramische Fliesen und Platten www.ibu-epd.com Quelle: IBU 30

ÖKOBAUDAT Webbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfe www.ökobaudat.de Daten zu Umweltwirkungen von Steinzeugfliesen glasiert / unglasiert 31

elca: Online-Tool zur Ökobilanzierung des BBSR (seit 2014) www.bauteileditor.de 32

elca: Online-Tool zur Ökobilanzierung des BBSR (seit 2014) www.bauteileditor.de Bauteileditor Ergebnisdarstellung 33

elca: Online-Tool zur Ökobilanzierung des BBSR (seit 2014) www.bauteileditor.de Merkmale Online-Tool für Ökobilanzierung auf Gebäudeebene Einfache Bedienung Open Source Baustoffe über den Lebenszyklus verknüpft Nutzungsdauern sind als Vorschlagswert hinterlegt Bauteile gemäß DIN 276 Struktur (Kostengruppen) Eingabekontrolle über dynamische Bauteilgrafik ÖKOBAUDAT Versionen 2009 / 2011 / 2013 gem. DIN EN 15804 Auswertungen / Benchmarks hinterlegt Schnittstellen integriert Qualitätsgesicherte Beispiel-Bauteile in Bauteilbibliothek 34

Welche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten? Beispiel Fliesen global Umwelt lokal Bauteil (Fliese) Kosten Herstellung Lebenszyklus Mensch Gesundheit Komfort / Behaglichkeit 35

WECOBIS Webbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfe www.wecobis.de 36

WECOBIS Webbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfe www.wecobis.de Keramik-Fliesen und -Platten Herstellung Im Brennvorgang wird heute vorwiegend Erdgas statt der früher üblichen Kohle eingesetzt. Der Energiebedarf für die Produktion einer Tonne Wand- und Bodenfliesen hat sich von 1980 auf 2003 um 47 % verringert (CERAME-UNIE 2012). Verarbeitung Bzgl. REACH: Keramische Fliesen werden als Erzeugnis eingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatt erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Bzgl. GISBAU: Das Gefahrstoff-Informationssystem der Berufsgenossenschaft BAU (GISBAU) enthält keine GISCODE- Einstufung für Keramische Fliesen. Emissionen: Aus handelsüblichen Fliesen emittieren - mit Ausnahme von Staub (siehe Rubrik AGW ) - auch bei der Bearbeitung keine gesundheitsgefährdenden Substanzen. Nutzung Bzgl. Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum: Aufgrund der Abwesenheit flüchtiger Stoffe verhalten sich Fliesen unproblematisch hinsichtlich Emissionen von Schadstoffen in den Innenraum. Quelle:WECOBIS 37

BNB-Kriterium 3.1.3 Beispiel Material- und Innenraumhygienekonzept Auswahl der oberflächenrelevanten Produkte im Innenbereich mit dem Ziel einer optimalen Raumlufthygiene beispielsweise durch: - Verwendung von formaldehydarmen oder formaldehydfreien Produkten aus Holz/ Holzwerkstoffen - Verwendung von emissionsarmen Bodenbelägen - Minimierung des VOC-Anteils in Farben, Lacken, Voranstrichen, Klebstoffen etc. - Vermeidung von Bioziden in der Funktion als fungizide Wirkstoffe in Klebern etc. - 38

Praxisbeispiele aktuelle Projekte mit BNB-Anwendung (Auswahl) Hauptzollamt Hamburg Neubau (zertifiziert Silber ) BMBF Berlin Neubau ÖPP (zertifiziert Gold ) BMAS Neubau BMVg Neubau Stabsgebäude BER UN Campus Bonn Neubau BMJ Bonn Neubau BfS Salzgitter Erweiterungsneubau UBA Dessau - Erweiterungsneubau UBA Berlin-Bismarckplatz Modernisierung UBA Berlin-Marienfelde Neubau (zertifiziert Gold ) BMBF Haus der Zukunft, Berlin Bundesverfassungsger. Karlsruhe (zertifiziert Silber ) 40

Beispiel Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin BNB-Zertifizierung in Gold ÖPP-Maßnahme Architekt C. Pelzeter, Heinle, Wischer und Partner, Berlin Bauunternehmen: BAM Arbeitsplätze für ca. 1.000 Mitarbeiter Gesamtbaukosten ca. 116 Mio. BGF ca. 58.000 m² Erstellungskosten (KG 300-400) ca. 1.150 /m Vertragsabschluss August 2011 Fertigstellung August 2014 Vertragslaufzeit 30 Jahre BNB-Zertifizierung Gold (86,2%) Unterschreitung EnEV 2009 ca. 70% Schadstoffvermeidung höchste BNB-Qualitätsstufe Barrierefreiheit höchste BNB-Qualitätsstufe 41

Beispiel Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin Qualitätssicherung zu Materialanforderungen Ausschreibung ggf. Anpassung geprüfte Angebote Freigabeantrag Firmen RISIKO! Antrag = Angebot / LV OK Kontrolle vor Ort BNB-Koordinator / Bauleitung NEIN Prüfung Alternativprodukt durch BNB-Koordinator / Material-Experte Prüfung Fachplaner bzgl. technischer Anforderungen ggf. Prüfung Ausbau Einbau Messung OK OK Produkt = Freigabestatus NEIN Bewertung und Lösungsvorschlag durch BNB-Koordinator / Material-Experte Entscheidungsvorlage für AG 42

Beispiel Umweltbundesamt Berlin-Marienfelde ( Haus 2019 ) BNB-Zertifizierung in Gold 43

Beispiel Erweiterungsbau UBA Dessau - BNB-Zertifizierung in Gold (geplant) Quelle: Anderhalten Architekten 44

Beispiel Bundesverfassungsgericht Karlsruhe BNB-Zertifizierung in Silber - Komplettmodernisierung im Bestand 45

Beispiel Haus der Zukunft des BMBF, Berlin BNB-Zertifizierung in Gold nach sinngemäßer Anwendung (geplant) Beispiel BMBF Haus der Zukunft, Berlin Quelle: BImA 46

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! www.nachhaltigesbauen.de E-Mail: merten.welsch@bbr.bund.de Telefon: (030) 18 401-3406 Aktuelles Nachhaltiges Bauen Leitfäden und Arbeitshilfen Baustoff- und Gebäudedaten BNB-System ÖKOBAUDAT (link) EPD (link) Nutzungsdauern WECOBIS (link) Methodik BNB-Steckbriefe 47