1OI3Ökoindex3

Anwendung

GrundlagenBerechnungsergebnisse

Optimierung

2OI3Ausgangssituation

Vereinfachte quantitative Bewertungsmethoden für Baustoffe, Konstruktionen und Gebäude auf Basis von Ökokennzahlen und Ökobilanzen haben in den letzten Jahren Einzug in unterschied-liche österreichische (Wohnbau-) Förderungsmodelle gehalten. Eine zentrale Rolle dabei spielt der vom IBO im Jahre 2003 entwi-ckelte Ökoindex 3 („OI3“).

Der OI3 umfasst die Ökokennzahlen Treibhauspotenzial, Versau-erungspotenzial und den Bedarf an nicht erneuerbarer Primär-energie und kann auf Ebene von Baustoffen, Konstruktionen und gesamten Gebäuden berechnet werden. Als Einzahlangabe trifft der Indikator eine quantitative Aussage für das Potenzial, das Kli-ma zu erwärmen, die Umwelt zu versauern (Stichwort saurer Re-gen) und nicht-erneuerbare Energieressourcen zu verbrauchen.

Für die Akzeptanz von Ökoindikatoren im Rahmen von Förde-rungsmodellen bringt der OI3 folgende Voraussetzungen mit:

1. Es besteht kein Mehraufwand für die Berechnung der Kenn-zahlen, d.h. die erforderlichen Ökokennzahlen können auto-matisch mit den bisher erhobenen bzw. berechneten Daten (Energieausweis) ermittelt werden

2. Es handelt sich um ein aggregiertes „Einzahlmodell“, da die Erstellung eines „Ökokennzahlenprofils“ den Förderwerbe-rInnen nicht zumutbar ist

3. Die bedeutendsten, aussagekräftigsten Umweltwirkungen werden erfasst

4. Die berechneten Ergebnisse liegen im selben Bereich wie Zahlenwerte für den Heizwärmebedarf. Dadurch ist eine direkte Vergleichbarkeit garantiert.

5. Einfache Beurteilbarkeit: Je niedriger die Berechnungser-gebnisse sind, desto geringer ist der Einfluss auf die Umwelt.

Die für die Berechnung des OI3-Index erforderlichen Ökokenn-werte der Baustoffe und Konstruktionen (Richtwerte) werden vom IBO den Bauphysik-Softwareherstellern und der Internet-datenbank baubook kostenlos zur Verfügung gestellt, auf der IBO-Homepage publiziert und laufend aktualisiert (IBO-Bau-stofftabelle).

Quantitative Beschrei-bung der Umweltaus-

wirkungen

TreibhauspotenzialVersauerungspotenzial

Primärenergie n.e.

Vorteile

IBO Richtwertetabelle

2

3OI3Grundlagen der OI3-Bewertung

O I 3 f ü r B a u t e i l eDer OI3 rechnet die absoluten Werte der drei Indikatoren Treib-hauspotenzial, Versauerungspotenzial und den Bedarf an nicht erneuerbarer Energie in ein Punktesystem um. Je höher die erreichte Punktezahl, umso gravierender wirkt sich die Konst-ruktion oder das Gebäude auf die Umwelt aus. Detaillierte Informationen zu den verschiedenen OI3-Indikato-ren sowie genaue Berechnungsvorschriften werden im aktuel-len OI3-Berechnungsleitfaden dargestellt (kostenlos download-bar auf www.ibo.at). Die wichtigsten OI3-Indikatorn werden im Folgenden kurz dar-gestellt

O I 3 K O N - I n d i k a t o rDie ökologische Qualität von gängigen Konstruktionen wird durch den Ökoindikator OI3KON auf einen Wertebereich von 0 bis 100 Punkten abgebildet. Standard-Außenwände ohne öko-logische Optimierungsmaßnahmen (zum Beispiel ohne den Einsatz von Dämmstoffen auf nachwachsender Basis) schneiden mit ca. 70 Punkten ab, 15 Punkte oder weniger sind durch öko-logisch besonders optimierte oder sehr leichte Konstruktionen zu erreichen.

∆ O I 3 – D e r O I 3 - I n d i k a t o r f ü r e i n e B a u s t o f f s c h i c h tDer ∆OI3 (sprich Delta OI3) einer Baustoffschicht gibt innerhalb eines Bauteils an, um wie viele OI3-Punkte diese Baustoffschicht den Wert OI3KON der Konstruktion erhöht bzw. senkt. Anders gesagt: löscht man eine Bauteilschicht aus einer Konstruktion heraus, so verringert sich OI3KON der Konstruktion um ∆OI3BS Punkte (BS bedeutet Bauteilschicht). Dieser ∆OI3-Indikator ist bei der Konstruktionsoptimierung sehr hilfreich, da sich die „ökologischen Schwergewichte“ einer Konst-ruktion an den höchsten ∆OI3BS -Punkten einfach erkennen lassen.

In der folgenden Grafik werden zwei Konstruktionen aus der online-Version des IBO-Passivhaus-Bauteilkatalogs dargestellt (www.baubook.info/phbtk). Es handelt sich dabei um eine Hochlochziegel-Außenwand mit konventionellem (a) und ökolo-gischem (b) Aufbau. Die gängige Variante weist 44 OI3KON-Punkte auf, die ökologisch optimierte 18, und somit 26 Punkte weniger

Punktesystem

OI3KON

Indikator für Bauteile

∆OI3Indikator über Bauteil-schichten

3

OI34

(Werte rot markiert). Die Verbesserung wird durch die ∆OI3-Punkte ersichtlich (grün markiert). Die Verwendung von Lehmputz anstelle von Kalk-Zementputz macht eine OI3-Punkte-Differenz von drei Punkten aus, setzt man Mineralschaumplattensystem anstelle ei-nes EPS-WDVS ein, werden 23 OI3-Punkte eingespart. In Summe wird durch den Einsatz ökologischer Baumaterialien der OI3KON um 26 Punkte kleiner.

4

OI35

OI3 für Gebäude

R ä u m l i c h e u n d z e i t l i c h e B i l a n z g r e n z e nDie OI3-Methodik sieht ein genau definiertes flexibles Bilanz-grenzenkonzept vor. Dieses gibt vor, welche Bauteile bzw. Bauteilschichten berücksichtigt und ob Nutzungsdauern von Konstruktionen miteinbezogen werden müssen. Damit kann ein unverhältnismäßig hoher Berechnungsaufwand vermieden werden.

Mit der Bilanzgrenze BG2 können, ab der Bilanzgrenze BG3 müs-sen die Nutzungsdauern für die Bauteilschichten hinterlegt sein, da der Keller, speziell beim Einfamilienhaus, ökologisch „überbe-wertet“ wird. Dabei wird nicht nur die Ersterrichtung in Betracht gezogen, sondern auch die Nutzungsdauern und die damit ver-bundenen erforderlichen Sanierungs- und Instandhaltungszyk-len der Bauteilschichten im Laufe der Gesamtlebensdauer eines Gebäudes. Gemäß ÖN EN 15804 ist der Betrachtungszeitraum 100 Jahre (kann jedoch u.U. variieren).Die Bilanzgrenze BG5 deckt ein Bauwerk vollständig ab. Die Bilanzgrenze BG6 zielt bereits auf Bauwerke mit Betrachtungs-grenze Grundstück ab.

Nutzungsdauern

Tabelle 1

5

BG0 BG1 BG2 BG3 BG4 BG5 BG6

Konstruktionen der thermischen Gebäude-hülle (TGH vereinfacht), Zwischendecken ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Konstruktionen der thermischen Gebäude-hülle (TGH vollständig), inkl. Dachein-

✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔deckungen, Feuchtigkeitsabdichtungen, hinterlüftete Fassaden, Zwischendecken

Trennwände (nur bauphysikalisch re-levante Trennbauteile) ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Innenwände (gesamt), Keller, unbe-heizte Pufferräume (Baukörper kom-

✔ ✔ ✔ ✔plett), innenliegende Stiegenhäuser, Verkehrsflächen

Offene Erschließungszonen (offene Stiegenhäuser, Laubengänge, Loggien) ✔ ✔ ✔

Haustechnik ✔ ✔

Außenanlagen, Nebengebäude ✔

Ersterrichtung Ersterrichtung + Instandhaltungszyklen

OI36

F u n k t i o n a l e G r ö ß e n d e r O I 3 - G e b ä u d e i n d i k a t o r e nDie OI3-Gebäudeindikatoren können auf• diekonditionierteBruttogrundfläche„BGF“• dieBezugsfläche„BZF“ (entsprichtderkonditioniertenBGF

sowie 50 % der Bruttogrundfläche von unkonditionierten Pufferräumen bzw. Keller)

• die charakteristische Länge lc (Kennwert für KompaktheitV/A) bezogen werden.

O I 3 - I n d i k a t o r e n f ü r G e b ä u d eIm Rahmen der Nomenklatur von OI3-Indikatoren für Gebäude werden zur Angabe OI3 zuerst die Bilanzgrenze und dann die Bezugsgröße hinzugefügt.

Zum Beispiel:

OI3BG0,BGF ist ein OI3-Gebäudeindikator, berechnet mit der Bi-lanzgrenze 0 bezogen auf die konditionierte Bruttogrundfläche. Welche Bauteile in der Bilanzgrenze 0 enthalten sind, ist der Ta-belle 1 zu entnehmen.

Im Folgenden werden nun jene Indikatoren beschrieben, die am häufigsten berechnet werden. Näheres zu deren Berechnung so-wie weitere Informationen über andere OI3-Indikatoren für Ge-bäude sind dem aktuellen Berechnungsleitfaden zu entnehmen (kostenlos downloadbar auf www.ibo.at).

O I 3 B G 0 , l c

Um die Umweltbelastung durch schlecht gewählte Oberflächen-Volumsverhältnisse im OI3BG0,lc-Indikator zu berücksichtigen, wird die Kennzahl OI3BG0, lc wie folgt definiert:

OI3BG0,lc = 3* OI3BG0,lc /(2+lc)

lc .... charakteristische Länge des Gebäudes, lc .... Vb/Ab, Ab .... Wärmetauschende Gebäudehüllfläche des Gebäudes, Vb .... kond. Bruttovolumen des Gebäudes

O I 3 B G 0 , B G F

Um die Umweltbelastung pro m²-Bruttogrundfläche im OI3BG0,BGF Indikator zu erfassen, wird die Kennzahl OI3BG0,BGF wie folgt de-finiert:

Ai .... Flächen der Konstruktionen in m2, OI3KON,i .... OI3KON der i-ten Konstruktion, BGF .... konditionierte Bruttogrundfläche in m2

Nomenklatur

Die gängigsten IndikatorenOI3

OI37

Die Berechnung der konditionierten BGF erfolgt gemäß OIB-Leitfaden „Energietechnisches Verfahren von Gebäuden“, ON B 8110-6 bzw. ON B 1800. Der OI3BGO,BGF ist ident mit dem OI3TGH,BGF (TGH = thermische Gebäudehülle inkl. Trenndecken).

O I 3 B G 3 , B Z F

Im OI3BG3,BZF wird der Gesamtbaukörper erfaßt, dabei wird nicht nur die Ersterrichtung des Gebäudes bilanziert, sondern auch sämtliche Instandhaltungszyklen in der Gesamtlebensdauer des Objekts.Werte des OI3BG3,BZF ≤ 300 stellen ein ausgezeichnetes Ergebnis dar, Werte über 900 ein sehr schlechtes.

Dabei bedeutet:

BZF …. Bezugsfläche (= konditionierte Bruttogrundfläche des Gebäudes + 50 % der Bruttogrundfläche der Pufferräume) in m²LD …. angenommene Gesamtlebensdauer eines Gebäudes (Betrachtungszeitraum 100 Jahre)

Veranschaulichung von OI3-Baustoff kennwerten

Im Folgenden werden ∆OI3-Werte von einigen Baustoffen mit gängigen Dicken dargestellt. Der ∆OI3 gibt an, wie hoch das ökologische Delta (Einfluss auf die Umwelt) einer einzelnen Baustoffschicht in einer Konstruktion ist. Dadurch werden Op-timierungspotenziale schnell ersichtlich.

Aus der Grafik auf der nächsten Seite kann man erkennen, dass etwa Beton bei gängig auftretenden Dicken im OI3-System nicht schlecht abschneidet, der Stahlanteil spielt aber eine we-sentliche Rolle. Mörtel macht bei einem Ziegelmauerwerk ca. 3 ∆OI3-Punkte aus. Porenbeton hat als „Massivbaustoff“ eigentlich sehr gute ∆OI3-Werte, die besten ∆OI3-Ergebnisse weist in der Grafik Mas-sivholz auf (durch das hohe CO2-Speichervermögen von Holz).OI3OI3Je geringer der Herstel-

lungsaufwand, umso besser die Ergebnisse

∆OI3

Summe Treibhauspotenzial (Global Warming Potenial) des Gebäudes (aus Ersterrichtung und Instandhaltungszyklen) in kg CO2-equiv. für alle Bauteile/Bauteilschichten (i) der Bilanzgrenze 3

OI38

Wärmedämmverbundsysteme mit passivhaustauglichen Dämm-stärken beeinflussen die Umwelt stärker als die reinen konstruk-tiven Baustoffe, ausgedrückt durch höhere ∆OI3-Punkte. Das aus OI3-Sicht beste hier dargestellte Wärmedämmverbundsystem ist das Mineralschaumplatten-System (MSP).

Veranschaulichung von OI3-Konstruktionskennwerten

Im Folgenden werden OI3KON-Werte von gängigen Passivhaus-Konstruktionen zur Veranschaulichung dargestellt. Passivhaus-Konstruktionen wurden gewählt, weil diese den höchsten Mate-rialeinsatz erfordern und das Optimierungspotenzial daher am größten ist. Alle Beispiele stammen aus dem IBO-Passivhaus-Bauteilkatalog [BTK 2008]. Die Bauteile findet man auch auf bau-book, der online-Plattform für Baustoffe (www.baubook.info/phbtk).

A u ß e n w ä n d eDen höchsten OI3KON-Wert aus diesem Konstruktionsensemble hat die Standard-Stahlbetonwand mit einem EPS-Wärmedämm-verbundsystem. Die ökologisch optimierte Variante davon (mit Kork) ist besser als die Holzständerwand mit EPS-Wärmedämm-verbundsystem.

OI3KON-Werte von Passivhaus-

Konstruktionen

OI39

D ä c h e rDie Konstruktion (Massivholz-Flachdach als Warmdach, ökolo-gisch optimiert) zeigt das Optimierungspotenzial im Dachbe-reich. Aufgrund der erforderlichen Materialien (Abdichtungs-ebenen etc.) weisen Flachdächer deutlich höhere OI3KON-Werte als Steildächer auf.

OI310

G e s c h o ß d e c k e n

Den niedrigsten ökologischen Impact zeigt die ökologisch opti-mierte Leichtbaugeschoßdecke. In Standard-Ausführung ist sie mit Massivdecken vergleichbar. Bei den Standardausführungen findet sich der niedrigste OI3KON-Wert bei der Brettstapel-Geschoßdecke.

F e n s t e r

OI311

In der Grafik werden gängige Fenster und Passivhaus-taugliche Fenster dargestellt. Die besten OI3KON-Werte erzielen Holzfens-ter, gefolgt von Holz-Alu-Fenstern. Die deutlich höchsten Werte besitzen PVC- und Alu-Fenster.Während auf der linken Seite der Abbildung Fenster mit 2-Schei-ben-Verglasung dargestellt werden, finden sich auf der rechten Seite Fenster mit 3-Scheiben-Verglasung, die aufgrund des gro-ßen Materialeinsatzes höhere Ökokennzahlen aufweisen.

Veranschaulichung von OI3-Gebäudekennwerten

Im Folgenden wird die Berechnung von OI3-Gebäudekennwerten für ein Einfamilien-Modellhaus mit Flachdach, 158 m² kond. Brut-togrundfläche und einem charakteristischen A/V-Verhältnis von 0,7 dargestellt. Untersucht werden unterschiedliche Aufbau-Varianten.

Ausgewertet wurde der OI3 in Bezug auf die konditionierte BGF und die Kompaktheit des Gebäudes (lc). Die Unterschiede zwischen Standard- und ökologisch-optimierten Ausführungen sind in beiden OI3 Varianten sehr deutlich erkennbar. Aufgrund des positiven Abschneidens von Holz beim Treibhauspotenzial weist die Variante Holzmassivbau mit den großen Mengen an verbautem Holz bei sämtlichen OI3-Indikatoren die geringsten

OI3-Gebäudekennwerte eines Modellhauses

Ergebnisse abhängig von den eingesetzten Baumaterialien

OI312

Werte auf. Der Unterschied zwischen dem niedrigsten Wert von 18 (ökologisch optimierter Holzmassivbau) und dem höchsten Wert mit 72 (gängiger Beton) beträgt 54 OI3BGO,lc-Punkte.

OI3-Optimierungsstrategie im Planungsprozess

Die Berechnung der OI3-Indikatoren für Konstruktionen und/oder Gebäuden erfolgt mit gängiger Bauphysiksoftware (GEQ, ArchiPHYSIK, ECOTECH, ETU, AX3000), oder mit dem baubook Online-Tool ECO2Soft.

Zur ökologischen Optimierung von Gebäuden stehen zwei Wege zur Verfügung:1. Minimierung des Flächenanteils von Konstruktionen mit ho-

hen OI3KON-Werten2. Vermeidung von Konstruktionen mit hohen ∆OI3- Werten

Die beiden folgenden Diagramme entstammen dem Statistik-blatt von ECOSOFT über die Berechnung des bereits vorgestell-ten Gebäudes.Die PVC-Fenster, erdberührten Außenwände und das Fundament weisen die deutlich schlechtesten absoluten OI3Kon- Werte der Gebäudekonstruktionen auf (erste Darstellung). Betrachtet man jedoch im darauf folgenden Diagramm die flächengewichteten

Berechnung mit gängiger Software

OI313

Mittelwerte der Konstruktionen für das Gebäude, so tragen Außenwand und Fundamentplatte am deutlichsten zum ökolo-gischen Gesamteinfluss des Gebäudes bei, während die Rolle der PVC-Fenster nur mehr unbedeutend ist. Der Grund dafür liegt am geringen Fensteranteil des Modellhauses.

OI314

Für den ökologischen Optimierungsprozess sind die Flächen-anteile also sehr wichtig. In einem ersten Schritt muss man be-sonders darauf achten, dass Konstruktionen mit hohen OI3Kon-Werten nur in kleinen Flächen Verwendung finden. Gängige Konstruktionen mit hohen OI3Kon-Werten sind Fenster, erdbe-rührte Außenwände, Fundamentplatten und Dächer.

Der nächste Schritt bei der Optimierung betrifft jene Konstrukti-onen, welche die höchsten Beiträge zu den Gesamt-OI3-Indika-toren des Gebäudes liefern. Dabei ist es erforderlich zu wissen, welche Schichten in der Konstruktion die höchsten Beiträge lie-fern. Diese Baustoffe bzw. Bauprodukte sollten entweder in ihrer Dicke optimiert oder gegen ökologisch günstigere Alternativen ausgetauscht werden.

Grundsätze bei der Baustoffwahl

Werden die folgenden Grundsätze im Rahmen der Baustoffwahl berücksichtigt, wird der Einfluss im Allgemeinen auf die Umwelt verringert und der OI3 optimiert:

• Baustoffe aus erneuerbaren bzw. nachwachsenden Roh-stoffen

• BaustoffeausRecyclingmaterial• MaterialienmitgeringemHerstellungsaufwand• KeineProduktemitgefährlichenInhaltsstoffen• KeineProduktemitSchadstoff-Emissionen• LanglebigeProdukte• Gutentsorgbare(verwertbare)Produkte

OI315

Erstellt von Bernhard Lipp, Maria Fellner und Tobias Waltjen mit Unterstützung der Arbeits- gruppe Ökoindex3 der Bundesländer, 2013

Alle in dieser Deklaration enthaltenen Angaben, Daten, Ergebnisse usw. wurden von den Autoren nach bestem Wissen erstellt. Dennoch sind inhaltliche Fehler nicht völlig auszu-schließen. Daher übernehmen die Autoren und das IBO keine Haftung für etwaige inhaltliche Unrichtigkeiten.

Version 7, 2013 © IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH

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Informationen und Anlaufstellen

I n f o r m a t i o n➪ IBO-Leitfaden für die Berechnung von Ökokennzahlen für Gebäude – www.ibo.at/de/oekokennzahlen.htm➪ Ökologisch Bauen – Wegweiser für kostenbewusste Bauleute Bezug: info@energieinstitut.at oder www.energieinstitut.at/?sID=3429➪ Datenbank mit ökologischen Bauprodukten – www.baubook.at

A n l a u f s t e l l e n➪ www.ibo.at – Bernhard Lipp, Wien➪ www.energiebewusst.at / Energieausweis – Reinhard Katzengruber, Kärnten➪ www.energieinsitut.at / Bauökologie-Baubiologie – Harald Gmeiner, Vorarlberg➪ www.energie-tirol.at/ Energieberatung – Peter Feichtinger, Tirol➪ www.salzburg.gv.at / Energieberatung – Franz Mair, Salzburg➪ www.donauuni.ac.at / Department Bauen und Umwelt – Bernhard Kram, NÖ