Ökobilanz

Ressourceneffizienz im Hochbau

Ein Drittel des deutschen Endenergieverbrauchs entfällt auf Heizung und Warmwasserbereitung. Um nicht nur im Hinblick auf die endlichen Energierohstoffe die Verantwortung für kommende Generationen zu übernehmen, müssen wir schon im Hinblick auf den Ressourcenverbrauch bei der eigentlichen Bautätigkeit auf die entsprechende Materialeffizienz achten.

Ressourceneffzienz ist also nur möglich, wenn uns die Kombination von Energie- und Materialeffizienz gelingt!

Der Bausektor ist gekennzeichnet von langen Nutzungsdauern und hohen Investitionskosten. Hier besteht durch den gezielten Einsatz von Materialressourcen die Möglichkeit über viele Jahrzehnte Energieressourcen zu minimieren und dazu das eigene Wohlbefinden ganz wesentlich zu steigern.

Welche Dimension an Einsparung in diesem Bereich liegt, zeigt beiliegende Grafik, in der die durchschnittlichen Energiekosten zur Gewinnung, der Herstellung, dem Transport und dem späteren Rückbau in Relation zur Energieeinsparung der Stoffe im Laufe einer fiktiven Nutzungsdauer von 40 Jahren gesetzt werden.

Fast unglaublich wird das Ganze, wenn man beachtet, dass die angegebenen Werte sich nur auf einen Quadratmeter Wand beziehen!

Zum Beispiel beträgt der durchschnittliche Primärenergieeinsatz zur Herstellung einer Wärmedämmung der einen Transmissionswärmedämmwert / U-Wert von 0,21 W/m²K erzielt – durchschnittlich etwa 70 KWh. Die Einsparung die dadurch in 40 Jahren erzielt wird – ist 4.101 KWh Heizenergie, also mehr als 50 Mal so viel (verglichen mit dem durchschnittlichen Dämmstandard).

Bei einer Fassade von 150 m² ist somit das Einsparpotential der Wärmedämmung über den Nutzungszeitraum von 40 Jahren 615.150 KWh Energie – was in etwa 61.500 Liter leichtem Heizöl entspricht. Dies wieder in das Verhältnis zum aktuellen deutschen Wärmedämmstandards gesetzt, was einer Hohllochziegelwand entspricht, wie wir auf den folgenden Seiten noch sehen werden. (Quelle: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin).

Neben dem Einsparpotential, das sich durch den Einsatz von Wärmedämmung an sich erst bietet, gehört zur gesamten Ressourceneffizienz auch die Betrachtung des Produktlebensweges, also der Rohstoff an sich, der Energiebedarf zur Herstellung, der Transport und Einbau und schlußendlich die Entsorgung (End of Life).

Bei der Rohstoffart unterscheidet man prinzipiell zwischen mineralischen, fossilen und nachwachsenden Rohstoffen, wobei nachwachsende Rohstoffe gemäß Definition bis zu 15% nicht nachwachsende Zusatzstoffe enthalten können, die unter anderem als Brandschutzmittel (z.B. Aluminiumsulfat), als Feuchteschutzmittel (z.B. Parafin, Bitumen) oder als Stützfasern (z.B. Polyesterfasern) für die Produkte benötigt werden. Dämmstoffe wie Stroh oder lose Zellulose bestehen zu 100 % aus nachwachsenden Rohstoffen.

Um die Daten der Dämmstoffe untereinander vergleichbar zu machen, muss eine Umrechnung der in der Ökobaudat vorliegenden Daten von MJ/kg in MJ/m², bezogen auf die funktionale Einheit einer ‚Referenz‘-Dämmwirkung von U = 0,15 W/m²K, erfolgen. Die unterschiedliche Dämmwirkung der Baustoffe wird mit der entsprechenden Schichtdicke ausgeglichen, um letztlich die angestrebten Referenz- U-Werte zu erreichen.

Auf der Grundlage der obigen Erkenntnisse lässt sich exemplarisch für ein Einfamilienhaus errechnen, was an Primäraufwand für die Herstellung der gesamten Wärmedämmung nötig ist.
Dabei beinhaltet die Ökobilanz alle Module A1 bis C4, also sowohl die Rohstoffgewinnung, Herstellung, Transport, Einbau und schließlich den Rückbau und das Recycling. Die fiktiven positiven Effekte durch Substitution anderer klimaschädlicher Emissionen bei der eventuellen thermischen Verwertung nach 40 Jahren lassen wir unberücksichtigt.

Als Grundlage nehmen wir ein kleines Einfamilienhaus mit 120 m² Wohnfläche, bei dem wir für die gesamte Gebäudehülle einen u-Wert von 0,15 W/m²K zu Grunde legen,was einem Wärmebedarf für das Beheizen des Gebäudes von 40 KWh pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr entspricht ( KFW 40- Standard).

Die nötigen gesamten Umschließungsflächen betragen rund 280 m² (Bodenplatte, Außenwände und Dachflächen), die mit 20 cm MAGU Neopor für den geforderten U-Wert von 0,15 W/m²K gedämmt sind. Somit benötigen wir für das gesamte Haus 56 cbm an MAGU Neopordämmung – nicht ganz das Volumens eines LKW – Sattelzuges. Das Gesamtgewicht der 56 cbm Dämmung entspricht etwa 1.800 kg, also pro Kubikmeter 30 kg, was etwa 3 Eimern an Neopor Rohmaterial entspricht, der große Rest ist in der Zellstruktur eingeschlossene Luft aus dem Schwarzwald / Hüfingen.

PKW – Vergleich

Mit der Menge Energie, die zum Bau eines MAGU KFW 40 Hauses mit 120 m² Wohnfläche für die gesamte Wärmedämmung an Rohmaterial und Energie für die Herstellung, den Transport und das Recycling nach 40 Jahren aufgewendet werden muss, kann man mit einem PKW, der 10 Liter Diesel auf 100 km benötigt etwa 15.000 km zurücklegen, emittiert dabei aber bereits mit etwa 5.400 kg das Doppelte an Co2.
Bei einem Einfachflug von Stuttgart nach New York emittiert umgerechnet eine Person mit 2.400 kg etwa die selbe Menge an klimaschädlichem CO2.

Das Energieeinsparpotential und die Einsparung von Emissionen an CO2, das die Wärmedämmung durch Nutzung des Gebäudes über 40 Jahre bietet, ist um ein Vielfaches höher als die Energie, die aufgewendet werden muss, um das Gebäude so zu dämmen.

Bei unseren bisherigen Überlegungen haben wir die Ökobilanz der Tragkonstruktion nicht mit betrachtet. Der tragende Kern einer MAGU Wand ist ja der massive Kernbeton. Auch für den Beton gibt es in der Ökobaudat, der Datenbank des Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI), detaillierte Werte.

Beim Transportbeton haben wir – wie bei den Dämmstoffen auch – zu den Modulen A1 bis A3 die den eigentlichen Herstellprozess erfassen, auch das Modul A4 des Transportes ( durchschnittliche Entfernung vom Betonwerk 17, 3 km) sowie den Einbau des Betons im Bauwerk mit dem Modul A5 erfasst. Während der Nutzungsphase (Modul B) fallen keine klimarelevanten Energieaufwendungen an. Der Rückbau der Tragkonstruktion, sowie der Abtransport und das Recycling (Module C1 bis C3) sind ebenfalls in der energetischen Betrachtung des Betons gemäß den Vorgaben der Ökobaudat enthalten.

Für Transportbeton ergibt sich über den gesamten Produktlebensweg ein gesamter Primärenergieeinsatz von 1.348 MJ pro Kubikmeter Beton. Bei obiger Gebäudehüllfläche von 280 m² kommen ca. 48 Kubikmeter Transportbeton für die Wandtragkonstruktion zum Einsatz, so dass der gesamte Primärenergieeinsatz hierfür 64.704 MJ oder 17.943 KWh beträgt. Umgerechnet auf unser leichtes Heizöl ist das somit noch einmal 1.550 Liter Primärenergieaufwand für die Gewinnung der Rohstoffe, das Herstellen des Betons, den Transport, den Einbau, den Rückbau und das Recycling.

Vereinfacht kann mal also sagen, dass für die Tragkonstruktion und die Wärmedämmung eines KFW 40 MAGU Hauses mit einer Wohnfläche von 120 m² etwa 39.000 Kwh an Energie aufgewendet werden muss – was 3.400 Liter Heizöl entspricht.

Setzt man das ins Verhältnis zu den Energie- und CO2 Einsparungen, verglichen mit dem aktuellen deutschen Energiebedarf für das Heizen, so ist bereits nach 5 Jahren die Einsparung größer als der gesamte Energieaufwand für das Herstellen des Gebäudes.

Den Energiebedarf zur Herstellung der Wärmedämmung haben wir in der Folge noch mit anderen Dämmstoffen berechnet. Wie man der Tabelle entnehmen kann ist dabei der Primärenergiefaktor je nach verwendetem Dämmstoff etwas unterschiedlich. So ist bei manchen Dämmstoffen zwar die Rohstoffgewinnung (Modul A1) etwas einfacher und mit weniger Primärenergieeinsatz verbunden, jedoch die Herstellung etwas energieintensiver (Module A2 /A3).

Den Primärenergieeinsatz betrachten wir wieder gesamt, da sowohl nachwachsende Dämmstoffe, als auch ‚nicht nachwachsende‘ Dämmstoffe sowohl mit grauer (nicht nachwachsender) als auch mit klimaneutraler Energie hergestellt werden können (Module A2 und A3).

Bei der CO2 Bilanz sieht es allerdings anders aus – da haben alle nachwachsenden Rohstoffe eine negative Treibhausgasbilanz, haben sie doch eine große Menge an CO2 während ihres Pflanzenwachstums der Atmosphäre entzogen.

Die positive CO2 Bilanz ist allerdings nur aufgeschoben – wird bei der Deponierung oder dem thermischen Verwerten das gespeicherte CO2 wieder frei und in die Atmosphäre abgegeben. Wäre die Holzfaser noch ein Baum im Wald, ein Möbelstück oder eine Parkbank, so wäre die CO2 Bilanz genau so negativ, also das CO2 genau so gebunden. Klimapolitisch wäre es hier effizienter, die Aufforstung von Wäldern zu betreiben, Grün in den Städten zu fordern, gegen die Abholzung von Regenwäldern weiter vorzugehen oder Steingärten zu verbieten.

Das Einsparpotential, das alle Dämmstoffe beim Einsatz als Wärmedämmung bieten, ist jedoch das selbe. Der Zusammenhang zwischen Energiebedarf nach Dämmstoffstärke und Einsparpotential im Laufe der Gebäudenutzung konnten Sie bereits dem Schaubild zu Beginn des Themas ‚Resourceneffizienz im Hochbau‘ entnehmen.

Es lässt sich für jedes Gebäude nachweisen, dass über die Wärmedämmung der Gebäudehülle deutliche Einspareffekte erreicht werden. Zudem kann man den eigentlichen Zweck eines Gebäudes damit ganz wesentlich verbessern – nämlich die Behaglichkeit und die Wohnqualität für die Nutzer und Bewohner des Gebäudes.

Die ökologische Qualität eines Gebäudes insgesamt hängt von vielen Faktoren ab, thermischer Komfort, Wohnkomfort, Emissionen, Dauerhaftigkeit, Anpassungsfähigkeit, Flexibilität, Drittverwendungsfähigkeit, Einfachheit und Sicherheit bei der Erstellung usw.

Eine Wärmedämmung aus Stroh oder Zellulose wäre aus ökobilanzieller Sicht zunächst anderen Dämmstoffen vorzuziehen. Allerdings ist für den jahrzehntelangen Einsatz dieser Dämmung ein sehr sorgfältiger und fach- und sachgerechter Einbau unerlässlich. Eine intakte Dampfsperre, ein guter Schutz gegen Insektenbefall, brandschutztechnische Maßnahmen sind nur einige Grundvoraussetzungen. Kleine Änderungen können hier das bauphysikalische Gleichgewicht schnell aus den Fugen bringen und das wohngesunde Leben in dem Haus gefährden.

So ist neben den ökobilanziellen Werten auch das Potential des Baustoffes unter Einbeziehung seiner technischen Eigenschaften zu berücksichtigen. Es kommt im Besonderen auf den intelligenten Einsatz des Baustoffes und der Nutzung seiner jeweiligen Potentiale an.