Studie „Mehrfamilienhaus Kleiner Wannsee“

Ziel der Studie war die Berechnung der Umweltwirkung des gebauten Gebäudes und der Vergleich mit einer typischen Standard-Konstruktionsweise, um das Potential der Holzbauweise zu ermitteln.

Projekt:Wohnen am Kleinen Wannsee, Mehrfamilienhaus, Berlin
Architekten:Roswag Architekten GvAmbH (www.zrs-berlin.de)
Baujahr:2015
Standort:Berlin
Gebäudetyp:Mehrfamilienhaus
Bruttogrundfläche (BGF): 1275 m²
Bruttorauminhalt (BRI): 4311 m³
Weitere Informationen:www.zrs-berlin.de/architektur/wohnen-am-kleinen-wannsee-berlin

Kurzbeschreibung:

Ziel der Studie war die Berechnung der Umweltwirkung des gebauten Gebäudes und der Vergleich mit einer typischen Standard-Konstruktionsweise, um das Potential der Holzbauweise zu ermitteln.

Einsatz von CAALA:

Vorgehen

Die von den Architekten bereitgestellten 2D Pläne (siehe Abbildung 1) wurden als PDF in SketchUp importiert und skaliert. Diese Pläne dienten als Grundlage für die Erstellung eines abstrahierten 3D Modells (siehe Abbildung 2). Die verschiedenen Bauteile werden in SketchUp als Flächen modelliert und bestimmten vordefinierten Layern zugeordnet. Damit werden im Hintergrund das thermische Modell für die Berechnung des Energiebedarfs und das Modell für die Berechnung der Ökobilanz von CAALA erstellt.

Grundrisse des Erdgeschosses
Abbildung 1: Grundrisse des Erdgeschosses
Abstrahiertes 3D Modell der Geometrie in SketchUp mit der Layerzuordnung für CAALA
Abbildung 2: Abstrahiertes 3D Modell der Geometrie in SketchUp mit der Layerzuordnung für CAALA

Die Eingabe der Informationen zu den Bauteilen erfolgt in CAALA. Die Basisinformationen wie Materialart und Schichtdicke wurden von den Architekten als PDF-Katalog bereitgestellt (siehe Abbildung 3).

Beispiel für die Angaben der Architekten zu Materialien und Bauteilaufbauten
Abbildung 3: Beispiel für die Angaben der Architekten zu Materialien und Bauteilaufbauten

Mit Hilfe dieser Informationen wurden die Bauteile im CAALA-Katalog angelegt und mit den relevanten ökologischen und bauphysikalischen Kennwerten verknüpft. Die Bauteile werden nach Eingabe in den CAALA Bauteilkatalog in der CAALA Benutzeroberfläche angezeigt (siehe Abbildung 4).

Eingabe der Decke in der CAALA Benutzeroberfläche
Abbildung 4: Eingabe der Decke in der CAALA Benutzeroberfläche

Neben den Materialien wurden die Randbedingung der Berechnung in CAALA in dem Bereich „Objektdaten“ festgelegt. Der Betrachtungszeitraum für die Ökobilanz (LCA) wurde auf 50 Jahre festgelegt, was dem Standard der deutschen Zertifizierungssysteme (DGNB, BNB, BNK) entspricht.

 

Bei der LCA wurden folgende Lebenszyklusmodule nach DIN EN 15978 betrachtet:

  • A1-A3: Herstellungsphase der Baustoffe
  • B4: Austausch von Baustoffen
  • C3+C4: Abfallbehandlung und Beseitigung der Baustoff
  • D: Potential für Wiederverwertung, Rückgewinnung und Recycling von Baustoffen

Des Weiteren wurde das Modul B6 – Energieverbrauch im Betrieb berücksichtigt. Da zum Stand der Studie die technische Gebäudeausrüstung (TGA) noch nicht vollständig in CAALA integriert war, wird hier der Fokus auf die Umweltwirkungen aus den Baumaterialien gelegt.

Als Vergleichskonstruktion wurde folgende Bauteilaufbauten gewählt:

  • Außenwände: 30cm Porenbetonsteine mit WDS aus 22cm EPS
  • Decken: Stahlbeton-Filigrandecken (20cm)
  • Dach: Stahlbeton-Fertigteil (20cm) mit XPS-Dämmung und Kiesschüttung

Alle anderen Bauteile blieben unverändert und wurden aus dem Projekt übernommen.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der LCA für das gesamte Gebäude sind in Abbildung 6 dargestellt. Eingebunden steht hierbei für die Summe der Module A1-A3, B4, C3+C4 und D. Betrieb stellt das Modul B6 dar. Da die TGA noch nicht vollständig integriert in CAALA war, beziehen sich die hier angegeben Werte auf die Beheizung mit einer Gasbrennwerttherme und berücksichtigen einem Strombedarf von 20 kWh/m²a, der aus dem Netz gedeckt wird.

Der Vergleich der Ergebnisse ist in Abbildung 5 dargestellt. Bei dem Indikatoren Eutrophierungspotential (EP) ist der Wert der Variante Roswag minimal höher. Der Einsatz an erneuerbarer Primärenergie (PERT) ist bei dieser Variante ca. dreimal so hoch wie in der Standardkonstruktion, was auf den hohen Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen zurückzuführen ist. Daher ist dieser Wert nicht negativ zu bewerten. Bei den Indikatoren Treibhausgasemissionen (GWP) und nicht-erneuerbare Primärenergie (PENRT) schneidet die Variante Roswag ca. 45% besser ab. Hier wird insbesondere das negative GWP der Holzbauteile deutlich. Die Werte für den Indikator Ozonabbaupotential (ODP) sind bei der Variante Roswag negativ, was durch die Gutschriften im Modul D zu Stande kommt. Hier wurde aus der ökobau.dat das Standardszenario „thermische Verwertung“ gewählt. Bei den Indikatoren Photochemisches Ozonbildungspotential (POCP) und Versauerungspotential (AP) verursacht die Variante Roswag 29% bzw. 17% weniger Emissionen.

Gegenüberstellung der Ergebnisse der verwendeten Variante (Roswag) und der Standardkonstruktion
Abbildung 5: Gegenüberstellung der Ergebnisse der verwendeten Variante (Roswag) und der Standardkonstruktion

Fazit

Diese Vergleichsstudie zeigt deutlich das ökologische Potential von Konstruktionen aus nachwachsenden Rohstoffen. In diesem Fall wurde die Tiefgarage mit Stahlbetondecken und -wänden in die Studie integriert. Würde nur das Gebäude selbst betrachtet werden, wären die Unterschiede in den Ergebnissen noch ausgeprägter.

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