Ökologische Optimierung von Gebäudetechnik durch biogene Materialien

Angesichts der Klimakrise rücken die Ökobilanz und der Lebenszyklus von Gebäuden immer mehr in den Fokus. Die bloße Betrachtung der Energieeffizienz in der Nutzungsphase greift zu kurz. Eine aktuelle Studie, in Auftrag gegeben vom Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie, untersucht das Potenzial biogener Materialien für eine ökologische Optimierung der technischen Gebäudeausrüstung in Bürogebäuden.

Hintergrund und Zielsetzung

Das übergeordnete Ziel der Studie ist die Unterstützung der Entwicklung klimaverträglicher und ressourcenschonender Städte. Bisher wurden Ökobilanzen für den Gebäudebereich oft stark vereinfacht, wobei insbesondere die Gebäudetechnik mit ihrer hohen Komplexität oft unberücksichtigt blieb. Vor diesem Hintergrund fokussiert die Studie auf das Potenzial biogener Materialien in der Gebäudetechnik, insbesondere in Bürogebäuden.

Methodik

Die Studie setzt auf einen mehrstufigen methodischen Ansatz. Zunächst werden die Systemgrenzen festgelegt, wobei die Lebenszyklusphasen A1-A3 nach ÖNORM EN 15978 berücksichtigt werden. Als nächstes wird ein fünfgeschossiges Bürogebäude als Referenz definiert. Für dieses Gebäude wird eine detaillierte Massenbilanz erstellt, die alle eingesetzten Materialien und Komponenten erfasst. Anschließend erfolgt eine Kategorisierung der Komponenten, gefolgt von einer Potenzialanalyse zur Bewertung und Abschätzung des Einsatzes biogener Materialien. In der Lebenszyklusanalyse werden die Umweltwirkungen der verbauten Materialien untersucht. Schließlich wird ein Vergleich zwischen der konventionellen Bauweise und der Holzbauweise durchgeführt.

Zentrale Ergebnisse

Relevanz der Gebäudetechnik: Trotz nur 1% Masse des Referenzgebäudes ist die Gebäudetechnik für etwa 12% des Treibhauspotenzials verantwortlich.

Dominanz von Metallen: In der Gebäudetechnik dominieren Metalle mit 76,8%, gefolgt von Kunststoffen mit 15,3%.

Optimierungspotenzial: Die Metallrohre der Lüftungsanlagen und der Wärmeverteilung bieten das größte Optimierungspotenzial.

Biogene Materialien: Biokunststoffe sind für Kleinteile geeignet, während Holzwerkstoffe interessante Nischenanwendungen bieten, insbesondere im 3D-Druck.

Zu den zentralen Ergebnissen der Studie gehört die erhebliche Relevanz der Gebäudetechnik. Obwohl sie nur 1 % der Gesamtmasse des Referenzgebäudes ausmacht, ist sie für etwa 12 % des Treibhauspotenzials verantwortlich. In der Gebäudetechnik dominieren Metalle mit einem Anteil von 76,8 %, dicht gefolgt von Kunststoffen mit 15,3 %. Ein besonderes Augenmerk liegt auf den Metallrohren der Lüftungsanlagen und der Wärmeverteilung, da sie das größte Optimierungspotenzial bieten. Biokunststoffe haben sich als geeignet für Kleinteile erwiesen, während Holzwerkstoffe, insbesondere in Kombination mit 3D-Druck, interessante Nischenanwendungen bieten.

Implikationen und Ausblick

Die Studie betont die Notwendigkeit, die Gebäudetechnik in Ökobilanzen zu berücksichtigen und fordert eine verstärkte Forschung in biobasierten Kunststoffen und Holzwerkstoffen. Ein ganzheitlicher Ansatz für eine umweltfreundliche Gebäudetechnik ist erforderlich, der alle Lebenszyklusphasen berücksichtigt. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Architektur, Gebäudetechnik, Bauphysik und Ökobilanzierung ist von zentraler Bedeutung.

Insgesamt leistet die Studie einen bedeutenden Beitrag zur ökologischen Optimierung der Gebäudetechnik. Durch die Integration eines Lebenszyklusdenkens in zukünftige Forschung und Praxis können erhebliche Fortschritte in Richtung nachhaltiger Gebäude erzielt werden.

Literatur:

Muschik, D./ Kaisermayer, V./ Moser, A./ Gölles, M./  Heimrath, R./ Brandl, D./  Mach, T./Ribas-Tugores, T./ Ramschak, T./Oswald, S./ Polster, M./ Lackner, F./ Eibisberger, K./ Nebel, M. (2023): Optimiertes Regelungs- und Betriebsverhalten thermisch aktivierter Gebäude zukünftiger Stadtquartiere. Berichte aus der Energie- und Umweltforschung 60/2023. https://nachhaltigwirtschaften.at/resources/sdz_pdf/schriftenreihe-2023-60-oeko-opt-aktiv.pdf

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