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Keine CO2-Emissionen: Bedeutung für den Bausektor

16.01.2018 | FoE Sustainable Systems

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und der nötigen Reduktion des Primärenergieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen im Gebäudelebenszyklus initiierte die TU Graz internationale Forschung mit.

Eine Weltkarte mit mehreren Linien ist zu sehen.
Import/Export-Bilanz der „österreichischen“ Treibhausgasemissionen.

Die Arbeit des „IEA EBC Annex 72“ umfasst die Harmonisierung und Integration von Bewertungsmethoden zur Ermittlung von Umweltwirkungen über den ganzen Lebenszyklus von Gebäuden.

Die internationale Staatengemeinschaft hat sich 2015 beim UN-Klimagipfel in Paris verbindlich darauf geeinigt, langfristig „den Anstieg der Durchschnittstemperatur weltweit auf deutlich weniger als 2° C gegenüber dem vorindustriellen Stand zu beschränken und einen Temperaturanstieg von höchstens 1,5° C anzustreben“. Für die Weltwirtschaft folgt daraus die Notwendigkeit einer vollständigen Entkarbonisierung – also die gänzliche Reduktion von CO2-Emissionen durch den konsequenten Verzicht auf fossile Energieträger – um ab spätestens 2050 keine weiteren Treibhausgase (THG) mehr zu emittieren. Bisher wurden THG-Emissionen zudem weitestgehend „territorialbasiert“ erfasst, sprich anhand der geografischen Lage ihrer Entstehung zugeordnet. Sinnvollerweise müssen allerdings auch die „konsumbasierten“ Emissionen berücksichtigt werden, also jene Emissionen, die bei der Produktion von Gütern im Ausland anfallen, jedoch hierzulande konsumiert und somit „importiert“ werden (siehe Bild ganz oben). Unter Beibehaltung des bisherigen Emissionsniveaus dürfte Österreich in spätestens 20 Jahren keine weiteren THG-Emissionen mehr verursachen, um die Klimaziele noch zu erreichen. Der Weg, um dieses Extremszenario zu verhindern, ist klar: Wir brauchen einen schrittweisen Übergang zu „Netto-Null-Treibhausgasemissionen“.

Life Cycle Sustainability Assessment

Für die Erreichung der notwendigen Emissionsreduktionen im Bausektor sind ambitionierte, zielgerichtete Strategien und eine laufende Evaluierung der Maßnahmen erforderlich. Die gute Nachricht ist, dass infolge strengerer gesetzlicher Vorgaben für den Gebäudebetrieb (zum Beispiel Energieausweis und bautechnische Vorschriften) bereits eine Steigerung der Energieeffizienz im Neubaubereich erreicht werden konnte. Das Ausmaß der thermischen Sanierung von Bestandsbauten bleibt jedoch noch stark hinter den Erwartungen zurück. Gemeinhin wird oft vergessen, dass nicht nur die Emissionen aus dem Betrieb (bedingt durch Stromverbrauch, Klimatisierung etc.) relevant sind, sondern auch die sogenannten „grauen“ Emissionen. Diese entstehen beim Abbau von Rohstoffen und deren Weiterverarbeitung zu Produkten und deshalb in hohem Maß auch bei der Herstellung von Bauwerken. Vor allem beim Neubau von Gebäuden verschiebt sich der Schwerpunkt der umweltbezogenen Auswirkungen – sowohl relativ als auch absolut – zunehmend von der Nutzungs- auf die Errichtungsphase (siehe Abbildung 2).

© AGNHB TU Graz, IEA EBC Annex 57, 2016

Entwicklung betriebsbedingter (operational) und baustoffspezifischer (embodied) Umweltwirkungen.

Die Bewertung und gezielte Beeinflussung von Umweltwirkungen während des ganzen Lebenszyklus von Gebäuden, mit dem Ziel, Verlagerungen in andere Lebenszyklusphasen (siehe Abbildung 3) zu verhindern und die Gesamtbelastung deutlich zu verringern, bildet den Ausgangspunkt des neuen „IEA EBC Annex 72“. Die systematische Analyse der Stoff- und Energieflüsse sowie zugehöriger Emissionen und anderer Umweltwirkungen im Gebäudelebenszyklus erfolgt darin auf Basis der Methode des Life Cycle Assessment (LCA).

„IEA EBC Annex 72“

35 Institute aus über 20 Ländern werden im internationalen Forschungsprojekt „IEA EBC Annex 72“ relevante Grundlagen zur Ermittlung der gesamten lebenszyklusweiten Umweltwirkungen von Gebäuden erarbeiten. Österreichische Vertreterin im Projekt (Laufzeit 4 Jahre) ist die Arbeitsgruppe Nachhaltiges Bauen der TU Graz, die Ende November auch den ersten offiziellen Workshop der Annex- Expert/innen an der TU Graz ausrichten durfte.

 

© AGNHB TU Graz, IEA EBC Annex 72

Phasen und Umweltwirkungen im Lebenszyklus von Gebäuden.

 Im Projekt werden neben der Harmonisierung der Bewertungsmethoden (Subtask 1) und deren Integration in computergestützte Planungsprozesse (Subtask 2) auch eine erhebliche Anzahl an Case Studies analysiert (Subtask 3) und mögliche Benchmarks für die Umweltwirkungen von Gebäuden untersucht. Arbeitsschwerpunkt der österreichischen Beteiligung bildet die Leitung von Subtask 2 zur Integration der harmonisierten Bewertungsmethoden in Werkzeuge des Entwurfs- und Planungsprozesses. Computergestützte Planungsmethoden wie das Building Information Modeling (BIM) bieten hier Möglichkeiten, relevante Bauteilinformationen und spezifische Kennwerte innerhalb multidimensionaler, digitaler Gebäudemodelle abzubilden, und ermöglichen unter anderem eine integrierte Ermittlung und Visualisierung grauer Emissionen (Abbildung 4).

© AGNHB TU Graz, Martin Röck, 2017

 

© AGNHB TU Graz, Martin Röck, 2017

Ermittlung und Visualisierung der LCA-Ergebnisse im BIM-basierten Planungsprozess.

Von der grauen Theorie zur praktischen Umsetzung

Der „IEA EBC Annex 72“ soll durch die Harmonisierung der Bewertungsmethoden und deren Anwendung im Planungsprozess dazu beitragen, richtungssichere Entscheidungen in Bezug auf die formulierten Klimaziele ermitteln zu können und diese auch in der täglichen Praxis umsetzbar zu machen. In Expert/innenbefragungen und Stakeholder/ innen-Workshops sollen Akteurinnen und Akteure aus Praxis, Wissenschaft und Verwaltung aktiv eingebunden werden. Anfang November fand dazu am UN-Klimagipfel in Bonn im Zuge des Building Action Symposiums ein erster Workshop statt, wo konkrete Vorschlage und der „IEA EBC Annex 72“ von Alexander Passer präsentiert wurden. Als Ergebnis des Projekts werden Handlungsempfehlungen und Leitfaden entwickelt, die den einzelnen Akteur/innen Orientierung geben sollen, um die Umsetzung zielgerichteter Strategien im Bereich des nachhaltigen Bauens zu unterstutzen.

Information

Alexander Passer ist Leiter der Arbeitsgruppe Nachhaltiges Bauen. Sein Forschungsschwerpunkt liegt im Bereich der lebenszyklusbasierten Nachhaltigkeitsanalyse (LCSA) und digitaler Gebäudemodellierung (BIM).

Martin Rock ist Universitätsassistent und Doktorand in der Arbeitsgruppe Nachhaltiges Bauen. Er ist Experte für Building Information Modeling (BIM) mit Schwerpunkt auf der Integration von Life Cycle Assessment (LCA) in innovativen Designprozessen für zukunftsfähige Gebäudekonzepte.

Kontakt

Alexander PASSER
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. MSc
Institut für Materialprüfung und Baustofftechnologie mit angeschlossener TVFA für Festigkeits- und Materialprüfung
Waagner-Biro-Straße 100/XI | 8020 Graz
Tel.: +43 316 873 7153
alexander.passer@tugraz.at