Ökoindex3 Anwendung Grundlagen Berechnungsergebnisse Optimierung 1 Ausgangssituation Quantitative Beschreibung der Umweltauswirkungen Treibhauspotenzial Versauerungspotenzial Primärenergie n.e. Vorteile Vereinfachte quantitative Bewertungsmethoden für Baustoffe, Konstruktionen und Gebäude auf Basis von Ökokennzahlen und Ökobilanzen haben in den letzten Jahren Einzug in unterschiedliche österreichische (Wohnbau-) Förderungsmodelle gehalten. Eine zentrale Rolle dabei spielt der vom IBO im Jahre 2003 entwickelte Ökoindex 3 („OI3“). Der OI3 umfasst die Ökokennzahlen Treibhauspotenzial, Versauerungspotenzial und den Bedarf an nicht erneuerbarer Primärenergie und kann auf Ebene von Baustoffen, Konstruktionen und gesamten Gebäuden berechnet werden. Als Einzahlangabe trifft der Indikator eine quantitative Aussage für das Potenzial, das Klima zu erwärmen, die Umwelt zu versauern (Stichwort saurer Regen) und nicht-erneuerbare Energieressourcen zu verbrauchen. Für die Akzeptanz von Ökoindikatoren im Rahmen von Förderungsmodellen bringt der OI3 folgende Voraussetzungen mit: 1. Es besteht kein Mehraufwand für die Berechnung der Kennzahlen, d.h. die erforderlichen Ökokennzahlen können automatisch mit den bisher erhobenen bzw. berechneten Daten (Energieausweis) ermittelt werden 2. Es handelt sich um ein aggregiertes „Einzahlmodell“, da die Erstellung eines „Ökokennzahlenprofils“ den FörderwerberInnen nicht zumutbar ist 3. Die bedeutendsten, aussagekräftigsten Umweltwirkungen werden erfasst 4. Die berechneten Ergebnisse liegen im selben Bereich wie Zahlenwerte für den Heizwärmebedarf. Dadurch ist eine direkte Vergleichbarkeit garantiert. 5. Einfache Beurteilbarkeit: Je niedriger die Berechnungsergebnisse sind, desto geringer ist der Einfluss auf die Umwelt. IBO Richtwertetabelle 2 Die für die Berechnung des OI3-Index erforderlichen Ökokennwerte der Baustoffe und Konstruktionen (Richtwerte) werden vom IBO den Bauphysik-Softwareherstellern und der Internetdatenbank baubook kostenlos zur Verfügung gestellt, auf der IBO-Homepage publiziert und laufend aktualisiert (IBO-Baustofftabelle). Grundlagen der OI3-Bewertung OI3 f ü r B au te i le Der OI3 rechnet die absoluten Werte der drei Indikatoren Treibhauspotenzial, Versauerungspotenzial und den Bedarf an nicht erneuerbarer Energie in ein Punktesystem um. Je höher die erreichte Punktezahl, umso gravierender wirkt sich die Konstruktion oder das Gebäude auf die Umwelt aus. Detaillierte Informationen zu den verschiedenen OI3-Indikatoren sowie genaue Berechnungsvorschriften werden im aktuellen OI3-Berechnungsleitfaden dargestellt (kostenlos downloadbar auf www.ibo.at). Die wichtigsten OI3-Indikatorn werden im Folgenden kurz dargestellt Punktesystem OI3 KO N -In d i k ato r Die ökologische Qualität von gängigen Konstruktionen wird durch den Ökoindikator OI3 KON auf einen Wertebereich von 0 bis 100 Punkten abgebildet. Standard-Außenwände ohne ökologische Optimierungsmaßnahmen (zum Beispiel ohne den Einsatz von Dämmstoffen auf nachwachsender Basis) schneiden mit ca. 70 Punkten ab, 15 Punkte oder weniger sind durch ökologisch besonders optimierte oder sehr leichte Konstruktionen zu erreichen. OI3 KON Indikator für Bauteile ∆OI3 – D e r OI3-In d i k ato r f ü r e i ne B au s to f f s c h ic ht Der ∆OI3 (sprich Delta OI3) einer Baustoffschicht gibt innerhalb eines Bauteils an, um wie viele OI3-Punkte diese Baustoffschicht den Wert OI3 KON der Konstruktion erhöht bzw. senkt. Anders gesagt: löscht man eine Bauteilschicht aus einer Konstruktion heraus, so verringert sich OI3 KON der Konstruktion um ∆OI3 BS Punkte (BS bedeutet Bauteilschicht). Dieser ∆OI3-Indikator ist bei der Konstruktionsoptimierung sehr hilfreich, da sich die „ökologischen Schwergewichte“ einer Konstruktion an den höchsten ∆OI3BS -Punkten einfach erkennen lassen. ∆OI3 Indikator über Bauteilschichten In der folgenden Grafik werden zwei Konstruktionen aus der online-Version des IBO-Passivhaus-Bauteilkatalogs dargestellt (www.baubook.info/phbtk). Es handelt sich dabei um eine Hochlochziegel-Außenwand mit konventionellem (a) und ökologischem (b) Aufbau. Die gängige Variante weist 44 OI3KON -Punkte auf, die ökologisch optimierte 18, und somit 26 Punkte weniger 3 (Werte rot markiert). Die Verbesserung wird durch die ∆OI3-Punkte ersichtlich (grün markiert). Die Verwendung von Lehmputz anstelle von Kalk-Zementputz macht eine OI3-Punkte-Differenz von drei Punkten aus, setzt man Mineralschaumplattensystem anstelle eines EPS-WDVS ein, werden 23 OI3-Punkte eingespart. In Summe wird durch den Einsatz ökologischer Baumaterialien der OI3KON um 26 Punkte kleiner. 4 OI3 für Gebäude Räu m l ic he u n d ze i t l ic he Bi l a nzg r e nze n Die OI3-Methodik sieht ein genau definiertes flexibles Bilanzgrenzenkonzept vor. Dieses gibt vor, welche Bauteile bzw. Bauteilschichten berücksichtigt und ob Nutzungsdauern von Konstruktionen miteinbezogen werden müssen. Damit kann ein unverhältnismäßig hoher Berechnungsaufwand vermieden werden. Ersterrichtung Konstruktionen der thermischen Gebäudehülle (TGH vereinfacht), Zwischendecken Ersterrichtung + Instandhaltungszyklen BG0BG1BG2BG3BG4BG5BG6 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ Haustechnik✔ ✔ Konstruktionen der thermischen Gebäudehülle (TGH vollständig), inkl. Dachein- deckungen, Feuchtigkeitsabdichtungen, hinterlüftete Fassaden, Zwischendecken Trennwände (nur bauphysikalisch relevante Trennbauteile) Innenwände (gesamt), Keller, unbeheizte Pufferräume (Baukörper kom- plett), innenliegende Stiegenhäuser, Verkehrsflächen Offene Erschließungszonen (offene Stiegenhäuser, Laubengänge, Loggien) Außenanlagen, Nebengebäude ✔ Tabelle 1 Mit der Bilanzgrenze BG2 können, ab der Bilanzgrenze BG3 müssen die Nutzungsdauern für die Bauteilschichten hinterlegt sein, da der Keller, speziell beim Einfamilienhaus, ökologisch „überbewertet“ wird. Dabei wird nicht nur die Ersterrichtung in Betracht gezogen, sondern auch die Nutzungsdauern und die damit verbundenen erforderlichen Sanierungs- und Instandhaltungszyklen der Bauteilschichten im Laufe der Gesamtlebensdauer eines Gebäudes. Gemäß ÖN EN 15804 ist der Betrachtungszeitraum 100 Jahre (kann jedoch u.U. variieren). Die Bilanzgrenze BG5 deckt ein Bauwerk vollständig ab. Die Bilanzgrenze BG6 zielt bereits auf Bauwerke mit Betrachtungsgrenze Grundstück ab. Nutzungsdauern 5 Fu n k ti o n a l e G r ö ß e n d e r OI3- G e b äu de i n d i k ato r e n Nomenklatur Die OI3-Gebäudeindikatoren können auf • diekonditionierteBruttogrundfläche„BGF“ • die Bezugsfläche „BZF“ (entspricht der konditionierten BGF sowie 50 % der Bruttogrundfläche von unkonditionierten Pufferräumen bzw. Keller) • die charakteristische Länge lc (Kennwert für Kompaktheit V/A) bezogen werden. OI3-Ind i k ato r e n f ü r G e b äud e Im Rahmen der Nomenklatur von OI3-Indikatoren für Gebäude werden zur Angabe OI3 zuerst die Bilanzgrenze und dann die Bezugsgröße hinzugefügt. Zum Beispiel: OI3 BG0,BGF ist ein OI3-Gebäudeindikator, berechnet mit der Bilanzgrenze 0 bezogen auf die konditionierte Bruttogrundfläche. Welche Bauteile in der Bilanzgrenze 0 enthalten sind, ist der Tabelle 1 zu entnehmen. Die gängigsten Indikatoren Im Folgenden werden nun jene Indikatoren beschrieben, die am häufigsten berechnet werden. Näheres zu deren Berechnung sowie weitere Informationen über andere OI3-Indikatoren für Gebäude sind dem aktuellen Berechnungsleitfaden zu entnehmen (kostenlos downloadbar auf www.ibo.at). OI3 B G 0, l c Um die Umweltbelastung durch schlecht gewählte OberflächenVolumsverhältnisse im OI3 BG0,lc -Indikator zu berücksichtigen, wird die Kennzahl OI3 BG0, lc wie folgt definiert: OI3 BG0,lc = 3* OI3 BG0,lc /(2+lc) lc .... charakteristische Länge des Gebäudes, lc .... Vb/Ab, Ab .... Wärmetauschende Gebäudehüllfläche des Gebäudes, Vb .... kond. Bruttovolumen des Gebäudes OI3 B G 0, B G F Um die Umweltbelastung pro m²-Bruttogrundfläche im OI3 BG0,BGF Indikator zu erfassen, wird die Kennzahl OI3 BG0,BGF wie folgt definiert: A i .... Flächen der Konstruktionen in m 2, OI3 KON,i .... OI3 KON der i-ten Konstruktion, BGF .... konditionierte Bruttogrundfläche in m 2 6 Die Berechnung der konditionierten BGF erfolgt gemäß OIBLeitfaden „Energietechnisches Verfahren von Gebäuden“, ON B 8110-6 bzw. ON B 1800. Der OI3 BGO,BGF ist ident mit dem OI3 TGH,BGF (TGH = thermische Gebäudehülle inkl. Trenndecken). OI3 B G 3, B Z F Im OI3 BG3,BZF wird der Gesamtbaukörper erfaßt, dabei wird nicht nur die Ersterrichtung des Gebäudes bilanziert, sondern auch sämtliche Instandhaltungszyklen in der Gesamtlebensdauer des Objekts. Werte des OI3 BG3,BZF ≤ 300 stellen ein ausgezeichnetes Ergebnis dar, Werte über 900 ein sehr schlechtes. Dabei bedeutet: Summe Treibhauspotenzial (Global Warming Potenial) des Gebäudes (aus Ersterrichtung und Instandhaltungszyklen) in kg CO 2 -equiv. für alle Bauteile/Bauteilschichten (i) der Bilanzgrenze 3 BZF …. Bezugsfläche (= konditionierte Bruttogrundfläche des Gebäudes + 50 % der Bruttogrundfläche der Pufferräume) in m² LD …. angenommene Gesamtlebensdauer eines Gebäudes (Betrachtungszeitraum 100 Jahre) Veranschaulichung von OI3-Baustoffkennwerten Im Folgenden werden ∆OI3-Werte von einigen Baustoffen mit gängigen Dicken dargestellt. Der ∆OI3 gibt an, wie hoch das ökologische Delta (Einfluss auf die Umwelt) einer einzelnen Baustoffschicht in einer Konstruktion ist. Dadurch werden Optimierungspotenziale schnell ersichtlich. Aus der Grafik auf der nächsten Seite kann man erkennen, dass etwa Beton bei gängig auftretenden Dicken im OI3-System nicht schlecht abschneidet, der Stahlanteil spielt aber eine wesentliche Rolle. Mörtel macht bei einem Ziegelmauerwerk ca. 3 ∆OI3-Punkte aus. Porenbeton hat als „Massivbaustoff“ eigentlich sehr gute ∆OI3-Werte, die besten ∆OI3-Ergebnisse weist in der Grafik Massivholz auf (durch das hohe CO 2 -Speichervermögen von Holz). ∆OI3 Je geringer der Herstellungsaufwand, umso besser die Ergebnisse 7 Wärmedämmverbundsysteme mit passivhaustauglichen Dämmstärken beeinflussen die Umwelt stärker als die reinen konstruktiven Baustoffe, ausgedrückt durch höhere ∆OI3-Punkte. Das aus OI3-Sicht beste hier dargestellte Wärmedämmverbundsystem ist das Mineralschaumplatten-System (MSP). Veranschaulichung von OI3-Konstruktionskennwerten OI3 KON -Werte von PassivhausKonstruktionen Im Folgenden werden OI3 KON -Werte von gängigen PassivhausKonstruktionen zur Veranschaulichung dargestellt. PassivhausKonstruktionen wurden gewählt, weil diese den höchsten Materialeinsatz erfordern und das Optimierungspotenzial daher am größten ist. Alle Beispiele stammen aus dem IBO-PassivhausBauteilkatalog [BTK 2008]. Die Bauteile findet man auch auf baubook, der online-Plattform für Baustoffe (www.baubook.info/ phbtk). Au ß e nw ä n d e Den höchsten OI3 KON -Wert aus diesem Konstruktionsensemble hat die Standard-Stahlbetonwand mit einem EPS-Wärmedämmverbundsystem. Die ökologisch optimierte Variante davon (mit Kork) ist besser als die Holzständerwand mit EPS-Wärmedämmverbundsystem. 8 Däc he r Die Konstruktion (Massivholz-Flachdach als Warmdach, ökologisch optimiert) zeigt das Optimierungspotenzial im Dachbereich. Aufgrund der erforderlichen Materialien (Abdichtungsebenen etc.) weisen Flachdächer deutlich höhere OI3 KON -Werte als Steildächer auf. 9 G e s c ho ß d e c ke n Den niedrigsten ökologischen Impact zeigt die ökologisch optimierte Leichtbaugeschoßdecke. In Standard-Ausführung ist sie mit Massivdecken vergleichbar. Bei den Standardausführungen findet sich der niedrigste OI3KON -Wert bei der Brettstapel-Geschoßdecke. Fe n s te r 10 In der Grafik werden gängige Fenster und Passivhaus-taugliche Fenster dargestellt. Die besten OI3 KON -Werte erzielen Holzfenster, gefolgt von Holz-Alu-Fenstern. Die deutlich höchsten Werte besitzen PVC- und Alu-Fenster. Während auf der linken Seite der Abbildung Fenster mit 2-Scheiben-Verglasung dargestellt werden, finden sich auf der rechten Seite Fenster mit 3-Scheiben-Verglasung, die aufgrund des großen Materialeinsatzes höhere Ökokennzahlen aufweisen. Veranschaulichung von OI3-Gebäudekennwerten Im Folgenden wird die Berechnung von OI3-Gebäudekennwerten für ein Einfamilien-Modellhaus mit Flachdach, 158 m² kond. Bruttogrundfläche und einem charakteristischen A/V-Verhältnis von 0,7 dargestellt. Untersucht werden unterschiedliche Aufbau-Varianten. Ausgewertet wurde der OI3 in Bezug auf die konditionierte BGF und die Kompaktheit des Gebäudes (lc). Die Unterschiede zwischen Standard- und ökologisch-optimierten Ausführungen sind in beiden OI3 Varianten sehr deutlich erkennbar. Aufgrund des positiven Abschneidens von Holz beim Treibhauspotenzial weist die Variante Holzmassivbau mit den großen Mengen an verbautem Holz bei sämtlichen OI3-Indikatoren die geringsten OI3-Gebäudekennwerte eines Modellhauses Ergebnisse abhängig von den eingesetzten Baumaterialien 11 Werte auf. Der Unterschied zwischen dem niedrigsten Wert von 18 (ökologisch optimierter Holzmassivbau) und dem höchsten Wert mit 72 (gängiger Beton) beträgt 54 OI3 BGO,lc -Punkte. OI3-Optimierungsstrategie im Planungsprozess Berechnung mit gängiger Software Die Berechnung der OI3-Indikatoren für Konstruktionen und/ oder Gebäuden erfolgt mit gängiger Bauphysiksoftware (GEQ, ArchiPHYSIK, ECOTECH, ETU, AX3000), oder mit dem baubook Online-Tool ECO2Soft. Zur ökologischen Optimierung von Gebäuden stehen zwei Wege zur Verfügung: 1. Minimierung des Flächenanteils von Konstruktionen mit hohen OI3 KON -Werten 2. Vermeidung von Konstruktionen mit hohen ∆OI3- Werten Die beiden folgenden Diagramme entstammen dem Statistikblatt von ECOSOFT über die Berechnung des bereits vorgestellten Gebäudes. Die PVC-Fenster, erdberührten Außenwände und das Fundament weisen die deutlich schlechtesten absoluten OI3 Kon - Werte der Gebäudekonstruktionen auf (erste Darstellung). Betrachtet man jedoch im darauf folgenden Diagramm die flächengewichteten 12 Mittelwerte der Konstruktionen für das Gebäude, so tragen Außenwand und Fundamentplatte am deutlichsten zum ökologischen Gesamteinfluss des Gebäudes bei, während die Rolle der PVC-Fenster nur mehr unbedeutend ist. Der Grund dafür liegt am geringen Fensteranteil des Modellhauses. 13 Für den ökologischen Optimierungsprozess sind die Flächenanteile also sehr wichtig. In einem ersten Schritt muss man besonders darauf achten, dass Konstruktionen mit hohen OI3 Kon Werten nur in kleinen Flächen Verwendung finden. Gängige Konstruktionen mit hohen OI3 Kon -Werten sind Fenster, erdberührte Außenwände, Fundamentplatten und Dächer. Der nächste Schritt bei der Optimierung betrifft jene Konstruktionen, welche die höchsten Beiträge zu den Gesamt-OI3-Indikatoren des Gebäudes liefern. Dabei ist es erforderlich zu wissen, welche Schichten in der Konstruktion die höchsten Beiträge liefern. Diese Baustoffe bzw. Bauprodukte sollten entweder in ihrer Dicke optimiert oder gegen ökologisch günstigere Alternativen ausgetauscht werden. Grundsätze bei der Baustoffwahl Werden die folgenden Grundsätze im Rahmen der Baustoffwahl berücksichtigt, wird der Einfluss im Allgemeinen auf die Umwelt verringert und der OI3 optimiert: • • • • • • • 14 Baustoffe aus erneuerbaren bzw. nachwachsenden Rohstoffen Baustoffe aus Recyclingmaterial Materialien mit geringem Herstellungsaufwand Keine Produkte mit gefährlichen Inhaltsstoffen Keine Produkte mit Schadstoff-Emissionen Langlebige Produkte Gut entsorgbare (verwertbare) Produkte Erstellt von Bernhard Lipp, Maria Fellner und Tobias Waltjen mit Unterstützung der Arbeitsgruppe Ökoindex3 der Bundesländer, 2013 Alle in dieser Deklaration enthaltenen Angaben, Daten, Ergebnisse usw. wurden von den Autoren nach bestem Wissen erstellt. Dennoch sind inhaltliche Fehler nicht völlig auszuschließen. Daher übernehmen die Autoren und das IBO keine Haftung für etwaige inhaltliche Unrichtigkeiten. Version 7, 2013 © IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH 15 Informationen und Anlaufstellen In f o r m atio n ➪ IBO-Leitfaden für die Berechnung von Ökokennzahlen für Gebäude – www.ibo.at/de/oekokennzahlen.htm ➪ Ökologisch Bauen – Wegweiser für kostenbewusste Bauleute Bezug: [email protected] oder www.energieinstitut.at/?sID=3429 ➪ Datenbank mit ökologischen Bauprodukten – www.baubook.at An l au f s te lle n ➪ ➪ ➪ ➪ ➪ ➪ www.ibo.at – Bernhard Lipp, Wien www.energiebewusst.at / Energieausweis – Reinhard Katzengruber, Kärnten www.energieinsitut.at / Bauökologie-Baubiologie – Harald Gmeiner, Vorarlberg www.energie-tirol.at/ Energieberatung – Peter Feichtinger, Tirol www.salzburg.gv.at / Energieberatung – Franz Mair, Salzburg www.donauuni.ac.at / Department Bauen und Umwelt – Bernhard Kram, NÖ IBO Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH IBO Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH IBO Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH IBO Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH 16 IBO Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie
© Copyright 2024 ExpyDoc
