Ökobilanz-Daten für die Erstellung von Fertighäusern in Holzbauweise

Achenbach, Hermann GND; Rüter, Sebastian GND

Durch Energieeinsparungen in der Nutzungsphase eines Gebäudes gewinnen Produktions-, Konstruktions- und Entsorgungsphase eines Gebäudes immer mehr an Bedeutung. Für eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung hat das Europäische Komitee für Normung (CEN) daher einen horizontalen Normensatz entwickelt, der u.a. die Umweltbewertung von Bauprodukten und Gebäuden über ihren gesamten Lebensweg ermöglicht (DIN EN 15804/15978). Um die Umweltwirkungen der Produktions- und Konstruktionsphase von in Deutschland hergestellten Bauelementen (1 m² Innen-/Außenwand, 1 m² Dachelement, 1 m² Deckenelement) sowie durchschnittlichen Fertighäusern in Holztafel- und Holzskelettbauweise zu erfassen, wurde eine Ökobilanzierung gemäß den aktuellen Europäischen Normen durchgeführt. Die erarbeiteten Ökobilanzdaten repräsentieren den Durchschnitt von 12 Mitgliedsunternehmen des Bund Deutscher Fertigbau e.V. (BDF). Neben der Bereitstellung durchschnittlicher Ökobilanzdaten liegt ein methodischer Fokus der Arbeit auf der Anwendung der modularen Lebenszyklusbetrachtung nach DIN EN 15804/15978 auf ein Konstruktionssystem mit hohem Vorfertigungsgrad. Um den Anforderungen von DIN EN 15804 gerecht zu werden, mussten die Sachbilanzdaten der deklarierten/funktionellen Einheiten auf Basis von Jahresdaten der einzelnen Werkstandorte berechnet werden. Die größte Herausforderung bestand somit darin, ein Modell zu entwickeln, das die jährlichen auf Werksebene auftretenden Input- und Outputflüsse auf die deklarierten/ funktionellen Einheiten umrechnet. Im Ergebnis besitzen die ermittelten Datensätze eine hohe Repräsentativität und decken 37 % der gesamtdeutschen Produktion von Fertighäusern in Holzbauweise ab. Die Normierung auf gesamtdeutsche Umweltwirkungen zeigt, dass die durch die betrachteten Produktsysteme hervorgerufenen Beiträge zu den Wirkungskategorien Globale Erwärmung, Versauerung von Boden und Wasser und Verknappung von abiotischen Ressourcen am bedeutendsten sind. Die höchsten Anteile an den Umweltwirkungen von Holzfertighäusern hat die Herstellung der Bauprodukte (Modul A1). Die Herstellung der Bauelemente (Modul A3), der Transport zur Baustelle (Modul A4) und die Prozesse auf der Baustelle (Modul A5) tragen zusammen durchschnittlich 30 % zu den gesamten Umweltwirkungen bei. Der vorliegende Projektbericht erfüllt die Anforderungen an eine transparente Ökobilanz und wurde gemäß Abschnitt 6.1/6.2 der DIN EN 14044 extern, kritisch geprüft (siehe Anhang). Die erzielten Ergebnisse können daher in die vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit bereitgestellten ökologischen Datenbanksysteme ÖKOBAU.DAT und WECOBIS übertragen werden. Mit dem entwickelten Modell lassen sich zukünftig firmen- und hausspezifische Ökobilanzen erstellen. Zudem kann in regelmäßigen Abständen eine Aktualisierung der Durchschnittsergebnisse erfolgen, deren Verschneidung mit bauspezifischen Daten des Statistischen Bundesamtes ein fortlaufendes Umweltmonitoring des Sektors ermöglicht.

Energy savings in the use phase of a buildings’ life cycle increased the relative importance of the environmental impacts of the product-, construction- and end-of-life stages of a building. Thus, the European Committee for Standardization (CEN) has developed a set of horizontal standards that enables the sustainability assessment of construction works including the evaluation of associated environmental impacts of building products and buildings over its entire life cycle (EN 15804/15978). Consistent with the European state-of-the-art standards a life cycle assessment (LCA) was carried out to determine the environmental impact of the production and construction stage of building elements (1 m² inner/outer wall, 1 m² roof element, 1 m ceiling element) and an average prefabricated timber house produced in Germany. Besides the supply of average LCA-data methodical aspects are discussed. A particular focus was set on the application of the modular life cycle principle according to EN 15804/15978 to construction systems with a high level of prefabrication. In order to be in line with EN 15804 the life cycle inventories (LCI) of the declared/functional units had to be calculated by annual data of each factory site (house manufactories). Thus, the main challenge was to develop a model that calculates the annual input- and output-flows to the defined declared/functional units on factory level. The LCA-data represents the average of 12 companies belonging to the Bund Deutscher Fertigbau e.V. (BDF), covering 37 % of the total German production, which ensures the high representativeness of the study. The normalization to the overall German impacts shows that the contributions to the environmental categories global warming, acidification and to the abiotic resource depletion are most important. The highest environmental impacts associated with pre-fabricated wooden houses are caused by the manufacturing of the building materials (module A1). However, on average, the pre-fabrication of the building elements (A3), their transport (A4) and the processes at the construction site (A5) contribute around 30 % of the total environmental impacts. This project report meets the requirements for a transparent LCA and was externally reviewed in accordance with section 6.1 / 6.2 of DIN EN 14044 (see annex). The results can therefore be transferred to the environmental databases ÖKOBAU.DAT and WECOBIS which are provided by the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Construction and Nuclear Safety. In future the model can be used to conduct company and building-specific LCAs. Moreover a regular update of the average results and its intersection with construction-specific data from the German Federal Statictical Office enable a continous environmental monitoring of the sector.

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Achenbach, Hermann / Rüter, Sebastian: Ökobilanz-Daten für die Erstellung von Fertighäusern in Holzbauweise. Braunschweig 2016. Johann Heinrich von Thünen-Institut.

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