Welche Umweltvorteile bieten biobasierte Baustoffe und was kann eine Kombination mit Lowtech-Passivhäusern mit Photovoltaik-Anlage zur Erreichung der Klimaziele beitragen? Zwei spannende Forschungsarbeiten der Autoren Lise Mouton, Karen Allacker, Martin Röck und Damien Trigaux zur Ökobilanz regenerativer Konstruktionsstrategien geben tiefgehende Einblicke.
Biobasierte Baustofflösungen für Umweltvorteile gegenüber konventionellen Bauprodukten – Ökobilanzierung von regenerativen Designstrategien (1/2)
Der erste Teil beschäftigt sich mit dem Vergleich von biologischen Baumaterialien mit deren konventionellen Gegenstücken über den gesamten Lebenszyklus. Eine wichtige Voraussetzung dabei ist, dass das Treibhausgaspotential der biobasierten Produkte geringer ist als das konventioneller Produkte. Der Produktionsprozess stellt dabei den Schritt mit der größten Einflussmöglichkeit dar.
Zusammenfassung – Der Schwerpunkt bei der Verringerung der Umweltauswirkungen von Gebäuden verlagert sich von der Betriebsphase auf den gesamten Lebenszyklus, wobei den verkörperten Treibhausgasemissionen von Baumaterialien besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Die Verwendung von biobasierten Baumaterialien wird gefördert, da sie potenziell die materialbedingten Treibhausgasemissionen reduzieren und sogar die Kohlenstoffbindung ermöglichen.
Im ersten Teil dieser Studie (1/2) wenden die Autoren die Ökobilanzierung (LCA) an, um regenerative Konstruktionsstrategien kritisch zu untersuchen. Sie beginnen mit der Untersuchung der integrierten THG-Emissionen sowie anderer Umweltauswirkungsindikatoren verschiedener biobasierter Bauelementvarianten – der Bewertung von holz-, stroh- und hanfbasierten Lösungen – in einem europäischen Kontext.
Die Ergebnisse zeigen, dass biobasierte Bauelemente tendenziell deutlich niedrigere verkörperte THG-Emissionen aufweisen als konventionelle Lösungen, z.B. Ziegel- oder Betonbauelemente. Bei der Analyse der Umweltbelastungsschwerpunkte im Lebenszyklus ausgewählter biobasierter Bauoptionen stellen die Autoren fest, dass die wichtigsten Umweltindikatoren das Treibhauspotenzial (GWP), Feinstaub (PM) und die Flächennutzung (LU) sind; die wichtigsten Lebenszyklusphasen sind die Materialherstellung, die Instandhaltung und der Ersatz, insbesondere von Oberflächen. Zur Untersuchung des Kohlenstoffabbaupotenzials wurden der biogene Kohlenstoffgehalt ausgewählter biobasierter Optionen berechnet und dabei strohbasierte Bauelemente aufgrund ihres hohen biogenen Kohlenstoffgehalts und ihrer schnellen (jährlichen) Nachwachszyklen als die vielversprechendste Lösung identifiziert.
Die Studie unterstreicht das Umweltpotenzial der Verwendung biobasierter Baulösungen als Ersatz für konventionelle Baumaterialien. Darüber hinaus identifiziert die Untersuchung wichtige ökologische Kompromisse innerhalb biobasierter Materialalternativen, die in der zukünftigen Forschung berücksichtigt und weiter untersucht werden müssen.
Zugriff auf den Volltext des ersten Teils gibt es über ScienceDirect (https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112767).
Low-Tech-Konzepte zur passiven Sonneneinstrahlung und biobasierte Materiallösungen zur Verringerung der THG-Emissionen von Gebäuden über den gesamten Lebenszyklus – Ökobilanzierung von regenerativen Designstrategien (2/2)
Im zweiten Teil der Studie werden konstruktive Elemente zur Reduktion der betriebsbedingten Energieaufwendungen in die Betrachtung einbezogen. Die Kombination aus Rohstoffen, welche in der Herstellung wenig Klimaeinfluss haben, mit architektonischen Lösungen wie festen Verschattungen, der Wahl der Gebäudeausrichtung und Zimmeraufteilung und auch der Wahl der Fenstergrößen, welche einen geringen Klimaeinfluss im Gebäudebetrieb sichern, wurde untersucht.
Zusammenfassung – Um die notwendige Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) und die Dekarbonisierung von Bau und Betrieb von Gebäuden zu erreichen, werden sowohl Hightech- als auch Lowtech-Strategien für die Gebäudeplanung gefördert. Zu den besonders vielversprechenden Strategien gehören der Einsatz von Energieeffizienzmaßnahmen zur Verringerung des betrieblichen Energieverbrauchs und der damit verbundenen Auswirkungen sowie die Verwendung von kohlenstoffarmen, biobasierten Baumaterialien zur Verringerung der verkörperten Umweltauswirkungen.
Im zweiten Teil der Studie zur Ökobilanzierung (LCA) von regenerativen Designstrategien werden die Umweltauswirkungen und Reduktionspotenziale von Strategien auf Gebäudeebene untersucht, indem zwei Low-Tech-Passivhauskonzepte – das be2226-Gebäude und das N11-SolarHouse – sowohl in ihren ursprünglichen Entwürfen als auch als optimierte Alternativen mit biobasierten Materiallösungen analysiert werden.
Die Analyse umfasst drei Schritte. In einem ersten Schritt werden die Lebenszyklus-THG-Emissionen der ursprünglichen Gebäude bewertet, wobei Stärken und Schwächen sowohl bei den betrieblichen als auch bei den verkörperten THG-Emissionen aufgedeckt werden. Umwelt-Hotspots werden über Umweltindikatoren, Lebenszyklusphasen und Gebäudeelemente hinweg ermittelt. In einem zweiten Schritt werden die Fallstudien mit alternativen biobasierten Gebäudeelementen umgestaltet, die im Vergleich zu den ursprünglichen Fallstudien ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung der verkörperten THG-Emissionen aufweisen. Abschließend werden die Ergebnisse aller Gebäudevarianten mit den Klimazielen für Gebäude verglichen. Dabei zeigt sich, dass das N11-Gebäude bereits in seiner ursprünglichen Version die festgelegten Klimaziele erfüllt und dass eine strohbasierte Materialoptimierung sogar die Erfüllung ehrgeizigerer Klimaziele ermöglichen kann.
Zugriff auf den Volltext des zweiten Teils gibt es über ScienceDirect (https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112678).
