8 Sensitivitätsanalysen
8.3 Einfluss der Materialisierung sowie der Gebäudegestaltung
8.3.1 Einbezug des Indikators Gesamtumweltbelastung in die SIA 2040 Grundsätzlich stellt sich die Frage, ob der Einbezug von Umweltbelastungspunkten, resp. des Indikators Gesamtumweltbelastung in SIA 2040 zusätzliche Hinweise für Architekten und Planer generiert. Nur wenn dem so ist, wird der Einbezug dieser zusätzlichen, dritten Zielgrösse neben der Primärenergie nicht erneuerbar und den Treibhausgasemissionen Sinn machen.
Die Sensitivitätsanalyse in diesem Kapitel analysiert die Resultate für die Projektwerte in allen drei Bereichen Erstellung, Betrieb und Mobilität zuerst summarisch in Abschnitt 8.3.2 und konzentriert sich in Abschnitt 8.3.3 insbesondere auf den Bereich Erstellung.
Die Analysen werden an den folgenden acht Fallbeispielen detailliert durchgeführt:
3 Neubauten, Wohnen (Wohnsiedlung F; Wohngebäude G; Wohnsiedlung H)
2 Umbauten, Wohnen (Wohngebäude C; Wohngebäude D)
2 Neubauten, Büro (Bürogebäude A; Bürogebäude B)
1 Neubau, Schule (Schulhaus H)
Anschliessend wird jeweils in Stichproben untersucht, ob die Erkenntnisse sich auch im ganzen Sampel der untersuchten Fallbeispiele bestätigen lassen.
8.3.2 Anteile der Bereiche Erstellung, Betrieb, Mobilität am Total
Vorgehend sei hier noch einmal erwähnt, dass für die Anteile der drei Bereiche Erstellung, Betrieb und Mobilität gemäss SIA-Effizienzpfad Energie lediglich orientierende Richtwerte existieren. Entscheidend für die Zielerreichung ist einzig die Summe aus den drei Bereichen (hier jeweils 100 %, entspricht Projektwert).
Die Richtwerte zu den drei Bereichen im SIA-Effizienzpfad Energie sind also nicht verbindlich. Sie zeigen aber typische Verteilmuster. Diese unterscheiden sich sowohl zwischen den beiden Grössen Primärenergie nicht erneuerbar und Treibhausgasemis-sionen als auch zwischen Neu- und Umbauten und auch deutlich bei den drei Gebäu-detypen Wohnen, Büro und Schulen.
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Tab. 8.3 Prozentuale Aufteilung der Richtwerte der Bereiche Erstellung, Betrieb und gebäudeinduzierte Mobilität am Zielwert für die Gebäudekategorien Wohnen, Büro und Schulen sowie für Neu- und Umbauten
Stellt man nun die entsprechenden Resultate aus den Fallbeispielen einander gegenüber, so zeigen sich interessante Korrelationen. Wie erwartet unterscheidet sich die prozentuale Zusammensetzung der Projektwerte je nach Betrachtungsgrösse erheblich. Die beiden Extrempositionen werden dabei von der Primärenergie nicht erneuerbar und den Treibhausgasemissionen abgedeckt. Die neue Grösse Umweltbelastungspunkte pendelt sich in der prozentualen Verteilung über die drei Bereiche Erstellung, Betrieb und Mobilität zwischen den beiden anderen Betrach-tungsgrössen ein.
Abb. 8.5 Prozentuale Anteile der Bereiche Erstellung, Betrieb und Mobilität pro Indikator Gesamtumweltbelastung, Primärenergie nicht erneuerbar und Treibhausgasemissio-nen
Es lassen sich über alle Fallbeispiele, egal welcher Gebäudekategorie und egal ob Umbau oder Neubau einheitliche Muster erkennen:
Der Bereich Erstellung verhält sich bei der Gesamtumweltbelastung prozentual sehr ähnlich wie die Treibhausgasemissionen: Rund 50 % der Projektwerte gehen auf das Budget der Erstellung. Die Primärenergie nicht erneuerbar zeigt ein
UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE Wohnen/Neubau F Wohnen/Neubau G Wohnen/Neubau H Wohnen/Umbau C Wohnen/Umbau D Büro/Neubau A Büro/Neubau B Schule/Neubau H Erstellung Betrieb gebäudeinduzierte Mobilität
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deutlich abweichendes Bild im Vergleich zu den beiden anderen Grössen: Die Erstellung steht in der Einheit Primärenergie nicht erneuerbar für nur knapp 30 % der Projektwerte.
Der Bereich Betrieb verhält sich bei der Gesamtumweltbelastung prozentual im Mittel zwischen den entsprechenden Anteilen bei der Primärenergie nicht erneuerbar und den Treibhausgasemissionen. Rund 30 % der Projektwerte UBP geht auf das Budget des Betriebs. Bei der Primärenergie nicht erneuerbar stellt der Betrieb in den Fallbeispielen rund 40 %, bei den Treibhausgasemissionen rund 20 % des Projektwertes.
Der Bereich Mobilität verhält sich bei der Gesamtumweltbelastung prozentual ähnlich wie die entsprechenden Anteile bei der Primärenergie nicht erneuerbar, ist jedoch durchgehend etwas geringer. Rund 20 % der Projektwerte UBP geht auf das Budget der Mobilität, bei den Bürobauten sind es rund 30 %. Bei der Primärenergie nicht erneuerbar und den Treibhausgasemissionen stellt die Mobilität in den Fallbeispielen rund ein Drittel des Projektwertes.
Fazit
Die prozentualen Anteile der drei Bereiche Erstellung, Betrieb und Mobilität an der Gesamtsumme sind je nach Betrachtungsgrösse verschieden. Primärenergie nicht erneuerbar und Treibhausgasemissionen zeigen dabei deutlich unterschiedliche Ver-teilungen. Die Verteilung bei der Gesamtumweltbelastung mittelt sich zwischen den beiden Extrempositionen ein.
Grundsätzlich bedeutet dies, dass bei einer Optimierung nach Umweltbelastungs-punkten das Hauptaugenmerk auf dem dominierenden Bereich Erstellung liegen muss. Dem Bereich Mobilität kommt im Vergleich eine eher untergeordnete Bedeutung zu. Es wäre also tendeziell auch an mobilitätsmässig schlechter erschlossenen Standorten möglich, den Zielwert der Gesamtumweltbelastung zu erreichen.
Eine Kontrolle der Erkenntnisse am ganzen Sampel der untersuchten Fallbeispiele bestätigt diese Feststellungen.
8.3.3 Detaillierter Vergleich im Bereich Erstellung
Im Folgenden soll der bedeutende Bereich Erstellung genauer analysiert werden.
Auch hier muss vorausgeschickt werden, dass im SIA-Effizienzpfad Energie zur Verteilung der Anteile der verschiedenen Bauteile im Bereich Erstellung keine Vorgaben bestehen, es bestehen auch keine orientierenden Richtwerte.
Aus Erfahrung kann aber festgestellt werden, dass bei den beiden bekannten Grössen Primärenergie und Treibhausgasemissionen die Gebäudetechnik rund 25 % des Budgets im Bereich Erstellung stellt und damit die grösste Einzelkomponente darstellt. Weitere bedeutende Anteile stellen in der Regel die Fenster, die Aussenwände über Terrain und die Bauteile unter Terrain (Fundamentplatte, Aussenwände UG, teilw. Innenwände) dar.
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Da bei Umbauten nur die neu zugeführten Bauteile eingerechnet werden, ist bei Umbauten ein deutlich anderes Bild zu erwarten als bei Neubauten.
Zwischen den Gebäudekategorien wird grundsätzlich kein sehr grosser Unterschied in der Verteilung erwartet. Allenfalls ist ein etwas höherer Anteil Gebäudetechnik bei Büro- und Schulbauten im Vergleich zu Wohnbauten zu erwarten.
Resultate
Stellt man nun die entsprechenden Resultate aus den Fallbeispielen einander gegenüber, so zeigen sich Unterschiede in der Verteilung je nach Betrachtungsgrös-se.
Abb. 8.6 Prozentuale Anteile der Bauelemente nach Elementkostengliederung pro Gebäude, bewertet mit den Indikatoren Gesamtumweltbelastung, Primärenergiebedarf nicht erneuerbar und Treibhausgasemissionen
Bei drei Bauteilen lässt sich über alle Fallbeispiele ein einheitliches Muster erkennen:
Die Gebäudetechnik nimmt bei der Gesamtumweltbelastung im Vergleich zu den anderen beiden Betrachtungsgrössen einen noch grösseren Anteil der Gesamtsumme ein. Besonders markant sind die Unterschiede bei den Büro- und Schulbauten.
Die Fenster (bei den Wohnbauten inklusive Balkone) sind bei der Gesamtum-weltbelastung dagegen etwas weniger bedeutend für das Gesamtresultat im Vergleich zu den beiden anderen Betrachtungsgrössen.
Die Dächer sind bei der Gesamtumweltbelastung ebenfalls etwas weniger bedeutend für das Gesamtresultat im Vergleich zu den beiden anderen
Betrach-0%
UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE UBP PE THGE
Wohnen/Neubau F Wohnen/Neubau G Wohnen/Neubau H Wohnen/Umbau C Wohnen/Umbau D Büro/Neubau A Büro/Neubau B Schule/Neubau H
Aushub Hinterfüllung Fundamentplatte Decken Dächer
Stützen Aussenwände UG Aussenwände Fenster, Balkone Innenwände
Trennwände Bodenbeläge Wandbekleidung Deckenbekleidung Gebäudetechnik
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tungsgrössen. In diesen Bauteilen enthalten sind sowohl die oberste Deckenkon-struktion als auch der gesamte Dachaufbau mit Dämmung, Dichtungs- und Schutzschichten sowie die Eindeckung im Falle eines Schrägdachs. Die Unterschiede zeigen sich beim Dachaufbau und nicht bei der Deckenkonstrukti-on.
Bei allen anderen Bauteilen müssen die Unterschiede an den einzelnen Fallbeispielen erklärt werden. Entscheidend für relevante Unterschiede ist immer die Materialisierung der einzelnen Bauteile.
Genannt werden nur prozentuale Abweichungen von mindestens 20 % zur nächstliegenden Bezugsgrösse. Um den dominierenden Effekt der Gebäudetechnik aus dem Vergleich zu nehmen, wurden die prozentualen Abweichungen auch ohne deren Anteil gerechnet. Genannt wird in der folgenden Darstellungen auch, welche Komponente des Bauteils für die Abweichungen hauptsächlich verantwortlich ist.
Wohnen, Neubau F
Sensitivitätsanalysen (Wärmeerzeugung und -verteilung gleichen aus) UBP tiefer als PE oder THGE:
Sensitivitätsanalysen
Abb. 8.7 Gesamtumweltbelastung, Primärenergie nicht erneuerbar und Treibhausgasemissio-nen der Wohngebäude C, D, F-H, des Schulhauses H sowie der Büros A und B , in-dexiert (Zielwert = 100 %)
Fazit
Die prozentualen Anteile der Bauteile an der Gesamtsumme des Bereichs Erstellung zeigen je nach Betrachtungsgrösse eine unterschiedliche Bedeutung. Während sich die Anteile bei der Primärenergie nicht erneuerbar und Treibhausgasemissionen nicht sehr stark unterscheiden, zeigt die Betrachtung nach Umweltbelastungspunkten zum Teil doch ein recht abweichendes Bild.
Allgemein lassen sich folgende Beobachtungen feststellen:
Die Gebäudetechnik ist bei einer Betrachtung nach der Gesamtumweltbelastung von noch grösserer Bedeutung als bei den Indikatoren Primärenergie und Treibhausgasemissionen. Insbesondere die Elektroanlagen und die Lüftungsanla-gen fallen bedeutend stärker ins Gewicht. Die Heizungsverteilung hingeLüftungsanla-gen ist bei der Gesamtumweltbelastung von geringerer Bedeutung und gleicht den Mehraufwand bei Elektro und Lüftung etwas aus.
Fenster sind bei einer Betrachtung nach der Gesamtumweltbelastung von geringerer Bedeutung als bei den bisherigen Vergleichsgrössen. Die Unterschiede zeigen sich bei der Verglasung, nicht beim Rahmenanteil.
0%
Sensitivitätsanalysen
Dachaufbau / Dämmungen: Der Dachaufbau bestehend aus diversen Dicht- und Trennfolien sowie der Dämmung sind bei einer Betrachtung nach der Gesamt-umweltbelastung von geringerer Bedeutung als bei den bisherigen Vergleichs-grössen.
Konstruktionen in Holz sind bei einer Betrachtung nach Umweltbelastung von grösserer Bedeutung als bei den anderen Indikatoren. Dies ist vor allem durch die Dioxinemissionen bei der Entsorgung (Verbrennung) von Holz zu begründen.
Diese haben in den letzten Jahren jedoch deutlich abgenommen, weshalb die Umweltkennwerte der Holzwerkstoffe in der neuen Version der KBOB-Empfehlung 2009/1:2014 deutlich tiefer sind.
Im Hinblick auf eine Optimierung von Gebäuden liefert die zusätzliche Betrachtungsgrösse Gesamtumweltbelastung für die Planung die folgenden konkreten Hinweise:
Bauliche Massnahmen sind gebäudetechnischen Massnahmen vorzuziehen (beispielsweise mehr dämmen und dafür eine kleinere Heizung oder natürliche Querlüftung ermöglichen statt mechanische Lüftungsanlage einbauen, einfache Elektroinstallationen).
Verglasungen sowie Mauerwerk sind als Baumaterialen unproblematisch (Fenster und hinterlüftete Glasfassaden schliessen vergleichsweise gut ab).
Wenn die aktualisierten Umweltkennwerte der Holzwerkstoffe nach KBOB-Empfehlung 2009/1:2014 eingesetzt werden, ist die bei der Gesamtumweltbelastung gegenüber Primärenergie und Treibhausgasemissionen erhöhte Bedeutung der Holzwerkstoffe nicht mehr zu beobachten. Eine Analyse des Schulhauses G (modulare Konstruktionsweise aus Holz) zeigt, dass die Umweltkennwerte der Erstellung des Holzgebäudes, ermittelt mit der Methode der ökologischen Knappheit 2013 und den aktualisierten Hintergrunddaten, deutlich tiefer sind als diejenigen ermittelt mit den Kennwerten der KBOB-Empfehlung 2009/1:2012. Der Beitrag der Erstellung der Holzbaustoffe an der Gesamtumweltbelastung dieses Schulhauses ist mit den aktualisierten Daten deutlich zurückgegangen (14 % Reduktion). Damit liegt er etwas tiefer als beim Indikator Treibhausgasemissionen und höher als beim Indikator Primärenergie, nicht erneuerbar.