Nachhaltigere Technik zum Vorteil der Gebäude planen

Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Angesichts einer weltweiten Rohstoff-Verknappung, Abfall-, Klima- und Umweltbelastung werden die Themen Ressourcenschonung, das nachhaltige und klimagerechte Planen und Bauen immer wichtiger.
■ Auch bei der TGA lassen sich mit einer optimierten Dimensionierung, Leitungsführung und Materialwahl erhebliche Einsparungen und Verbesserungen der Ökobilanz erzielen.
■ Für präzise, vergleichbare Nachhaltigkeitsberechnungen sind allerdings einheitliche Rechenverfahren und präzise produktspezifische Umweltproduktdaten erforderlich.
■ Wichtig ist auch eine frühzeitige Einbeziehung von TGA-Gewerken schon während der Grundlagenermittlung und Vorplanung und eine BIM-orientierte Planung, die transparente Variantenbewertungen und Planungsentscheidungen ermöglicht.

iStock Andrey Popov, Graphisoft

PCF, LCA, EPD, DPP, DoP – wer sich als TGA-Planer oder SHK-Installateur an nachhaltigen Projekten beteiligen will, kommt an diesen Abkürzungen nicht vorbei. Was bedeuten sie und welche Auswirkungen haben sie künftig auf die Planung und Ausführung?

Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte spielen bei der Planung der Technischen Gebäudeausrüstung bislang nur eine untergeordnete Rolle. So werden die Umweltauswirkungen gebäudetechnischer Anlagen bei Ökobilanzierungen und Lebenszyklusanalysen von Gebäuden meist nur überschlägig berücksichtigt. Das muss sich ändern, denn das umwelt- und ressourcenschonende Bauen wird die wichtigste Herausforderung der nächsten Jahre. Deshalb müssen zusätzlich zu ästhetischen, technischen oder ökonomischen Faktoren künftig auch Energie- und Rohstoffverbräuche, Emissionseinträge und andere Umweltbelastungen während der gesamten Gebäude-Lebensdauer berücksichtigt, Baumaterialien, Produkte und Bauweisen analysiert und bei der Planung entsprechend ausgewählt werden.

Xeometric

Vorteile nachhaltiger Gebäude

Bauherren und Investoren orientieren sich zunehmend auch an der Öko- und Klimabilanz der Objekte. Nachhaltige Gebäude sind werthaltiger, haben niedrigere Betriebs- und Unterhaltskosten und erzielen höhere Marktwerte. Auch Förderprogramme des Bundes verlangen häufig eine Nachhaltigkeitsbewertung.

Zudem gewinnt die anlagentechnische Ausstattung bei der Ökobilanzierung oder Zertifizierung von Gebäuden immer mehr an Gewicht: Bauprojekte werden immer energieeffizienter und haben dadurch in der Nutzungsphase weniger CO₂-Emissionen, während der Anteil der Emissionen aus der Produktions- und Bauphase, inklusive der TGA, in der Relation zunimmt.

Eine systematische, qualitative und quantitative Erfassung der Umweltauswirkungen von Bauprojekten erfüllt nicht nur Anforderungen des Gesetzgebers und des Marktes. Planern liefert sie außerdem eine wichtige Entscheidungsgrundlage, Bauprodukthersteller können kritische Umweltfaktoren, wie CO₂-Emissionen, Wasserverbrauch oder Materialeinsatz quantifizieren und Einsparpotentiale im eigenen Unternehmen oder in der Produktions- und Lieferkette identifizieren.

DGNB

Rechtliche Rahmenbedingungen

Den rechtlichen Rahmen einer ökologischen Bauteilbewertung bilden derzeit mehrere, in den einzelnen EU-Ländern noch nicht vollständig umgesetzte Richtlinien und Verordnungen. Im Zentrum steht der „European Green Deal“. Mit diesem Maßnahmenpaket will die Europäische Union bis 2050 klimaneutral werden und die europäische Wirtschaft zu einer modernen, nachhaltigen, ressourcen- und energieeffizienten Wirtschaft transformieren – insbesondere auch den energie- und ressourcenintensiven Bausektor.

Ein wichtiger Baustein dabei ist die EU-Taxonomie (Taxonomie-Verordnung), mit der wirtschaftliche Aktivitäten – und damit auch Bauaktivitäten – hinsichtlich ihrer ökologischen Nachhaltigkeit von Bauherren oder Investoren einheitlich bewertet werden können. Die EU-Verordnung für das Ökodesign nachhaltiger Produkte (Ecodesign for Sustainable Products Regulation, ESPR) ist ein zentrales Instrument, um Produkte und Produktionsprozesse auf eine Kreislaufwirtschaft vorzubereiten, die Rohstoffe und Produkte durch zirkuläres Wirtschaften intensiver nutzt, Abfälle minimiert und Ressourcen schont. In der 2025 novellierten Bauproduktenverordnung (BauPVO), die EU-Anforderungen an Bauprodukte in der sogenannten Leistungserklärung (Declaration of Performance, DoP) einheitlich definiert, werden ebenfalls Umwelt- und Nachhaltigkeitsanforderungen verstärkt berücksichtigt.

Auxalia

Vom CO₂-Fußabdruck …

Für die Bewertung der Nachhaltigkeit und den Umweltauswirkungen von (Bau-)Produkten, Verfahren oder Dienstleistungen stehen verschiedene Instrumente und Standards zur Verfügung – vom CO₂-Fußabdruck (Product Carbon Footprint, PCF), über die Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) und Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD), bis hin zum Digitalen Produktpass (Digital Product Passport, DPP).

Der CO₂-Fußabdruck beschreibt die Treibhausgasemissionen eines Produkts, vom Rohstoff bis zum Werkstor (Cradle to Gate), über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, bis zur Entsorgung (Cradle to Grave), respektive dessen Wiederverwendung oder -verwertung (Cradle to Cradle). Er fokussiert sich dabei ausschließlich auf das Treibhauspotenzial.

Dagegen berücksichtigt die Lebenszyklusanalyse, auch Ökobilanzierung genannt, alle wesentlichen Umweltauswirkungen, wie Treibhausgasemissionen, Energieverbräuche oder die Ressourcennutzung, während der gesamten Gebäude- und Produktlebensdauer. Dazu gehören gemäß DIN EN 15978 die Herstellungsphase (Rohstoffbeschaffung, Transport und Produktion, A1-A3), die Errichtungsphase (Transport, Errichtung/Einbau, A4-A5), die Nutzungsphase (Nutzung, Instandhaltung, Reparatur, Austausch, Modernisierung, Energie- und Wasserverbrauch im Betrieb, B1-B7) sowie die Entsorgungsphase (Rückbau/Abriss, Transport, Abfallbehandlung und -beseitigung, C1-C4). Separat betrachtet wird das Potenzial zur Wiederverwertung, Rückgewinnung und Recycling (D).

Wilo

Die Datengrundlage für die Berechnung der Ökobilanz oder des Energieverbrauchs von Gebäuden bilden Angaben in den Umwelt-Produktdeklarationen (EPD) der verwendeten Produkte oder Materialien. Das ermöglicht in der Planungsphase Variantenvergleiche und Bewertungen der ökologischen Qualität, beispielsweise im Rahmen von Bewertungssystemen für nachhaltiges Bauen (BNB, DGNB).

Die für die Berechnung notwendigen EPD-Kenndaten werden im Idealfall von den Bauproduktherstellern zur Verfügung gestellt. Da in der Praxis aber noch relativ wenige produktspezifische EPDs zur Verfügung stehen, werden meist generische EPD-Datensätze für einzelne Baustoffe, zum Beispiel Beton, Kupfer oder Edelstahl etc. aus unterschiedlichen Datenbanken verwendet. EPDs werden in drei Deklarationstypen eingeteilt, wobei nur der Typ III auf einer Lebenszyklusanalyse basiert und den Anforderungen der ISO 14025 [1], EN 15804 [4] und ISO 21930 [6] entspricht.

BMUKN, BMU

… bis zum Digitalen Produktpass

Einen Schritt weiter in Richtung einer Produktdaten-Digitalisierung geht der Digitale Produktpass (DPP), der ab 2027 schrittweise unter anderem auch für Bauprodukte und Geräte eingeführt werden soll, zum Beispiel Dämmstoffe, Heizungen, Lüftungsanlagen, Klimageräte oder Beleuchtungssysteme. Er ist ein zentraler Bestandteil der EU-Verordnung für das Ökodesign nachhaltiger Produkte (ESPR) und enthält neben EPD-Daten weitere Produktinformationen zur Herkunft, Herstellung, Nutzung, Sicherheit, Reparierbarkeit oder Entsorgung.

Über ein digitales Produktlabel (QR-Code, NFC-Chip, FID-Tag etc.) können Produkte identifiziert und per Weblink zusätzliche digitale Produktdaten abgerufen werden, die auch maschinenlesbar sind und damit in Softwaresystemen weiterverarbeitet werden können. Werden die Produktdaten mit einem BIM-Gebäudemodell verknüpft, lassen sich künftig Gebäuderessourcenpässe weitgehend automatisiert generieren, Bauwerke präziser berechnen, hinsichtlich ihrer Umweltfolgen exakter einschätzen, Entwurfsvarianten einfacher vergleichen oder Rohstoff- und Materialverbräuche optimieren.

MagiCAD Group

Werkzeuge für die Ökobilanzierung

Zahlreiche in CAD-, BIM- oder GEG-Programme integrierte Module, separate Software-Lösungen oder Online-Rechner bieten inzwischen eine digitale Unterstützung bei der Ökobilanzierung, der Bewertung von Umweltauswirkungen von Bauprojekten oder dem Vergleich von Varianten. Dabei werden auf der Grundlage von 2D-, 3D- oder BIM-Gebäudedaten, Ökobilanzierungsdaten, Herstellerdaten oder eigenen Datenbanken unterschiedliche Umweltwirkungen für Wohngebäude und / oder Nichtwohngebäude berechnet. Dazu gehören insbesondere das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) und der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf (Primary Energy Non-Renewable Total, PENRT).

Berücksichtigt werden dabei sämtliche oder ausgewählte Lebenszyklusphasen und unterschiedliche Rechenmethoden, z. B. DGNB, BNB, QNG, BREEAM etc. Bei der Berechnung ordnet der Anwender Schritt für Schritt zunächst im importierten oder mit einem integrierten Editor erstellten Gebäudemodell die Schichtaufbauten zu, definiert die Anlagentechnik und weist diese den passenden Datenbankeinträgen mit der Anzahl/Menge und Nutzungsdauer zu. Das Programm berechnet daraufhin das Treibhausgaspotenzial und den Aufwand an nicht erneuerbarer Primärenergie. Die Software berücksichtigt dabei die gesamte Ökobilanz für die definierte Nutzungsphase, inklusive Herstellung, Austausch, Nutzung, Entsorgung und Recycling der Materialien.

Aufgrund der unterschiedlichen Ansätze und Rechenmethoden können die Ergebnisse der einzelnen LCA-Programme allerdings voneinander abweichen. Vergleiche sind deshalb nur innerhalb einer Software möglich. Je früher eine Ökobilanzierung stattfindet, desto effektiver können die Umwelt-Auswirkungen des späteren Gebäudes reduziert werden. Auch für die Beantragung des Qualitätssiegels Nachhaltiges Gebäude (QNG) und den damit verbundenen höheren Fördersätzen wird eine Ökobilanzierung gemäß DGNB oder QNG vorausgesetzt. Beispiele für Ökobilanzierungsprogramme sind CAALA, das EVEBI-Modul Ökobilanz, ECO-CAD, LEGEP, Madaster, One-Click LCA oder ZUB Helena Ökobilanz.

Allplan Deutschland

Ökobilanzierung in der TGA

Die Umweltwirkung von Gebäuden wird im Kontext von Ökobilanzen einerseits in den materialgebundenen Aufwand für die Herstellung von Baustoffen, Bauprodukten und anlagentechnischen Komponenten, deren Wartung und Entsorgung, andererseits in den nutzungsbedingten Energieaufwand für Beheizung, Warmwasserbereitung, Gebäudekonditionierung, Beleuchtung etc. unterschieden.

Neben einem energiesparenden Gebäudebetrieb haben auch ein Verzicht, eine Minimierung und eine umweltbewusste Auswahl von Materialien und TGA-Produkten einen großen Einfluss auf die Ökobilanz von Gebäuden. Mit einer optimierten Dimensionierung, Leitungsführung und Materialwahl – etwa von Leitungsmaterialien oder Dämmstoffen – lassen sich erhebliche Einsparungen und Verbesserungen der Ökobilanz erzielen. Dabei spielt nicht nur die Herstellung der Bauprodukte, sondern auch deren Langlebigkeit, Rückbau-, Recycling- und Wiederverwendungsfähigkeit eine entscheidende Rolle.

Hottgenroth

Auch durch die Wahl der Kältemittel für Klima- und Kälteanlagen sowie Wärmepumpen kann eine umweltbewusste TGA-Planung die Ökobilanzierung verbessern. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist neben einer frühzeitigen Einbeziehung von TGA-Gewerken auch eine Umweltbewertung schon während der Grundlagenermittlung und Vorplanung. In dieser Phase werden wichtige Entscheidungen getroffen, die sowohl die Gebäudetechnik als auch die Ökobilanz maßgeblich beeinflussen und eine ökologisch und energetisch optimierte Planung anhand von Variantenvergleichen ermöglichen.

BIM kann dabei die ökologischen Auswirkungen von Planungsentscheidungen transparent machen. Die modellorientierte Planungsmethode automatisiert die Berechnung von Ökobilanzen, vereinfacht Variantenerstellung und Bewertung verschiedener Materialien, Bauweisen oder Sanierungsoptionen und bildet eine verlässliche Datengrundlage für Nachweise und Dokumentationen.

Für eine präzise Nachhaltigkeitsbetrachtung der Gebäudetechnik fehlt es allerdings noch an produktspezifischen Umweltproduktdaten. Datenbanken, wie Ökobaudat, Wecobis oder IBU enthalten zwar auch Umweltdaten konkreter TGA-Produkte, die aber nur einen kleinen Teil des Marktangebots berücksichtigen. Die Datenbankinhalte beschränken sich auf große, namhafte Hersteller und auf ausgewählte Produkte. Das liegt unter anderem daran, dass die EPD-Erstellung (und -Pflege) aufwendig und kostenintensiv ist, Know-how, Personalressourcen und eine Zertifizierung erfordert.

Hottgenroth

Ökobilanzierung wird Teil der Planung

Vor dem Hintergrund steigender Umweltbelastungen und eines mit rund 40 bis 50 % sehr hohen Anteils des Gebäudesektors an den globalen CO₂-Emissionen, des Rohstofferbrauchs oder des Abfallaufkommens (die Quote bezieht sich auf den gesamten Lebenszyklus) darf der Fokus bei der Gebäudeplanung und Ausführung nicht mehr ausschließlich auf ästhetischen, technischen oder ökonomischen Faktoren liegen.

Institut Bauen und Umwelt, IBU

Doch so wichtig und zukunftsweisend eine Ökobilanzierung in der (TGA-)Planung auch ist – in der Praxis müssen auch qualitative Aspekte von Gebäuden, wie Komfort, Behaglichkeit, Raumluftqualität oder Schallschutz berücksichtigt und in Planungsentscheidungen einbezogen werden. Die Aufgabe von TGA-Planern wird künftig deshalb darin bestehen, Umweltwirkungen mit allen anderen Aspekten in Einklang zu bringen und dabei projektspezifische Einflussfaktoren ebenso zu berücksichtigen, inklusive der individuellen Anforderungen der Nutzer und der Nutzung. Marian Behaneck

ZVEI

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