Nachhaltigkeit - Ziele, Vorgaben, Umsetzung in der Praxis. Was ist

Nachhaltigkeit ‐ Ziele, Vorgaben, Umsetzung in der Praxis. Was ist sinnvoll möglich?  Prof. Dr.‐Ing. Hans Georg Reinke, VPI, Werner Sobek Frankfurt  Ziele, Vorgaben  Aus der steigenden Umweltbelastung, weltweit abnehmenden Vorräten an Ressourcen  bei  gleichzeitig wachsendem Energieverbrauch und zunehmender Weltbevölkerung sind die  maßgebenden Vorgaben zum Nachhaltigen Bauen endstanden. Diese wurden in Deutschland in  mehrfach novellierte Energieeinsparungsverordnungen (EnEV) politisch umgesetzt. Wichtige  Zielvorgabe der Energiepolitik ist, bis 2050 50% Primärenergie einzusparen. Ergänzende wichtige  Vorstellungen finden sich z. B. in dem Triple Zero Konzept – Zero Energy, Zero Emission, Zero Waste  /1/. Bei diesem weiterführenden Konzept werden zusätzlich zu der geforderten Energieeffizienz bei  Bau und Betrieb des Gebäudes auch die Vermeidung von Emissionen und die vollständige  Rezyklierbarkeit der Baustoffe mit eingeschlossen.   Wesentliche Energieeinsparungen  werden durch das nachhaltige Bauen erwartet. Wie bekannt, wird  derzeit (2013) für die Gebäude immer noch ca. 40% der Primärenergie benötigt. Dieser immense  Energieverbrauch soll durch hochwärmegedämmte Fassaden,  Dach‐ und Bodenflächen, hochwertige  Mehrscheibenverglasungen und Bauteilaktivierung in Kombination mit entsprechenden  Belüftungssystemen reduziert werden. Endsprechende Entwurfskonzepte werden als Passivhäuser  bezeichnet. Weiterentwicklungen mit zusätzlichen Photovoltaikanlagen und Nutzungen  geothermischer Ressourcen werden dann als Aktivhäuser, Null‐Energiehäuser bis hin zu Plus‐ Energiehäusern bezeichnet. Es gibt zahlreiche erfolgversprechende Entwicklungen der  Baustoffindustrie und des Baunebengewerbes, die erforderlichen Komponenten für die  bautechnische Ausrüstung für die Planer bereit zu stellen. In den letzten Jahren gab es mehrere  Entwurfswettbewerbe zum energieeffizienten Bauen mit anschließender Umsetzung der prämierten  Projekte als Pilotprojekte /2/.  Umsetzung in der Praxis bei Neubauten  Mit verschiedenen Beispielen (Turnhalle, Verwaltungsgebäude etc.)  wird die Umsetzung von  Entwürfen und deren konstruktiver Umsetzung dargelegt und kritisch gewürdigt. Der hohe  Installierungsgrad (Belüftungsleitungen, Bauteilaktivierungen) der Gebäude muss beim  Tragwerksentwurf frühzeitig berücksichtigt werden, was jedoch nicht in allen Anwendungen  geschieht. Die gewünschte  energetische Qualität der Fenster ist ökonomisch belastend und führt  häufiger zu einer Verminderung der Gebäudetransparenz. Die zur Hochwärmedämmung  erforderlichen Wärmedämmungen sind bis zu 40 cm stark und nicht immer leicht entwurfs‐ und  bautechnisch realisierbar. Der Einbau von energetisch hochwertigen Bauelementen (Isokörbe etc.)  muss sorgfältig geplant und ausführungstechnisch umgesetzt werden. Günstige Nutzungen der PV –  Anlagen erfordern eine entsprechende Orientierung des Gebäudes.  Der gesamte interdisziplinäre  Planungsprozess für Gebäude ist unter dem Aspekt des nachhaltigen Bauens neu zu formulieren.    Die Planungstätigkeit der Tragwerksplaner und die Tätigkeit der Prüfingenieure für Bautechnik sind   gefordert, Beeinträchtigungen der Standsicherheit und der Gebrauchsfähigkeit zu vermeiden, wenn  stärkere Querschnittschwächungen durch den hohen Installierungsgrad der Gebäude vorliegen.   Versuche zu Stahlbetonbauteilen mit Querschnittsschwächungen liegen vor /3/. Sie sind bei Planung,  Prüfung und Überwachung zu beachten. Weiterführend sind neue Tragwerksentwurfskonzepte, die 

die Entflechtung des Tragwerks und der Haustechnik bei gleichzeitiger Minderung  der  Baustoffmengen. Die in den Bau eines Gebäudes investierte „Graue Energie“ (embodied energy) ist  ein wesentlicher Parameter in der Gesamtenergiebilanz des Bauens. Eine Auswertung verschiedener  Hochhäuser zeigt dabei das Potenzial auf, das in der Optimierung der Deckentragwerke liegt.   Verglichen werden dabei Flachdecken, Decken mit Hohlkörpern und weiter Deckentragwerke. Am  Bespiel eines Bürohauses in Frankfurt wird die Umsetzung dargestellt.  Am Beispiel des Aktivhauses Weissenhofsiedlung, Stuttgart werden wesentliche Aspekte dieses  Gebäudes dargestellt. Bei erfolgreicher Realisierung und positiven Monitoring der Energieeffizienz  wird eine Signalwirkung dieses Entwurfes erwartet /5/.  Am Bespiel wird gezeigt, dass Gebäude mit Tragwerken, die flexible, im Verlauf der Nutzungsdauer  eines Gebäudes mehrfach veränderliche Nutzungen ermöglichen, einen positiven Beitrag zum  nachhaltigen Bauen darstellen.  Umsetzung beim Bauen im Bestand  Der Umsetzung der Forderung nach nachhaltigem Bauen für den Bestand von 35 Mill. Wohnungen in  Deutschland kommt immense Bedeutung zu. Der erforderliche Finanzaufwand zur energetischen  Gebäudesanierung des Bestandes ist volkswirtschaftlich zu bewerten und über den politisch  gesetzten zeitlichen Rahmen bis 2050 zu amortisieren /4/.  Die Planungs‐ und Bauaufgabe wird am Bespiel einer Häuserzeile in Neu‐Ulm, Baujahr 1936 zu einem  Effizienzhaus Plus erläutert.  Der Kostenrahmen war mit 1600 Euro/m2 durch Vorgabe des  öffentlichen Bauherrn bereits im Wettbewerbsstadium sehr eng vorgegeben.  Die planerische  Umsetzung zeigt die sich ergebenden Bedingungen und Zwänge deutlich. Das vorliegende  Pilotprojekt zeigt anschaulich und prototypisch, was realisierbar ist und was nicht. Die  Jahresstrombilanz ist im vorliegenden Fall positiv. Wobei hier und in anderen Fällen durch  Bauwerksmonitoring die Einhaltung der Planungsvorgaben zu verifizieren ist.   Bei der Abwägung der Wirksamkeit von Investitionen bei der energetischen Sanierung des  Gebäudebestandes wirken mehrere Teilmaßnahmen zusammen: Dämmungen, moderne  Heizanlagen, hochwertige Fenster, PV‐Anlagen, Solarthermie etc. Verschiedenste Modellrechnungen  zeigen, dass intelligente, halb‐oder vollautomatische Steuerungsanlagen eine besonders hohe  Wirksamkeit bei vergleichsweise geringen Kosten (ca. 10 bis 15 Euro/m2) haben.  Dieser  Zukunftsmarkt wird für so interessant eingeschätzt, dass neben kleineren Start‐Up Firmen mit  innovativen Ideen sich auch große nationale Energieerzeugungsunternehmen  und in neuster Zeit  auch amerikanische Softwarekonzerne mit hohem finanziellem Input beteiligen. Die Datensicherheit  ist ggf. zu hinterfragen.  /1/ Triple Zero Konzept:  Markenschutz Werner Sobek  /2/ Effizienzhaus Plus: BMVI, 2012  /3/Schnell, Thiele, Keil, TU Kaiserslautern: Tragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten  Leitungen in Gruppenanordnung, Festschrift Keuser, 2012  /4/Fraunhofer Gesellschaft: Fraunhofer Institut für Bauphysik WB 170/2013  /5/ Aktivhaus: Markenschutz Werner Sobek 

 

 

Bevölkerrungsentwicklung 

 

  Transparrentes Tragw werk, IG Farb ben Haus Frankfurt 

Energieeeffizienzhauss Neu‐Ulm 

  Turnhalle in Passivhaausbauweise e

  Intelligen nte Haustech hnik