ACRINNOVATIONS-RADAR 2014

Aktuelle Technologietrends für österreichische KMU

NACH-HALTIGESBAUEN

INHALT

ACR – AUSTRIAN COOPERATIVE RESEARCHHaus der Forschung, Sensengasse 1, 1090 Wien Tel. +431 219 85 73office@acr.ac.at, www.acr.ac.at

Dezember 2013

mit freundlicher Unterstützung

EINLEITUNG 4WAS IST NACHHALTIGKEIT? 7NACHHALTIGKEITSKONZEPTE UND -NORMEN 7LEBENSZYKLUSKOSTEN (LCC) 13ENERGIEEFFIZIENZ 21LITERATUR 30

ACRINNOVATIONS-RADAR 2014

Aktuelle Technologietrends für österreichische KMU

NACH-HALTIGESBAUEN

ACR-INNOVATIONSRADAR 2014

EINLEITUNG

Abb. Cover: Sanierung Büroturm Berufliches Bildungs- und Rehabilitationszentrum BBRZ, LinzWettbewerb: 1. Preis und Ausführung, Green Building: ÖGNI Silber(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann, www.faustmann.co.at)Abb. vorhergehende Seite: Wohnen im Kaisergarten, 1030 WienDas Projekt wurde 2010 mit dem Architekturpreis SCHORSCH ausgezeichnet.(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)

Forschung, Entwicklung, Innovation und

neue Technologien sowie Herstellungs-

prozesse sind die wesentlichen Treiber

für Wirtschaftswachstum und Wettbe-

werbsfähigkeit. Dies gilt nicht nur für

typische Hochtechnologiebranchen

(Lebenswissenschaften, IKT etc.),

sondern auch für traditionelle, soge-

nannte Medium- und Low-Tech Sektoren

in Industrie und Gewerbe (Baugewerbe,

Metall-, Kunststoff- und Holzverarbei-

tung, Textil etc.), für den Handel und

den Dienstleistungsbereich (Tourismus,

Gastronomie, Güter verkehr etc.).

Damit Innovationspotentiale von einem

KMU weitestgehend ausgenutzt werden

können, sind unternehmerische Fähig-

keiten gefragt. Fortschritte erfordern

neben einer gewissen finanziellen und

technischen Ausstattung im Unter-

nehmen auch Organisationstalent und

Kreativität von den Führungskräften.

Im Vergleich zu großen Unternehmen

verfügen KMU meist über begrenzte

Ressourcen hinsichtlich Kapitalausstat-

tung, Personal, Kompetenzen und

Qualifikationen. Das kann sich hem -

mend auf das Innovationsverhalten und

die Anwendung von neuen Technolo-

gien auswirken. Ein weiterer zentraler

Punkt für KMU ist häufig der Mangel an

Wissen über aktuelle Technologietrends,

mögliche innovative Lösungsansätze

sowie insgesamt über die zukünftige

Entwicklung in der jeweiligen Branche.

Die Hauptgründe liegen in der fehlen -

den oder schwachen Vernetzung mit

Forschungsorganisationen, in mangeln -

den Ressourcen für ein systematisches

Markt- und Technologie-Monitoring und

im teilweise fehlenden Bewusstsein für

die Chancen, die innovative Technolo-

gien für die Wettbewerbsfähigkeit

bereithalten.

An diesen Schwachpunkten setzt das

ACR Innovationradar an. Die ACR

Institute sind als außeruniversitäre

Forschungseinrichtungen in der Lage,

Impulse für Innovationen in KMU zu

geben. Die ACR ist ein strategisches

Netzwerk selbständiger, gemeinnüt-

ziger Forschungsinstitute. Es dient der

Unterstützung und Förderung von

Forschung, Entwicklung und Innovation

auf Unternehmensebene. Die defi-

nierten Forschungsschwerpunkte intensi-

vieren die Forschung, Entwicklung und

den Technologietransfer speziell für

KMU. Somit ist die Forschungstätigkeit

der ACR Institute vorwiegend ergebnis-

und anwendungsorientiert. Das Innova-

tionsradar zum ACR Schwerpunkt

Nachhaltiges Bauen widmet sich

den Themen:

• NACHHALTIGKEITSKONZEPTE/

NACHHALTIGKEITSNORMEN

• LEBENSZyKLUSKOSTEN (LCC)

• ENERGIEEFFIZIENZ

Interessierte kleine und mittlere Unter-

nehmen erhalten damit einen Überblick

über aktuelle Technologien, Normie-

rungen und Markttrends. Für verschie-

dene Sektoren im Baugewerbe werden

Informationen bereitgestellt, über

Technologien und Normen, die derzeit

bzw. künftig bereit stehen. Damit

können Unternehmen besser ein schä -

tzen, welche Chancen und Risiken

hinsichtlich Technologieentwicklung und

unternehmerischer Tätigkeit entstehen

können.

Im ersten Abschnitt wird die Frage

geklärt, was unter dem Begriff Nach-

haltigkeit zu verstehen ist. In Abschnitt

2 werden Nachhaltigkeitskonzepte und

Normen für den Gebäudebereich

vorgestellt. Diese betreffen sowohl die

Gebäudeebene als auch die Baustoff-

ebene. Abschnitt 3 Lebenszykluskosten

beleuchtet die Bedeutung von Lebenszy-

klusbetrachtungen bei Gebäuden und

Einzelanlagen und bespricht die lang-

fristigen, wirtschaftlichen Aspekte bei

Bauwerken der Verkehrsinfrastruktur,

bei Heizkesselanlagen und Raumheiz-

geräten, bei solarthermischen Systemen

sowie bei der Verwendung von umwelt-

resistenten Materialien und Befesti-

gungstechniken. In Abschnitt 4 Energie-

effizienz werden zunächst verschie-

dene Trends, wie z.B. die thermische

Bauteilaktivierung als Technologie in

VORWORT 5

Die selbständigen Institute des ACR-Netzwerks forschen & entwickeln – mit und für KMU.

6 ACR INNOVATIONSRADAR

NACHHALTIGES BAUEN

der Kühl- und Heizungstechnik vorge-

stellt. Außerdem werden Innovationen

im Holzbau und der Ziegelbauweise

sowie der Energiegewinnung mittels

solarthermischer Kollektoren bzw. neue

Techniken der Wärmespeicherung

thematisiert.

WAS IST NACHHALTIG-KEIT?Der Begriff der nachhaltigen Entwick-

lung (sustainable development) wurde

im „Brundtland-Bericht“ (Report of the

World Commission on Environment and

Development, „Our Common Future“)

von der Weltkommission für Umwelt

und Entwicklung 1987 geprägt. Dabei

bezieht man sich im Wesentlichen

darauf, dass sich eine Entwicklung als

dauerhaft tragfähig definieren lässt,

wenn die Bedürfnisse der Gegenwart

befriedigt werden, ohne zu riskieren,

dass künftige Generationen ihre

eigenen Bedürfnisse nicht mehr befrie-

digen können. Dieses Nachhaltigkeits-

ziel ist bei einem „Business As Usual“-

Szenario gefährdet. Weltweite klimati-

sche Veränderungen weisen uns bereits

darauf hin. Inzwischen ist allgemein

anerkannt und vielfältig wissenschaft-

lich belegt, dass der anthropogen

verursachte Ausstoß von Treibhaus-

gasen, der seit Beginn der Industriali-

sierung extrem stark gestiegen ist, eine

Erwärmung des Klimas auf der Erde

verursacht. Die Europäische Union hat

sich aus diesem Grund das Ziel gesetzt,

bis zum Jahr 2020 den Ausstoß von

Treibhausgasen in der EU um 20 % im

Vergleich zu 1990 zu reduzieren1.

Darüber hinaus soll der Anteil von

erneuerbaren Energien am Bruttoend -

energiever brauch bis zum Jahr 2020

auf 20 % gesteigert und die Energieeffi-

zienz im Vergleich zu einem „Business

As Usual“-Szenario um 20 % erhöht

werden2.

Sprechen wir von nachhaltigem Bauen,

so können wir die verschiedensten

Aspekte eines umfangreichen Gesamt-

themas meinen. Alle Teilaspekte haben

in den letzten Jahren stark an Bedeu-

tung gewonnen, da die Menschen

immer sensibler auf diese Themen

werden. Ihr zunehmender Stellenwert

begründet sich in der umweltpolitischen

Präsenz, in der wirtschaftlichen Auswir-

kung auf die Märkte von Bauprodukten

sowie in der gesellschaftlichen Wahr-

nehmung von Zukunftsfragen. Nachhal-

tigkeitskriterien haben inzwischen sämt-

liche Branchen der Bauwirtschaft sowie

die Immobilienwirtschaft erreicht. Die

ganzheitliche Betrachtung von

Bauwerken bezüglich ihrer Wirkungen

über den gesamten Lebenszyklus entwi-

ckelt sich zu einem Megatrend. Sich an

diesen Kriterien durchgängig zu orien-

tieren, ist eine Herausforderung für

unser gesamtes Wirtschafts- und Sozial-

system. Im mehr und mehr geforderten

Life-Cycle-Design zeigt sich, dass es

notwendig ist, sich über Gewährleis-

tungsfristen hinaus an der gesamten

Lebensdauer eines Gebäudes zu orien-

tieren. Es geht um minimierte Umwelt-

wirkungen bei gleichzeitig dauerhafter

sozialer Funktionsbeständigkeit und

minimierten Kosten für die Werterhal-

tung eines Bauwerkes. Zunehmend

werden entsprechende Normen sowie

systemische Rahmenbedingungen auf

nationaler und internationaler Ebene

dafür geschaffen. Sie lenken unter

anderem die aktuellen Forschungs-

schwerpunkte sowie die Entwicklung

innovativer Technologien, Produkte und

Prozesse.

Im vorliegenden Innovationsradar wer-

den aktuelle technologische Trends,

gesetzliche und normative Rahmenbe-

dingungen und marktrelevante Entwick-

lungen zu verschiedenen Teilaspekten

der Nachhaltigkeit von Bauwerken

beschrieben.

NACHHALTIGKEITS-KONZEPTE/-NORMENIn diesem Zusammenhang sind neue

nachhaltige Baukonzepte gefordert, die

Überlegungen hinsichtlich Nachhaltig-

keit über den gesamten Lebenszyklus

NACHHALTIGES BAUEN 7

Klimawandel und Ressourcenmangel fordernneue Baukonzepte. Mehr denn je braucht es Überlegungen hinsichtlich Nachhaltigkeit, Lebenszyklus und Energieeffizienz.

8 ACR INNOVATIONSRADAR

von Baustoffen und Gebäuden und

besonderes ihre Energieeffizienz

berücksichtigen. Heute wird der

Betriebs- bzw. Nutzungsphase im

Entscheidungsprozess noch immer zu

wenig Bedeutung beigemessen. Doch

der gesellschaftspolitische Druck steigt,

geeignete Möglichkeiten und Technolo-

gien müssen aufbereitet werden. In der

Leitmarktinitiative3 der Europäischen

Kommission wird der Gebäudesektor

definiert als einer der Hauptwachstums-

märkte in der EU mit einem großen

Multiplikator-Effekt. Als größter

Verbraucher stofflicher Ressourcen,

größter Energieverbraucher und

größter Abfallverursacher bei gleich-

zeitig der längsten Produktlebensdauer

hat der Gebäudesektor ein gewaltiges

Potential zur Umstellung auf eine nach-

haltige Wirtschaft.

Im Rahmen der europäischen Normung

(Technisches Komitee CEN/TC 350

„Nachhaltigkeit von Bauwerken“) zur

Nachhaltigkeit auf Basis des Mandats

350 der Europäischen Kommission an

CEN wurde der Begriff Nachhaltigkeit

in Zusammenhang mit Gebäuden weit

gefasst. Er umfasst alle drei Aspekte

der Nachhaltigkeit: die ökologische,

die ökonomische und soziale bzw.

soziokulturelle Nachhaltigkeit. Baupro-

dukte an sich sind nicht unmittelbarer

Betrachtungs- und Bewertungsgegen-

stand. Sie sind vielmehr Quelle von

Informationen, die in ihren Auswir-

kungen auf ein Bauwerk und über

seinen Lebenszyklus zu bewerten sind.

Die ökologische, ökonomische und

soziale Vorteilhaftigkeit von Baustoffen

für ein Gebäude sind quantitativ

belegbar nachzuweisen. Dieser Nach-

weis erfolgt auf Gebäudeebene mittels

Zertifizierungssystemen, den soge-

nannten Green Building Labels. In den

letzten Jahren wurden in vielen Ländern

nationale, aber auch international

angewandte Green Building Labels (in

Österreich: TQB, klimaaktiv, ÖGNI)

entwickelt. Solche Labels beurteilen

Bauvorhaben bzw. Gebäude in zum

Teil sehr unterschiedlicher und meist

sehr komplexer Weise. Ausgereifte

Zertifizierungssysteme sind ein detail-

lierter Leitfaden, der alle notwendigen

Nachhaltigkeitsaspekte umfasst und

deren Umsetzung im Bauprozess wird

quantifizier- und vergleichbar veran-

schaulicht4. Neben vielen privaten

Initiativen gibt es auch auf europäi-

scher (CEN TC 350) und internatio-

naler Ebene (ISO/TC 58/SC 17)

Bestrebungen ein umfassendes, harmo-

nisiertes Regelwerk zur Gebäudezertifi-

zierung zu erarbeiten5.

Aktuelle Normen hierzu sind:

• ÖNORM EN 15643-1 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bewertung der Nach-

haltigkeit von Gebäuden. Teil 1: Allge-

meine Rahmenbedingungen. November

2011.

• ÖNORM EN 15643-2 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bewertung der Nach-

haltigkeit von Gebäuden. Teil 2:

Rahmenbedingungen für die Bewertung

der umweltbezogenen Qualität. April

2011.

• ÖNORM EN 15643-3 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bewertung der Nach-

Abb. oben: Lab Building East Institute of Science and Technology Austria IST, KlosterneuburgAuszeichnungen: Green Building Award, klima:aktiv Gold(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)

haltigkeit von Gebäuden. Teil 3:

Rahmenbedingungen für die Bewertung

der sozialen Qualität. März 2012.

• ÖNORM EN 15643-4 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Integrierte Bewertung

der Nachhaltigkeit von Gebäuden. Teil

4: Rahmenbedingungen für die Bewer-

tung der ökonomischen Qualität. März

2012.

• ÖNORM EN 15942 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Umweltproduktdekla-

rationen – Kommunikationsformate

zwischen Unternehmen. Dezember

2011.

• ÖNORM EN 15978 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bestimmung der

Umweltleistung von Gebäuden –

Berechnungsmethode. Oktober 2012.

• Entwurf ÖNORM EN 16309 Nachhal-

tigkeit von Bauwerken – Bewertung der

sozialen Qualität von Gebäuden –

Methoden. September 2011

• FprEN 16309 Sustainability of

construction works – Assessment of

social performance of buildings –

Methods. Juli 2013.

Gebäudezertifikate sind von der Immo-

bilienwirtschaft längst als Marketingin-

strument erkannt worden, vor allem bei

Büro-, Gewerbe- und Handelsimmobi-

lien. Eine Reihe von Studien belegt,

dass zertifizierte Gebäude einen

höheren Wiederverkaufswert erzielen

als nicht zertifizierte Gebäude. Auch

wenn kein Zwang zur Anwendung der

Nachhaltigkeitsnormen im Bau besteht,

gehen Experten von einer zuneh-

menden Veränderung im Wettbewerb

unter Investoren, Planern und Baupro-

dukteerzeugern in Richtung Life-Cycle-

Design aus. Unsicherheit besteht heute

noch bei Fragen nach den Mehrkosten

für den zusätzlichen Planungsaufwand

und die Ausführung, der zu erwar-

tenden Relation zwischen Nutzen und

Aufwand und der möglichen Integration

dieser neuen Bauqualität in die Projekt-

entwicklung und Planung.

Baustoffe sind zwar nur ein Teilaspekt

dieser komplexen Bewertung im Zuge

einer Zertifizierung, aber die entspre-

chenden Produktdaten von Baustoffen

und Baumaterialien stellen eine wich-

tige Basis für die Beurteilung der ökolo-

gischen Qualität eines Gebäudes dar.

Doch welche die Kriterien bei der

Auswahl von Bauprodukten sind, ist

noch offen.

Im Rahmen von Gebäudezertifizie-

rungen wird eine Fülle von Informa-

tionen über die verwendeten Baupro-

dukte benötigt. Im März 2011 ist die

Bauprodukte-Verordnung (Verordnung

(EU) Nr. 305/2011) in Kraft getreten

mit Wirksamkeit ab 1. Juli 2013.

Künftig werden ökologische Indika-

toren verstärkt nachgefragt, da die

NACHHALTIGES BAUEN 9

Tabelle 1: Verschiedene GreenBuilding Labels, weltweit

BREEAM Großbritannien

LEED USA

DGNB Deutschland

klima:aktiv Österreich

ÖGNI Österreich

TQB der ÖGNB Österreich

GreenBuilding EU

green star Australien

green starSüdafrika Südafrika

green star NZ Neuseeland

CASBEE Japan

HQE Frankreich

LEED Kanada Kanada

IGBC und LEED Indien

Gebäudezertifikate sind von der Immobilienwirtschaft als Marketing-instrument erkannt worden.

10 ACR INNOVATIONSRADAR

neue Grundanforderung 7 – Nach -

haltige Nutzung der natürlichen

Ressourcen – einen entsprechenden

Nachweis verlangt. Das Bauwerk muss

derart entworfen, errichtet und abge-

rissen werden, dass die natürlichen

Ressourcen nachhaltig genutzt werden.

Unter anderem müssen folgende Forde-

rungen erfüllt werden:

(a) Das Bauwerk, seine Baustoffe und

Teile müssen nach dem Abriss

wiederverwendet oder rezykliert

werden können.

(b) Das Bauwerk muss dauerhaft sein.

(c) Für das Bauwerk müssen umwelt -

verträgliche Rohstoffe und Sekun-

därbaustoffe verwendet werden.

Die Bauprodukte-Verordnung wird eine

Überarbeitung sämtlicher Produkt-

normen zur Folge haben. Intention der

EU Kommission ist eine Liberalisierung

des Marktes von Bauprodukten in

Europa. Es kommt dadurch allerdings

zu einer verstärkten Planerverantwor-

tung bezüglich der Einhaltung der

Vorschriften und ihres Nachweises.

Eine Möglichkeit des Nachweises der

Umweltperformance eines Baustoffes

bzw. Bauproduktes stellt die Umwelt-

deklaration, kurz EPD (Environmental

Product Declaration), dar. EPDs sind

vorwiegend für die Kommunikation

zwischen Unternehmen („Business- To-

Business“) vorgesehen.

Sie stellen Daten für die Gebäudebe-

wertung zur Verfügung und basieren

auf dem Prinzip der Freiwilligkeit.

Tatsächlich beschränken sich EPDs

darauf, Umwelteigenschaften offenzu-

legen; sie nehmen keine Bewertung der

Ergebnisse oder gar Auszeichnung der

Produkte vor. Hersteller sind allerdings

gut beraten, ihre Bauprodukte bewerten

zu lassen.

Als wesentliches Element beinhaltet die

Umweltdeklaration eine Ökobilanz

(Life Cycle Assessment, LCA). Gemäß

EN 15804 müssen solche Ökobilanzen

insgesamt 24 Indikatoren ausweisen.

Diese reichen vom globalen Erwär-

mungspotenzial (Global Warming

Potential, GWP) bis hin zum Einsatz

von Süßwasserressourcen. Die Indika-

toren werden nach den Lebensphasen

des Baustoffes bzw. eines Gebäudes

aufgeschlüsselt. Diese Lebensphasenbe-

trachtung umfasst folgende Stadien:

• A1– A3 Produkt-Stadium (Herstel-

lungsphase des Bauproduktes)

• A4 – A5 Bauprozess-Stadium (Errich-

tungsphase des Gebäudes)

• B1– B7 Nutzungs-Stadium (inkl.

Instandhaltung) des Gebäudes

• C1– C4 Ende des Lebensweges-

Stadium (Entsorgungsphase des

Gebäudes)

Die Phase D betrifft die nachgelagerte

Phase und erfasst eventuelle Gutschrif-

ten und Lasten, die über den Lebens-

A1– A3 A4 – A5 B1– B7 C1 – C4 D

Herstellungsphase Errichtungsphase Nutzungsphase Entsorgungsphase Ergänzende Informationen außerhalb des Lebenszyklus

B1 Nutzung C1 AbbruchA1 Rohstoffbereitstellung B2 Instandhaltung C2 Transport D Wiederverwendung-,A2 Transport B3 Reparatur C3 Abfallbewirtschaftung Rückgewinnungs- und A3 Herstellung A4 Transport B4 Ersatz C4 Deponierung Recyclingpotential A5 Bau/Einbau B5 Umbau / Erneuerung

B6 Betrieblicher Energieeinsatz B7 Betrieblicher Wassereinsatz

Tabelle 2: Lebenszyklusphasen für die Environmental Product Declaration eines Bauproduktes

Umweltdeklarationen für Bauprodukte sind Basis von Ökobilanzen für die Gebäudebewertung.

weg eines Gebäudes hinausgehen.

EPDs sind nach ISO 14025 sogenannte

Typ III Umweltzeichen. Sie beinhalten

quantitative, umweltbezogene Daten

auf der Grundlage festgelegter Para-

meter und, falls notwendig, ergän-

zende Umweltinformationen. So

müssen alle maßgeblichen Umwelt-

aspekte des betrachteten Produkts in

der deklarierten Lebensphase des

Bauproduktes berücksichtigt werden.

Die festgelegten Parameter gründen

sich auf die ISO 14040 Normenreihe

(„Ökobilanz-Normen“). Die zusätzli-

chen umweltrelevanten Angaben

können quantitativ oder qualitativ sein

(ÖNORM EN ISO 14025). Außerdem

sind Angaben zu den technisch-funktio-

nalen Eigenschaften des Bauproduktes

erforderlich.

EPDs sind grundsätzlich freiwillig,

wenn aber eine EPD erstellt wird, so ist

die Herstellungsphase (A1-A3) verbind-

lich und vollständig zu deklarieren. Sie

umfasst die Rohstoffbeschaffung, den

Transport und den gesamten Herstel-

lungsprozess des Bauproduktes.

Gemäß EN 15804 muss die EPD

benennen, welcher EPD-Typ deklariert

wird (Tabelle 1).

Umweltdeklarationen sind in erster

Linie für den Informationsaustausch

innerhalb der anbietenden Wirtschaft

gedacht. Der Ausarbeitung einer

Umweltproduktdeklaration geht die

Erstellung von Produktkategorie-Regeln

(PKR) voraus. Diese PKR stellen –

zusätzlich zur Normung – die Basis für

die Erstellung von EPDs dar. In den PKR

werden die Produktkategorien definiert

und deren typische Umweltwirkungen

geregelt. Sie enthalten alle produktspe-

zifischen Regeln, Anforderungen und

Prüfverfahren für die geregelte Produkt-

gruppe. Die Produktkategorie-Regeln

werden unter Einbeziehung der interes-

sierten Kreise erarbeitet und durch ein

Gremium unabhängiger Dritter über-

prüft. Die Grundlagen für Produktkate-

gorie-Regeln sind in der EN 15804

zusammengestellt.

Relevante Normen für EPDs sind:

• ÖNORM EN ISO 14025 Umweltkenn-

zeichnungen und -deklarationen – Typ

III Umweltdeklarationen – Grundsätze

und Verfahren (ISO 14025: 2010), Juli

2010.

• ÖNORM EN ISO 14040 Umweltmana-

gement – Ökobilanz – Prinzipien und

allgemeine Anforderungen (ISO

14040: 2009), November 2009.

• ÖNORM EN ISO 14044 Umweltmana-

gement – Ökobilanz – Anforderungen

und Anleitungen (ISO 14044: 2006),

Oktober 2006.

• ISO 21930 Sustainability in building

construction – Environmental

declaration of building products,

October 2007.

• ÖNORM EN 15804 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Umweltdeklarationen

– Grundregeln für die Produktkategorie

Bauprodukte, April 2012.

• ÖNORM EN 15942 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Umweltprodukt dek -

laration – Kommunikationsformate zwi -

schen Unternehmen, Dezember 2011.

• ÖNORM EN 15978 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bewertung der

umweltbezogenen Qualität von

NACHHALTIGES BAUEN 11

EPD obligatorisch optional

von der Wiege bis zum Werkstor A1– A3

von der Wiege bis zum Werkstor mit Optionen A1– A3 A4 – C4

von der Wiege bis zur Bahre A1– C4

Tabelle 3: EPD-Typen nach deklarierten Lebenszyklusphasen

Gebäuden – Berechnungsmethode,

Oktober 2012.

• EN 15941 Sustainability of

construction works – Environmental

product declarations – Methodology

and data for generic data, Mai 2012.

In Österreich gab es bislang keine

Möglichkeit, Bauprodukte zu dekla-

rieren. Im Jahr 2012 wurden von der

österreichischen EPD-Plattform, einem

Gremium der relevanten Forschungsein-

richtungen, die erforderlichen Grundla-

gendokumente ausgearbeitet. In einem

zweiten Schritt wurde im Juli 2013 die

Bau-EPD GmbH Österreich als

Programmträger ins Leben gerufen. Sie

ist gemäß ISO 14025, Punkt 6.3 für

den Aufbau und die Verwaltung des

Typ III Umweltdeklarationsprogrammes

der österreichischen EPD-Plattform

verantwortlich. Gemeinsam mit Vertre-

tern der produzierenden Wirtschaft

wird sie die jeweiligen Produktkate-

gorie-Regeln festlegen. Die österrei-

chische Organisation wird eng mit dem

deutschen Institut Bauen und Umwelt

e.V. (IBU) zusammenarbeiten, welches

in Deutschland Träger der Umweltde-

klarationen ist.

Die wesentlichen Akteure des

Umweltdeklarations programms sind:

• Programmbetreiber (Bau-EPD GmbH

Österreich)

• Hersteller von Bauprodukten

• Ersteller von Ökobilanzen

• PKR-Prüfgremium

• Produktgruppenforen

• Interessierten Kreise

Abbildung 1 veranschaulicht das

Zusammenspiel der Akteure.

Eine weitere, allerdings reduzierte

Form der ökologischen Charakterisie-

rung stellt die CO2-Bilanz (CO2-Fußab-

druck, Carbon Footprint/CFP) dar. Sie

ist bei Bauprodukten noch kaum

verbreitet, findet aber im Lebensmittel-

bereich europaweit und auch in Öster-

reich bereits Anwendung. Der Carbon

Footprint stellt die Treibhausgasbilanz

(Leitsubstanz CO2 und alle treibhausre-

12 ACR INNOVATIONSRADAR

Abbildung 1: Stakeholder im EPD-Prozess Quelle: PKR-Gremium Österreich 2012

Produktgruppenforum (PKR)+ Experten nach Bedarf aus PKR-Gremium

PKR-GremiumUniversitäten

ForschungsinsitutionenPrüfstellenHersteller

oder

Hersteller-verbände

Programmbetreiber

Bau-EPD

InteressierteKreise

WKÖ FachverbändeLobbyisten

Verbraucher undUmwelt-

organisationen

Öko-Bilanzierer

Verifizierer

Beirat

levanten Gase mit deren Wirksamkeit

bezogen auf die Leitsubstanz) eines

Produktes dar. Er ist ein wesentlicher

Teilaspekt einer Umweltdeklaration.

Grundlegende Normenwerke für die

Erarbeitung eines CFP sind:

• ISO/CD 14067-1 Carbon footprint of

products – Part 1: Quantification

• ISO/CD 14067-2 Carbon footprint of

products – Part 2: Communication

LEBENSZYKLUSKOSTEN(LCC)Neben der Entwicklung von Bewer-

tungsmethoden für die ökologische

Nachhaltigkeit von Bauprodukten und

Gebäuden sind auch die soziale und

die ökonomische Nachhaltigkeit ein

inoffizieller Auftrag an das Normungs-

gremium CEN/TC 350. Die ökonomi-

sche Betrachtung umfasst die kostenmä-

ßige Bewertung eines Gebäudes über

den gesamten Lebenszyklus.

Die Errichtungskosten eines Gebäudes

sind durch die Standardisierung der

Kosten in Kostenbereiche und Kosten-

elemente nach der ÖNORM B 1801-1

schon frühzeitig und sehr genau kalku-

lierbar. Dies gibt dem Bauherrn bereits

in der Entwurfsphase eine hohe Sicher-

heit hinsichtlich des Kostenrahmens

seines Objektes. Komplexer gestalten

sich hingegen die laufenden und peri-

odischen Kosten für den Gebäudebe-

trieb und die Gebäudeerhaltung. Die

entstehenden Folgekosten treffen den

Gebäudebetreiber oder -nutzer.

Bezogen auf einen Betrachtungszeit-

raum von 30 bis 40 Jahren beträgt der

Barwert der Folgekosten für den mode -

rnen Wohnbau das zwei- bis vierfache

der Errichtungskosten6, bei modernen

Büroimmobilien ist es sogar das Drei-

bis Sechsfache.7

Lebenszykluskosten von Gebäuden

weisen fünf nachfolgend angeführte

Unschärfen auf, die ihre hohe Komple-

xität verursachen8:

• Sie entstehen während der gesamten

Lebensdauer von der ersten Idee bis

zum Abriss und beinhalten die

Baukosten.

• Sie müssen zeitlich und ihrem

Umfang nach willkürlich abgegrenzt

werden.

• Sie sind nicht eindeutig den Bauele-

menten und auch nicht den Gewerken

zuordenbar.

• Sie sind von der Nutzung, von

Nutzungsänderungen und vom Nutzer-

verhalten abhängig.

• Sie können im Sinne einer Erfolgs-

rechnung als zusätzliche Investition für

höhere Erträge anfallen.

In den Normen und in der einschlä-

gigen Fachliteratur werden alle über

den gesamten Lebenszyklus entste-

henden Kosten zusammenfassend als

Lebenszykluskosten bezeichnet, diese

können allgemein als Summe der

Errichtungskosten und der Folgekosten

definiert werden. Entsprechend der

ÖNORM wird keine Abzinsung über

die Jahre kalkuliert, also nur Nominal-

werte angesetzt.

Die Bedeutung der Lebenszykluskosten

für KMU der österreichischen Bau- und

Immobilienwirtschaft ist sehr hoch

einzuschätzen. Neben der Analyse der

Investitionskosten sind die Bewirtschaf-

tungskosten für die Gesamtbeurteilung

von Immobilien bzw. Bauwerken immer

wichtiger für eine Investitionsentschei-

dung. Erst durch die Betrachtung des

gesamten Lebenszyklus einer Immobilie,

bestehend aus einer Errichtungs-, einer

Nutzungsphase und einer Entsorgungs-

phase, können umfassende Aussagen

zur Kostenoptimalität getroffen werden.

Diese Sichtweise entspricht dem „Total

Cost of Ownership“-Ansatz (TCO),

welcher neben den Investitionskosten

auch die Bewirtschaftungskosten

umfasst. Diese Gesamtkosten geben

Auskunft, welche Kosten der Eigen-

tümer bzw. der Nutzer über die

gesamte Nutzungsdauer zu bezahlen

hat. Bemerkenswert ist der Umstand,

dass der Anteil der Bewirtschaftungs-

kosten an den Gesamtkosten 70 bis

NACHHALTIGES BAUEN 13

Lebenszykluskosten-Analysen dienen zur Bewertung der ökonomischen Nachhaltigkeit von Gebäuden.

14 ACR INNOVATIONSRADAR

80 % ausmacht und dass mit Investi-

tionen am Beginn des Lebenszyklus die

späteren Bewirtschaftungskosten dauer-

haft gesenkt werden können. Diese

Vorgehensweise lässt unter der

Annahme einer Nutzungsdauer von

Bauwerken über einen Zeitraum von 50

und mehr Jahren substantielle Beträge

einsparen. In der Praxis ist aber immer

wieder kurzfristiges Denken zu beob-

achten: Sparen am falschen Platz oder

zur falschen Zeit, nämlich in der Errich-

tungsphase.

Abbildung 2 zeigt die Hauptgruppe

der Lebenszykluskosten: (1) Verwaltung,

(2) technischer Gebäudebetrieb, (3)

Ver- und Entsorgung, (4) Reinigung, (5)

Sicherheitsdienste, (6) Gebäudedienste,

(7) Instandsetzung, Umbau (8) Sons-

tiges und (9) Objektbeseitigung bzw.

Abbruch. Jede der angeführten Kosten-

hauptgruppen kann einzeln betrachtet

werden. Die Norm legt auch noch eine

zweite Gliederungsebene, die soge-

nannten Kostenuntergruppen, fest.

Im Zuge der Lebenszyklusbetrachtung

von Gebäuden müssen folgende

Kosten berücksichtigt werden:

• Konzept- und Planungskosten

• Errichtungskosten

• Betriebskosten (z. B. Energiekosten,

Versicherungskosten)

• Instandhaltungs- und Wartungskosten

(für normale Abnutzung und für

elementare Schäden)

• Kosten aus späteren Nutzungsände-

rungen

• Entsorgungskosten (inkl. Abbruch und

Rezyklierung)

Dies hat starke Auswirkungen auf die

Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von

Investitionen. So können relativ nied-

rige Baukosten durch relativ hohe

Betriebskosten zunichte gemacht

werden und umgekehrt. Zunehmend

wird in der Planungsphase ein Fokus

auf die Entsorgungsphase (inkl.

Abbruch und Rezyklierbarkeit der

Baustoffe) und die damit verknüpften

Umweltwirkungen gelenkt. In Öster-

reich ist es trotz aller Normierungen

dringend an der Zeit einen entspre-

chenden Rahmen für die Gebäudebe-

wertung zu schaffen, ähnlich dem deut-

schen Gütesiegel für Nachhaltiges

Bauen oder dem schweizerischen Netz-

werk „Nachhaltiges Bauen Schweiz

2012“, an denen die öffentliche Hand

und die Wirtschaft gemeinsam beteiligt

sind.

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Abbildung 2: Die Gliederungshauptebene der Lebenszykluskosten (Quelle: Floegl 2013)

NACHHALTIGES BAUEN 15

Büro und Wohnhaus, Schwarzenbergplatz, 1030 Wien(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)

Relevante Normen und Richtlinien für

die Lebenszykluskosten von Gebäuden:

• ÖNORM B 1800 Ermittlung von

Flächen und Rauminhalten von

Bauwerken. Dezember 2011.

• ÖNORM B 1801-1 Bauprojekt- und

Objektmanagement. Teil 1: Objekter-

richtung. Juni 2009.

• ÖNORM B 1801-2 Bauprojekt- und

Objektmanagement. Teil 2: Objekt-

Folgekosten. April 2011.

• ÖNORM B 1801-3 Bauprojekt- und

Objektmanagement. Teil 3: Objekt- und

Nutzungstypologie. Juli 2011.

• ÖNORM B 1801-4 Bauprojekt- und

Objektmanagement. Teil 4: Berechnung

von Gebäudelebenszykluskosten.

Entwurf ab 15.11.2013.

• ÖNORM EN 16627 Nachhaltigkeit

von Bauwerken – Bewertung der ökono-

mischen Qualität von Gebäuden –

Methoden. Entwurf, August 2013.

• GEFMA 200 Kosten im FM – Kosten-

gliederungsstruktur zur GEFMA 100.

Entwurf, Juli 2004.

• GEFMA 220-1 Lebenszykluskostenbe-

rechnung im FM – Einführung und

Grundlagen. Entwurf, September 2010.

• GEFMA 220-2 Lebenszykluskostenbe-

rechnung im FM – Anwendungsbeispiel.

September 2010.

• ISO 15686-5 Buildings and constructed

assets – Service-life planning. Part 5:

Life-cycle costing. November 2009.

• DIN 276 Kosten im Bauwesen – Teil 1:

Hochbau. August 2009.

• DIN 18960 Nutzungskosten im

Hochbau. Februar 2008.

• VDI 2067 Wirtschaftlichkeit gebäude-

technischer Anlagen. Blatt 1: Grund-

lagen und Kostenberechnung.

September 2012.

TECHNOLOGISCHE TRENDS

BEEINFLUSSEN DIE LEBENS -

ZYKLUSKOSTEN

Neue Materialien und Methoden zur

Herstellung beeinflussen die Lebenszy-

kluskosten von Gebäuden und

Bauwerken wesentlich, sowohl für

Neuerrichtungen als auch bei der

Instandhaltung. Beispiele für Entwick-

lungen der letzten Jahre, welche künftig

die Wettbewerbsfähigkeit von KMU im

Bereich der Verkehrsinfrastruktur

mitbestimmen werden, sind:

• Schadstoffreinigung mit photokataly-

tisch aktivierten Oberflächen10

• Recycling und Schonung natürlicher

Ressourcen

• Erhöht brandbeständige Betone für

Verkehrsinfrastruktur

• Selbstverdichtender Beton mit

erhöhter Brandbeständigkeit und Hellig-

keit11

• 2-Stunden-Beton zur Schnellreparatur

von Fahrbahndecken

Neue Verfahren, die in diesem Zusam-

menhang zum Einsatz kommen und

deren Anwendung für KMU aktuell und

künftig zu einem wesentlichen Element

ihrer Konkurrenzfähigkeit gehören, sind

unter anderem:

• Herstellung neuer Zemente mit gerin-

gerem CO2 Ausstoß bei der Herstel-

lung12

• Helle Oberflächen gegen städtisches

Aufheizen und Energieeinsparung

(Kühlenergie/Beleuchtung) sowie zur

Erhöhung der Sicherheit in Tunneln13

• Oberflächenoptimierung zur Reduk-

tion von Treibstoff- und Energiever-

brauch, aber auch zur Erhöhung der

Straßensicherheit14

• Vorgespannte Betonbrücken ohne

Abdichtung15

• Qualitätssicherung im Betonstra-

ßenbau (Optimierung bzgl. Lärm, Eben-

heit, Helligkeit etc.)16

• Keilspaltverfahren zur Beurteilung des

Materialverbundes

Ergebnisse von Expertenbefragungen

zu Lebenszykluskosten von Straßen,

Brücke und Tunneln belegen die hohe

Bedeutung der vollständigen Analyse

unter Einbeziehung der Betriebs- und

Nutzungsphase sowie der sozialen

Aspekte (Verfügbarkeit, Straßensicher-

heit, Nutzerkomfort etc.). Die Verfüg-

barkeit der Infrastruktur hat bei den

Objektbetreibern höchste Priorität.

16 ACR INNOVATIONSRADAR

Technologische Trends beeinflussen die Lebenszykluskosten.

Viele technologische Entwicklungen der

letzten Jahre sind vielversprechend. Bei

ihrer Umsetzung in die Praxis und der

Weiterentwicklung gibt es ein enormes

Potenzial für KMU, nicht nur im Bereich

neuer Rohstoffe, Werkstoffe und Mate-

rialien, sondern auch bei neuen

Verfahren sowie in der Prozessoptimie-

rung. Auch die Spezialisierung auf

Nischenbereiche kann für KMU interes-

sante Zukunftsperspektiven eröffnen.

Bei Heizkesseln und Raumheizgeräten

wie z.B. Kachelöfen wurde bislang

hauptsächlich darauf geachtet, die

Anschaffungskosten möglichst gering

zu halten. Künftig werden die Lebens-

dauer von Heizanlagen, der Amortisati-

onszeitraum und die Entwicklung der

Energiekosten (Öl, Gas, Holz etc.) eine

wichtige Rolle bei der Kaufentschei-

dung spielen. Kachelöfen übertreffen

mit einer Mindestlebensdauer von 30

Jahren vergleichbare Produkte zumin-

dest um den Faktor 2. Die langen

Erneuerungszyklen und die geringen

Preissteigerungen des Brennstoffes Holz

zeigen bei der Betrachtung der

gesamten Lebenszykluskosten von

Kachelöfen deutliche Kostenvorteile z.B.

gegenüber fossilen Heizsystemen. Die

Ergebnisse von Lebenszyklusbetrach-

tungen führen die Sinnhaftigkeit hoch

qualitativer (österreichischer) Produkte

und deren Hersteller – in der Regel

KMU – vor Augen. Bei der ausschließ-

lich kurzfristigen Betrachtung der Inves-

titionskosten ist die verstärkte Verwen-

dung qualitativ minderwertiger Mate-

rialien zu erwarten. Eine ähnliche

Argumentation gilt für die österrei-

chischen Hafnerbetriebe – allesamt

gewerbliche KMU. Auch sie würden

von einer Lebenszykluskostenbetrach-

tung gegenüber ausländischen Billigan-

bietern profitieren. Seitens des Kachel-

ofenverbandes werden Grundlagen-

daten zu den Lebenszykluskosten

unterschiedlicher Heizsysteme zusam-

mengestellt und statistisch aufbereitet.

Die Ergebnisse stehen österreichischen

Hafner-Fachbetrieben zur Verfügung. Es

gilt, das Bewusstsein der Konsumenten

dafür zu schärfen, wie vorteilhaft sich

die Lebenszykluskosten eines Kachel-

ofens im Vergleich mit anderen

Systemen darstellen. In der öffentlichen

Diskussion der Energie- und Klimapro-

blematik ist bereits ein Umdenken

erkennbar.

Bei solarthermischen Systemen

werden Ökobilanzen von Kollektoren

aufgrund von Herstellerangaben unter-

sucht und mit Daten der hydraulischen

Systeme17 ergänzt. Berücksichtigung

finden auch die über den Lebenszyklus

anfallenden Aufwendungen für Betrieb

und Wartung, Recyclingpotentiale und

Gutschriften für zum Beispiel substitu-

ierte Dacheindeckungen. Für die Bilan-

zierung wird der zur Herstellung der

Anlage verwendete Primärenergieinhalt

den erwarteten Energieerträgen und

Gutschriften aus dem Recycling gegen-

übergestellt. Die energetische Amortisa-

tionszeit liegt für Flachbettkollektoren

im Schnitt bei 1,97 Jahren, für Vakuum-

röhrenkollektoren beträgt sie lediglich

1,25 Jahre. Bei Photovoltaik-Anlagen

werden der über den Lebenszyklus

erbrachte Ertrag und für die Herstellung

erforderliche Aufwendungen auf eine

Lebensdauer von 30 Jahren ermittelt.

Die Ertragsrechnung spiegelt im

Wesentlichen die Unterschiede der

Wirkungsgrade der Zellentypen wieder.

Monokristalline Zellen liegen bezüglich

Wirkungsgrad und Jahresertrag am

höchsten, amorphe Zellen am nied-

rigsten und bei multikristallinen Zellen

im mittleren Bereich. Die energetische

Amortisation aller Zellen liegt im Durch-

schnitt bei ca. 3,3 Jahren.

Immer häufiger beeinträchtigen die

Auswirkungen von klimatischen Verän-

derungen in Form von Naturkatastro-

phen wie Hagel, Sturm oder Stark-

regen, die Sicherheit und Beständigkeit

von Gebäuden18 19. Die Zunahme von

Hagelschäden an Bauwerken in Öster-

reich20 ist gut dokumentiert. Die Scha-

denskosten wirken sich nicht nur auf

die gesamte Volkswirtschaft aus,

NACHHALTIGES BAUEN 17

18 ACR INNOVATIONSRADAR

sondern künftig auch direkt auf die

Höhe von Versicherungsprämien und

auf die Kosten für die Wiederinstand-

setzung. Derzeitige Bautrends (Flach-

dach, kein Dachvorsprung etc.) wirken

sich oft ungünstig auf die Langlebigkeit

und Stabilität von Dächern und

Fassaden aus. Beispielsweise verkürzt

sich die Lebensdauer einer Fassade

drastisch, wenn der Dachvorsprung

fehlt. Derlei Bausünden können von den

Materialien meist nicht abgefangen

werden.

Umweltresistente Materialien

und Befestigungstechniken werden

künftig nicht nur ein Entscheidungskrite-

rium für qualitätsbewusste Käufer sein,

sondern auch Vorgabe von Versiche-

rungen zur Minimierung der Schadens-

höhe und -häufigkeit21 22. Besonders in

der thermischen Sanierung zeichnet

sich eine langfristige Kosteneinsparung

durch Qualitätseinbauten ab. Der

Einsatz von Carbonfasern nimmt bereits

jetzt in vielen Anwendungsbereichen

des nachhaltigen Bauens zu. Carbon-

Verbundstoffe weisen eine hohe Festig-

keit und Steifigkeit auf, bei gleichzeitig

geringer Dichte. Durch den Einbau von

Carbonteilen in Fassadendäm-

mungen wird eine verbesserte Resis-

tenz gegen Hagel- oder Sturmereignisse

erzielt.

Das Dach als reine Schutzhaut muss

zunehmend weitere Funktionen wie

Warmwasser- und Elektrizitätserzeu-

gung übernehmen und wird damit

zunehmend auch zum Nutzobjekt.

Auch in optischer Hinsicht werden

vermehrt Ansprüche an Dachkonstruk-

Abb. oben: ÖBB Konzernzentrale, Hauptbahnhof WienWettbewerb, 2. Stufe(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann)

tionen gestellt. Insbesondere der starke

Aufschwung von Solar- und Photovoltai-

kanlagen am Dach erfordert ein

Zusammenspiel von verschiedenen

Technologien. Auch Komplettdachsys-

teme (vorgefertigte Dachelemente)

könnten vor allem bei Industrieobjekten

zunehmend an Bedeutung erlangen.

Als Dacheindeckung werden

aufgrund ihrer positiven Eigenschaften

(Gewicht, Witterungsbeständigkeit etc.)

vermehrt Materialien wie Stahl, Alumi-

nium oder andere Metalle oder Legie-

rungen eingesetzt. Dies ermöglicht

metallverarbeitenden KMU in einen

neuen Markt einzutreten, der jedoch

rein auf Verdrängung basiert. Der

Grund für die steigende Anzahl an

Metalldächern liegt vor allem in der

zunehmenden Anzahl an Flach- und

Pultdächern. Nachträgliche Einbauten

mindern oft die Langlebigkeit, aber vor

allem die Stabilität von Dach- und

Fassadensystemen. Hier sei vor allem

der Einbau von Solar- und Photovoltaik-

systemen zu nennen. Durch den nach-

träglichen Einbau von Solarpaneelen

kann es zu Problemen bei der ursprüng-

lichen statischen Auslegung eines

Daches kommen, bei welcher eine

Belastung durch Solarpaneele (inkl.

Wasser) nicht vorgesehen war23. Der

Forschungsbedarf liegt unter anderem

in der nachhaltigen Betrachtung der

Produkte im Sinne der Dauerhaftigkeit.

Diese müsste simuliert werden durch

Zeitraffer der Belastungen. Wenige

Forschungseinrichtungen haben aller-

dings derzeit die Möglichkeiten und

auch den Auftrag dazu24. Das Thema

Sanieren wird in den nächsten Jahr-

zehnten in der Baubranche sehr

präsent sein. Dadurch wird sich auch

der Fokus mehr auf hagel- und sturmsi-

chere Materialien richten. Wenn Produ-

zenten hagelsichere Dacheindeckungen

anbieten, werden diese von den

Kunden auch gezielt nachgefragt.

Nachgewiesene hagelsichere Dachein-

deckungen sind:

• Flachdächer mit Bekiesung

• Blechdächer mit vollflächiger Unter-

lage

• Bitumenschindel mit vollflächiger

Unterlage

Durch den Einsatz neuer Materialien

und Verbundstoffe sind aber auch die

Verarbeitungsmethoden im Wandel. So

werden Klebe- und Schweißtech-

niken gegenüber Schraubtechniken

immer mehr bevorzugt, auch weil sie in

vielen Fällen die Langlebigkeit eines

Produktes fördern. Als Beispiel sei hier

das Hybridfügen erwähnt: durch die

Verknüpfung von zwei oder mehreren

Fügetechniken können die jeweiligen

Vorteile der einzelnen Techniken gezielt

genutzt werden. Diese neuen Verarbei-

tungstechniken tragen dazu bei, dass

Dacheindeckungen oder Fassadenkon-

struktionen in Bezug auf Extremereig-

nisse wie Hagel oder Sturm widerstand-

fähiger sind. Besonders wichtig sind in

diesem Zusammenhang die korrekte

Handhabung und Aufbringung, die nur

mit einer guten Schulung der Ausfüh-

renden möglich sind. Der Einsatz von

resistenteren Materialien und Techniken

führt zu geringeren Kosten für Instand-

haltung und Wartung.

Im D-A-CH Raum gibt es (Deutschland,

Österreich, Schweiz) Bestrebungen,

(ökologische) Baumaterialien und

Bauprodukte hinsichtlich ihrer Hagelre-

sistenz zu klassifizieren. Bemühungen

in der Schweiz haben bewirkt, dass

durch die Vereinigung Kantonaler

Feuerversicherungen (VKF) ein entspre-

chender Standard geschaffen wurde,

der nun auch in Österreich zur Anwen-

dung kommt25 26. Eine europaweite

Standardisierung der bislang nur regio-

nalen Regelungen für Windlasten wird

angestrebt.*

Laut einem Bericht der Präventionsstif-

tung der kantonalen Gebäudeversiche-

rungen (KGV) der Schweiz ist die

Hagelresistenz der heute eingesetzten

Materialien niedriger als früher27. Doch

an Fassadenmaterialien und

Fassadenkonstruktionen werden

NACHHALTIGES BAUEN 19

Umweltbeständigkeit ist ein Entscheidungs-kriterium für den Kauf und ein großes Thema für Versicherungen.

* Die Technologie-Roadmap Naturkatastrophen befasst sich mit aktuellen Markt- undProduktentwicklungen sowie technologischen Trends im Hinblick auf die Vermeidungund Verringerung von Schäden an Bauwerken durch Sturm- und Hagelereignisse. Sie ist auf der ACR-Website in voller Länge zum Download verfügbar.

www.acr.at/acr/innovationsradar/natkat

20 ACR INNOVATIONSRADAR

immer höhere funktionelle Anforde-

rungen gestellt. So sollen sie neben

einer optimalen Dämmwirkung auch

ökologischen Ansprüchen genügen.

Zunehmend werden Fassadenflächen

zur Energiegewinnung herangezogen,

wofür viele unterschiedliche Materia-

lien eingesetzt werden. Und aus opti-

schen Gründen finden vermehrt Mate-

rialien wie Glas als Fassadenelemente

Verwendung, wodurch auch die Anzahl

an Beschattungsvorrichtungen zunimmt

(VKF, 2008). Membranfassaden oder

nanotechnische Beschichtungen ermög-

lichen neue Formen und unterschied-

liche Materialien für die Gestaltung von

Fassaden. All diese Ansprüche bringen

große Herausforderungen bezüglich

Beständigkeit mit sich. Bei der Forde-

rung nach einer hagel- und sturmresis-

tenten Fassade kann der Einbau von

Karbonteilen in die Fassade deren

Beständigkeit erhöhen. Allerdings

bringen neue Materialien oft nur kurz-

fristige Effekte, so nimmt der Lotuseffekt*

mit der Dauer der Beanspruchung ab.

Aktuelle Verputzsysteme zur Erhöhung

der Belastbarkeit enthalten?? bereits

einen vermehrten Faseranteil. Beständi-

gere Fassadensysteme (z.B. Synthesa)

werden als Marktvorteil genutzt, um

qualitativ bessere Produkte zu einem

höheren Preis platzieren zu können28.

Holz als Baustoff wird nach wie vor

stark nachgefragt, da dieser Werkstoff

vor allem Dauerhaftigkeit und Behag-

lichkeit verspricht, was von vielen

Kunden gewünscht wird. Speziell in

sichtbaren Bereichen ist die Nachfrage

nach Holz ungebrochen – man soll

sehen, was drin ist. Vor allem Massiv-

holz genießt eine hohe Akzeptanz.

Gleichzeitig besteht der Wunsch nach

wartungsfreien Produkten, weshalb

Hybridprodukte entwickelt wurden, wie

beispielsweise die seit den 1950er

Jahren produzierten Holz-Alufenster.

Unbehandelte Holzfassaden sind

gegenüber Hagel sehr dauerhaft und

wartungsarm. Für beschichtete

Fassaden arbeitet die HFA an der

Entwicklung eines Hagelindikators:

eine kleine Testfläche der Fassade zeigt

an, wann eine Wartung der Fassade

erforderlich ist.

Ein Schwerpunkt der Holzforschung

befasst sich mit dem Einlagern

bestimmter Stoffe im Holz, die das

Material widerstandsfähiger machen

sollen. Eine solche Möglichkeit ist die

Druckimprägnierung, eine andere –

ökologisch verträglichere – Methode ist

das Einlagern natürlicher Harze im

Holz oder die Thermobehandelung.

Der Markt für Fassaden mit Wood-Plas-

tics-Composite (WPC) verstärkt sich

laufend, da die Verwitterung des

Holzes nicht immer optisch dem

Wunsch der Inhaber entspricht29. Aller-

dings sind die qualitativen Unter-

schiede in den angebotenen WPC-

Materialien sehr groß. Glatte und groß-

flächige Fassaden- und Dachteile

werden zwar von Architekten wegen

der Formgebung gewünscht, sie setzen

sich allerdings auf Kundenseite nur sehr

langsam durch30.

Die Vorfertigung im Werk wird immer

mehr forciert, um vor Ort Zeit und

Montagekosten einzusparen. Bei den

Verarbeitungs- und Montage-

techniken geht der Trend hin zu

schnellen und einfachen Systemlö-

sungen, z.B. Klick- und Stecksystemen.

Ein Problem ist allerdings, dass

verschiedene Systeme miteinander oft

nicht kompatibel sind (HFA, 2012). Für

die Montage von Solarthermiekollek-

toren und Photovoltaikanlagen auf

Dächern und Fassaden wurden in den

letzten Jahren zahlreiche Systemlösun -

gen entwickelt und laufend verbessert.

Die Leistungsfähigkeit im Bereich der

Klebetechnik ist bereits gut entwickelt,

Kleber sind äußerst langlebig und kurz-

fristige Lasten können gut aufge-

nommen werden. Die Handhabung

stellt allerdings keine Vereinfachung

dar, eine gute Schulung des Personals

An Fassadenmaterialien und -konstruktionen werden immer höhere funktionelle Anforderungen gestellt.

* Als Lotuseffekt wird die geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche bezeichnet, wie sie bei der Lotospflanze beobachtet werden kann.

ist notwendig, um eine adäquate

Qualität garantieren zu können31.

Starre Klebstoffe werden zunehmend

durch elastische ergänzt, diese sind in

der Lage, Schwingungen besser aufzu-

nehmen und Erschütterungen abzufe-

dern. Vor allem Hybridbaustoffe (z.B.

Glas plus Holz für Fassaden oder Holz

plus Beton für Böden) können dadurch

besser verarbeitet werden32.

Wärme-Dämm-Verbundsysteme (WDVS)

werden bei der Montage verklebt und

bei größerer Gebäudehöhe zusätzlich

verdübelt. Die Dauerhaftigkeit von

Fassaden wird durch die laufende

Normierung stetig verbessert. Proble-

matisch sind allerdings die zuneh-

menden Dämmstärken, welche die

Befestigung schwieriger machen (Über-

gänge, Ecken, Attikas etc.). Hinzu

kommt die höhere Zugbeanspruchung

der Klebeflächen durch das Gewicht

der dickeren Dämmplatten. Dies

bezieht sich im Speziellen auf die

erhöhten Windkräfte, denen hohe

Gebäude ausgesetzt sind. Bei höheren

Gebäuden ist der Aufwand für eine

Reparatur der Fassade ungemein höher,

weshalb verbesserte Beständigkeiten

der Materialverbindungen anzustreben

sind33.

ENERGIEEFFIZIENZEnergieeffizienz ist ein relativ generi-

scher Begriff, der am erforderlichen

Energieinput für eine bestimmte Ener-

giedienstleistung bemessen wird. Die

Europäische Union definiert in der

Energiedienstleistungsrichtlinie die

Energieeffizienz als das Verhältnis von

Ertrag an Leistung (Dienstleistung,

Waren, Energie) zum Energieeinsatz.

Von Effizienz kann dann gesprochen

werden, wenn etwas „zustande kommt“,

also eine Wirkung erzielt wird. Ande-

rerseits erfordert Effizienz neben der

Wirkung auch ein angemessenes

Verhältnis zwischen Mitteleinsatz und

Wirkung.34 35

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird

der Begriff Energieeffizienz oft unklar

verwendet und mit Begriffen wie

„nachhaltiges Bauen“, „ökologisches

Bauen“ usw. vermischt. Energieeffi-

zienz von/in Gebäuden ist allerdings

nur ein Teilaspekt von Nachhaltigkeit

im Gebäudekontext. Zunehmend

kommen vor allem im Haushaltsbereich

hocheffiziente Geräte zum Einsatz und

das Kundeninteresse an umweltscho-

nenden Technologien nimmt stetig zu.

Häufig werden solche Technologien

unter dem Begriff „grüne Produkte“

subsummiert: energieeffiziente Haus-

haltsgeräte (z.B. Kühlschränke), hoch-

wärmegedämmte Fenster und Türen,

zertifizierte Holzprodukte, rezyklier-

bare Materialien usw. In vielen

Ländern gibt es die unterschiedlichsten

Formen von Produktzertifizierungen,

die dem Kunden eine Entscheidung für

ein Produkt schmackhaft machen sollen.

Für die Zukunft wird ein anhaltender

Aufschwung umweltschonender

Produkte vorausgesagt:

• Im Gebäudesektor stehen umfas-

sende thermische Sanierungen im

Zentrum der Steigerung der Energieeffi-

zienz. Leistbare Energie- und Wasser-

NACHHALTIGES BAUEN 21

Abb. oben: Konzert- und Kongresshaus Konstanz, DeutschlandWettbewerb, 2. Preis(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann)

22 ACR INNOVATIONSRADAR

speichergeräte begleiten diesen Trend

und sollten für die Hersteller herausra-

gende ökonomische Chancen bieten.

• Dem Einsatz von sparsamen Arma-

turen, Regenwassernutzungssystemen

und anderen innovativen Wassertech-

nologien, die den Verbrauch von

Wasserressourcen nachhaltig senken,

wird ebenfalls ein großes Marktpoten-

zial attestiert.

• Nullenergiehäuser, also Gebäude,

die in Jahresbilanz keine externe

Energie beziehen, sondern ausschließ-

lich selbst erzeugte Energie verbrau-

chen, werden vermehrt als Standard

angesehen. Von einer Produktsicht-

weise ergeben sich hier beispielweise

Chancen für Hersteller von hocheffi-

zienten Technologien und Energieüber-

wachungssystemen.

• Der Energieausweis für Immobilien

wird als Entscheidungshilfe für Kunden,

als Marketinginstrument für Immobilien-

firmen sowie als gesellschaftspolitische

Maßnahme zur Bewusstseinsbildung

eingesetzt.

• Die Nutzung von Sonnenenergie

wird weiterhin eine wichtige Rolle

spielen. Möglichkeiten für Unter-

nehmen bestehen vor allem bei neuen

Solarkollektoren und Photovoltaikan-

lagen auf Dächern, die kostengünstig

installiert werden können.

• Energiesparende Maßnahmen

werden umfassender wahrgenommen.

Die Entwicklung von Systemen, die

eine genaue Überwachung des

Verbrauchs über das Internet ermögli-

chen, steht im Mittelpunkt dieses Trends.

Die Verwendung von Energiemessge-

räten stellt dabei eine Möglichkeit dar,

den Energieverbrauch festzustellen und

damit Sparmaßnahmen umzusetzen.

Für Herstellung und Anwendung

solcher Geräte gibt es ein großes

Potenzial, das noch lange nicht ausge-

schöpft ist.

• Die Sicherheit von umweltschonenden

Materialien nimmt insbesondere auch

im Brandschutz zu. Dazu kommen neue

Produkte, die auch die Schutzziele von

öffentlichen Gebäuden erreichen, bei

vergleichbaren Preisen zu herkömmli-

chen Produkten.

GESAMTENERGIEEFFIZIENZ

VON GEBÄUDEN

Mit der EU Gebäuderichtlinie soll der

Energieverbrauch von Gebäuden dras-

tisch reduziert werden. Dadurch steigt

die Energieeffizienz von Gebäu -

den pro Serviceeinheit (warmes

Zimmer) massiv an. In der Novelle

dieser Gebäuderichtlinie aus dem Jahr

2010 wird die Forderung nach Nahe -

zu-Null-Energie-Gebäuden und der

Be trachtung der Gesamtenergieeffi-

zienz von Gebäuden festgeschrieben.

Ab 2021 dürfen nur noch NZEB (Net-

Zero-Energy-Buildings) errichtet werden,

Sanie rungen sind zu forcieren und

erneuerbare Energien vorzugsweise

aus lokalen Quellen sind zu nutzen.

Diese Richtlinie wird nun in den

Ländern umgesetzt.

Der Energieausweis für Immobilien

wird seit seiner Einführung im Jahr

2006 als Entscheidungshilfe für

Kunden, als Marketinginstrument für

Immobilienfirmen sowie als gesell-

schaftspolitische Maßnahme zur

Bewusstseinsbildung eingesetzt. Die

Vorlage eines Energieausweises ist ab

dem 1. Dezember 2012 auch bei

Vermietung und Verkauf von Immobi-

lien verpflichtend. Verwaltungsstrafen

von bis zu 1.450 Euro sind für

Verstöße gegen das Energieausweis-

Vorlage-Gesetz (EAVG 2012) festge-

legt. Im Oktober 2011 wurde die neue

OIB-Richtlinie 6 im österreichischen

Institut für Bautechnik beschlossen. Die

Richtlinie beinhaltet die zusätzliche

Angabe von Primärenergiebedarf (PEB),

Kohlendioxidemission (CO2) sowie

Gesamtenergieeffizienz-Faktor (fGEE).

Auf der ersten Seite des Energieaus-

weises sind folgende Angaben obliga-

torisch:

• HWB: Der Heizwärmebedarf

• PEB: Der Primärenergiebedarf

schließt die gesamte Energie für den

Die EU-Gebäuderichtlinie fordert die Betrachtungder Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden.

Bedarf im Gebäude mit ein und bein-

haltet alle Vorketten wie z.B. Förderung

und Transport.

• CO2: Die Kohlendioxidemission stellt

den Endenergiebedarf einschließlich

des Energiebedarfes für Transport und

Erzeugung sowie aller Verluste dar.

• fGEE: Der Gesamtenergieeffizienz-

Faktor ist der Quotient aus dem End -

energiebedarf (Lieferenergiebedarf,

LEB) und einem Referenz-Endenergie -

bedarf (EEB26, bezogen auf das Jahr

2007) (Anforderung 2007):

fGEE = LEB / EEB26

Für Wohngebäude berechnet sich der

Endenergiebedarf wie folgt:

EEB26 = HWB26,FL + WWWBDefault

+ HTEBRef,26 + HHSBDefault

Der Lieferenergiebedarf für ein Wohn-

gebäude ergibt sich aus folgenden

Werten:

LEB = HWBIst + WWWBDefault

+ HTEBIst + HHSBDefault – EEE

Da es sich beim Warmwasserwärmebe-

darf (WWWB) und Haushaltsstrombe-

darf (HHSB) um sehr relative Werte je

nach Nutzerverhalten handelt, sind hier

Defaultwerte festgelegt, die für die

Berechnung heranzuziehen sind.

Bei der Berechnung des Gesamtener-

gieeffizienzfaktors von Gebäuden mit

Nutzung von Solarenergie kann der

Solarertrag beispielsweise in Ober-

österreich zu 100 % eingerechnet

werden. Dabei ist auch die solare Hilfs-

energie für den Pumpenbetrieb zu

berücksichtigen.

NACHHALTIGES BAUEN 23

Gesamt-Farbskala Effizienzklasse Heizwärmebedarf Energieeffizienz

(HWB) Faktor (fGEE)

A++ < 10 kWh/m2a ≤ 0,55

A+ 10,1 – 15 kWh/m2a 0,56 – 0,70

A 15,1 – 25 kWh/m2a 0,701– 0,85

B 25,1 – 50 kWh/m2a 0,86 – 1,00

C 50,1 – 100 kWh/m2a 1,01 – 1,75

D 100,1 – 150 kWh/m2a 1,76 – 2,50

E 150,1 – 200 kWh/m2a 2,51 – 3,25

F 200,1 – 250 kWh/m2a 3,26 – 4,00

G > 250 kWh/m2a > 4,00

Tabelle 4: Effizienzklassen laut Energieausweis mit Heizwärmebedarfen und Gesamt-Energieeffizienz-Faktoren

Holz als Baustoff wird nach wie vor stark nachgefragt, vor allem Massivholz.

24 ACR INNOVATIONSRADAR

Die thermische

Bauteilaktivie-

rung (TBA) ist eine

sehr viel verspre-

chende Technologie-

entwicklung im Bereich der Heiz- und

Kühltechnik. Zur Steigerung der Ener-

gieeffizienz wird künftig die Nutzung

von Umgebungswärme oder Abwärme

einen wesentlichen Beitrag leisten. In

Verbindung mit modernen Energiestan-

dards von Gebäuden trägt die thermi-

sche Bauteilaktivierung in einem hohen

Maß zur Behaglichkeit bei gleichzei-

tiger Einsparung von Betriebs- und

Errichtungskosten gegenüber der klas-

sischen Klimatechnik bei. Expertenbe-

fragungen haben ergeben, dass in den

einschlägigen Aus- und Weiterbil-

dungen die thermische Bauteilaktivie-

rung bisher nur ein Randthema darstellt.

Auf dem Fachbuchsektor existiert eine

kleine Zahl durchaus wertvoller Publika-

tionen zu Funktion, Planung und Betrieb

von thermischer Bauteilaktivierung, in

Fachzeitschriften gibt es Artikel über

spezifisch ausgeführte Projekte. Um

diese vielversprechende und nachhal-

tige Technologie in die breitere Umset-

zung zu führen, bedarf es weiterer

Information, Bewusstseinsbildung und

fachlicher Schulung38.

Im Neubau von Gewerbeimmobilien

hat die thermische Bauteilaktivierung

bereits einen Marktanteil erobert, der

nach Einschätzung von ExpertInnen im

zweistelligen Prozentbereich liegen

dürfte. Im Wohnbau ist sie – abge-

sehen von Fußbodenheizungen –

derzeit eher im Sinn von Pilotprojekten

zu finden. Gerade in diesem Markt

liegt für KMU enormes Potenzial39.

KMU-Zielgruppen für den Bereich der

thermischen Bauteilaktivierung sind:

• Baufirmen / BaumeisterInnen

• InstallateurInnen / HaustechnikerInnen

• Gebäudetechnik-PlanerInnen / Archi-

tektInnen / ZiviltechnikerInnen

Der Stand der Technik zum Thema,

insbesondere die Ergebnisse aus

diversen im Jahr 2011 eingereichten

bzw. begonnenen Forschungsprojekten

(Forschungsinitiative „Nachhaltigkeit

Massiv“, Leitfaden „Wirksame Spei-

chermasse im modernen, nutzungsflexi-

blen Bürobau“, in weiterer Folge auch

Rechenkern und Benutzerhandbuch)

sind die Grundlage für die weitere

Entwicklung dieser Technologie. Dazu

muss jedoch ein umfassendes Ausbil-

dungsprogramm geschaffen werden40.

Es bedarf einer systematischen Erkun-

dung der Ansprüche der Zielgruppen.

Geeignete Systeme für Neubau und

Sanierung, Passivhaus- und Niedrig-

energiehausstandard müssen weiterent-

wickelt werden. Projekte zur thermi-

schen Bauteilaktivierung mit solarer

Niedertemperaturwärme, die noch

nicht in den Pufferspeicher eingespeist

werden kann, sind derzeit im Versuchs-

stadium. Von großer Bedeutung ist die

Kühlfunktion von thermisch aktivierten

Bauteilen (Vorteile der niederen

Betriebstemperaturen, Nachtlüftung).

Die thermische Bauteilaktivierung ist –

abgesehen von der Anwendung in

Niedrigstenergiegebäuden – keine

neue Technologie, dennoch ist der

Wissensstand in den betroffenen Fach-

kreisen noch nicht ausreichend für die

Praxis41. Gerade aus diesem Grund

bietet die TBA enorme Chancen und

Potenziale für KMU zur Energieeffi-

zienzsteigerung von Gebäuden im

Wohnbau. Es braucht aber politische

und gesetzliche Rahmenbedingungen,

Standards (Implementierung in Normen,

Rechenkern etc.) und Ausbildung, um

diese vielversprechende Technologie

auf breiter Basis umsetzen zu können.

Hier kann die Umsetzung der Europäi-

schen Klimapolitik bzw. der neuen

Europäischen Bauproduktenverordnung

(Abschnitt 7: Nachhaltigkeit) einen

wesentlichen Beitrag leisten.

Der industrielle Holzbau und das

Zimmererhandwerk, mit ihren Einsatz-

mitteln und Materialien sowie Holz-

werkstoffen, eröffnen eine Vielfalt von

bautechnischen Möglichkeiten für

BAU-TECHNISCHE TRENDS

Einsatz von Holz42. Der technische

Wandel in den Herstellungsprozessen

der Holzbaubetriebe trägt maßgeblich

dazu bei, den Baustoff Holz immer

umfassender einzusetzen. Besonders

wichtig dabei ist, dass dem Baustoff

Holz auch in Bauordnungen, Normen

und Bautechnikgesetzen eine Gleich-

stellung mit anderen Baustoffen zuer-

kannt wurde. Demzufolge kann aktuell

und künftig der Holzbau in Verbindung

mit anderen Baustoffen wie Glas und

Metall zahlreiche neue technische

Möglichkeiten bieten. Diese Kombina-

tionen bieten neue Brandschutzstan-

dards, die sich auch in den aktuellen

Normen und Richtlinien niederschlagen

(z.B. mehrgeschossiger Holzbau in der

OIB-Richtlinie).

Holzbausysteme haben sowohl im

Neubau- als auch im Sanierungsbe-

reich den Vorzug des geringen

Gewichtes, wodurch z.B. bei Auf -

stockungen die statischen Anforde-

rungen gegenüber Massivbauweisen

reduziert sind. Der Einsatz von Fertig-

teilen erzielt einen raschen Baufort-

schritt und nur einen minimalen Eintrag

von Baufeuchte. Ein Charakteristikum

der industriellen Holzbauweise ist die

Vorfertigung von Holzbauteilen, wie sie

seit Jahrzehnten praktiziert wird und

mittlerweile aufgrund der langen Erfah-

rung perfektioniert wurde. Durch die

werkmäßige Fertigung in der Halle und

die Unabhängigkeit von Wind und

Wetter auf der Baustelle können beson-

ders hohe Maßgenauigkeiten und

Qualitäten erzielt werden. Spezielle

Verbindungstechniken der Fertigteile

wie z.B. Schwalbenschwanz-Verbin-

dung bringen in den Stoßfugen hohe

Luftdichtheit schon durch die Konstruk-

tion mit sich.

In den letzten Jahren hat sich die

Massivholzbauweise besonders im

mehrgeschossigen Holzbau etabliert.

Hier sind vor allem die Brettstapel- und

Brettsperrholzkonstruktionen zu

erwähnen. Bei der Brettstapelbauweise

werden hochkant dicht an dicht

stehende Bretter durch Vernageln,

Verleimen oder Verdübeln mit Holz

verbunden. Die Elemente können bis zu

10 m lang gefertigt werden, wobei die

Elementbreite nur durch die Transport-

möglichkeit einschränkt ist. Als Brett-

sperrholz werden kreuzweise mitei-

nander verleimte Bretter bezeichnet,

wodurch ein großformatiges, flächig

tragendes Massivholzelement entsteht,

NACHHALTIGES BAUEN 25

Abb. oben: Hotel Casa Vorarlberg, Sibiu, Rumänien(Entwurf: Alexander Fend, Visualisierung: Anton Faustmann)

26 ACR INNOVATIONSRADAR

welches nicht mehr durch eine zusätz-

liche Holzwerkstoffplatte ausgesteift

werden muss. Die Einzelbretter werden

der Länge nach durch Keilzinkung kraft-

schlüssig miteinander verbunden. Erfor-

derliche Ausnehmungen für Leitungen

etc. sind einfach einfräsbar und der

komplette Bauteil in der Produktion

vorkonfektionierbar. Längen bis zu 12

m sind möglich, die Breite wird auch

hier in erster Linie durch den Transport

limitiert.

Bei der Ziegelbauweise werden die

aktuellen Entwicklungen durch drei

Schwerpunkte geprägt: Kostensenkung

bei der Bauwerkserrichtung, Energie-

einsparung im Gebäudebetrieb und

durchgängiger Umweltschutz von der

Produktion bis zum Recycling. Die

Klebetechnik von Planziegeln mittels

PU-Schaum ermöglicht durch die hohe

Zugfestigkeit der Lagerfuge die werks-

mäßige Vorfertigung von ganzen

Wänden als Fertigteile. Bei der Herstel-

lung von Ortmauerwerk können durch

schnelleren Baufortschritt bei gerin-

gerem Personaleinsatz wesentliche

Einsparungen erzielt werden. Dazu

kommen die längere Bausaison (Verar-

beitung bis –5°C) und der insgesamt

geringere Materialeinsatz.

Eine neue Technologie ist der Einsatz

eines Mörtelvlieses, welches als werks-

mäßig vorgefertigtes, hochwertiges und

lagerfähiges Produkt zwei wesentliche

Vorteile aufweist: Mörtelverbrauch und

Personaleinsatz werden gegenüber der

konventionellen Mörtelung reduziert,

zugleich sind höhere Maßtoleranzen

der Ziegel als bei PU-verklebten Plan-

ziegeln zulässig.

Hochporosierte Ziegelscherben und

feinstrukturierte Lochbilder reduzieren

den Wärmestrom und sorgen für einen

hohen Wärmeschutz. Heute sind bei

Ziegeln bereits Lambda-Werte von

0,09 W/mK erzielbar. Für energiespa-

rende monolithische Ziegelwände

kommen zunehmend gefüllte Hochloch-

ziegel zum Einsatz: als Füllmaterial

werden meist mineralische Dämmstoffe

(Mineralwolle oder Blähmaterial) sowie

EPS eingesetzt.

Der Baustoff Ziegel ist ein Produkt mit

hoher Qualität hinsichtlich Gesundheit

und Umwelt. Ziegel ist ein nachhaltiger

Baustoff, dies beweist die ganzheitliche

Bewertung der ökologisch relevanten

Faktoren über den gesamten Produkt-

Lebenszyklus in Form von Ökobilanzen

(siehe Kapitel Nachhaltigkeitskonzepte).

Für den Einsatz in energieeffizienten

Gebäuden stehen im Wesentlichen drei

Ziegelwandsysteme zur Verfügung:

• Einschalige (monolithische) Bauweise

mit Ziegeln, die spezielle Wärme-

dämmeigenschaften aufweisen;

• Einschalige Ziegelbauweise mit

Zusatzdämmung (Wärmedämmver-

bundsystem oder gefüllte Ziegel);

• Zweischalige Ziegelbauweise mit

einer Dämmschicht zwischen zwei

Ziegelschichten.

Ziegel eignet sich für alle energieeffi-

zienten und treibhausgasarmen Gebäu-

dekonzepte: Niedrig- und Niedrigst-

energiehaus, Passiv- und Plusenergie-

haus, Sonnenhaus und Solar-Aktivhaus

usw.). Dieser Baustoff bietet optimale

Voraussetzungen für ein ausgegli-

chenes Raumklima und die Vermeidung

von Kühlenergiebedarf im Sommer.

Niedrige U-Werte gekoppelt mit der

hohen Speichermasse des Baustoffes

Ziegel bewirken einen geringen Heiz-

wärmebedarf von Gebäuden in der

Heiz- und Übergangssaison. Ziegel-

bauten erfüllen die hohen bauphysikali-

schen Anforderungen energieeffizienter

Gebäude hinsichtlich Wärmespeiche-

rung (Sommertauglichkeit), Luftdichtheit

(Passivhaustauglichkeit) und Wärmebrü-

ckenfreiheit. Sie entsprechen der grund-

legenden Anforderung der Bauproduk-

tenrichtlinie hinsichtlich Bestandssicher-

heit durch ihre hohe

Widerstandsfähigkeit gegenüber

mechanischen, biologischen und chemi-

schen Beanspruchungen.

Mit modernen Produktionstechnologien

lässt sich ein geringer Energiever-

brauch bei der Herstellung erzielen.

Das technische Verbesserungspotenzial

liegt aber nach wie vor besonders im

Herstellprozess und bei den Ergän-

zungsmaterialien. Die ökologischen

Maßnahmen konzentrieren sich heute

vor allem auf eine sinnvolle Wiederver-

wertung.

SOLARENERGIE IM

GEBÄUDEKONTEXT

Die Umsetzung solarer Strahlungs-

energie in nutzbare Wärmeenergie

mittels solarthermischer Kollek-

toren ist weltweit betrachtet in einer

ähnlichen Größenordnung wie die

Windenergie und übersteigt die nach-

folgenden Technologien Geothermie,

Photovoltaik und Gezeitenkraftwerke

bei weitem43. Der weltweit größte

Markt bei installierter solarthermischer

Leistung ist China mit ca. 58 %, dabei

kommen vorwiegend Vakuumröhrensys-

teme zum Einsatz. Der europäische

Markt deckt etwa 18 % der weltweit

installierten solarthermischen Kollektor-

flächen ab, und dies fast ausschließlich

mit Flachkollektoren. Die europäischen

Hauptmärkte sind Deutschland (38 %

der neu installierten Flächen 2009),

Italien (9 %), Spanien (9 %), Österreich

(8 %) und Frankreich (8 %).

Die wesentlichen Herausforderungen

im Bereich der solarthermischen

Systeme für die Forschung sind:

• Entwicklung von kompakten Wärme-

speichern mit hohen Energiedichten44

• Entwicklung neuer Materialien (z.B.:

Polymer- oder Nanowerkstoffe) für

Kollektoren und andere Komponenten

• Grundlagenforschung für Verbesse-

rungen bei solarer Kühlung45

Ausgereifte Flachkollektoren können

derzeit Temperaturen bis ca. 120°C

zur Verfügung stellen. Eine Anforde-

rung stellt die Entwicklung von kosten-

günstigen und zuverlässigen Kollek-

toren für Mitteltemperatur dar. Aktuelle

Technologieentwicklungen (verbesserte

Systemtechnik) mit entsprechender

Produkt- bzw. Marktrelevanz sind:

• Hybridsysteme in Kombination mit

Wärmepumpen, Verbrennungsöfen für

Biomasse oder Photovoltaik46

• Multifunktionelle Gebäudehüllen mit

integrierten Kollektoren

• Innovative Lösungen für die Einbin-

dung von Solarwärme in Mikro-, Nah-

und Fernwärmenetze47

Niedertemperatur-Solaranlagen werden

bislang fast ausschließlich zur Trinkwas-

sererwärmung und Heizungsunterstüt-

zung eingesetzt. Die in Österreich im

Jahr 2010 neu installierten Kollektoren

waren zu 94 % verglaste Flachkollek-

toren und zu rund 4 % Vakuumröhren-

kollektoren; der Rest sind unverglaste

Flachkollektoren für die Schwimmba-

derwärmung und Luftkollektoren. Ein

ähnliches Bild ergibt sich in Deutsch-

land, das gerade für österreichische

Produzenten ein wesentlicher Absatz-

markt ist. Die Solarbranche geht davon

aus, dass die Solarthermie langfristig

bei entsprechender technologischer

Entwicklung für die meisten Anwen-

dungen die kostengünstigste und

sicherste Wärmequelle ist. Der Solar-

thermie werden in vielen Studien hohe

Steigerungsraten vorausgesagt und

europaweit Zuwächse von zumindest

5,5 Mio. m² an thermischen Solarkol-

lektoren jährlich bis 2020 prognosti-

ziert.

Die Vision von Smart solar

collectors, die durch passiv oder aktiv

ausgelöste Anpassung ihrer optischen

und/oder thermischen Eigenschaften

auf die aktuelle Bedarfs- und Angebots-

situation reagieren können, basiert im

Wesentlichen auf der Weiterentwick-

lung von „smart materials“, der Minia-

turisierung mechanischer und fluidi-

scher Bauteile sowie der zunehmenden

Vernetzung technischer Komponenten

in Gebäuden. In diesen Technologiebe-

reichen sind bis 2030 deutliche Fort-

schritte zu erwarten, von denen die

Solarbranche profitieren kann. Eine

NACHHALTIGES BAUEN 27

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Ziegelbauweise eignet sich für alle energieeffizienten und treibhausgasarmen Gebäudekonzepte.

28 ACR INNOVATIONSRADAR

besondere Herausforderung sind

bewegte Kollektorkomponenten, die im

Stand der Technik üblicherweise aus

Gründen der Langzeitstabilität

vermieden werden. Andererseits sind

bewegte Bauteile im Bereich des

Sonnenschutzes notwendig und üblich,

so dass auch hier interessante Kombi-

nationen vorstellbar sind.

Wie bereits erwähnt, wird ein erhebli-

cher Anteil der derzeit installierten ther-

mischen Solaranlagen nur zur Warm-

wasserbereitung genutzt. Im Laufe des

letzten Jahrzehnts sind „Kombisysteme“,

die sowohl Warmwasser als auch

Raumwärme zur Verfügung stellen, zum

Standard geworden. In Österreich

haben sie inzwischen einen beträchtli-

chen Anteil am gesamten Solarthermie-

markt. Voraussetzung für die vollsolare

Wärmeversorgung sind ein sehr guter

Wärmedämmstandard des Gebäudes,

eine ausreichend große Solarkollektor-

fläche sowie ein saisonaler Wärme-

speicher, damit die in den Sommermo-

naten gewonnene Solarenergie im

Winter genutzt werden kann. Die

Wärmespeicherung ist hier die

zentrale technologische Herausforde-

rung, da eine weitere Verbreitung von

aktiven solaren Gebäuden weitgehend

von der Entwicklung rentabler und

praktikabler Wärmespeicher abhängt.

Aufgrund der begrenzt zur Verfügung

stehenden Dachfläche für Solarsysteme

ist eine Weiterentwicklungen von Fassa-

denkollektoren und dachübergrei-

fenden Systemen erforderlich, wenn die

nutzbare Oberfläche zur Sammlung

erneuerbarer (thermischer) Energie

erhöht werden soll. Damit die

begrenzte Fläche der Gebäudehülle

optimal nutzbar ist, müssen Gebäude-

komponenten mit solaren Funktionen

bzw. Wärmespeicher mit hocheffi-

zienten Dämmstoffen kombiniert

werden. Die weitergehende Standardi-

sierung wird einen modularen Aufbau

ermöglichen und zur Entwicklung von

Modulelementen führen, die ein

komplementäres Set multifunktionaler

Komponenten und Schnittstellen

ergeben.

Schwerpunkte der aktuellen ange-

wandten Forschung sind48:

• Integrale Speicher, Wärmeverteil-

und Wärmeabgabesysteme, welche in

die Konstruktion integriert sind

• Fassadenkollektoren, die sowohl als

(solare) Wärmequelle und Wärme-

senke, als auch zur Reduktion der

Wärmeverluste genutzt werden

• Dachelemente, die identisch

aussehen, aber unterschiedliche Funk-

tionen haben, wie zum Beispiel den

Schutz vor Witterung oder die Funktion

als Fenster, solare Wasser- oder Luftkol-

lektoren, PV-Module oder Energiespei-

cher

• „Unsichtbare Kollektoren“, wie

spezielle Typen von Fassadenkollek-

toren oder dach-integrierte Kollektoren,

welche Materialien nachahmen, wie

sie in alten Gebäuden genutzt werden

und

• Fenster mit sich selbst an die Inten-

sität der solaren Bestrahlungsstärke

anpassender Transmission

Für neue Speichertechniken sind

umfangreiche Forschungs- und Entwick-

lungsarbeiten notwendig. Durch die

Entwicklung neuer Speichermaterialien

auf der Basis von Phasenwechsel- und

Sorptionsmaterialien sind prinzipiell

völlig neue Ansätze zur Wärmespeiche-

rung mit geringen Speicherverlusten

möglich. Sie erlauben höhere Energie-

dichten und unterstützen den Einsatz

dezentraler Wärmeversorgungssysteme.

Der reduzierte Energieverbrauch in

modernen Gebäuden macht solche

neuen Ansätze aus systemtechnischer

Sicht besonders aussichtsreich. Darüber

hinaus eröffnen sich durch neue Spei-

chermaterialien auch neue Einsatzmög-

lichkeiten im Bereich hoher Tempera-

turen für die solarthermische Kraftwerk-

stechnik und für die bessere Nutzung

industrieller Prozesswärme. Dabei

werden z.B. granulare Festkörper in

einen Reaktionsraum geführt und die

Eine große Herausforderung für die Forschung istdie effiziente Speicherung von Sonnenenergie.

gespeicherte oder frei werdende

Wärme abtransportiert . Diese neuen

Speicherkonzepte weisen aktuell einen

sehr hohen Forschungsbedarf sowie

apparativen Entwicklungsbedarf auf.

Interessant sind in diesem Zusammen-

hang auch Speicher für kleine Kraft-

Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen, da

mit diesen Komponenten ein optimierter

stromgeführter Betrieb möglich ist und

die anfallende Wärme einige Tage

gespeichert werden kann. Bei solarther-

mischen (Klein-)Kraftwerken können die

Verfügbarkeit und die Stromgestehungs-

kosten durch Installation von Wärme-

speichern deutlich verbessert werden.

Die Raumkühlung und Klimatisie-

rung gewinnen hinsichtlich des Ener-

gieverbrauchs von Gebäuden weltweit

an Bedeutung. Auch für Österreich

prognostiziert eine aktuelle Studie

einen dramatischen Anstieg des Ener-

giebedarfes zur Gebäudekühlung. Um

Kühlprozesse auch mit thermischer

Energie anzutreiben, existieren derzeit

drei Technologien am Markt:

• Bei Absorptionskälteanlagen wird

mittels einer flüssigen Lösung aus Kälte-

mittel und Sorptionsmittel mit Hilfe

einer Wärmequelle eine thermisch

angetriebene Verdichtung des Kältemit-

tels erreicht und ein elektrisch angetrie-

bener Verdichter ersetzt. Diese Techno-

logie ist im Leistungsbereich bis 100

kW weit verbreitet.

• Adsorptionskälteanlagen nutzen feste

Sorptionsmaterialien anstelle flüssiger

Lösungen. Diese Technologie zeichnet

sich durch Einfachheit und Robustheit

aus.

• DEC-Anlagen (Desiccant Evaporative

Cooling) sind offene Systeme, die mit

Wasser als Kältemittel in direktem

Kontakt mit der Zuluft arbeiten. Derzeit

werden Systeme mit festen Sorptions-

mitteln zur Trocknung der Luft einge-

setzt. Die nachträgliche Befeuchtung

bewirkt die erforderliche Luftkühlung.

Systeme mit flüssigen Sorptionsmitteln

zur Zwischenspeicherung sind bereits

am Markt verfügbar: z.B. Sorpsolair

von Menerga.

Solarthermische Kühlanlagen sind ener-

getisch sinnvoll, wenn sie deutlich

weniger elektrische (Hilfs-)Energie

benötigen als konventionelle Kompres-

sionskältemaschinen. Sie sind vor allem

dann attraktiv, wenn ihr Einsparpoten-

tial an Primärenergie und Kosten für

den Betreiber den Aufwand für ihren

Einsatz rechtfertigt. Darauf liegt heute

der Fokus der Forschung und Entwick-

lung zu diesem Thema. Im Rahmen

unterschiedlicher Projekte wird derzeit

an Effizienzsteigerungspotentialen,

verbesserten Modellen zur Anlagensi-

mulation und über einheitliche Lastpro-

file an Systemkonfigurationen für unter-

schiedliche Anwendungsfälle gear-

beitet.50 Ein weiterer Schwerpunkt ist

die Entwicklung einer effizienten Rück-

kühleinheit und der Aufbau einer

Kooperation mit einer australischen

Universität, um mit einem dort entwi-

ckelten Kollektor die Marktdurchdrin-

gung in Europa weiter voranzu-

treiben.51

Für DEC-Anlagen sind das Sorptionsrad

und das Wärmerückgewinnungsrad die

maßgeblichen Komponenten zur Erhö-

hung der Energieeffizienz.

Der Einsatz von thermischen Kältema-

schinen im industriellen Bereich z.B. mit

Abwärme hat das Potential, die

Verkaufszahlen von thermischen Kälte-

maschinen deutlich zu steigern, was in

weiterer Folge zu einer Kostenreduktion

in der Produktion führen wird. Dies

würde wiederum der solarthermischen

Kühlung zugutekommen, die noch

immer eine sehr kostenintensive Techno-

logie ist.

NACHHALTIGES BAUEN 29

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30 ACR INNOVATIONSRADAR

Koordination

Petra Johanna Sölkner (BTI)

AutorInnen

Harald Dehner; Hilbert Focke; Gerald

Steinmaurer; Bernhard Zettl (ASiC)

Petra Johanna Sölkner; René Eckmann;

Harald Mayr (BTI)

Andreas Oberhuber (FGW)

Franz Dolezal (HFA)

Miriam Leibetseder; Bernhard

Schmiedinger; Hans Starl (BVS)

Peter Krauthaufer; Thomas

Schiffert (KOV)

Sebastian Spaun; Johannes

Steigenberger (VÖZ)

LITERATUR

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7 Floegl, H. (2009). Berechnung von Lebens-zykluskosten von Immobilien. Forschungs-projekt Nachhaltigkeit massiv. Fachver-band für Stein- und keramische Industrieder österr. Wirtschaftskammer.

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9 S. Endnote 810 Krispel, St., Peyerl, M. (2009). Schadstoff-

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16 Steiner, M. (2011). Modernes QS –Management – Unabdingbare Vorausset-zung für eine nachhaltige Betondecken-bauweise. Innovation & Nachhaltigkeit imBetonstraßenbau. Publikation anlässlichder Festveranstaltung zum 75. Geburtstagvon BR h. c. DI Dr. techn. HermannSommer, Wien.

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23 BTI 2012. Interview mit Harald Mayr am09.01.2012.

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37 Energiespeicher Beton, Klimawandelfordert Baukonzepte, Zement+BetonHandels- u. WerbegmbH, Wien (2010).Energiespeicher Beton, Innovationspreis2010, Die besten Bauwerke mit thermi-scher Bauteilaktivierung, Zement+Beton

Handels- u. WerbegmbH, Wien.38 S. Endnote 3639 Siehe Website:

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40 S. Endnote 3841 S. Endnote 3642 Teischinger, A. (2011). Holzbauanteil in

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43 Weiss, W. et. al. (2010). Forschungs-agenda Solarthermie BMVIT Bericht14/2010 aus Nachhaltig Wirtschaften.

44 Projekt „Austrian Masterplan ThermalEnergy Storage”, gefördert vom Klima- undEnergiefonds im Rahmen der Ausschrei-bung „Neue Energien 2020“.

45 Projekte „Solar Cooling Opt“ und „SolarCooling Monitor“, gefördert von Klima-und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“bzw. „Haus der Zukunft+“.

46 Projekt „NE-EE: Monolith – Kombisystemvon Hybridkollektor und Luftwärmepumpemit effizienter Anlagentechnik und innova-tiven Regelstrategien“, gefördert von vomKlima- und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“.

47 Projekt „SolHeat.Net - Lastmanagement fürsolarthermische Fernwärmeunterstützungam Beispiel Wels“, gefördert von der FFG,im Rahmen der Ausschreibung „Energieder Zukunft“.

48 S. Endnote 2249 Projekt „Flow-TCS: Verlustfreie Solarspei-

cher mittels thermochemischer Granular-Flow-Materialien“, gefördert von vomKlima- und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“.

50 Projekt „Solar Cooling Opt“, gefördertvom Klima- und Energiefonds im Rahmender Ausschreibung „Neue Energien 2020.

51 Projekt „SOCO.net“, gefördert vom Klima-und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Haus der Zukunft +“.

NACHHALTIGES BAUEN 31

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