Lebens- und Nutzungsdauer von Bauteilen...2016/11/09 · von Bauteilen Ganzheitliche Perspektive im...

Lebens- und Nutzungsdauer

von BauteilenGanzheitliche Perspektive im Lebenszyklus von Gebäudenals Leitgedanke des Nachhaltigen Bauens

1Merten Welsch Lebens- und Nutzungsdauer von Bauteilen

Merten WelschDipl.-Ing. Architektur, Geschäftsstelle Nachhaltiges Bauen im Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung

Kurzvortrag im Rahmen der 18. Sachverständigentage für das Fliesenlegerhandwerkam 9. November 2016 in Fulda

Tätigkeitsbereiche

Forschung

Mitentwicklung und Weiterentwicklung des BNB

Durchführung von Forschungsprojekten zum Nachhaltigen Bauen (z.B. BNB-

Curriculum, BNB für Außenanlagen, BNB in Planungswettbewerben)

Eigenforschungen (z. B. Lebenszyklusanalysen, Nutzungsdauern)

Praxis

Gebäudebewertungen im Rahmen der Pilotphasen

Nachhaltigkeitskoordinierung bei Bundesbaumaßnahmen

Sachverständiger / Preisrichter bei Planungswettbewerben

BNB-Konformitätsprüfungen zu Zertifizierungen von Bundesbauprojekten


BNB-Konformitätsprüfungen zu Zertifizierungen von Bundesbauprojekten

Wissenstransfer

Leitung der BNB-Lehrgänge für Mitarbeiter der Bundesbauverwaltungen

Schulungen / Lehraufträge (Architekten- und Ingenieurkammern, Universitäten)

Pflege Informationsportal Nachhaltiges Bauen des BMUB

AusgangslageBaustoffe und Bauteile

Für ein gutes Essen braucht man gute Zutaten…Für ein gutes Gebäude braucht man gute Baumaterialien …


Wann ist ein Baumaterial / Bauteil „gut“ ?

AusgangslageWelche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten?Beispiel Fliesen

Umwelt

global

lokal

Bauteil(Fliese)

lokal

Kosten

Herstellung

Lebenszyklus


Mensch

Gesundheit

Komfort /Behaglichkeit

Grundlagen der Nachhaltigkeit- Ausgangslage- Strategie- Neue Qualitätsanforderungen im Bundesbau

Gliederung

Kurzvorstellung des Planungsinstruments BNB- Anwendungsmöglichkeiten- Gliederung- Systemgrenzen- Aspekte bzgl. Materialwahl- Arbeitshilfen

Praxisbeispiele des nachhaltigen Bauens


Praxisbeispiele des nachhaltigen Bauens- Bundesministerium für Bildung und Forschung Berlin- Umweltbundesamt Marienfelde Berlin; Umweltbundesamt Dessau- Bundesverfassungsgericht Karlsruhe- Haus der Zukunft Berlin

AusgangslageKlimawandel


Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) www.ipcc.de

Ziele nachhaltiger Entwicklung der Vereinten Nationen (Agenda 2030)Nachhaltigkeitsstrategie für Deutschland (Maßnahmenprogramm Nachhaltigkeit)

2012 2016


Nachhaltigkeitsstrategie der BundesregierungRelevanz Bausektor

ca. 40% des Energieverbrauchs entfällt auf

Heizwärme im BausektorHeizwärme im Bausektor

ca. 50% der Ressourceninanspruchnahmen entfallen

auf Bausektor


ca. 60% der Abfälle entfallen auf den Bausektor

► Entwicklung des energieeffizienten Bauens in Deutschlandam Beispiel von Wohngebäuden

► Entwicklung des nachhaltigen Bauens des Bundes für Nichtwohngeb.

Nachhaltigkeitsstrategie der BundesregierungEntwicklung des energieeffizienten und nachhaltigen Bauens

WSVO 1977

WSVO 1984

WSVO 1995

Quelle

:P

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G.H

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TU

M,

2013

LFNB 2001

DGNB 2008

BNB 2011

BNB 2015

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WSVO 1995

EnEV 2002 / 07EnEV 2009

EnEV 2014 / 16Forschung(Demo-Projekte)

Quelle

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G.H

auser,

TU

M,

2013

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Nachhaltigkeitsstrategie der BundesregierungMeilensteine des nachhaltigen Bauens


Grundsätzliche Anforderung

Der „Leitfaden Nachhaltiges Bauen“ und die Arbeitshilfe „Nachhaltig geplante

Außenanlagen auf Bundesliegenschaften“ sind bei allen Bundesbaumaßnahmen im

Nachhaltigkeitskonzept im Bundesbau:neue Erlasslage zur Umsetzung des Leitfadens / BNB

Grundsatz anzuwenden.

Mindestanforderung „BNB-Silber“ für zivile Baumaßnahmen

Büro-und Verwaltungsgebäude - Neubau ( > 2 Mio €)

Büro-und Verwaltungsgebäude - Komplettmodernisierungen ( > 2 Mio €)

Unterrichtsgebäude – Neubau ( > 2 Mio €)

Laborgebäude – Neubau ( > 2 Mio €)


Außenanlagen – Neuanlage ( > 250 T€)

Mindestanforderung „sinngemäße Anwendung des BNB“ für

alle sonstigen Baumaßnahmen (zivil)

Nachhaltigkeitskonzept im Bundesbau:neue Erlasslage zur Umsetzung des Leitfadens / BNB

100 %

95 1,0

Erfüllungsgrad Note Zertifikat

95 %

90 %

80 %

75 %

70 %

65 %

60 %

1,5

2,0

1,0Gold

Silber

Bronze


55 %

50 % 3,0

Bronze

Quelle: BMVBS; Ref. B13

BNB ist neuer Qualitätsstandard im Bundesbau !


Gliederung





Reduktion negativer Einflüsse vonBaustoffen und Baukonstruktionen

Leitbild im Lebenszyklus

Neubau / Bestand ?

Baustoffe und BauteileLeitbild

auf Gesundheit und Umwelt !

Konstruktionen ?

Bauteile / Schichten ?


Baustoffe ?

Inhaltsstoffe ?

Abwägung von Neubaubedarf und Bestandsnutzung

Vermeidung von gesundheits- oder umweltgefährdenden Produkten

Einzelaspektes des Leitbildes

Baustoffe und BauteileLeitbild

Vermeidung von gesundheits- oder umweltgefährdenden Produkten

Vermeidung von Produkten, die bei Einbau oder Nutzung Schadstoffe abgeben

Vermeidung von Materialien, die als gefährliche Abfälle zu entsorgen sind

Umsetzung von einfachen Konstruktionen mit geringer Materialvielfalt

Umsetzung flexibler / anpassbarer Gebäudekonzepte

Verwendung von Materialien, die mit geringem Aufwand hergestellt werden


Verwendung von Materialien, die mit geringem Aufwand hergestellt werden

Verwendung von recyclierten und recycelbaren Baustoffen

Verwendung von erneuerbaren Rohstoffen

Verwendung von langlebigen Produkten

Verwendung regionaler Produkte

Schutz der Umwelt

Schutz der natürlichenRessourcen

Senkung derLebenszykluskosten

Erhalt ökonomischer Werte

Gesundheit / Behaglichkeitmenschengerechtes UmfeldErhaltung sozialer undkultureller Werte

Schutzziele:

BNBHauptkriteriengruppen

Soziokulturelle und

funktionale Qualität

Ökonomische

Qualität

Ökologische

Qualität


funktionale QualitätQualitätQualität

Technische Qualität

Prozessqualität

Standortmerkmale

Gleichgewicht /ganzheitlicher Ansatz im Lebenszyklus

BNBGanzheitliche Betrachtung


ProzessQualität

Sozkult./ funkt.Qualität

TechnischeQualität

ÖkologischeQualität

ÖkonomischeQualität

Ökobilanz

Schadstoffe

Kosten (LCC)

Flächeneffizienz

Therm. Komfort

Gesundheit (VOC)

Schallschutz

Wärmeschutz

Vorbereitung

Integrale Planung

BNBKriterien

Tropenholz

Energie

Wasser

Flächen

Anpassung Akustik

Licht

Nutzereinfluss

Aufenthaltsqualität

Sicherheit

Barrierefreiheit

Zugänglichkeit

Reinigung

Rückbau

Komplexität

AVA

Bewirtschaftung

Baustelle

Bauausführung

Inbetriebnahme

Naturgefahren

TGA


Zugänglichkeit

Mobilität

Kunst am Bau

Wettbewerb

Welche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten?Beispiel Fliesen

Umwelt

global

lokal

Bauteil(Fliese)

lokal

Kosten

Herstellung

Lebenszyklus


Mensch

Gesundheit


LebenszykluskostenBeeinflussbarkeit im Lebenszyklus


1. einmalige Kosten für Herstellung ermitteln

2. nachgewiesene Kosten für Zusatzmaßnahmen bzgl. Sonderbedingungen ggf. subtrahieren

3. jährliche Kosten für Inspektion + Wartung ableiten mit %-Satz der Herstellkosten

LebenszykluskostenBearbeitungsschritte nach BNB

3. jährliche Kosten für Inspektion + Wartung ableiten mit %-Satz der Herstellkosten

4. jährliche Kosten für Instandsetzung ableiten mit %-Satz der Herstellkosten

5. zyklische Kosten für Erneuerung / Austausch ableiten aus Bauteil-Nutzungsdauern

6. jährliche Reinigungskosten ermitteln

7. jährliche Energiekosten ableiten aus Nachweis DIN 18599

8. jährliche Wasser- und Abwasserkosten ableiten aus Nachweis BNB_1.2.3


9. jährliche Preissteigerung (2 bzw. 5%) für Folgekosten berücksichtigen

10. Folgekosten zu Gegenwartswerten (Barwerten) diskontieren (1,5%)

11. Barwerte mit Herstellkosten zu Gesamt-Barwert addieren

12. Gesamt-Barwert auf Bezugsgröße (BGF) beziehen

Da sich die Lebenszykluskostenberechnung im BNB-System per Konventionauf den Betrachtungszeitraum der ersten 50 Jahre bezieht, müssenentsprechende Austauschzyklen der Bauteile beachtet werden.

LebenszykluskostenErläuterung zur Barwertmethode nach BNB

Betrachtungszeitraum Flächennutzung / Grundstück

Lebenszyklus GebäudeLebenszyklus Gebäude

LZ Bauteil LZ Bauteil LZ Bauteil optimierte Anpassung derBauteillebensdauer an den


Austausch

LZ Bauteil LZ Bauteil

Austausch

Austausch

Bauteillebensdauer an denBetrachtungszeitraum durchBauteilauswahl bzw.planerische Maßnahmen zurVerlängerung der Lebensdauer

BBSR-Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen“:Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNBwww.nachhaltigesbauen.de


CodeNr.

KG - 2. Ebene KG - 3. Ebene Bauteil / Material a Ersatzin 50a

BBSR-Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen“:Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNBwww.nachhaltigesbauen.de

340Innenwände

345Innenwandbekleidungen

Bekleidung

345.311

Bekleidungen: Holz, Holzwerkstoff undMehrschichtleichtbauplatten, Aluminium,Stahl, Kupfer, Zink, Naturstein, Kunststein,keramische Fliesen und Platten,Feinsteinzeug, Steinzeug, Steingut undSpaltplatten, Glasmosaik

≥ 50 0


350 Decken 352 Deckenbeläge

352.411

keramische Fliesen und Platten:Feinsteinzeug, Steinzeug, Steingut,Spaltplatten, Glasmosaik

≥ 50 0

BBSR-Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen“:Basisdaten für Lebenszyklusberechnungen im BNBErläuterungen zur BBSR-Tabelle Nutzungsdauern von Bauteilen

Zielstellung und Verwendungszweck

- Die Angaben aus der BBSR-TabelleNutzungsdauern werden benötigt für dieBerechnung von Lebenszykluskosten (LCC)und Ökobilanzen (LCA) von Gebäuden imRahmen der Anwendung des BNB-Systemsbei Bundesbauprojekten.

- Im BNB-System für Büro- undVerwaltungsgebäude ist die Tabelle lediglichfür jene Bauteile relevant, derenNutzungsdauer kleiner als derBetrachtungszeitraum von 50 Jahren ist.


Betrachtungszeitraum von 50 Jahren ist.

- Da die Nutzungsdauern u.a. aufErfahrungswerten und nicht auf messbarenPrüfungen beruhen, können aus den Angabenkeine verbindlichen Aussagen(Gewährleistungen, Bauverträge, Gutachtenetc.) abgeleitet werden.

0 Jahre: 0 %1 Jahr: 2 %5 Jahre: 12 %10 Jahre: 23 %15 Jahre: 33 %20 Jahre: 41 %25 Jahre: 48 %30 Jahre: 62 %35 Jahre: 67 %40 Jahre: 71 %45 Jahre: 74 %50 Jahre: 78 %80 Jahre: 91 %100 Jahre: 96 %

► Relevanz der Folgekosten in Abhängigkeit vom Betrachtungszeitraum

Legende

Herstellungskosten KG 300

LebenszykluskostenBetrachtungszeitraum im BNB

0 Jahre: 0 %1 Jahr: 2 %5 Jahre: 12 %10 Jahre: 23 %15 Jahre: 33 %20 Jahre: 41 %25 Jahre: 48 %30 Jahre: 62 %35 Jahre: 67 %40 Jahre: 71 %45 Jahre: 74 %50 Jahre: 78 %80 Jahre: 91 %100 Jahre: 96 %

0 Jahre: 0 % 1 Jahr: 2 % 5 Jahre: 12 %

10 Jahre: 23 % 15 Jahre: 33 % 25 Jahre: 48 %



Barwert unregelmäßig Ersatzinvestitionen KG 300

Barwert unregelmäßig Ersatzinvestitionen KG 400

Barwert regelmäßig Inspektion und Wartung KG 300

Barwert regelmäßig Inspektion und Wartung KG 400

Barwert regelmäßig Instandhaltung KG 300






Barwert regelmäßig Reinigung

Barwert regelmäßig Energie

Barwert regelmäßig Wasser

2016 2066 ?1991 2041 ?1966

LebenszykluskostenErläuterung zur Barwertmethode nach BNBWie sieht das in Zukunft einzubauende Bauteil aus?


Ergebnis: Lebenszykluskosten eines Gebäudes

LebenszykluskostenErmittlung, Analyse und ggf. Optimierung der Lebenszykluskosten

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Umwelt-ProduktdeklarationBeispiel Keramische Fliesen und Plattenwww.ibu-epd.com


Quelle

:IB

U

ÖKOBAUDATWebbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfewww.ökobaudat.de

Daten zu Umweltwirkungen von Steinzeugfliesen glasiert / unglasiert


eLCA: Online-Tool zur Ökobilanzierung des BBSR(seit 2014)www.bauteileditor.de


Bauteileditor



Ergebnisdarstellung

Merkmale

Online-Tool für Ökobilanzierung auf Gebäudeebene

Einfache Bedienung


Einfache Bedienung

Open Source

Baustoffe über den Lebenszyklus verknüpft

Nutzungsdauern sind als Vorschlagswert hinterlegt

Bauteile gemäß DIN 276 Struktur (Kostengruppen)

Eingabekontrolle über dynamische Bauteilgrafik


Eingabekontrolle über dynamische Bauteilgrafik

ÖKOBAUDAT Versionen 2009 / 2011 / 2013 gem. DIN EN 15804

Auswertungen / Benchmarks hinterlegt

Schnittstellen integriert

Qualitätsgesicherte Beispiel-Bauteile in Bauteilbibliothek

Welche Nachhaltigkeitsaspekte sind bei der Materialwahl zu beachten?Beispiel Fliesen

Umwelt

global

lokal

Bauteil(Fliese)

lokal

Kosten

Herstellung

Lebenszyklus


Mensch

Gesundheit


WECOBISWebbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfewww.wecobis.de


Keramik-Fliesen und -Platten

HerstellungIm Brennvorgang wird heute vorwiegend Erdgas statt der früherüblichen Kohle eingesetzt. … Der Energiebedarf für dieProduktion einer Tonne Wand- und Bodenfliesen hat sich von

WECOBISWebbasiertes Baustoff Informationssystem mit BNB-Anwendungshilfewww.wecobis.de

Produktion einer Tonne Wand- und Bodenfliesen hat sich von1980 auf 2003 um 47 % verringert (CERAME-UNIE 2012).

VerarbeitungBzgl. REACH: Keramische Fliesen werden als Erzeugniseingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatterforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen.Bzgl. GISBAU: Das Gefahrstoff-Informationssystem derBerufsgenossenschaft BAU (GISBAU) enthält keine GISCODE-Einstufung für Keramische Fliesen.Emissionen: Aus handelsüblichen Fliesen emittieren - mitAusnahme von Staub (siehe Rubrik „AGW“) - auch bei der


Ausnahme von Staub (siehe Rubrik „AGW“) - auch bei derBearbeitung keine gesundheitsgefährdenden Substanzen.

NutzungBzgl. Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum:Aufgrund der Abwesenheit flüchtiger Stoffe verhalten sich Fliesenunproblematisch hinsichtlich Emissionen von Schadstoffen inden Innenraum.

Quelle

:WE

CO

BIS

Auswahl der oberflächenrelevanten Produkte imInnenbereich mit dem Ziel einer optimalenRaumlufthygiene beispielsweise durch:

BNB-Kriterium 3.1.3Beispiel Material- und Innenraumhygienekonzept

- Verwendung von formaldehydarmen oderformaldehydfreien Produkten aus Holz/Holzwerkstoffen

- Verwendung von emissionsarmenBodenbelägen

- Minimierung des VOC-Anteils in Farben,Lacken, Voranstrichen, Klebstoffen etc.


Lacken, Voranstrichen, Klebstoffen etc.

- Vermeidung von Bioziden in der Funktion alsfungizide Wirkstoffe in Klebern etc.

- …


Gliederung





Hauptzollamt Hamburg – Neubau (zertifiziert „Silber“)

BMBF Berlin – Neubau ÖPP (zertifiziert „Gold“)

BMAS – Neubau

Praxisbeispieleaktuelle Projekte mit BNB-Anwendung (Auswahl)

BMAS – Neubau

BMVg – Neubau Stabsgebäude BER

UN Campus Bonn – Neubau

BMJ Bonn – Neubau

BfS Salzgitter – Erweiterungsneubau

UBA Dessau - Erweiterungsneubau


UBA Berlin-Bismarckplatz – Modernisierung

UBA Berlin-Marienfelde – Neubau (zertifiziert „Gold“)

BMBF – Haus der Zukunft, Berlin

Bundesverfassungsger. Karlsruhe (zertifiziert „Silber“)

…

Architekt C. Pelzeter, Heinle, Wischer und Partner, BerlinBauunternehmen: BAMArbeitsplätze für ca. 1.000 MitarbeiterGesamtbaukosten ca. 116 Mio. €BGF ca. 58.000 m²Erstellungskosten (KG 300-400) ca. 1.150 €/m“Vertragsabschluss August 2011

Beispiel Bundesministerium für Bildung und Forschung, BerlinBNB-Zertifizierung in GoldÖPP-Maßnahme

Vertragsabschluss August 2011Fertigstellung August 2014Vertragslaufzeit 30 JahreBNB-Zertifizierung Gold (86,2%)Unterschreitung EnEV 2009 ca. 70%Schadstoffvermeidung höchste BNB-QualitätsstufeBarrierefreiheit höchste BNB-Qualitätsstufe


geprüfteAngebote

FreigabeantragFirmen

ggf. Anpassung

Ausschreibung

Beispiel Bundesministerium für Bildung und Forschung, BerlinQualitätssicherung zu Materialanforderungen

Angebote Firmen

Antrag =Angebot / LV

Kontrolle vor OrtBNB-Koordinator /

Bauleitung

PrüfungAlternativprodukt

durchBNB-Koordinator /Material-Experte

PrüfungFachplaner

bzgl. technischerAnforderungen

OK

NEIN

RISIKO !ggf.

PrüfungAusbau


Bauleitung

Produkt =Freigabestatus

Bewertung undLösungsvorschlag

durchBNB-Koordinator /Material-Experte

Entscheidungs-vorlagefür AG

OK

NEINEinbau

OK

Ausbau

Messung

Beispiel Umweltbundesamt Berlin-Marienfelde („Haus 2019“)BNB-Zertifizierung in Gold


Beispiel Erweiterungsbau UBA Dessau -BNB-Zertifizierung in Gold (geplant)


Quelle: Anderhalten Architekten

Beispiel Bundesverfassungsgericht KarlsruheBNB-Zertifizierung in Silber - „Komplettmodernisierung im Bestand“


BeispielBMBF – Haus der Zukunft, Berlin

Beispiel „Haus der Zukunft“ des BMBF, BerlinBNB-Zertifizierung in Gold nach „sinngemäßer Anwendung“ (geplant)


Quelle: BImA

www.nachhaltigesbauen.de

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