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Technologietrends für KMU
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ACRINNOVATIONS-RADAR 2014
Aktuelle Technologietrends für österreichische KMU
NACH-HALTIGESBAUEN
INHALT
ACR – AUSTRIAN COOPERATIVE RESEARCHHaus der Forschung, Sensengasse 1, 1090 Wien Tel. +431 219 85 [email protected], www.acr.ac.at
Dezember 2013
mit freundlicher Unterstützung
EINLEITUNG 4WAS IST NACHHALTIGKEIT? 7NACHHALTIGKEITSKONZEPTE UND -NORMEN 7LEBENSZYKLUSKOSTEN (LCC) 13ENERGIEEFFIZIENZ 21LITERATUR 30
ACRINNOVATIONS-RADAR 2014
Aktuelle Technologietrends für österreichische KMU
NACH-HALTIGESBAUEN
ACR-INNOVATIONSRADAR 2014
EINLEITUNG
Abb. Cover: Sanierung Büroturm Berufliches Bildungs- und Rehabilitationszentrum BBRZ, LinzWettbewerb: 1. Preis und Ausführung, Green Building: ÖGNI Silber(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann, www.faustmann.co.at)Abb. vorhergehende Seite: Wohnen im Kaisergarten, 1030 WienDas Projekt wurde 2010 mit dem Architekturpreis SCHORSCH ausgezeichnet.(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)
Forschung, Entwicklung, Innovation und
neue Technologien sowie Herstellungs-
prozesse sind die wesentlichen Treiber
für Wirtschaftswachstum und Wettbe-
werbsfähigkeit. Dies gilt nicht nur für
typische Hochtechnologiebranchen
(Lebenswissenschaften, IKT etc.),
sondern auch für traditionelle, soge-
nannte Medium- und Low-Tech Sektoren
in Industrie und Gewerbe (Baugewerbe,
Metall-, Kunststoff- und Holzverarbei-
tung, Textil etc.), für den Handel und
den Dienstleistungsbereich (Tourismus,
Gastronomie, Güter verkehr etc.).
Damit Innovationspotentiale von einem
KMU weitestgehend ausgenutzt werden
können, sind unternehmerische Fähig-
keiten gefragt. Fortschritte erfordern
neben einer gewissen finanziellen und
technischen Ausstattung im Unter-
nehmen auch Organisationstalent und
Kreativität von den Führungskräften.
Im Vergleich zu großen Unternehmen
verfügen KMU meist über begrenzte
Ressourcen hinsichtlich Kapitalausstat-
tung, Personal, Kompetenzen und
Qualifikationen. Das kann sich hem -
mend auf das Innovationsverhalten und
die Anwendung von neuen Technolo-
gien auswirken. Ein weiterer zentraler
Punkt für KMU ist häufig der Mangel an
Wissen über aktuelle Technologietrends,
mögliche innovative Lösungsansätze
sowie insgesamt über die zukünftige
Entwicklung in der jeweiligen Branche.
Die Hauptgründe liegen in der fehlen -
den oder schwachen Vernetzung mit
Forschungsorganisationen, in mangeln -
den Ressourcen für ein systematisches
Markt- und Technologie-Monitoring und
im teilweise fehlenden Bewusstsein für
die Chancen, die innovative Technolo-
gien für die Wettbewerbsfähigkeit
bereithalten.
An diesen Schwachpunkten setzt das
ACR Innovationradar an. Die ACR
Institute sind als außeruniversitäre
Forschungseinrichtungen in der Lage,
Impulse für Innovationen in KMU zu
geben. Die ACR ist ein strategisches
Netzwerk selbständiger, gemeinnüt-
ziger Forschungsinstitute. Es dient der
Unterstützung und Förderung von
Forschung, Entwicklung und Innovation
auf Unternehmensebene. Die defi-
nierten Forschungsschwerpunkte intensi-
vieren die Forschung, Entwicklung und
den Technologietransfer speziell für
KMU. Somit ist die Forschungstätigkeit
der ACR Institute vorwiegend ergebnis-
und anwendungsorientiert. Das Innova-
tionsradar zum ACR Schwerpunkt
Nachhaltiges Bauen widmet sich
den Themen:
• NACHHALTIGKEITSKONZEPTE/
NACHHALTIGKEITSNORMEN
• LEBENSZyKLUSKOSTEN (LCC)
• ENERGIEEFFIZIENZ
Interessierte kleine und mittlere Unter-
nehmen erhalten damit einen Überblick
über aktuelle Technologien, Normie-
rungen und Markttrends. Für verschie-
dene Sektoren im Baugewerbe werden
Informationen bereitgestellt, über
Technologien und Normen, die derzeit
bzw. künftig bereit stehen. Damit
können Unternehmen besser ein schä -
tzen, welche Chancen und Risiken
hinsichtlich Technologieentwicklung und
unternehmerischer Tätigkeit entstehen
können.
Im ersten Abschnitt wird die Frage
geklärt, was unter dem Begriff Nach-
haltigkeit zu verstehen ist. In Abschnitt
2 werden Nachhaltigkeitskonzepte und
Normen für den Gebäudebereich
vorgestellt. Diese betreffen sowohl die
Gebäudeebene als auch die Baustoff-
ebene. Abschnitt 3 Lebenszykluskosten
beleuchtet die Bedeutung von Lebenszy-
klusbetrachtungen bei Gebäuden und
Einzelanlagen und bespricht die lang-
fristigen, wirtschaftlichen Aspekte bei
Bauwerken der Verkehrsinfrastruktur,
bei Heizkesselanlagen und Raumheiz-
geräten, bei solarthermischen Systemen
sowie bei der Verwendung von umwelt-
resistenten Materialien und Befesti-
gungstechniken. In Abschnitt 4 Energie-
effizienz werden zunächst verschie-
dene Trends, wie z.B. die thermische
Bauteilaktivierung als Technologie in
VORWORT 5
Die selbständigen Institute des ACR-Netzwerks forschen & entwickeln – mit und für KMU.
6 ACR INNOVATIONSRADAR
NACHHALTIGES BAUEN
der Kühl- und Heizungstechnik vorge-
stellt. Außerdem werden Innovationen
im Holzbau und der Ziegelbauweise
sowie der Energiegewinnung mittels
solarthermischer Kollektoren bzw. neue
Techniken der Wärmespeicherung
thematisiert.
WAS IST NACHHALTIG-KEIT?Der Begriff der nachhaltigen Entwick-
lung (sustainable development) wurde
im „Brundtland-Bericht“ (Report of the
World Commission on Environment and
Development, „Our Common Future“)
von der Weltkommission für Umwelt
und Entwicklung 1987 geprägt. Dabei
bezieht man sich im Wesentlichen
darauf, dass sich eine Entwicklung als
dauerhaft tragfähig definieren lässt,
wenn die Bedürfnisse der Gegenwart
befriedigt werden, ohne zu riskieren,
dass künftige Generationen ihre
eigenen Bedürfnisse nicht mehr befrie-
digen können. Dieses Nachhaltigkeits-
ziel ist bei einem „Business As Usual“-
Szenario gefährdet. Weltweite klimati-
sche Veränderungen weisen uns bereits
darauf hin. Inzwischen ist allgemein
anerkannt und vielfältig wissenschaft-
lich belegt, dass der anthropogen
verursachte Ausstoß von Treibhaus-
gasen, der seit Beginn der Industriali-
sierung extrem stark gestiegen ist, eine
Erwärmung des Klimas auf der Erde
verursacht. Die Europäische Union hat
sich aus diesem Grund das Ziel gesetzt,
bis zum Jahr 2020 den Ausstoß von
Treibhausgasen in der EU um 20 % im
Vergleich zu 1990 zu reduzieren1.
Darüber hinaus soll der Anteil von
erneuerbaren Energien am Bruttoend -
energiever brauch bis zum Jahr 2020
auf 20 % gesteigert und die Energieeffi-
zienz im Vergleich zu einem „Business
As Usual“-Szenario um 20 % erhöht
werden2.
Sprechen wir von nachhaltigem Bauen,
so können wir die verschiedensten
Aspekte eines umfangreichen Gesamt-
themas meinen. Alle Teilaspekte haben
in den letzten Jahren stark an Bedeu-
tung gewonnen, da die Menschen
immer sensibler auf diese Themen
werden. Ihr zunehmender Stellenwert
begründet sich in der umweltpolitischen
Präsenz, in der wirtschaftlichen Auswir-
kung auf die Märkte von Bauprodukten
sowie in der gesellschaftlichen Wahr-
nehmung von Zukunftsfragen. Nachhal-
tigkeitskriterien haben inzwischen sämt-
liche Branchen der Bauwirtschaft sowie
die Immobilienwirtschaft erreicht. Die
ganzheitliche Betrachtung von
Bauwerken bezüglich ihrer Wirkungen
über den gesamten Lebenszyklus entwi-
ckelt sich zu einem Megatrend. Sich an
diesen Kriterien durchgängig zu orien-
tieren, ist eine Herausforderung für
unser gesamtes Wirtschafts- und Sozial-
system. Im mehr und mehr geforderten
Life-Cycle-Design zeigt sich, dass es
notwendig ist, sich über Gewährleis-
tungsfristen hinaus an der gesamten
Lebensdauer eines Gebäudes zu orien-
tieren. Es geht um minimierte Umwelt-
wirkungen bei gleichzeitig dauerhafter
sozialer Funktionsbeständigkeit und
minimierten Kosten für die Werterhal-
tung eines Bauwerkes. Zunehmend
werden entsprechende Normen sowie
systemische Rahmenbedingungen auf
nationaler und internationaler Ebene
dafür geschaffen. Sie lenken unter
anderem die aktuellen Forschungs-
schwerpunkte sowie die Entwicklung
innovativer Technologien, Produkte und
Prozesse.
Im vorliegenden Innovationsradar wer-
den aktuelle technologische Trends,
gesetzliche und normative Rahmenbe-
dingungen und marktrelevante Entwick-
lungen zu verschiedenen Teilaspekten
der Nachhaltigkeit von Bauwerken
beschrieben.
NACHHALTIGKEITS-KONZEPTE/-NORMENIn diesem Zusammenhang sind neue
nachhaltige Baukonzepte gefordert, die
Überlegungen hinsichtlich Nachhaltig-
keit über den gesamten Lebenszyklus
NACHHALTIGES BAUEN 7
Klimawandel und Ressourcenmangel fordernneue Baukonzepte. Mehr denn je braucht es Überlegungen hinsichtlich Nachhaltigkeit, Lebenszyklus und Energieeffizienz.
8 ACR INNOVATIONSRADAR
von Baustoffen und Gebäuden und
besonderes ihre Energieeffizienz
berücksichtigen. Heute wird der
Betriebs- bzw. Nutzungsphase im
Entscheidungsprozess noch immer zu
wenig Bedeutung beigemessen. Doch
der gesellschaftspolitische Druck steigt,
geeignete Möglichkeiten und Technolo-
gien müssen aufbereitet werden. In der
Leitmarktinitiative3 der Europäischen
Kommission wird der Gebäudesektor
definiert als einer der Hauptwachstums-
märkte in der EU mit einem großen
Multiplikator-Effekt. Als größter
Verbraucher stofflicher Ressourcen,
größter Energieverbraucher und
größter Abfallverursacher bei gleich-
zeitig der längsten Produktlebensdauer
hat der Gebäudesektor ein gewaltiges
Potential zur Umstellung auf eine nach-
haltige Wirtschaft.
Im Rahmen der europäischen Normung
(Technisches Komitee CEN/TC 350
„Nachhaltigkeit von Bauwerken“) zur
Nachhaltigkeit auf Basis des Mandats
350 der Europäischen Kommission an
CEN wurde der Begriff Nachhaltigkeit
in Zusammenhang mit Gebäuden weit
gefasst. Er umfasst alle drei Aspekte
der Nachhaltigkeit: die ökologische,
die ökonomische und soziale bzw.
soziokulturelle Nachhaltigkeit. Baupro-
dukte an sich sind nicht unmittelbarer
Betrachtungs- und Bewertungsgegen-
stand. Sie sind vielmehr Quelle von
Informationen, die in ihren Auswir-
kungen auf ein Bauwerk und über
seinen Lebenszyklus zu bewerten sind.
Die ökologische, ökonomische und
soziale Vorteilhaftigkeit von Baustoffen
für ein Gebäude sind quantitativ
belegbar nachzuweisen. Dieser Nach-
weis erfolgt auf Gebäudeebene mittels
Zertifizierungssystemen, den soge-
nannten Green Building Labels. In den
letzten Jahren wurden in vielen Ländern
nationale, aber auch international
angewandte Green Building Labels (in
Österreich: TQB, klimaaktiv, ÖGNI)
entwickelt. Solche Labels beurteilen
Bauvorhaben bzw. Gebäude in zum
Teil sehr unterschiedlicher und meist
sehr komplexer Weise. Ausgereifte
Zertifizierungssysteme sind ein detail-
lierter Leitfaden, der alle notwendigen
Nachhaltigkeitsaspekte umfasst und
deren Umsetzung im Bauprozess wird
quantifizier- und vergleichbar veran-
schaulicht4. Neben vielen privaten
Initiativen gibt es auch auf europäi-
scher (CEN TC 350) und internatio-
naler Ebene (ISO/TC 58/SC 17)
Bestrebungen ein umfassendes, harmo-
nisiertes Regelwerk zur Gebäudezertifi-
zierung zu erarbeiten5.
Aktuelle Normen hierzu sind:
• ÖNORM EN 15643-1 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bewertung der Nach-
haltigkeit von Gebäuden. Teil 1: Allge-
meine Rahmenbedingungen. November
2011.
• ÖNORM EN 15643-2 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bewertung der Nach-
haltigkeit von Gebäuden. Teil 2:
Rahmenbedingungen für die Bewertung
der umweltbezogenen Qualität. April
2011.
• ÖNORM EN 15643-3 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bewertung der Nach-
Abb. oben: Lab Building East Institute of Science and Technology Austria IST, KlosterneuburgAuszeichnungen: Green Building Award, klima:aktiv Gold(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)
haltigkeit von Gebäuden. Teil 3:
Rahmenbedingungen für die Bewertung
der sozialen Qualität. März 2012.
• ÖNORM EN 15643-4 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Integrierte Bewertung
der Nachhaltigkeit von Gebäuden. Teil
4: Rahmenbedingungen für die Bewer-
tung der ökonomischen Qualität. März
2012.
• ÖNORM EN 15942 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Umweltproduktdekla-
rationen – Kommunikationsformate
zwischen Unternehmen. Dezember
2011.
• ÖNORM EN 15978 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bestimmung der
Umweltleistung von Gebäuden –
Berechnungsmethode. Oktober 2012.
• Entwurf ÖNORM EN 16309 Nachhal-
tigkeit von Bauwerken – Bewertung der
sozialen Qualität von Gebäuden –
Methoden. September 2011
• FprEN 16309 Sustainability of
construction works – Assessment of
social performance of buildings –
Methods. Juli 2013.
Gebäudezertifikate sind von der Immo-
bilienwirtschaft längst als Marketingin-
strument erkannt worden, vor allem bei
Büro-, Gewerbe- und Handelsimmobi-
lien. Eine Reihe von Studien belegt,
dass zertifizierte Gebäude einen
höheren Wiederverkaufswert erzielen
als nicht zertifizierte Gebäude. Auch
wenn kein Zwang zur Anwendung der
Nachhaltigkeitsnormen im Bau besteht,
gehen Experten von einer zuneh-
menden Veränderung im Wettbewerb
unter Investoren, Planern und Baupro-
dukteerzeugern in Richtung Life-Cycle-
Design aus. Unsicherheit besteht heute
noch bei Fragen nach den Mehrkosten
für den zusätzlichen Planungsaufwand
und die Ausführung, der zu erwar-
tenden Relation zwischen Nutzen und
Aufwand und der möglichen Integration
dieser neuen Bauqualität in die Projekt-
entwicklung und Planung.
Baustoffe sind zwar nur ein Teilaspekt
dieser komplexen Bewertung im Zuge
einer Zertifizierung, aber die entspre-
chenden Produktdaten von Baustoffen
und Baumaterialien stellen eine wich-
tige Basis für die Beurteilung der ökolo-
gischen Qualität eines Gebäudes dar.
Doch welche die Kriterien bei der
Auswahl von Bauprodukten sind, ist
noch offen.
Im Rahmen von Gebäudezertifizie-
rungen wird eine Fülle von Informa-
tionen über die verwendeten Baupro-
dukte benötigt. Im März 2011 ist die
Bauprodukte-Verordnung (Verordnung
(EU) Nr. 305/2011) in Kraft getreten
mit Wirksamkeit ab 1. Juli 2013.
Künftig werden ökologische Indika-
toren verstärkt nachgefragt, da die
NACHHALTIGES BAUEN 9
Tabelle 1: Verschiedene GreenBuilding Labels, weltweit
BREEAM Großbritannien
LEED USA
DGNB Deutschland
klima:aktiv Österreich
ÖGNI Österreich
TQB der ÖGNB Österreich
GreenBuilding EU
green star Australien
green starSüdafrika Südafrika
green star NZ Neuseeland
CASBEE Japan
HQE Frankreich
LEED Kanada Kanada
IGBC und LEED Indien
Gebäudezertifikate sind von der Immobilienwirtschaft als Marketing-instrument erkannt worden.
10 ACR INNOVATIONSRADAR
neue Grundanforderung 7 – Nach -
haltige Nutzung der natürlichen
Ressourcen – einen entsprechenden
Nachweis verlangt. Das Bauwerk muss
derart entworfen, errichtet und abge-
rissen werden, dass die natürlichen
Ressourcen nachhaltig genutzt werden.
Unter anderem müssen folgende Forde-
rungen erfüllt werden:
(a) Das Bauwerk, seine Baustoffe und
Teile müssen nach dem Abriss
wiederverwendet oder rezykliert
werden können.
(b) Das Bauwerk muss dauerhaft sein.
(c) Für das Bauwerk müssen umwelt -
verträgliche Rohstoffe und Sekun-
därbaustoffe verwendet werden.
Die Bauprodukte-Verordnung wird eine
Überarbeitung sämtlicher Produkt-
normen zur Folge haben. Intention der
EU Kommission ist eine Liberalisierung
des Marktes von Bauprodukten in
Europa. Es kommt dadurch allerdings
zu einer verstärkten Planerverantwor-
tung bezüglich der Einhaltung der
Vorschriften und ihres Nachweises.
Eine Möglichkeit des Nachweises der
Umweltperformance eines Baustoffes
bzw. Bauproduktes stellt die Umwelt-
deklaration, kurz EPD (Environmental
Product Declaration), dar. EPDs sind
vorwiegend für die Kommunikation
zwischen Unternehmen („Business- To-
Business“) vorgesehen.
Sie stellen Daten für die Gebäudebe-
wertung zur Verfügung und basieren
auf dem Prinzip der Freiwilligkeit.
Tatsächlich beschränken sich EPDs
darauf, Umwelteigenschaften offenzu-
legen; sie nehmen keine Bewertung der
Ergebnisse oder gar Auszeichnung der
Produkte vor. Hersteller sind allerdings
gut beraten, ihre Bauprodukte bewerten
zu lassen.
Als wesentliches Element beinhaltet die
Umweltdeklaration eine Ökobilanz
(Life Cycle Assessment, LCA). Gemäß
EN 15804 müssen solche Ökobilanzen
insgesamt 24 Indikatoren ausweisen.
Diese reichen vom globalen Erwär-
mungspotenzial (Global Warming
Potential, GWP) bis hin zum Einsatz
von Süßwasserressourcen. Die Indika-
toren werden nach den Lebensphasen
des Baustoffes bzw. eines Gebäudes
aufgeschlüsselt. Diese Lebensphasenbe-
trachtung umfasst folgende Stadien:
• A1– A3 Produkt-Stadium (Herstel-
lungsphase des Bauproduktes)
• A4 – A5 Bauprozess-Stadium (Errich-
tungsphase des Gebäudes)
• B1– B7 Nutzungs-Stadium (inkl.
Instandhaltung) des Gebäudes
• C1– C4 Ende des Lebensweges-
Stadium (Entsorgungsphase des
Gebäudes)
Die Phase D betrifft die nachgelagerte
Phase und erfasst eventuelle Gutschrif-
ten und Lasten, die über den Lebens-
A1– A3 A4 – A5 B1– B7 C1 – C4 D
Herstellungsphase Errichtungsphase Nutzungsphase Entsorgungsphase Ergänzende Informationen außerhalb des Lebenszyklus
B1 Nutzung C1 AbbruchA1 Rohstoffbereitstellung B2 Instandhaltung C2 Transport D Wiederverwendung-,A2 Transport B3 Reparatur C3 Abfallbewirtschaftung Rückgewinnungs- und A3 Herstellung A4 Transport B4 Ersatz C4 Deponierung Recyclingpotential A5 Bau/Einbau B5 Umbau / Erneuerung
B6 Betrieblicher Energieeinsatz B7 Betrieblicher Wassereinsatz
Tabelle 2: Lebenszyklusphasen für die Environmental Product Declaration eines Bauproduktes
Umweltdeklarationen für Bauprodukte sind Basis von Ökobilanzen für die Gebäudebewertung.
weg eines Gebäudes hinausgehen.
EPDs sind nach ISO 14025 sogenannte
Typ III Umweltzeichen. Sie beinhalten
quantitative, umweltbezogene Daten
auf der Grundlage festgelegter Para-
meter und, falls notwendig, ergän-
zende Umweltinformationen. So
müssen alle maßgeblichen Umwelt-
aspekte des betrachteten Produkts in
der deklarierten Lebensphase des
Bauproduktes berücksichtigt werden.
Die festgelegten Parameter gründen
sich auf die ISO 14040 Normenreihe
(„Ökobilanz-Normen“). Die zusätzli-
chen umweltrelevanten Angaben
können quantitativ oder qualitativ sein
(ÖNORM EN ISO 14025). Außerdem
sind Angaben zu den technisch-funktio-
nalen Eigenschaften des Bauproduktes
erforderlich.
EPDs sind grundsätzlich freiwillig,
wenn aber eine EPD erstellt wird, so ist
die Herstellungsphase (A1-A3) verbind-
lich und vollständig zu deklarieren. Sie
umfasst die Rohstoffbeschaffung, den
Transport und den gesamten Herstel-
lungsprozess des Bauproduktes.
Gemäß EN 15804 muss die EPD
benennen, welcher EPD-Typ deklariert
wird (Tabelle 1).
Umweltdeklarationen sind in erster
Linie für den Informationsaustausch
innerhalb der anbietenden Wirtschaft
gedacht. Der Ausarbeitung einer
Umweltproduktdeklaration geht die
Erstellung von Produktkategorie-Regeln
(PKR) voraus. Diese PKR stellen –
zusätzlich zur Normung – die Basis für
die Erstellung von EPDs dar. In den PKR
werden die Produktkategorien definiert
und deren typische Umweltwirkungen
geregelt. Sie enthalten alle produktspe-
zifischen Regeln, Anforderungen und
Prüfverfahren für die geregelte Produkt-
gruppe. Die Produktkategorie-Regeln
werden unter Einbeziehung der interes-
sierten Kreise erarbeitet und durch ein
Gremium unabhängiger Dritter über-
prüft. Die Grundlagen für Produktkate-
gorie-Regeln sind in der EN 15804
zusammengestellt.
Relevante Normen für EPDs sind:
• ÖNORM EN ISO 14025 Umweltkenn-
zeichnungen und -deklarationen – Typ
III Umweltdeklarationen – Grundsätze
und Verfahren (ISO 14025: 2010), Juli
2010.
• ÖNORM EN ISO 14040 Umweltmana-
gement – Ökobilanz – Prinzipien und
allgemeine Anforderungen (ISO
14040: 2009), November 2009.
• ÖNORM EN ISO 14044 Umweltmana-
gement – Ökobilanz – Anforderungen
und Anleitungen (ISO 14044: 2006),
Oktober 2006.
• ISO 21930 Sustainability in building
construction – Environmental
declaration of building products,
October 2007.
• ÖNORM EN 15804 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Umweltdeklarationen
– Grundregeln für die Produktkategorie
Bauprodukte, April 2012.
• ÖNORM EN 15942 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Umweltprodukt dek -
laration – Kommunikationsformate zwi -
schen Unternehmen, Dezember 2011.
• ÖNORM EN 15978 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bewertung der
umweltbezogenen Qualität von
NACHHALTIGES BAUEN 11
EPD obligatorisch optional
von der Wiege bis zum Werkstor A1– A3
von der Wiege bis zum Werkstor mit Optionen A1– A3 A4 – C4
von der Wiege bis zur Bahre A1– C4
Tabelle 3: EPD-Typen nach deklarierten Lebenszyklusphasen
Gebäuden – Berechnungsmethode,
Oktober 2012.
• EN 15941 Sustainability of
construction works – Environmental
product declarations – Methodology
and data for generic data, Mai 2012.
In Österreich gab es bislang keine
Möglichkeit, Bauprodukte zu dekla-
rieren. Im Jahr 2012 wurden von der
österreichischen EPD-Plattform, einem
Gremium der relevanten Forschungsein-
richtungen, die erforderlichen Grundla-
gendokumente ausgearbeitet. In einem
zweiten Schritt wurde im Juli 2013 die
Bau-EPD GmbH Österreich als
Programmträger ins Leben gerufen. Sie
ist gemäß ISO 14025, Punkt 6.3 für
den Aufbau und die Verwaltung des
Typ III Umweltdeklarationsprogrammes
der österreichischen EPD-Plattform
verantwortlich. Gemeinsam mit Vertre-
tern der produzierenden Wirtschaft
wird sie die jeweiligen Produktkate-
gorie-Regeln festlegen. Die österrei-
chische Organisation wird eng mit dem
deutschen Institut Bauen und Umwelt
e.V. (IBU) zusammenarbeiten, welches
in Deutschland Träger der Umweltde-
klarationen ist.
Die wesentlichen Akteure des
Umweltdeklarations programms sind:
• Programmbetreiber (Bau-EPD GmbH
Österreich)
• Hersteller von Bauprodukten
• Ersteller von Ökobilanzen
• PKR-Prüfgremium
• Produktgruppenforen
• Interessierten Kreise
Abbildung 1 veranschaulicht das
Zusammenspiel der Akteure.
Eine weitere, allerdings reduzierte
Form der ökologischen Charakterisie-
rung stellt die CO2-Bilanz (CO2-Fußab-
druck, Carbon Footprint/CFP) dar. Sie
ist bei Bauprodukten noch kaum
verbreitet, findet aber im Lebensmittel-
bereich europaweit und auch in Öster-
reich bereits Anwendung. Der Carbon
Footprint stellt die Treibhausgasbilanz
(Leitsubstanz CO2 und alle treibhausre-
12 ACR INNOVATIONSRADAR
Abbildung 1: Stakeholder im EPD-Prozess Quelle: PKR-Gremium Österreich 2012
Produktgruppenforum (PKR)+ Experten nach Bedarf aus PKR-Gremium
PKR-GremiumUniversitäten
ForschungsinsitutionenPrüfstellenHersteller
oder
Hersteller-verbände
Programmbetreiber
Bau-EPD
InteressierteKreise
WKÖ FachverbändeLobbyisten
Verbraucher undUmwelt-
organisationen
Öko-Bilanzierer
Verifizierer
Beirat
levanten Gase mit deren Wirksamkeit
bezogen auf die Leitsubstanz) eines
Produktes dar. Er ist ein wesentlicher
Teilaspekt einer Umweltdeklaration.
Grundlegende Normenwerke für die
Erarbeitung eines CFP sind:
• ISO/CD 14067-1 Carbon footprint of
products – Part 1: Quantification
• ISO/CD 14067-2 Carbon footprint of
products – Part 2: Communication
LEBENSZYKLUSKOSTEN(LCC)Neben der Entwicklung von Bewer-
tungsmethoden für die ökologische
Nachhaltigkeit von Bauprodukten und
Gebäuden sind auch die soziale und
die ökonomische Nachhaltigkeit ein
inoffizieller Auftrag an das Normungs-
gremium CEN/TC 350. Die ökonomi-
sche Betrachtung umfasst die kostenmä-
ßige Bewertung eines Gebäudes über
den gesamten Lebenszyklus.
Die Errichtungskosten eines Gebäudes
sind durch die Standardisierung der
Kosten in Kostenbereiche und Kosten-
elemente nach der ÖNORM B 1801-1
schon frühzeitig und sehr genau kalku-
lierbar. Dies gibt dem Bauherrn bereits
in der Entwurfsphase eine hohe Sicher-
heit hinsichtlich des Kostenrahmens
seines Objektes. Komplexer gestalten
sich hingegen die laufenden und peri-
odischen Kosten für den Gebäudebe-
trieb und die Gebäudeerhaltung. Die
entstehenden Folgekosten treffen den
Gebäudebetreiber oder -nutzer.
Bezogen auf einen Betrachtungszeit-
raum von 30 bis 40 Jahren beträgt der
Barwert der Folgekosten für den mode -
rnen Wohnbau das zwei- bis vierfache
der Errichtungskosten6, bei modernen
Büroimmobilien ist es sogar das Drei-
bis Sechsfache.7
Lebenszykluskosten von Gebäuden
weisen fünf nachfolgend angeführte
Unschärfen auf, die ihre hohe Komple-
xität verursachen8:
• Sie entstehen während der gesamten
Lebensdauer von der ersten Idee bis
zum Abriss und beinhalten die
Baukosten.
• Sie müssen zeitlich und ihrem
Umfang nach willkürlich abgegrenzt
werden.
• Sie sind nicht eindeutig den Bauele-
menten und auch nicht den Gewerken
zuordenbar.
• Sie sind von der Nutzung, von
Nutzungsänderungen und vom Nutzer-
verhalten abhängig.
• Sie können im Sinne einer Erfolgs-
rechnung als zusätzliche Investition für
höhere Erträge anfallen.
In den Normen und in der einschlä-
gigen Fachliteratur werden alle über
den gesamten Lebenszyklus entste-
henden Kosten zusammenfassend als
Lebenszykluskosten bezeichnet, diese
können allgemein als Summe der
Errichtungskosten und der Folgekosten
definiert werden. Entsprechend der
ÖNORM wird keine Abzinsung über
die Jahre kalkuliert, also nur Nominal-
werte angesetzt.
Die Bedeutung der Lebenszykluskosten
für KMU der österreichischen Bau- und
Immobilienwirtschaft ist sehr hoch
einzuschätzen. Neben der Analyse der
Investitionskosten sind die Bewirtschaf-
tungskosten für die Gesamtbeurteilung
von Immobilien bzw. Bauwerken immer
wichtiger für eine Investitionsentschei-
dung. Erst durch die Betrachtung des
gesamten Lebenszyklus einer Immobilie,
bestehend aus einer Errichtungs-, einer
Nutzungsphase und einer Entsorgungs-
phase, können umfassende Aussagen
zur Kostenoptimalität getroffen werden.
Diese Sichtweise entspricht dem „Total
Cost of Ownership“-Ansatz (TCO),
welcher neben den Investitionskosten
auch die Bewirtschaftungskosten
umfasst. Diese Gesamtkosten geben
Auskunft, welche Kosten der Eigen-
tümer bzw. der Nutzer über die
gesamte Nutzungsdauer zu bezahlen
hat. Bemerkenswert ist der Umstand,
dass der Anteil der Bewirtschaftungs-
kosten an den Gesamtkosten 70 bis
NACHHALTIGES BAUEN 13
Lebenszykluskosten-Analysen dienen zur Bewertung der ökonomischen Nachhaltigkeit von Gebäuden.
14 ACR INNOVATIONSRADAR
80 % ausmacht und dass mit Investi-
tionen am Beginn des Lebenszyklus die
späteren Bewirtschaftungskosten dauer-
haft gesenkt werden können. Diese
Vorgehensweise lässt unter der
Annahme einer Nutzungsdauer von
Bauwerken über einen Zeitraum von 50
und mehr Jahren substantielle Beträge
einsparen. In der Praxis ist aber immer
wieder kurzfristiges Denken zu beob-
achten: Sparen am falschen Platz oder
zur falschen Zeit, nämlich in der Errich-
tungsphase.
Abbildung 2 zeigt die Hauptgruppe
der Lebenszykluskosten: (1) Verwaltung,
(2) technischer Gebäudebetrieb, (3)
Ver- und Entsorgung, (4) Reinigung, (5)
Sicherheitsdienste, (6) Gebäudedienste,
(7) Instandsetzung, Umbau (8) Sons-
tiges und (9) Objektbeseitigung bzw.
Abbruch. Jede der angeführten Kosten-
hauptgruppen kann einzeln betrachtet
werden. Die Norm legt auch noch eine
zweite Gliederungsebene, die soge-
nannten Kostenuntergruppen, fest.
Im Zuge der Lebenszyklusbetrachtung
von Gebäuden müssen folgende
Kosten berücksichtigt werden:
• Konzept- und Planungskosten
• Errichtungskosten
• Betriebskosten (z. B. Energiekosten,
Versicherungskosten)
• Instandhaltungs- und Wartungskosten
(für normale Abnutzung und für
elementare Schäden)
• Kosten aus späteren Nutzungsände-
rungen
• Entsorgungskosten (inkl. Abbruch und
Rezyklierung)
Dies hat starke Auswirkungen auf die
Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von
Investitionen. So können relativ nied-
rige Baukosten durch relativ hohe
Betriebskosten zunichte gemacht
werden und umgekehrt. Zunehmend
wird in der Planungsphase ein Fokus
auf die Entsorgungsphase (inkl.
Abbruch und Rezyklierbarkeit der
Baustoffe) und die damit verknüpften
Umweltwirkungen gelenkt. In Öster-
reich ist es trotz aller Normierungen
dringend an der Zeit einen entspre-
chenden Rahmen für die Gebäudebe-
wertung zu schaffen, ähnlich dem deut-
schen Gütesiegel für Nachhaltiges
Bauen oder dem schweizerischen Netz-
werk „Nachhaltiges Bauen Schweiz
2012“, an denen die öffentliche Hand
und die Wirtschaft gemeinsam beteiligt
sind.
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Abbildung 2: Die Gliederungshauptebene der Lebenszykluskosten (Quelle: Floegl 2013)
NACHHALTIGES BAUEN 15
Büro und Wohnhaus, Schwarzenbergplatz, 1030 Wien(Entwurf: F+P Architekten ZT GmbH, Visualisierung: Anton Faustmann)
Relevante Normen und Richtlinien für
die Lebenszykluskosten von Gebäuden:
• ÖNORM B 1800 Ermittlung von
Flächen und Rauminhalten von
Bauwerken. Dezember 2011.
• ÖNORM B 1801-1 Bauprojekt- und
Objektmanagement. Teil 1: Objekter-
richtung. Juni 2009.
• ÖNORM B 1801-2 Bauprojekt- und
Objektmanagement. Teil 2: Objekt-
Folgekosten. April 2011.
• ÖNORM B 1801-3 Bauprojekt- und
Objektmanagement. Teil 3: Objekt- und
Nutzungstypologie. Juli 2011.
• ÖNORM B 1801-4 Bauprojekt- und
Objektmanagement. Teil 4: Berechnung
von Gebäudelebenszykluskosten.
Entwurf ab 15.11.2013.
• ÖNORM EN 16627 Nachhaltigkeit
von Bauwerken – Bewertung der ökono-
mischen Qualität von Gebäuden –
Methoden. Entwurf, August 2013.
• GEFMA 200 Kosten im FM – Kosten-
gliederungsstruktur zur GEFMA 100.
Entwurf, Juli 2004.
• GEFMA 220-1 Lebenszykluskostenbe-
rechnung im FM – Einführung und
Grundlagen. Entwurf, September 2010.
• GEFMA 220-2 Lebenszykluskostenbe-
rechnung im FM – Anwendungsbeispiel.
September 2010.
• ISO 15686-5 Buildings and constructed
assets – Service-life planning. Part 5:
Life-cycle costing. November 2009.
• DIN 276 Kosten im Bauwesen – Teil 1:
Hochbau. August 2009.
• DIN 18960 Nutzungskosten im
Hochbau. Februar 2008.
• VDI 2067 Wirtschaftlichkeit gebäude-
technischer Anlagen. Blatt 1: Grund-
lagen und Kostenberechnung.
September 2012.
TECHNOLOGISCHE TRENDS
BEEINFLUSSEN DIE LEBENS -
ZYKLUSKOSTEN
Neue Materialien und Methoden zur
Herstellung beeinflussen die Lebenszy-
kluskosten von Gebäuden und
Bauwerken wesentlich, sowohl für
Neuerrichtungen als auch bei der
Instandhaltung. Beispiele für Entwick-
lungen der letzten Jahre, welche künftig
die Wettbewerbsfähigkeit von KMU im
Bereich der Verkehrsinfrastruktur
mitbestimmen werden, sind:
• Schadstoffreinigung mit photokataly-
tisch aktivierten Oberflächen10
• Recycling und Schonung natürlicher
Ressourcen
• Erhöht brandbeständige Betone für
Verkehrsinfrastruktur
• Selbstverdichtender Beton mit
erhöhter Brandbeständigkeit und Hellig-
keit11
• 2-Stunden-Beton zur Schnellreparatur
von Fahrbahndecken
Neue Verfahren, die in diesem Zusam-
menhang zum Einsatz kommen und
deren Anwendung für KMU aktuell und
künftig zu einem wesentlichen Element
ihrer Konkurrenzfähigkeit gehören, sind
unter anderem:
• Herstellung neuer Zemente mit gerin-
gerem CO2 Ausstoß bei der Herstel-
lung12
• Helle Oberflächen gegen städtisches
Aufheizen und Energieeinsparung
(Kühlenergie/Beleuchtung) sowie zur
Erhöhung der Sicherheit in Tunneln13
• Oberflächenoptimierung zur Reduk-
tion von Treibstoff- und Energiever-
brauch, aber auch zur Erhöhung der
Straßensicherheit14
• Vorgespannte Betonbrücken ohne
Abdichtung15
• Qualitätssicherung im Betonstra-
ßenbau (Optimierung bzgl. Lärm, Eben-
heit, Helligkeit etc.)16
• Keilspaltverfahren zur Beurteilung des
Materialverbundes
Ergebnisse von Expertenbefragungen
zu Lebenszykluskosten von Straßen,
Brücke und Tunneln belegen die hohe
Bedeutung der vollständigen Analyse
unter Einbeziehung der Betriebs- und
Nutzungsphase sowie der sozialen
Aspekte (Verfügbarkeit, Straßensicher-
heit, Nutzerkomfort etc.). Die Verfüg-
barkeit der Infrastruktur hat bei den
Objektbetreibern höchste Priorität.
16 ACR INNOVATIONSRADAR
Technologische Trends beeinflussen die Lebenszykluskosten.
Viele technologische Entwicklungen der
letzten Jahre sind vielversprechend. Bei
ihrer Umsetzung in die Praxis und der
Weiterentwicklung gibt es ein enormes
Potenzial für KMU, nicht nur im Bereich
neuer Rohstoffe, Werkstoffe und Mate-
rialien, sondern auch bei neuen
Verfahren sowie in der Prozessoptimie-
rung. Auch die Spezialisierung auf
Nischenbereiche kann für KMU interes-
sante Zukunftsperspektiven eröffnen.
Bei Heizkesseln und Raumheizgeräten
wie z.B. Kachelöfen wurde bislang
hauptsächlich darauf geachtet, die
Anschaffungskosten möglichst gering
zu halten. Künftig werden die Lebens-
dauer von Heizanlagen, der Amortisati-
onszeitraum und die Entwicklung der
Energiekosten (Öl, Gas, Holz etc.) eine
wichtige Rolle bei der Kaufentschei-
dung spielen. Kachelöfen übertreffen
mit einer Mindestlebensdauer von 30
Jahren vergleichbare Produkte zumin-
dest um den Faktor 2. Die langen
Erneuerungszyklen und die geringen
Preissteigerungen des Brennstoffes Holz
zeigen bei der Betrachtung der
gesamten Lebenszykluskosten von
Kachelöfen deutliche Kostenvorteile z.B.
gegenüber fossilen Heizsystemen. Die
Ergebnisse von Lebenszyklusbetrach-
tungen führen die Sinnhaftigkeit hoch
qualitativer (österreichischer) Produkte
und deren Hersteller – in der Regel
KMU – vor Augen. Bei der ausschließ-
lich kurzfristigen Betrachtung der Inves-
titionskosten ist die verstärkte Verwen-
dung qualitativ minderwertiger Mate-
rialien zu erwarten. Eine ähnliche
Argumentation gilt für die österrei-
chischen Hafnerbetriebe – allesamt
gewerbliche KMU. Auch sie würden
von einer Lebenszykluskostenbetrach-
tung gegenüber ausländischen Billigan-
bietern profitieren. Seitens des Kachel-
ofenverbandes werden Grundlagen-
daten zu den Lebenszykluskosten
unterschiedlicher Heizsysteme zusam-
mengestellt und statistisch aufbereitet.
Die Ergebnisse stehen österreichischen
Hafner-Fachbetrieben zur Verfügung. Es
gilt, das Bewusstsein der Konsumenten
dafür zu schärfen, wie vorteilhaft sich
die Lebenszykluskosten eines Kachel-
ofens im Vergleich mit anderen
Systemen darstellen. In der öffentlichen
Diskussion der Energie- und Klimapro-
blematik ist bereits ein Umdenken
erkennbar.
Bei solarthermischen Systemen
werden Ökobilanzen von Kollektoren
aufgrund von Herstellerangaben unter-
sucht und mit Daten der hydraulischen
Systeme17 ergänzt. Berücksichtigung
finden auch die über den Lebenszyklus
anfallenden Aufwendungen für Betrieb
und Wartung, Recyclingpotentiale und
Gutschriften für zum Beispiel substitu-
ierte Dacheindeckungen. Für die Bilan-
zierung wird der zur Herstellung der
Anlage verwendete Primärenergieinhalt
den erwarteten Energieerträgen und
Gutschriften aus dem Recycling gegen-
übergestellt. Die energetische Amortisa-
tionszeit liegt für Flachbettkollektoren
im Schnitt bei 1,97 Jahren, für Vakuum-
röhrenkollektoren beträgt sie lediglich
1,25 Jahre. Bei Photovoltaik-Anlagen
werden der über den Lebenszyklus
erbrachte Ertrag und für die Herstellung
erforderliche Aufwendungen auf eine
Lebensdauer von 30 Jahren ermittelt.
Die Ertragsrechnung spiegelt im
Wesentlichen die Unterschiede der
Wirkungsgrade der Zellentypen wieder.
Monokristalline Zellen liegen bezüglich
Wirkungsgrad und Jahresertrag am
höchsten, amorphe Zellen am nied-
rigsten und bei multikristallinen Zellen
im mittleren Bereich. Die energetische
Amortisation aller Zellen liegt im Durch-
schnitt bei ca. 3,3 Jahren.
Immer häufiger beeinträchtigen die
Auswirkungen von klimatischen Verän-
derungen in Form von Naturkatastro-
phen wie Hagel, Sturm oder Stark-
regen, die Sicherheit und Beständigkeit
von Gebäuden18 19. Die Zunahme von
Hagelschäden an Bauwerken in Öster-
reich20 ist gut dokumentiert. Die Scha-
denskosten wirken sich nicht nur auf
die gesamte Volkswirtschaft aus,
NACHHALTIGES BAUEN 17
18 ACR INNOVATIONSRADAR
sondern künftig auch direkt auf die
Höhe von Versicherungsprämien und
auf die Kosten für die Wiederinstand-
setzung. Derzeitige Bautrends (Flach-
dach, kein Dachvorsprung etc.) wirken
sich oft ungünstig auf die Langlebigkeit
und Stabilität von Dächern und
Fassaden aus. Beispielsweise verkürzt
sich die Lebensdauer einer Fassade
drastisch, wenn der Dachvorsprung
fehlt. Derlei Bausünden können von den
Materialien meist nicht abgefangen
werden.
Umweltresistente Materialien
und Befestigungstechniken werden
künftig nicht nur ein Entscheidungskrite-
rium für qualitätsbewusste Käufer sein,
sondern auch Vorgabe von Versiche-
rungen zur Minimierung der Schadens-
höhe und -häufigkeit21 22. Besonders in
der thermischen Sanierung zeichnet
sich eine langfristige Kosteneinsparung
durch Qualitätseinbauten ab. Der
Einsatz von Carbonfasern nimmt bereits
jetzt in vielen Anwendungsbereichen
des nachhaltigen Bauens zu. Carbon-
Verbundstoffe weisen eine hohe Festig-
keit und Steifigkeit auf, bei gleichzeitig
geringer Dichte. Durch den Einbau von
Carbonteilen in Fassadendäm-
mungen wird eine verbesserte Resis-
tenz gegen Hagel- oder Sturmereignisse
erzielt.
Das Dach als reine Schutzhaut muss
zunehmend weitere Funktionen wie
Warmwasser- und Elektrizitätserzeu-
gung übernehmen und wird damit
zunehmend auch zum Nutzobjekt.
Auch in optischer Hinsicht werden
vermehrt Ansprüche an Dachkonstruk-
Abb. oben: ÖBB Konzernzentrale, Hauptbahnhof WienWettbewerb, 2. Stufe(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann)
tionen gestellt. Insbesondere der starke
Aufschwung von Solar- und Photovoltai-
kanlagen am Dach erfordert ein
Zusammenspiel von verschiedenen
Technologien. Auch Komplettdachsys-
teme (vorgefertigte Dachelemente)
könnten vor allem bei Industrieobjekten
zunehmend an Bedeutung erlangen.
Als Dacheindeckung werden
aufgrund ihrer positiven Eigenschaften
(Gewicht, Witterungsbeständigkeit etc.)
vermehrt Materialien wie Stahl, Alumi-
nium oder andere Metalle oder Legie-
rungen eingesetzt. Dies ermöglicht
metallverarbeitenden KMU in einen
neuen Markt einzutreten, der jedoch
rein auf Verdrängung basiert. Der
Grund für die steigende Anzahl an
Metalldächern liegt vor allem in der
zunehmenden Anzahl an Flach- und
Pultdächern. Nachträgliche Einbauten
mindern oft die Langlebigkeit, aber vor
allem die Stabilität von Dach- und
Fassadensystemen. Hier sei vor allem
der Einbau von Solar- und Photovoltaik-
systemen zu nennen. Durch den nach-
träglichen Einbau von Solarpaneelen
kann es zu Problemen bei der ursprüng-
lichen statischen Auslegung eines
Daches kommen, bei welcher eine
Belastung durch Solarpaneele (inkl.
Wasser) nicht vorgesehen war23. Der
Forschungsbedarf liegt unter anderem
in der nachhaltigen Betrachtung der
Produkte im Sinne der Dauerhaftigkeit.
Diese müsste simuliert werden durch
Zeitraffer der Belastungen. Wenige
Forschungseinrichtungen haben aller-
dings derzeit die Möglichkeiten und
auch den Auftrag dazu24. Das Thema
Sanieren wird in den nächsten Jahr-
zehnten in der Baubranche sehr
präsent sein. Dadurch wird sich auch
der Fokus mehr auf hagel- und sturmsi-
chere Materialien richten. Wenn Produ-
zenten hagelsichere Dacheindeckungen
anbieten, werden diese von den
Kunden auch gezielt nachgefragt.
Nachgewiesene hagelsichere Dachein-
deckungen sind:
• Flachdächer mit Bekiesung
• Blechdächer mit vollflächiger Unter-
lage
• Bitumenschindel mit vollflächiger
Unterlage
Durch den Einsatz neuer Materialien
und Verbundstoffe sind aber auch die
Verarbeitungsmethoden im Wandel. So
werden Klebe- und Schweißtech-
niken gegenüber Schraubtechniken
immer mehr bevorzugt, auch weil sie in
vielen Fällen die Langlebigkeit eines
Produktes fördern. Als Beispiel sei hier
das Hybridfügen erwähnt: durch die
Verknüpfung von zwei oder mehreren
Fügetechniken können die jeweiligen
Vorteile der einzelnen Techniken gezielt
genutzt werden. Diese neuen Verarbei-
tungstechniken tragen dazu bei, dass
Dacheindeckungen oder Fassadenkon-
struktionen in Bezug auf Extremereig-
nisse wie Hagel oder Sturm widerstand-
fähiger sind. Besonders wichtig sind in
diesem Zusammenhang die korrekte
Handhabung und Aufbringung, die nur
mit einer guten Schulung der Ausfüh-
renden möglich sind. Der Einsatz von
resistenteren Materialien und Techniken
führt zu geringeren Kosten für Instand-
haltung und Wartung.
Im D-A-CH Raum gibt es (Deutschland,
Österreich, Schweiz) Bestrebungen,
(ökologische) Baumaterialien und
Bauprodukte hinsichtlich ihrer Hagelre-
sistenz zu klassifizieren. Bemühungen
in der Schweiz haben bewirkt, dass
durch die Vereinigung Kantonaler
Feuerversicherungen (VKF) ein entspre-
chender Standard geschaffen wurde,
der nun auch in Österreich zur Anwen-
dung kommt25 26. Eine europaweite
Standardisierung der bislang nur regio-
nalen Regelungen für Windlasten wird
angestrebt.*
Laut einem Bericht der Präventionsstif-
tung der kantonalen Gebäudeversiche-
rungen (KGV) der Schweiz ist die
Hagelresistenz der heute eingesetzten
Materialien niedriger als früher27. Doch
an Fassadenmaterialien und
Fassadenkonstruktionen werden
NACHHALTIGES BAUEN 19
Umweltbeständigkeit ist ein Entscheidungs-kriterium für den Kauf und ein großes Thema für Versicherungen.
* Die Technologie-Roadmap Naturkatastrophen befasst sich mit aktuellen Markt- undProduktentwicklungen sowie technologischen Trends im Hinblick auf die Vermeidungund Verringerung von Schäden an Bauwerken durch Sturm- und Hagelereignisse. Sie ist auf der ACR-Website in voller Länge zum Download verfügbar.
www.acr.at/acr/innovationsradar/natkat
20 ACR INNOVATIONSRADAR
immer höhere funktionelle Anforde-
rungen gestellt. So sollen sie neben
einer optimalen Dämmwirkung auch
ökologischen Ansprüchen genügen.
Zunehmend werden Fassadenflächen
zur Energiegewinnung herangezogen,
wofür viele unterschiedliche Materia-
lien eingesetzt werden. Und aus opti-
schen Gründen finden vermehrt Mate-
rialien wie Glas als Fassadenelemente
Verwendung, wodurch auch die Anzahl
an Beschattungsvorrichtungen zunimmt
(VKF, 2008). Membranfassaden oder
nanotechnische Beschichtungen ermög-
lichen neue Formen und unterschied-
liche Materialien für die Gestaltung von
Fassaden. All diese Ansprüche bringen
große Herausforderungen bezüglich
Beständigkeit mit sich. Bei der Forde-
rung nach einer hagel- und sturmresis-
tenten Fassade kann der Einbau von
Karbonteilen in die Fassade deren
Beständigkeit erhöhen. Allerdings
bringen neue Materialien oft nur kurz-
fristige Effekte, so nimmt der Lotuseffekt*
mit der Dauer der Beanspruchung ab.
Aktuelle Verputzsysteme zur Erhöhung
der Belastbarkeit enthalten?? bereits
einen vermehrten Faseranteil. Beständi-
gere Fassadensysteme (z.B. Synthesa)
werden als Marktvorteil genutzt, um
qualitativ bessere Produkte zu einem
höheren Preis platzieren zu können28.
Holz als Baustoff wird nach wie vor
stark nachgefragt, da dieser Werkstoff
vor allem Dauerhaftigkeit und Behag-
lichkeit verspricht, was von vielen
Kunden gewünscht wird. Speziell in
sichtbaren Bereichen ist die Nachfrage
nach Holz ungebrochen – man soll
sehen, was drin ist. Vor allem Massiv-
holz genießt eine hohe Akzeptanz.
Gleichzeitig besteht der Wunsch nach
wartungsfreien Produkten, weshalb
Hybridprodukte entwickelt wurden, wie
beispielsweise die seit den 1950er
Jahren produzierten Holz-Alufenster.
Unbehandelte Holzfassaden sind
gegenüber Hagel sehr dauerhaft und
wartungsarm. Für beschichtete
Fassaden arbeitet die HFA an der
Entwicklung eines Hagelindikators:
eine kleine Testfläche der Fassade zeigt
an, wann eine Wartung der Fassade
erforderlich ist.
Ein Schwerpunkt der Holzforschung
befasst sich mit dem Einlagern
bestimmter Stoffe im Holz, die das
Material widerstandsfähiger machen
sollen. Eine solche Möglichkeit ist die
Druckimprägnierung, eine andere –
ökologisch verträglichere – Methode ist
das Einlagern natürlicher Harze im
Holz oder die Thermobehandelung.
Der Markt für Fassaden mit Wood-Plas-
tics-Composite (WPC) verstärkt sich
laufend, da die Verwitterung des
Holzes nicht immer optisch dem
Wunsch der Inhaber entspricht29. Aller-
dings sind die qualitativen Unter-
schiede in den angebotenen WPC-
Materialien sehr groß. Glatte und groß-
flächige Fassaden- und Dachteile
werden zwar von Architekten wegen
der Formgebung gewünscht, sie setzen
sich allerdings auf Kundenseite nur sehr
langsam durch30.
Die Vorfertigung im Werk wird immer
mehr forciert, um vor Ort Zeit und
Montagekosten einzusparen. Bei den
Verarbeitungs- und Montage-
techniken geht der Trend hin zu
schnellen und einfachen Systemlö-
sungen, z.B. Klick- und Stecksystemen.
Ein Problem ist allerdings, dass
verschiedene Systeme miteinander oft
nicht kompatibel sind (HFA, 2012). Für
die Montage von Solarthermiekollek-
toren und Photovoltaikanlagen auf
Dächern und Fassaden wurden in den
letzten Jahren zahlreiche Systemlösun -
gen entwickelt und laufend verbessert.
Die Leistungsfähigkeit im Bereich der
Klebetechnik ist bereits gut entwickelt,
Kleber sind äußerst langlebig und kurz-
fristige Lasten können gut aufge-
nommen werden. Die Handhabung
stellt allerdings keine Vereinfachung
dar, eine gute Schulung des Personals
An Fassadenmaterialien und -konstruktionen werden immer höhere funktionelle Anforderungen gestellt.
* Als Lotuseffekt wird die geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche bezeichnet, wie sie bei der Lotospflanze beobachtet werden kann.
ist notwendig, um eine adäquate
Qualität garantieren zu können31.
Starre Klebstoffe werden zunehmend
durch elastische ergänzt, diese sind in
der Lage, Schwingungen besser aufzu-
nehmen und Erschütterungen abzufe-
dern. Vor allem Hybridbaustoffe (z.B.
Glas plus Holz für Fassaden oder Holz
plus Beton für Böden) können dadurch
besser verarbeitet werden32.
Wärme-Dämm-Verbundsysteme (WDVS)
werden bei der Montage verklebt und
bei größerer Gebäudehöhe zusätzlich
verdübelt. Die Dauerhaftigkeit von
Fassaden wird durch die laufende
Normierung stetig verbessert. Proble-
matisch sind allerdings die zuneh-
menden Dämmstärken, welche die
Befestigung schwieriger machen (Über-
gänge, Ecken, Attikas etc.). Hinzu
kommt die höhere Zugbeanspruchung
der Klebeflächen durch das Gewicht
der dickeren Dämmplatten. Dies
bezieht sich im Speziellen auf die
erhöhten Windkräfte, denen hohe
Gebäude ausgesetzt sind. Bei höheren
Gebäuden ist der Aufwand für eine
Reparatur der Fassade ungemein höher,
weshalb verbesserte Beständigkeiten
der Materialverbindungen anzustreben
sind33.
ENERGIEEFFIZIENZEnergieeffizienz ist ein relativ generi-
scher Begriff, der am erforderlichen
Energieinput für eine bestimmte Ener-
giedienstleistung bemessen wird. Die
Europäische Union definiert in der
Energiedienstleistungsrichtlinie die
Energieeffizienz als das Verhältnis von
Ertrag an Leistung (Dienstleistung,
Waren, Energie) zum Energieeinsatz.
Von Effizienz kann dann gesprochen
werden, wenn etwas „zustande kommt“,
also eine Wirkung erzielt wird. Ande-
rerseits erfordert Effizienz neben der
Wirkung auch ein angemessenes
Verhältnis zwischen Mitteleinsatz und
Wirkung.34 35
Im allgemeinen Sprachgebrauch wird
der Begriff Energieeffizienz oft unklar
verwendet und mit Begriffen wie
„nachhaltiges Bauen“, „ökologisches
Bauen“ usw. vermischt. Energieeffi-
zienz von/in Gebäuden ist allerdings
nur ein Teilaspekt von Nachhaltigkeit
im Gebäudekontext. Zunehmend
kommen vor allem im Haushaltsbereich
hocheffiziente Geräte zum Einsatz und
das Kundeninteresse an umweltscho-
nenden Technologien nimmt stetig zu.
Häufig werden solche Technologien
unter dem Begriff „grüne Produkte“
subsummiert: energieeffiziente Haus-
haltsgeräte (z.B. Kühlschränke), hoch-
wärmegedämmte Fenster und Türen,
zertifizierte Holzprodukte, rezyklier-
bare Materialien usw. In vielen
Ländern gibt es die unterschiedlichsten
Formen von Produktzertifizierungen,
die dem Kunden eine Entscheidung für
ein Produkt schmackhaft machen sollen.
Für die Zukunft wird ein anhaltender
Aufschwung umweltschonender
Produkte vorausgesagt:
• Im Gebäudesektor stehen umfas-
sende thermische Sanierungen im
Zentrum der Steigerung der Energieeffi-
zienz. Leistbare Energie- und Wasser-
NACHHALTIGES BAUEN 21
Abb. oben: Konzert- und Kongresshaus Konstanz, DeutschlandWettbewerb, 2. Preis(Entwurf: Holzbauer & Partner ZT-GMBH, Visualisierung: Anton Faustmann)
22 ACR INNOVATIONSRADAR
speichergeräte begleiten diesen Trend
und sollten für die Hersteller herausra-
gende ökonomische Chancen bieten.
• Dem Einsatz von sparsamen Arma-
turen, Regenwassernutzungssystemen
und anderen innovativen Wassertech-
nologien, die den Verbrauch von
Wasserressourcen nachhaltig senken,
wird ebenfalls ein großes Marktpoten-
zial attestiert.
• Nullenergiehäuser, also Gebäude,
die in Jahresbilanz keine externe
Energie beziehen, sondern ausschließ-
lich selbst erzeugte Energie verbrau-
chen, werden vermehrt als Standard
angesehen. Von einer Produktsicht-
weise ergeben sich hier beispielweise
Chancen für Hersteller von hocheffi-
zienten Technologien und Energieüber-
wachungssystemen.
• Der Energieausweis für Immobilien
wird als Entscheidungshilfe für Kunden,
als Marketinginstrument für Immobilien-
firmen sowie als gesellschaftspolitische
Maßnahme zur Bewusstseinsbildung
eingesetzt.
• Die Nutzung von Sonnenenergie
wird weiterhin eine wichtige Rolle
spielen. Möglichkeiten für Unter-
nehmen bestehen vor allem bei neuen
Solarkollektoren und Photovoltaikan-
lagen auf Dächern, die kostengünstig
installiert werden können.
• Energiesparende Maßnahmen
werden umfassender wahrgenommen.
Die Entwicklung von Systemen, die
eine genaue Überwachung des
Verbrauchs über das Internet ermögli-
chen, steht im Mittelpunkt dieses Trends.
Die Verwendung von Energiemessge-
räten stellt dabei eine Möglichkeit dar,
den Energieverbrauch festzustellen und
damit Sparmaßnahmen umzusetzen.
Für Herstellung und Anwendung
solcher Geräte gibt es ein großes
Potenzial, das noch lange nicht ausge-
schöpft ist.
• Die Sicherheit von umweltschonenden
Materialien nimmt insbesondere auch
im Brandschutz zu. Dazu kommen neue
Produkte, die auch die Schutzziele von
öffentlichen Gebäuden erreichen, bei
vergleichbaren Preisen zu herkömmli-
chen Produkten.
GESAMTENERGIEEFFIZIENZ
VON GEBÄUDEN
Mit der EU Gebäuderichtlinie soll der
Energieverbrauch von Gebäuden dras-
tisch reduziert werden. Dadurch steigt
die Energieeffizienz von Gebäu -
den pro Serviceeinheit (warmes
Zimmer) massiv an. In der Novelle
dieser Gebäuderichtlinie aus dem Jahr
2010 wird die Forderung nach Nahe -
zu-Null-Energie-Gebäuden und der
Be trachtung der Gesamtenergieeffi-
zienz von Gebäuden festgeschrieben.
Ab 2021 dürfen nur noch NZEB (Net-
Zero-Energy-Buildings) errichtet werden,
Sanie rungen sind zu forcieren und
erneuerbare Energien vorzugsweise
aus lokalen Quellen sind zu nutzen.
Diese Richtlinie wird nun in den
Ländern umgesetzt.
Der Energieausweis für Immobilien
wird seit seiner Einführung im Jahr
2006 als Entscheidungshilfe für
Kunden, als Marketinginstrument für
Immobilienfirmen sowie als gesell-
schaftspolitische Maßnahme zur
Bewusstseinsbildung eingesetzt. Die
Vorlage eines Energieausweises ist ab
dem 1. Dezember 2012 auch bei
Vermietung und Verkauf von Immobi-
lien verpflichtend. Verwaltungsstrafen
von bis zu 1.450 Euro sind für
Verstöße gegen das Energieausweis-
Vorlage-Gesetz (EAVG 2012) festge-
legt. Im Oktober 2011 wurde die neue
OIB-Richtlinie 6 im österreichischen
Institut für Bautechnik beschlossen. Die
Richtlinie beinhaltet die zusätzliche
Angabe von Primärenergiebedarf (PEB),
Kohlendioxidemission (CO2) sowie
Gesamtenergieeffizienz-Faktor (fGEE).
Auf der ersten Seite des Energieaus-
weises sind folgende Angaben obliga-
torisch:
• HWB: Der Heizwärmebedarf
• PEB: Der Primärenergiebedarf
schließt die gesamte Energie für den
Die EU-Gebäuderichtlinie fordert die Betrachtungder Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden.
Bedarf im Gebäude mit ein und bein-
haltet alle Vorketten wie z.B. Förderung
und Transport.
• CO2: Die Kohlendioxidemission stellt
den Endenergiebedarf einschließlich
des Energiebedarfes für Transport und
Erzeugung sowie aller Verluste dar.
• fGEE: Der Gesamtenergieeffizienz-
Faktor ist der Quotient aus dem End -
energiebedarf (Lieferenergiebedarf,
LEB) und einem Referenz-Endenergie -
bedarf (EEB26, bezogen auf das Jahr
2007) (Anforderung 2007):
fGEE = LEB / EEB26
Für Wohngebäude berechnet sich der
Endenergiebedarf wie folgt:
EEB26 = HWB26,FL + WWWBDefault
+ HTEBRef,26 + HHSBDefault
Der Lieferenergiebedarf für ein Wohn-
gebäude ergibt sich aus folgenden
Werten:
LEB = HWBIst + WWWBDefault
+ HTEBIst + HHSBDefault – EEE
Da es sich beim Warmwasserwärmebe-
darf (WWWB) und Haushaltsstrombe-
darf (HHSB) um sehr relative Werte je
nach Nutzerverhalten handelt, sind hier
Defaultwerte festgelegt, die für die
Berechnung heranzuziehen sind.
Bei der Berechnung des Gesamtener-
gieeffizienzfaktors von Gebäuden mit
Nutzung von Solarenergie kann der
Solarertrag beispielsweise in Ober-
österreich zu 100 % eingerechnet
werden. Dabei ist auch die solare Hilfs-
energie für den Pumpenbetrieb zu
berücksichtigen.
NACHHALTIGES BAUEN 23
Gesamt-Farbskala Effizienzklasse Heizwärmebedarf Energieeffizienz
(HWB) Faktor (fGEE)
A++ < 10 kWh/m2a ≤ 0,55
A+ 10,1 – 15 kWh/m2a 0,56 – 0,70
A 15,1 – 25 kWh/m2a 0,701– 0,85
B 25,1 – 50 kWh/m2a 0,86 – 1,00
C 50,1 – 100 kWh/m2a 1,01 – 1,75
D 100,1 – 150 kWh/m2a 1,76 – 2,50
E 150,1 – 200 kWh/m2a 2,51 – 3,25
F 200,1 – 250 kWh/m2a 3,26 – 4,00
G > 250 kWh/m2a > 4,00
Tabelle 4: Effizienzklassen laut Energieausweis mit Heizwärmebedarfen und Gesamt-Energieeffizienz-Faktoren
Holz als Baustoff wird nach wie vor stark nachgefragt, vor allem Massivholz.
24 ACR INNOVATIONSRADAR
Die thermische
Bauteilaktivie-
rung (TBA) ist eine
sehr viel verspre-
chende Technologie-
entwicklung im Bereich der Heiz- und
Kühltechnik. Zur Steigerung der Ener-
gieeffizienz wird künftig die Nutzung
von Umgebungswärme oder Abwärme
einen wesentlichen Beitrag leisten. In
Verbindung mit modernen Energiestan-
dards von Gebäuden trägt die thermi-
sche Bauteilaktivierung in einem hohen
Maß zur Behaglichkeit bei gleichzei-
tiger Einsparung von Betriebs- und
Errichtungskosten gegenüber der klas-
sischen Klimatechnik bei. Expertenbe-
fragungen haben ergeben, dass in den
einschlägigen Aus- und Weiterbil-
dungen die thermische Bauteilaktivie-
rung bisher nur ein Randthema darstellt.
Auf dem Fachbuchsektor existiert eine
kleine Zahl durchaus wertvoller Publika-
tionen zu Funktion, Planung und Betrieb
von thermischer Bauteilaktivierung, in
Fachzeitschriften gibt es Artikel über
spezifisch ausgeführte Projekte. Um
diese vielversprechende und nachhal-
tige Technologie in die breitere Umset-
zung zu führen, bedarf es weiterer
Information, Bewusstseinsbildung und
fachlicher Schulung38.
Im Neubau von Gewerbeimmobilien
hat die thermische Bauteilaktivierung
bereits einen Marktanteil erobert, der
nach Einschätzung von ExpertInnen im
zweistelligen Prozentbereich liegen
dürfte. Im Wohnbau ist sie – abge-
sehen von Fußbodenheizungen –
derzeit eher im Sinn von Pilotprojekten
zu finden. Gerade in diesem Markt
liegt für KMU enormes Potenzial39.
KMU-Zielgruppen für den Bereich der
thermischen Bauteilaktivierung sind:
• Baufirmen / BaumeisterInnen
• InstallateurInnen / HaustechnikerInnen
• Gebäudetechnik-PlanerInnen / Archi-
tektInnen / ZiviltechnikerInnen
Der Stand der Technik zum Thema,
insbesondere die Ergebnisse aus
diversen im Jahr 2011 eingereichten
bzw. begonnenen Forschungsprojekten
(Forschungsinitiative „Nachhaltigkeit
Massiv“, Leitfaden „Wirksame Spei-
chermasse im modernen, nutzungsflexi-
blen Bürobau“, in weiterer Folge auch
Rechenkern und Benutzerhandbuch)
sind die Grundlage für die weitere
Entwicklung dieser Technologie. Dazu
muss jedoch ein umfassendes Ausbil-
dungsprogramm geschaffen werden40.
Es bedarf einer systematischen Erkun-
dung der Ansprüche der Zielgruppen.
Geeignete Systeme für Neubau und
Sanierung, Passivhaus- und Niedrig-
energiehausstandard müssen weiterent-
wickelt werden. Projekte zur thermi-
schen Bauteilaktivierung mit solarer
Niedertemperaturwärme, die noch
nicht in den Pufferspeicher eingespeist
werden kann, sind derzeit im Versuchs-
stadium. Von großer Bedeutung ist die
Kühlfunktion von thermisch aktivierten
Bauteilen (Vorteile der niederen
Betriebstemperaturen, Nachtlüftung).
Die thermische Bauteilaktivierung ist –
abgesehen von der Anwendung in
Niedrigstenergiegebäuden – keine
neue Technologie, dennoch ist der
Wissensstand in den betroffenen Fach-
kreisen noch nicht ausreichend für die
Praxis41. Gerade aus diesem Grund
bietet die TBA enorme Chancen und
Potenziale für KMU zur Energieeffi-
zienzsteigerung von Gebäuden im
Wohnbau. Es braucht aber politische
und gesetzliche Rahmenbedingungen,
Standards (Implementierung in Normen,
Rechenkern etc.) und Ausbildung, um
diese vielversprechende Technologie
auf breiter Basis umsetzen zu können.
Hier kann die Umsetzung der Europäi-
schen Klimapolitik bzw. der neuen
Europäischen Bauproduktenverordnung
(Abschnitt 7: Nachhaltigkeit) einen
wesentlichen Beitrag leisten.
Der industrielle Holzbau und das
Zimmererhandwerk, mit ihren Einsatz-
mitteln und Materialien sowie Holz-
werkstoffen, eröffnen eine Vielfalt von
bautechnischen Möglichkeiten für
BAU-TECHNISCHE TRENDS
Einsatz von Holz42. Der technische
Wandel in den Herstellungsprozessen
der Holzbaubetriebe trägt maßgeblich
dazu bei, den Baustoff Holz immer
umfassender einzusetzen. Besonders
wichtig dabei ist, dass dem Baustoff
Holz auch in Bauordnungen, Normen
und Bautechnikgesetzen eine Gleich-
stellung mit anderen Baustoffen zuer-
kannt wurde. Demzufolge kann aktuell
und künftig der Holzbau in Verbindung
mit anderen Baustoffen wie Glas und
Metall zahlreiche neue technische
Möglichkeiten bieten. Diese Kombina-
tionen bieten neue Brandschutzstan-
dards, die sich auch in den aktuellen
Normen und Richtlinien niederschlagen
(z.B. mehrgeschossiger Holzbau in der
OIB-Richtlinie).
Holzbausysteme haben sowohl im
Neubau- als auch im Sanierungsbe-
reich den Vorzug des geringen
Gewichtes, wodurch z.B. bei Auf -
stockungen die statischen Anforde-
rungen gegenüber Massivbauweisen
reduziert sind. Der Einsatz von Fertig-
teilen erzielt einen raschen Baufort-
schritt und nur einen minimalen Eintrag
von Baufeuchte. Ein Charakteristikum
der industriellen Holzbauweise ist die
Vorfertigung von Holzbauteilen, wie sie
seit Jahrzehnten praktiziert wird und
mittlerweile aufgrund der langen Erfah-
rung perfektioniert wurde. Durch die
werkmäßige Fertigung in der Halle und
die Unabhängigkeit von Wind und
Wetter auf der Baustelle können beson-
ders hohe Maßgenauigkeiten und
Qualitäten erzielt werden. Spezielle
Verbindungstechniken der Fertigteile
wie z.B. Schwalbenschwanz-Verbin-
dung bringen in den Stoßfugen hohe
Luftdichtheit schon durch die Konstruk-
tion mit sich.
In den letzten Jahren hat sich die
Massivholzbauweise besonders im
mehrgeschossigen Holzbau etabliert.
Hier sind vor allem die Brettstapel- und
Brettsperrholzkonstruktionen zu
erwähnen. Bei der Brettstapelbauweise
werden hochkant dicht an dicht
stehende Bretter durch Vernageln,
Verleimen oder Verdübeln mit Holz
verbunden. Die Elemente können bis zu
10 m lang gefertigt werden, wobei die
Elementbreite nur durch die Transport-
möglichkeit einschränkt ist. Als Brett-
sperrholz werden kreuzweise mitei-
nander verleimte Bretter bezeichnet,
wodurch ein großformatiges, flächig
tragendes Massivholzelement entsteht,
NACHHALTIGES BAUEN 25
Abb. oben: Hotel Casa Vorarlberg, Sibiu, Rumänien(Entwurf: Alexander Fend, Visualisierung: Anton Faustmann)
26 ACR INNOVATIONSRADAR
welches nicht mehr durch eine zusätz-
liche Holzwerkstoffplatte ausgesteift
werden muss. Die Einzelbretter werden
der Länge nach durch Keilzinkung kraft-
schlüssig miteinander verbunden. Erfor-
derliche Ausnehmungen für Leitungen
etc. sind einfach einfräsbar und der
komplette Bauteil in der Produktion
vorkonfektionierbar. Längen bis zu 12
m sind möglich, die Breite wird auch
hier in erster Linie durch den Transport
limitiert.
Bei der Ziegelbauweise werden die
aktuellen Entwicklungen durch drei
Schwerpunkte geprägt: Kostensenkung
bei der Bauwerkserrichtung, Energie-
einsparung im Gebäudebetrieb und
durchgängiger Umweltschutz von der
Produktion bis zum Recycling. Die
Klebetechnik von Planziegeln mittels
PU-Schaum ermöglicht durch die hohe
Zugfestigkeit der Lagerfuge die werks-
mäßige Vorfertigung von ganzen
Wänden als Fertigteile. Bei der Herstel-
lung von Ortmauerwerk können durch
schnelleren Baufortschritt bei gerin-
gerem Personaleinsatz wesentliche
Einsparungen erzielt werden. Dazu
kommen die längere Bausaison (Verar-
beitung bis –5°C) und der insgesamt
geringere Materialeinsatz.
Eine neue Technologie ist der Einsatz
eines Mörtelvlieses, welches als werks-
mäßig vorgefertigtes, hochwertiges und
lagerfähiges Produkt zwei wesentliche
Vorteile aufweist: Mörtelverbrauch und
Personaleinsatz werden gegenüber der
konventionellen Mörtelung reduziert,
zugleich sind höhere Maßtoleranzen
der Ziegel als bei PU-verklebten Plan-
ziegeln zulässig.
Hochporosierte Ziegelscherben und
feinstrukturierte Lochbilder reduzieren
den Wärmestrom und sorgen für einen
hohen Wärmeschutz. Heute sind bei
Ziegeln bereits Lambda-Werte von
0,09 W/mK erzielbar. Für energiespa-
rende monolithische Ziegelwände
kommen zunehmend gefüllte Hochloch-
ziegel zum Einsatz: als Füllmaterial
werden meist mineralische Dämmstoffe
(Mineralwolle oder Blähmaterial) sowie
EPS eingesetzt.
Der Baustoff Ziegel ist ein Produkt mit
hoher Qualität hinsichtlich Gesundheit
und Umwelt. Ziegel ist ein nachhaltiger
Baustoff, dies beweist die ganzheitliche
Bewertung der ökologisch relevanten
Faktoren über den gesamten Produkt-
Lebenszyklus in Form von Ökobilanzen
(siehe Kapitel Nachhaltigkeitskonzepte).
Für den Einsatz in energieeffizienten
Gebäuden stehen im Wesentlichen drei
Ziegelwandsysteme zur Verfügung:
• Einschalige (monolithische) Bauweise
mit Ziegeln, die spezielle Wärme-
dämmeigenschaften aufweisen;
• Einschalige Ziegelbauweise mit
Zusatzdämmung (Wärmedämmver-
bundsystem oder gefüllte Ziegel);
• Zweischalige Ziegelbauweise mit
einer Dämmschicht zwischen zwei
Ziegelschichten.
Ziegel eignet sich für alle energieeffi-
zienten und treibhausgasarmen Gebäu-
dekonzepte: Niedrig- und Niedrigst-
energiehaus, Passiv- und Plusenergie-
haus, Sonnenhaus und Solar-Aktivhaus
usw.). Dieser Baustoff bietet optimale
Voraussetzungen für ein ausgegli-
chenes Raumklima und die Vermeidung
von Kühlenergiebedarf im Sommer.
Niedrige U-Werte gekoppelt mit der
hohen Speichermasse des Baustoffes
Ziegel bewirken einen geringen Heiz-
wärmebedarf von Gebäuden in der
Heiz- und Übergangssaison. Ziegel-
bauten erfüllen die hohen bauphysikali-
schen Anforderungen energieeffizienter
Gebäude hinsichtlich Wärmespeiche-
rung (Sommertauglichkeit), Luftdichtheit
(Passivhaustauglichkeit) und Wärmebrü-
ckenfreiheit. Sie entsprechen der grund-
legenden Anforderung der Bauproduk-
tenrichtlinie hinsichtlich Bestandssicher-
heit durch ihre hohe
Widerstandsfähigkeit gegenüber
mechanischen, biologischen und chemi-
schen Beanspruchungen.
Mit modernen Produktionstechnologien
lässt sich ein geringer Energiever-
brauch bei der Herstellung erzielen.
Das technische Verbesserungspotenzial
liegt aber nach wie vor besonders im
Herstellprozess und bei den Ergän-
zungsmaterialien. Die ökologischen
Maßnahmen konzentrieren sich heute
vor allem auf eine sinnvolle Wiederver-
wertung.
SOLARENERGIE IM
GEBÄUDEKONTEXT
Die Umsetzung solarer Strahlungs-
energie in nutzbare Wärmeenergie
mittels solarthermischer Kollek-
toren ist weltweit betrachtet in einer
ähnlichen Größenordnung wie die
Windenergie und übersteigt die nach-
folgenden Technologien Geothermie,
Photovoltaik und Gezeitenkraftwerke
bei weitem43. Der weltweit größte
Markt bei installierter solarthermischer
Leistung ist China mit ca. 58 %, dabei
kommen vorwiegend Vakuumröhrensys-
teme zum Einsatz. Der europäische
Markt deckt etwa 18 % der weltweit
installierten solarthermischen Kollektor-
flächen ab, und dies fast ausschließlich
mit Flachkollektoren. Die europäischen
Hauptmärkte sind Deutschland (38 %
der neu installierten Flächen 2009),
Italien (9 %), Spanien (9 %), Österreich
(8 %) und Frankreich (8 %).
Die wesentlichen Herausforderungen
im Bereich der solarthermischen
Systeme für die Forschung sind:
• Entwicklung von kompakten Wärme-
speichern mit hohen Energiedichten44
• Entwicklung neuer Materialien (z.B.:
Polymer- oder Nanowerkstoffe) für
Kollektoren und andere Komponenten
• Grundlagenforschung für Verbesse-
rungen bei solarer Kühlung45
Ausgereifte Flachkollektoren können
derzeit Temperaturen bis ca. 120°C
zur Verfügung stellen. Eine Anforde-
rung stellt die Entwicklung von kosten-
günstigen und zuverlässigen Kollek-
toren für Mitteltemperatur dar. Aktuelle
Technologieentwicklungen (verbesserte
Systemtechnik) mit entsprechender
Produkt- bzw. Marktrelevanz sind:
• Hybridsysteme in Kombination mit
Wärmepumpen, Verbrennungsöfen für
Biomasse oder Photovoltaik46
• Multifunktionelle Gebäudehüllen mit
integrierten Kollektoren
• Innovative Lösungen für die Einbin-
dung von Solarwärme in Mikro-, Nah-
und Fernwärmenetze47
Niedertemperatur-Solaranlagen werden
bislang fast ausschließlich zur Trinkwas-
sererwärmung und Heizungsunterstüt-
zung eingesetzt. Die in Österreich im
Jahr 2010 neu installierten Kollektoren
waren zu 94 % verglaste Flachkollek-
toren und zu rund 4 % Vakuumröhren-
kollektoren; der Rest sind unverglaste
Flachkollektoren für die Schwimmba-
derwärmung und Luftkollektoren. Ein
ähnliches Bild ergibt sich in Deutsch-
land, das gerade für österreichische
Produzenten ein wesentlicher Absatz-
markt ist. Die Solarbranche geht davon
aus, dass die Solarthermie langfristig
bei entsprechender technologischer
Entwicklung für die meisten Anwen-
dungen die kostengünstigste und
sicherste Wärmequelle ist. Der Solar-
thermie werden in vielen Studien hohe
Steigerungsraten vorausgesagt und
europaweit Zuwächse von zumindest
5,5 Mio. m² an thermischen Solarkol-
lektoren jährlich bis 2020 prognosti-
ziert.
Die Vision von Smart solar
collectors, die durch passiv oder aktiv
ausgelöste Anpassung ihrer optischen
und/oder thermischen Eigenschaften
auf die aktuelle Bedarfs- und Angebots-
situation reagieren können, basiert im
Wesentlichen auf der Weiterentwick-
lung von „smart materials“, der Minia-
turisierung mechanischer und fluidi-
scher Bauteile sowie der zunehmenden
Vernetzung technischer Komponenten
in Gebäuden. In diesen Technologiebe-
reichen sind bis 2030 deutliche Fort-
schritte zu erwarten, von denen die
Solarbranche profitieren kann. Eine
NACHHALTIGES BAUEN 27
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Ziegelbauweise eignet sich für alle energieeffizienten und treibhausgasarmen Gebäudekonzepte.
28 ACR INNOVATIONSRADAR
besondere Herausforderung sind
bewegte Kollektorkomponenten, die im
Stand der Technik üblicherweise aus
Gründen der Langzeitstabilität
vermieden werden. Andererseits sind
bewegte Bauteile im Bereich des
Sonnenschutzes notwendig und üblich,
so dass auch hier interessante Kombi-
nationen vorstellbar sind.
Wie bereits erwähnt, wird ein erhebli-
cher Anteil der derzeit installierten ther-
mischen Solaranlagen nur zur Warm-
wasserbereitung genutzt. Im Laufe des
letzten Jahrzehnts sind „Kombisysteme“,
die sowohl Warmwasser als auch
Raumwärme zur Verfügung stellen, zum
Standard geworden. In Österreich
haben sie inzwischen einen beträchtli-
chen Anteil am gesamten Solarthermie-
markt. Voraussetzung für die vollsolare
Wärmeversorgung sind ein sehr guter
Wärmedämmstandard des Gebäudes,
eine ausreichend große Solarkollektor-
fläche sowie ein saisonaler Wärme-
speicher, damit die in den Sommermo-
naten gewonnene Solarenergie im
Winter genutzt werden kann. Die
Wärmespeicherung ist hier die
zentrale technologische Herausforde-
rung, da eine weitere Verbreitung von
aktiven solaren Gebäuden weitgehend
von der Entwicklung rentabler und
praktikabler Wärmespeicher abhängt.
Aufgrund der begrenzt zur Verfügung
stehenden Dachfläche für Solarsysteme
ist eine Weiterentwicklungen von Fassa-
denkollektoren und dachübergrei-
fenden Systemen erforderlich, wenn die
nutzbare Oberfläche zur Sammlung
erneuerbarer (thermischer) Energie
erhöht werden soll. Damit die
begrenzte Fläche der Gebäudehülle
optimal nutzbar ist, müssen Gebäude-
komponenten mit solaren Funktionen
bzw. Wärmespeicher mit hocheffi-
zienten Dämmstoffen kombiniert
werden. Die weitergehende Standardi-
sierung wird einen modularen Aufbau
ermöglichen und zur Entwicklung von
Modulelementen führen, die ein
komplementäres Set multifunktionaler
Komponenten und Schnittstellen
ergeben.
Schwerpunkte der aktuellen ange-
wandten Forschung sind48:
• Integrale Speicher, Wärmeverteil-
und Wärmeabgabesysteme, welche in
die Konstruktion integriert sind
• Fassadenkollektoren, die sowohl als
(solare) Wärmequelle und Wärme-
senke, als auch zur Reduktion der
Wärmeverluste genutzt werden
• Dachelemente, die identisch
aussehen, aber unterschiedliche Funk-
tionen haben, wie zum Beispiel den
Schutz vor Witterung oder die Funktion
als Fenster, solare Wasser- oder Luftkol-
lektoren, PV-Module oder Energiespei-
cher
• „Unsichtbare Kollektoren“, wie
spezielle Typen von Fassadenkollek-
toren oder dach-integrierte Kollektoren,
welche Materialien nachahmen, wie
sie in alten Gebäuden genutzt werden
und
• Fenster mit sich selbst an die Inten-
sität der solaren Bestrahlungsstärke
anpassender Transmission
Für neue Speichertechniken sind
umfangreiche Forschungs- und Entwick-
lungsarbeiten notwendig. Durch die
Entwicklung neuer Speichermaterialien
auf der Basis von Phasenwechsel- und
Sorptionsmaterialien sind prinzipiell
völlig neue Ansätze zur Wärmespeiche-
rung mit geringen Speicherverlusten
möglich. Sie erlauben höhere Energie-
dichten und unterstützen den Einsatz
dezentraler Wärmeversorgungssysteme.
Der reduzierte Energieverbrauch in
modernen Gebäuden macht solche
neuen Ansätze aus systemtechnischer
Sicht besonders aussichtsreich. Darüber
hinaus eröffnen sich durch neue Spei-
chermaterialien auch neue Einsatzmög-
lichkeiten im Bereich hoher Tempera-
turen für die solarthermische Kraftwerk-
stechnik und für die bessere Nutzung
industrieller Prozesswärme. Dabei
werden z.B. granulare Festkörper in
einen Reaktionsraum geführt und die
Eine große Herausforderung für die Forschung istdie effiziente Speicherung von Sonnenenergie.
gespeicherte oder frei werdende
Wärme abtransportiert . Diese neuen
Speicherkonzepte weisen aktuell einen
sehr hohen Forschungsbedarf sowie
apparativen Entwicklungsbedarf auf.
Interessant sind in diesem Zusammen-
hang auch Speicher für kleine Kraft-
Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen, da
mit diesen Komponenten ein optimierter
stromgeführter Betrieb möglich ist und
die anfallende Wärme einige Tage
gespeichert werden kann. Bei solarther-
mischen (Klein-)Kraftwerken können die
Verfügbarkeit und die Stromgestehungs-
kosten durch Installation von Wärme-
speichern deutlich verbessert werden.
Die Raumkühlung und Klimatisie-
rung gewinnen hinsichtlich des Ener-
gieverbrauchs von Gebäuden weltweit
an Bedeutung. Auch für Österreich
prognostiziert eine aktuelle Studie
einen dramatischen Anstieg des Ener-
giebedarfes zur Gebäudekühlung. Um
Kühlprozesse auch mit thermischer
Energie anzutreiben, existieren derzeit
drei Technologien am Markt:
• Bei Absorptionskälteanlagen wird
mittels einer flüssigen Lösung aus Kälte-
mittel und Sorptionsmittel mit Hilfe
einer Wärmequelle eine thermisch
angetriebene Verdichtung des Kältemit-
tels erreicht und ein elektrisch angetrie-
bener Verdichter ersetzt. Diese Techno-
logie ist im Leistungsbereich bis 100
kW weit verbreitet.
• Adsorptionskälteanlagen nutzen feste
Sorptionsmaterialien anstelle flüssiger
Lösungen. Diese Technologie zeichnet
sich durch Einfachheit und Robustheit
aus.
• DEC-Anlagen (Desiccant Evaporative
Cooling) sind offene Systeme, die mit
Wasser als Kältemittel in direktem
Kontakt mit der Zuluft arbeiten. Derzeit
werden Systeme mit festen Sorptions-
mitteln zur Trocknung der Luft einge-
setzt. Die nachträgliche Befeuchtung
bewirkt die erforderliche Luftkühlung.
Systeme mit flüssigen Sorptionsmitteln
zur Zwischenspeicherung sind bereits
am Markt verfügbar: z.B. Sorpsolair
von Menerga.
Solarthermische Kühlanlagen sind ener-
getisch sinnvoll, wenn sie deutlich
weniger elektrische (Hilfs-)Energie
benötigen als konventionelle Kompres-
sionskältemaschinen. Sie sind vor allem
dann attraktiv, wenn ihr Einsparpoten-
tial an Primärenergie und Kosten für
den Betreiber den Aufwand für ihren
Einsatz rechtfertigt. Darauf liegt heute
der Fokus der Forschung und Entwick-
lung zu diesem Thema. Im Rahmen
unterschiedlicher Projekte wird derzeit
an Effizienzsteigerungspotentialen,
verbesserten Modellen zur Anlagensi-
mulation und über einheitliche Lastpro-
file an Systemkonfigurationen für unter-
schiedliche Anwendungsfälle gear-
beitet.50 Ein weiterer Schwerpunkt ist
die Entwicklung einer effizienten Rück-
kühleinheit und der Aufbau einer
Kooperation mit einer australischen
Universität, um mit einem dort entwi-
ckelten Kollektor die Marktdurchdrin-
gung in Europa weiter voranzu-
treiben.51
Für DEC-Anlagen sind das Sorptionsrad
und das Wärmerückgewinnungsrad die
maßgeblichen Komponenten zur Erhö-
hung der Energieeffizienz.
Der Einsatz von thermischen Kältema-
schinen im industriellen Bereich z.B. mit
Abwärme hat das Potential, die
Verkaufszahlen von thermischen Kälte-
maschinen deutlich zu steigern, was in
weiterer Folge zu einer Kostenreduktion
in der Produktion führen wird. Dies
würde wiederum der solarthermischen
Kühlung zugutekommen, die noch
immer eine sehr kostenintensive Techno-
logie ist.
NACHHALTIGES BAUEN 29
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Aeneancommodo ligula eget dolor.
30 ACR INNOVATIONSRADAR
Koordination
Petra Johanna Sölkner (BTI)
AutorInnen
Harald Dehner; Hilbert Focke; Gerald
Steinmaurer; Bernhard Zettl (ASiC)
Petra Johanna Sölkner; René Eckmann;
Harald Mayr (BTI)
Andreas Oberhuber (FGW)
Franz Dolezal (HFA)
Miriam Leibetseder; Bernhard
Schmiedinger; Hans Starl (BVS)
Peter Krauthaufer; Thomas
Schiffert (KOV)
Sebastian Spaun; Johannes
Steigenberger (VÖZ)
LITERATUR
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45 Projekte „Solar Cooling Opt“ und „SolarCooling Monitor“, gefördert von Klima-und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“bzw. „Haus der Zukunft+“.
46 Projekt „NE-EE: Monolith – Kombisystemvon Hybridkollektor und Luftwärmepumpemit effizienter Anlagentechnik und innova-tiven Regelstrategien“, gefördert von vomKlima- und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“.
47 Projekt „SolHeat.Net - Lastmanagement fürsolarthermische Fernwärmeunterstützungam Beispiel Wels“, gefördert von der FFG,im Rahmen der Ausschreibung „Energieder Zukunft“.
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cher mittels thermochemischer Granular-Flow-Materialien“, gefördert von vomKlima- und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Neue Energien 2020“.
50 Projekt „Solar Cooling Opt“, gefördertvom Klima- und Energiefonds im Rahmender Ausschreibung „Neue Energien 2020.
51 Projekt „SOCO.net“, gefördert vom Klima-und Energiefonds im Rahmen derAusschreibung „Haus der Zukunft +“.
NACHHALTIGES BAUEN 31
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