Construction of a wooden seven storey residential building meeting the Passive House requirements by Maria Voukia

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Interdisziplinäres Projekt und Projektseminar Energiekonzepte „Ökologische Mustersiedlung“

El Kadim Nermin Goula Eugenia Mavroeidi Panagiota Voukia Dimitra Voukia Maria

Zentrum für nachhaltiges Bauen

Leitung und Konzept: Zentrum für nachhaltiges Bauen (ZNB) Dr.-Ing. Isabell Nemeth Dipl.-Ing. (FH) Jochen Stopper, M.Arch.

In Zusammenarbeit mit: Landeshauptstadt München Referat für Stadtplanung und Bauordnung

Beteiligte Lehrstühle: Bauphysik, Prof. Dr.-Ing. Klaus Peter Sedlbauer Dr.-Ing. Roland Göttig Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Josef Zimmermann Dipl.-Ing. Viktoria Geywitz Energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen, Prof. Dr.-Ing. Werner Lang Holzbau und Baukonstruktion, Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter M.Sc. Samuel Ebert Projektseminar Energiekonzepte: Bauklimatik und Haustechnik, Prof. Thomas Auer Dipl.-Ing. (FH) Julia Drittenpreis, M.Eng. Christine Sittenauer B.A.

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Teil 1 Interdisziplinäres Projekt

Gebäudetyp 4 Inhaltsverzeichnis 1. Architekturkonzept

1.1

Einführung

1.2

Standortsanalyse

1.3

Betrachtete Parameter

1.4

Architektonisches Konzept

2. Bauteile

2.1

Einführung

2.2

Anforderungen an die Bauteile

2.3

Konstruktionsalternativen

2.3.1 Tragsystem und Hülle aus Massivholz

2.3.2 Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Porenbeton

2.3.3 Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Holz- Hybridvariante

2.4 Mögliche Schadenstellen und Vermeidung von Schäden

3. Energiekonzept Gebäude 3.1

Systeme

3.4.4 Hybridkollektoren - Wärme

3.4.5 Grundwasserwärmepumpe - Wärme

4. Ressourcenverbrauch/ Rezyklieren

4.1

Lebenszyklusanalyse

4.1.1 Datenquellen

4.1.2 Wirkungsabschätzung

4.2

Lebensdauer

4.3

Vergleich der Recyclefreundlichkeit

4.4

Rückbau und Entsorgung

37 39

5.1

Marktanalyse und Vermarktung

5.2

Developmentrechnung

5.3

Ablauforganisation/Terminrahmen

5.4

Sensitivitätsanalyse

6. Zusammenfassung

7. Literaturverzeichnis

8. Abbildungsverzeichnis

9. Tabellenverzeichnis

10. Anhang

3.1.2 PV Module

3.1.3 Grundwasserwärmepumpe

3.2

Wärme-, Stromerträge

3.3

Haushaltstrom

3.3.1 Lastprofile

3.3.2 Zukunftsszenarien

3.4

3.4.1 Passivhausstandard vs EnEV

3.4.2 Passivhausstandard Hybridvariante

5. Wirtschaftlichkeit

3.1.1 Hybridkollektoren

Wärme-, Strombedarfsberechnung

3.4.3 Deckungsanteil Strom - Monatsbilanz

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Steckbrief Gebäudetyp 01

Allgemeines Bruttogeschossfläche 2.849,68 m² Beheiztes Volumen 7.480,41 m³ Kompaktheit [A/V] 0.31 1/m Anzahl Wohnungen 24 Geplante Bewohnerzahl 54

Konstruktion (Hybridbauweise) Primärenergie, erneuerbar: 639 kWh/m² Hüllfläche, 27.195 kWh/Person, 515 kWh/m² BGF Primärenergie, nicht erneuerbar: 708 kWh/m² Hüllfläche, 30.144 kWh/Person, 571 kWh/m² BGF PEern./PEgesamt : 1.468.555 kWh, 3.096.327kWh GWP in CO2 äqui (38 kg CO2/ m² Hüllfläche) Wand (U-Wert: 0,12 W/(m²K)) Dach (U-Wert: 0,12 W/(m²K)) Holzständer-Außenwand (nichttragend) Massivholzdach

Querschnitt Querschnitt

Fenster (Uf-Wert: 0,8 W/(m²K)) Holz-Alu Fenster, Dreischeiben Isolierverglasung, g=0.50

Energie Heizwärmebedarf Warmwasserbedarf Haushaltsstrombedarf Betriebsstrombedarf

Tragwerk Tragskelett (Stützen/Balken) aus Stahlbeton, Holz-BetonHybriddecken, Treppenhauskern aus Stahlbeton (für die Gesamtaussteifung des Gebäudes)

11,8 kWh/m² 506 kWh pro Person 73.825 kWh, 1.367 kWh/Person 10,9 kWh/m²

Technikkomponenten (Gebäudeenergiekonzept) Heizung: Hybridkollektoren, Grundwasserwärmepumpe (COP = 4.0) WW: Hybridkollektoren, Grundwasserwärmepumpe (COP = 3.3) Lüftung: dezentrale Lüftungsanlagen mit WRG, Volumenstrom (6 OG): 126m3/h, Volumenstrom (EG): 550m3/h Energiegewinnung am Gebäude thermisch: Hybridkollektoren: Leistung 490 W/Modul, 35° Neigung elektrisch: Hybridkollektoren, PV Module: Leistung 245 W/Modul, 15,1% Wirkungsgrad, 35° Neigung, Dünnschichtzellen an den Fassaden: Leistung 245 W/Modul, 10% Wirkungsgrad Kosten Baukosten brutto 1.220 €/m² BGF (Kostengruppen 300 + 400, Hybridbauweise, Passivhaus Standard)

Gebäudetyp 4 Steckbrief Gebäudetyp 04

h o c h

Die Potenz an wird definiert durch an=a·a·a... ·a (n Faktoren). a heißt Grundzahl, n heißt Hochzahl der Potenz an. Wie ebenfalls bei Zahlen passiert, lässt sich in dem Fall dieses Hoch-Hauses der positive Einfluss aller unterschiedlichen Parameter der Nachhaltigkeit vervielfachen.

Die Landeshauptstadt München plant in dem großen Gelände der ehemaligen Prinz-Eugen-Kaserne in Oberföhring ein künftiges Wohnquartier, das als Modell einer ökologischen Mustersiedlung mit facettenreichen Wohnmöglichkeiten, hinsichtlich Energie und Nachhaltigkeit dient. Das Wohnhaus „hochn“, ein siebengeschossiges Hochhaus, wird im Rahmen dieser Projektarbeit aus ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Sicht auf Konstruktions-, Energie- und Wirtschaftsalternativen untersucht. Aufgrund der zunehmenden internationalen Entwicklung von Holz als Baustoff und deren vielfältigen Vorteile, sollte der Bau des siebengeschossigen Gebäudes, einen möglichst hohen Holzanteil aufweisen. Da die Verwendung von Holz für den mehrgeschossigen Bau besonders innovativ ist, wurden die besonderen statischen und brandschutztechnischen Anforderungen und Beschränkungen untersucht und die Wirtschaftlichkeit gegenüber konventionellen Bauweisen hinterfragt. Aus diesen Gründen wurden insgesamt drei verschiedene Konstruktionsalternativen untersucht und miteinander verglichen; eine Holzkonstruktion in Massivbauweise, eine Massivkonstruktion aus Stahlbeton und Porenbeton, und eine Hybridkonstruktion, die aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gewählt wurde. Energetisch betrachtet, geht es um ein Gebäude, das durch die Verwendung von erneuerbaren Energien und die Minimierung der Transmissionswärmeverluste aus der wärmeübertragenden Umfassungsfläche die Anforderungen des Passivhausstandards erfüllt. Der Primärenergiebedarf der Konstruktion beträgt 15,2 kWh/m2a (inkl. Heizung, Warmwasserbereitstellung und mechanischer Lüftung mit WRG), während der Heizwärmebedarf den Wert von 11,8 kWh/m2a erreicht. Mit dem Einsatz von PV Modulen (sowohl an den Fassaden des Hochhauses, als auch auf Teil des Daches), Hybridkollektoren für die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme sowie einer Grundwasserwärmepumpe wurde die Deckung des Eigenverbrauchs durch erneuerbare Energien maximiert und dadurch ein möglichst autarkes Gebäude erzielt. Die Developmentrechnung ist die zusammengefasste Darstellung der Kosten- und Erlössituation. Sie stellt ein unerlässliches Werkzeug um die drei Konstruktionsvarianten bezüglich ihrer Wirtschaftlichkeit bewerten zu können. Im Rahmen des Projekts wurde sie für Vergleichszwecke für die drei Konstruktionsvarianten wie auch für beide Energiestandards, Passivhaus und EnEV 2014, erstellt.

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1. ARCHITEKTURKONZEPT 1.1

Anhang A, Abb. A1). Durch die Verkehrsanbindungsanalyse wurde festgelegt, dass eine durchschnittliche Fahrzeit mit den öffentlichen Verkehrsmitteln zum Stadtzentrum ungefähr 30 Minuten dauert.

Einführung

Auf dem 30 Hektar Gelände der ehemaligen Prinz-EugenKaserne wird eine neue ökologische Mustersiedlung mit 1800 Wohnungen entstehen. 2008 hat die Stadt München einen städtebaulichen und landschaftsplanerischen Ideenund Realisierungswettbewerb ausgelobt, in dem den ersten Preis die Bürogemeisnchft GSP Architekten erhielt. Die Siedlung, die als Modell eines nachhaltigen Quartiers gilt, wird in neun Gebäudetypen eingeteilt, die verschiedene Wohnmöglichkeiten und facettenreiche Lösungsansätze, durch die Erfüllung unterschiedlicher Anforderungen, anbieten. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird die Siedlung auf verschiedenen Ebenen untersucht um die idealen Parameter, die zu einem ökologisch autarken Quartier führen, zu identifizieren. Auf Baumaterialebene spielt Holz eine entscheidende Rolle. Das Ziel der Siedlung ist es eine positive Energiebilanz zu erreichen unter Berücksichtigung Nachhaltigkeitsaspekte aus ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Sicht.

1.2

Standortsanalyse

Das Areal liegt innerhalb eines voll entwickelten städtischen Umfelds in Oberföhring und ist fünf kilometer vom Stadtzentrum Münchens entfernt (Abb. 1). Im Quartier verlaufen von Westen nach Osten zwei Stichstraßen, die das Gebiet mit der Hauptstraße Cosimastraße verbinden. Nach einer Verkehrsanbindungsanalyse wurden die wichtigsten Knotenpunkte in der Stadt identifiziert und ihre durchschnittliche Entfernung zum Standort ermittelt (siehe

Abb. 1: Lage des Quartiers (Eigene Darstellung).

Angesichts der Tatsache, dass sich das Quartier in der Nähe vom Stadtzentrum befindet, gibt es eine große Vielfalt an Mobilitätsalternativen. Das Quartier wird im Allgemeinen durch eine gute Verkehrsanbindung mit den öffentlichen Verkehrsmitteln gekennzeichnet. Das Gebiet wird über die U-Bahnlinie 4 und S-Bahnlinie 8 erreicht. Die Tramlinien 16 und 18, sowie die Buslinie N42 bieten andere Mobilitätsalternativen an (Abb. 2). Durch eine Analyse der bestehenden Nutzungen in der Umgebung ergab sich Wohnen als Hauptnutzung im Stadtteil von Oberföhring. Zusätzliche zur Verfügung stehende Nutzungen sind Bildungseinrichtungen sowie Kliniken, Spielplätze und Sportanlagen. Dienstleistungen und lokale Einkaufsmöglichkeiten sind entlang der Hauptstraße, Cosimastraße, zu finden.

1.3 Betrachtete Parameter Schwerpunkt dieser Machbarkeitsstudie war Entwurf und die Analyse des Gebäudetyps 4, sich im allgemeinen Wohngebiet „WA15“ befindet, Wohnen als Hauptnutzung gilt. Im WA15 werden dem Bebauungsplan eine Grundfläche von 11.960 mit einer Geschossflächenzahl GFZ 0.85. Zudem ist Planung einer Tiefgarage vorgesehen.

der das wo von m², die

Im Gebäudetyp 4 handelt es sich um ein siebengeschossiges Gebäude mit einer 19° nach Osten gedrehter Ausrichtung, das sich dreimal in dem Quartier wiederholt (einmal pro Cluster). Das Gebäude gilt nicht als freistehend, da es sich an der nördlichen Fassade an ein fünfgeschossiges Gebäude angrenzt. Für die Entwicklung des architektonischen Entwurfs wurden zahlreiche Parameter in Betracht genommen. Rechtliche Faktoren,

Abb. 2: Verkehrsanbindungen (Eigene Darstellung).

Abb. 3: Quartier (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4

Recyclebarkeit

Soziale/ Lebensqualität

Klima/ BrandschutzBauphysikalischer Widerstand

Wirtschaftlichkeit

Nutzung Erneuerbarer Energien

Behaglichkeit

des Grunrisses durch die Einschränkung der Innenwände und die Gewährleistung von möglichst offenen Räumen ein entscheidendes Kriterium des Entwurfs. Tabelle 1 fasst die absoluten Zahlen für die Flächenberechnung gemäß der Wohnflächenverordnung zusammen. In Abbildung 7 werden die wichtigsten Komponenten des Hochhausgrundrisses dargestellt. Der Betonkern des Gebäudes, der Aufzug und Treppenraum beinhaltet, befindet sich in der Mitte der nördlichen Seite des Gebäudes. Aus statischen Gründen und zur Erfüllung der Brandschutzanforderungen ist eine Betonkonstrunktion an dieser Stelle erforderlich. Die zentrale Lage des Betonkerns ermöglicht eine einfache Verteilung der Versorgungsleitungen für die technischen Anlagen.

Abb. 4: Ziele des architektonischen Entwurfs (Eigene Darstellung). die Gebäudeausrichtung und Brandschutzanforderungen haben für den Entwurf des Gebäudes eine bedeutende Rolle gespielt. Neben den Brandschutzanforderungen, die auch in Kapitel 2 vertieft betrachtet werden, wurde auch das statische System des Gebäudes, das das architektonische Konzept stark beeinflusst hat, berücksichtigt. Wichtig war die Integration und Verwirklichung der Ziele, die in der ersten Phase der Projektentwicklung gesetzt wurden. Dazu zählen (Abb. 4) nicht nur architektonische Kriterien sondern auch soziale, Klimaschutz- und wirtschaftliche Faktoren, die zusammen zu einem energieautarken Gebäude führen.

1.4

Architektonisches Konzept

Die Bestimmung der Nutzungen, der Wohntypologien sowie des Nutzerprofils wurde an der Nachfrage des Immobilienmarkts angepasst. Neben der Wohnnutzung sind gemäß §3 Abs. 1, 2 BauNVO auch nichtstörende Gewerbe im Erdgeschoss erlaubt. Was die durchschnittliche Haushaltsgröße in München betrifft, scheinen die Einzelpersonenhaushalte und die Wohnungen von 3-4 Räumen, laut der Statistik der Landeshauptstadt München (Abb. 5) als die häufigste Wohngröße zu sein. Der steigende Bedarf an kleineren Wohnungen im Immobilienmarkt wird anhand dieser Statistik deutlich. In dieser Hinsicht wurden zwei unterschiedliche Wohntypologien, nämlich für 1-2 und 2-3 Personen, entworfen (Abb. 6). Insgesamt werden 24 Wohnungen auf die sechs Obergeschosse verteilt (12 Wohnungen von Typ A und 12 Wohnungen von Typ B). Im Erdgeschoss wurde eine Gemeinschaftsnutzung ausgewählt, die aus einem Versammlungsraum für die Bewohner und einem Raum für die Veranstaltungen der Bewohnergemeinschaften des Quartiers besteht. Aus diesem Grund war die Flexibilität

mit 5 Personnen und mehr mit 4 Personnen mit 3 Personnen mit 2 Personnen Einzelpersonenhaushalt

6 Räume 5 Räume 4 Räume 3 Räume 2 Räume

Abb. 5: Haushaltsgrößen und Wohnugsgrößen 2011, München, [Landeshauptstadt München Referat für Stadtplanung und Bauordnung, „Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013]

Abb. 6: Dachaufsicht (Eigene Darstellung).

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Typologie B NF 43.62 m² VF 6.97 m² NGF 50.59 m²

Typologie A NF 61.56 m² VF 13.46 m² NGF 75.02 m² Wohntypologie A Wohntypologie B Treppenhaus

Abb. 7: Wohntypologien (Eigene Darstellung).

Abb. 8: Grundriss - Erdgeschoss (Eigene Darstellung).

Abb. 9: Grundriss - typisches Obergeschoss (Eigene Darstellung).

Tab. 1: Flächenberechnung des Gebäudes, gemäß Wohnflächenverordnung (WoFlV).

Gebäudetyp 4 Was die Gestaltung der Fassaden betrifft, wurde diese mithilfe einer Einstrahlungssimulation (siehe Anhang A, Abb. A2) bestimmt und somit eine optimierte Fensterverteilung erreicht. Das statische System des Gebäudes aus Stützen und Balken aus Beton trägt zu einer größeren Spannweite bei und dient der Flexibilität der Räume, was im Erdgeschoss von großer Bedeutung ist (Abb. 8). Auf dem Dach wurde aus energetischen Gründen eine Kombination aus PV Modulen und HybridKollektoren eingesetzt. Dank der undichten Bebauung des Clusters lassen sich die Stromerträge durch die Integration der PV Module an den Fassaden erhöhen. Im Erdgeschoss wurden aufgrund der hohen Verschattungsund Schädigungsgefährdung keine PV Module eingesetzt. Bezüglich der Materialien wurden die bauphysikalischen Eigenschaften der Baustoffe, die Brandschutzanforderungen sowie ihre Entsorgungsmöglichkeiten beim Rückbau berücksichtigt. Die Fassaden bestehen aus einer Holzverkleidung, die gute Entsorgungsmöglichkeiten anbietet, was in Kapitel 2 näher beschrieben wird. Die Kombination aller obengennanten Parameter hat zu dem folgenden Ergebnis in Abbildung 10 geführt, wo eine 3d-Ansicht des Gebäudes abgebildet ist.

Abb. 11: Ansicht Ost (Eigene Darstellung).

Abb. 10: Perspektive

Abb. 12: Ansicht Süd (Eigene Darstellung).

Abb. 13: Ansicht West (Eigene Darstellung).

Abb. 14: Schematischer Schnitt (Eigene Darstellung).

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2. BAUTEILE

2.1

Einführung

Der Holzbau in Europa hat sich in den letzten Jahren mehr und mehr in die Höhe entwickelt, was auch bedeutet, dass sich der Baustoff Holz nach und nach etabliert. Mehrere Beispiele aus der Praxis dienen als Beweis der Machbarkeit für das mehrgeschossige Bauen mit Holz. Der siebengeschossige Mehrfamilienhaus E3 in Holzfachwerkbauweise in Berlin, der achtgeschossige LC Tower in Dornbirn mit Brettschichtholz-Stützen und Holz-Beton Verbunddecken, das achtgeschossige Wohngebäude in Massivholzbauweise in Bad Aibling sowie internationale Beispiele in Wien, London und Zürich von Bauprojekten mit bis zu 9 Geschossen machen deutlich dass, das Bauen mit Holz im Vormarsch ist, auch im mehrgeschossigen Bereich. Im Anschluss an diese spürbare internationale Entwicklung des urbanen Bauens mit dem Werkstoff Holz soll für München ein weiterer Vorstoß in diese Richtung gemacht werden. Unter diesen Aspekten, sollte der Bau des siebengeschossigen Gebäudes, unter Berücksichtigung der statischen, brandschutztechnischen und energetischen Anforderungen, einen möglichst hohen Holzanteil aufweisen. Die Vorteile des Holzeinsatzes sind gleichermaßen bedingt durch den natürlichen Entzug von CO2 aus der Atmosphäre bei der Entstehung von Holz sowie durch die umweltfreundlichen Entsorgungsmöglichkeiten. Aufgrund seiner natürlichen Entstehung durch Photosynthese fungiert er während seiner Lebensphase als Kohlenstoff- und Energiespeicher. Durch die Holznutzung können vergleichbare Materialien substituiert werden, deren Herstellung energieaufwendiger ist und mehr CO2 ausstößt [Werner F. und Richter K., 2007]. Da die Verwendung der Holzbauweise für den mehrgeschossigen Bau besonders innovativ ist, wurden die besonderen Anforderungen und Beschränkungen untersucht. Gleichzeitig wurde auch die Wirtschaftlichkeit gegenüber konventionellen Bauweisen hinterfragt, also nicht „Holz um jeden Preis“ [Dünser C., 2012]. Aus diesen Gründen wurden insgesamt 3 verschiedene Konstruktionsalternativen untersucht und miteinander verglichen: •

eine Holzkonstruktion in Massivbauweise mit tragenden Massivholzaußen- und Innenwänden in Tafelbauweise und Massivholzdecken (Tragsystem und Hülle aus Massivholz),

•

eine konventionelle Konstruktion mit Stützen und Balken, sowie Decken aus Stahlbeton und Außenwänden aus Porenbeton (Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Porenbeton).

•

eine Hybridkonstruktion mit Stützen und Balken aus Stahlbeton, Holz-Beton-Verbunddecken und Holzständeraußenwänden (Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Holz)

Bei allen Alternativen bestehen das Erdgeschoss und das Treppenhaus, das zur Gesamtaussteifung und zur Abtragung der Gebäudelasten beiträgt, aus Stahlbeton.

2.2

Anforderungen an die Bauteile

Die grundlegenden Anforderungen, die an den unterschiedlichen Bauteilen gestellt wurden, werden in der folgenden Tabelle 3 zusammengefasst. Energieeffizienz Für die drei Konstruktionsalternativen wurden zwei unterschiedliche Energiestandards berücksichtigt: die Energieeinsparverordnung EnEV 2014 sowie das Passivhaus-Standard. Beide Standards stellen hohe Ansprüche an die verwendeten Komponenten. Alle opaken Bauteile der Außenhülle des Gebäudes müssen so gedämmt sein, dass sie die Anforderungen an die Wärmedurchgangskoeffiziente (U-Wert) erfüllen, die von dem Passivhaus-Standard sowie von EnEV 2014 gestellt werden und in der Tabelle 3 dargestellt sind. Die Fenster (Verglasung einschließlich der Fensterrahmen) sollen ebenfalls bestimmte U-Werte nicht überschreiten. Brandschutzproblematik Eine große Herausforderung bei Holzgebäuden dieser Größe ist die Brandschutzproblematik, die bei der Planung eine zentrale Rolle spielt. Durch die Kombination verschiedener Maßnahmen ist es möglich den Brandschutz des Holzbaus wie bei einer Massivbauweise zu gewährleisten. Alle tragenden Bauteile aus Holz sind in der Feuerwiderstandsklasse F90 und K260 (Kapselkriterium nach DIN EN 13501 „Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten“) ausgeführt. Die tragenden Bauteile wurden zusätzlich mit nicht brennbarern Steinwolle-Dämmstoffplatten mit einem Schmelzpunkt von >1.000°C (DIN4102-17: 1990-12) und mit zwei 18mm dicken Gipsfaserplatten der Feuerschutzklasse

Gebäudetyp 4 F120 bekleidet, die gemäß DIN EN 13501 als nicht brennbarer Baustoff (Baustoffklasse A2) klassifiziert sind (brandschutztechnisch wirksame Bekleidung nach § 26 Abs. 2 Satz 2 Nr. 3 MBO). Die Eigenschaften der Steinwolle-Dämmplatten werden im Vergleich zu den wesentlichen Eigenschaften von üblichen Dämmstoffen in Tabelle 2 dargestellt. Aus dieser Tabelle ergibt sich, dass Steinwolle ein geeignetes Material ist, sowohl in Bezug auf die Brandschutzanforderungen, als auch in Bezug auf die wärmedämmenden und ökologischen Eigenschaften. Die Wahl des Dämmstoffes wird detaillierter auch im Kapitel 2.3.1 behandelt. Die nördliche Gebäudeabschlusswand muss nach der MBO als Brandwand hergestellt werden. Brandwände müssen auch unter zusätzlicher mechanischer Beanspruchung feuerbeständig sein und aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Des Weiteren muss die Brandwand bis zur Bedachung durchgehen und in alles Geschossen übereinander angeordnet sein (nach § 30 Brandwände, MBO). Alle Anforderungen an die Bauteile, sowie die wichtigsten Bemerkungen für den Brandschutz werden in der Tabelle 3 dargestellt. Den ersten Rettungsweg stellt das Treppenhaus aus Stahlbeton dar, das über einen notwendigen Flur erreichbar ist. Die Länge des notwendigen Flurs beträgt 9,40m und damit werden die Anforderungen der § 36 Abs. 3, MBO (<15m) erfüllt. Der zweite Rettungsweg darf bei Gebäuden der Gebäudeklasse 5 über die Fassade in Verbindung mit Rettungsgeräten der Feuerwehr realisiert werden. In diesem Fall können die Fenster bis zum dritten Geschoss über Steckleitern und ab dem vierten Geschoss über eine Drehleiter erreicht werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Feuerwehr über die erforderlichen Rettungsgeräte wie Hubrettungsfahrzeuge verfügt [MBO 2002]. Außerdem können zusätzlich in den Wohnungen Brandmelder installiert werden, die ebenfalls Bestandteil des Brandschutzkonzeptes sind.

Die oben erwähnten Maßnahmen stellen grundlegende Prinzipien dar, die bei der ersten Planung von Holzgebäuden der Gebäudeklasse 5 berücksichtigt werden. Die Planung der Bauteile im Rahmen dieses Projektes wurde nach diesen Prinzipien realisiert. Von zentraler Bedeutung für die Genehmigungsfähigkeit eines solchen Gebäudes ist aber ein ganzheitliches ausführliches Brandschutzkonzept, das in den nachfolgenden Planungsphasen entwickelt werden sollte. Luftdichtheit Die Gebäudehülle soll luftdicht sein (Grundlage für den Nachweis der Gebäudeluftdichtheit ist die DIN EN 13829). Zum Erhalt der Luftdichtheit sind in Dach und in Außenwänden insbesonders Folien und Putze notwendig. Es gilt daher, diese Bauteile nicht zu beschädigen. Werden den Außenwänden Löcher durch z.B. Dübel zugefügt, die die Luftdichtheitsebene beschädigen, ist es von enormer Bedeutung, diese wieder luftdicht zu verschließen. Die Luftdichtigkeit des Gebäudes stellt einen wesentlichen Parameter dar und wird detaillierter in Kapitel 2.4 behandelt. Wärmebrückenfreiheit Zum Erhalt der Dämmfunktion ist es wichtig, dass der Wärmeschutz am gesamten Gebäude lückenlos erhalten bleibt. Alle Kanten, Ecken, Anschlüsse und Durchdringungen müssen besonders sorgfältig geplant und ausgeführt werden, um Wärmebrücken zu vermeiden. Da im Rahmen des Projekts kein genauer Nachweis der Wärmeverluste über Wärmebrücken durchgeführt wurde, wurde der energetische Einfluss von Wärmebrücken durch die Einrechnung des pauschalen Wärmebrückenzuschlagwertes von ΔUWB=0,05 W/(m2K) auf die gesamte wärmeübertragende Umfassungsfläche mit Verweis auf DIN 4108, Beiblatt 2, berücksichtigt.

Tab. 2: Vergleich zwischen verschiedenen, üblichen Dämmstoffen [www.waermedaemmstoffe.com]. Wärmedämmstoff

λ [W/mK]

ρ [kg/m ]

PEI [kWh/m ]

Baustoffklasse

Glaswolle

0.035-0.045

20-153

250-500

Steinwolle

0.035-0.045

20-180

150-400

A1,A2

Hartschaum EPS

0.035-0.040

10-35

200-760

Hartschaum PUR

0.020-0.030

30-35

800-1500

Holzfaserdämmplatte

0.040-0.055

150-190

600-1500

Hanf

0.040-0.045

20-25

50-80

Zellulose

0.040-0.045

30-80

Schaumglas (CG)

0.040-0.060

100-165

750-1600

A1,A2

Blähperlit

0.050-0.070

40-90

90-160

A1,A2

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen Tab.3: Energetische, brandschutztechnische und schallschutztechnische Anforderungen an die Bauteile. U-Wert [W/m2K]

Feuerwiderstand

Bauteil Beschreibung Passivshaus Standard

EnEV 2014

Bemerkungen für den Brandschutz für GK 5 (OKF =/< 22 m)

MBO 2002*/ BayBo 2013 - M-HFHHolzR

Schallschutz DIN 4109

Außenwände

≤ 0,15

0,28

Außenwandbekleidung außen

Außenwandbekleidung innen

≤0,15

0,35

Nichttragende Außenwände

Wände im Kellergeschoss

Tragende und aussteifende Wände müssen feuerbeständig sein. Nichttragende Außenwände und nichttragende Teile tragender EI 90 Außenwände müssen aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. Oberflächen von Außenwänden Kapselkriterium K260 sowie Außenwandbekleidungen (DIN EN 13501 ) müssen einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen schwerentflammbar sein. Die Kapselkriterium K260 Brandschutzbekleidung sollte den (DIN EN 13501 ) darunter liegenden Baustoff Holz für eine Zeitdauer von min 60min. vor einer Entzündung schützen. Im Kellergeschoss müssen tragende REI 90 und aussteifende Wände und Stützen feuerbeständig sein.

REI 90

Tragende Außenwände

R'w= 53 dB (horizontale Luftschallübertragung)

Innenwände Tragende Innenwände

REI 90

Innenwände zwischen Nutzungseinheiten-Trennwände

EI 90

Innenwände zwischen Wohneinheiten und notwendigem Flur

EI 30

Nichttragende Innenwände Bekleidungen raumseitig

Dach

≤ 0,15

0,20

EI 30 Kapselkriterium K260 (DIN EN 13501 )

Tragende und aussteifende Wände müssen feuerbeständig sein. Trennwände müssen bis zur Rohdecke zu geführt werden. Die Wände notwendiger Flure müssen als raumabschließende Bauteile feuerhemmend, in Kellergeschossen, deren tragende und aussteifende Bauteile feuerbeständig sein müssen, feuerbeständig sein. Die Wände sind bis an die Rohdecke zu führen.Bekleidungen, Putze und Dämmstoffe aus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen. -

REI 90

Bedachungen müssen gegen eine Brandbeanspruchung von außen durch Flugfeuer und strahlende Wärme ausreichend lang widerstandsfähig sein.

REI 90

Decken müssen ausreichend lang standsicher und widerstandsfähig gegen die Brandausbreitung sein. Sie müssen in GK 5 feuerbeständig sein.

R'w= 53 dB (horizontale Luftschallübertragung)

R'w= 54 dB (vertikale Luftschallübertragung)

Decken Geschossdecken Kellerdecke Bodenplatte Fenster

0,15 0,15

0,35 0,35

≤ 0,8 (g-Wert=0,50)

1,3 (g-Wert=0,60)

R'w= 54 dB (vertikale Luftschallübertragung) L’n,w ≤ 53 dB (Trittschallübertragung)

*MBO Fassung November 2002, zuletzt geändert durch Beschluss der Bauministerkonferenz vom 21.09.2012

Gebäudetyp 4 2.3

Bauteile

Konstruktionsalternativen

2.3.1 Tragsystem und Hülle aus Massivholz Das statische System des Gebäudes besteht aus tragenden Massivholz-Außenund Innenwänden mit einem Vollholzkern als Trägermaterial. Die Wandkonstruktion erhält durch ihre senkrecht stehenden Stiele eine hohe Steifigkeit gegenüber vertikalen Lasten (Eigenlasten, Verkehrslasten, Schneebelastung). Die Gesamtaussteifung des Gebäudes wird über den Treppenhauskern aus Stahlbeton sowie über die Brandwand, die ebenso aus Stahlbeton besteht, erreicht. Die tragenden Bauteile, sowie die Spannrichtung der Platten werden in den folgenden Abbildungen 15 und 16 dargestellt. Um die große Spannweite der Platten 4 und 5 sowie 6 und 7 zu überbrücken, ist die Anordnung von einem Unterzug und zwei Stützen 40x40 cm jeweils aus Brettschichtholz (Zwischenauflager) in den abgebildeten Stellen statisch notwendig. Die Auflagerkräfte der Deckenplatte werden auf den Unterzug abgetragen.

Die folgenden Beschreibungen der Bauteile beziehen sich auf die Anforderungen des Passivhausstandards. Für EnEV 2014 wurde hauptsächlich die Dämmstoffdicke geändert bzw. reduziert. Die tragenden Massivholz-Außenwände (Abbildung 17) bestehen aus drei 60 mm starken, senkrecht aneinander gereihten und miteinander verzahnten rechteckigen Massivholzbohlen, welche untereinander schichtweise mit schwalbenschwanzförmigen Massivholz-Gratleisten verbunden sind [„Systemhandbuch_soligno“, Soligno RUBNER]. Auf diese Weise wird völlig auf Eisenverbindungen und Leim verzichtet, was dem Baustoff eine erhöhte Wiederverwendbarkeit verleiht. Dieses innovative, patentierte Produkt aus der Firma „soligno®“, wird ausschließlich aus Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Gebirgswäldern aus dem südtirolen, österreichischen und süddeutschen Raum (Paneuropean Forest Certification PECF-zertifiziert) produziert. Für die statische Sicherheit des Gebäudes ist mindestens eine 180 mm tragende Wand notwendig [Anweisung von der Firma „soligno®“]. Bereits die 120 mm Wand ist ohne zusätzliche Folien komplett luftdicht [geprüft am iftRosenheim]. Raumseitig, vor der Holzwand, sitzt die mit Gipsfaserplatten beplankte Installationsebene. Wegen der von unten nach oben abnehmenden Lasten kann auch die Holzstärke der Wandkonstruktionen in den oberen Geschossen reduziert werden: von 180 mm in den unteren Geschossen auf 120 mm im obersten Geschoss (Beispiel aus der Praxis: Bad Aibling).

Abb. 15: Schematische (Eigene Darstellung).

Darstellung

der

Konstruktion Brandwand Treppenhaus

Um die Wasserdampfdiffusion in die Dämmung einzuschränken bzw. zu verhindern wird raumseitig eine feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) eingesetzt, welche ihre Diffusionswiderstand entsprechend der mittleren sie umgebenden relativen Luftfeuchtigkeit Gipsfaserplatten 2x18mm Installationsebene 50mm feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) 0.2mm Soligno-Wand 180mm Gipsfaserplatte 18mm Inhomogene Schicht -Steinwolle Dämmplatten100mm -Holz Fichte Lattung (100/60mm, e=625mm) Steinwolle Dämmplatten 80mm PE-Winddichtung, diffusionsoffen Holz Lärche Außenwandverkleidung

Tragende Innenwände Tragende Außenwände Stützen

Unterzug

tragende Bauteile aus Beton tragende Bauteile aus Massivholz

Abb. 16: Tragende Bauteile und Spannrichtung der Platten (Eigene Darstellung).

U-Wert : 0.12 W/m2K Gesamtdicke: 51.5 cm

Abb. 17: Tragende Außenwände (Eigene Darstellung).

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen verändert (sd-Wert von 0,25 m bis über 25 m). So ist sie im winterlichen Klima diffusionsdichter und schützt die Konstruktion vor vom Innenraum diffundierende Feuchtigkeit. Im sommerlichen Klima ist die Dampfbremse diffusionsoffener und ermöglicht somit eine Austrocknung der Feuchtigkeit von außen nach innen. Damit wird zu jeder Jahreszeit ein hohes Bauschadensfreiheitspotential gewährleistet. Die Decken bestehen aus fünflagigem, verleimtem Brettsperrholz. Auf die Brettsperrholzelemente wurden erst eine Schüttung und dann eine Trittschalldämmung aufgebracht. Ein Estrich dient als Untergrund für den Bodenbelag. Der Luft- und Trittschallschutz wird durch den Deckenaufbau mit Splittschüttung, Trittschalldämmung aus mineralischem Dämmstoff und Zementstrich garantiert. Der stellt auf der Deckenoberseite auch den Brandschutz sicher (Beispiel aus der Praxis: Bad Aibling). Das Dach besteht ebenso aus fünflagigem, verleimtem Brettsperrholz. Für die Dämmung des Daches wurden hoch wärmedämmende Steinwolle-Dämmplatten (nichtbrennbar, Euroklasse A1) mit erhöhter Punktbelastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen verwendet, die bereits begehbar sind (Produkt „Hardrock 038“ von Rockwool). Dieses Produkt wurde ausgewählt, weil es auch als stabiler Untergrund für Flachdachaufbauten mit Kiesauflasten und Photovoltaik-Anlagen besonders geeignet ist. Außerdem, ist es unter Temperaturänderungen dimensionsstabil und auch gut recycelbar (Kapitel 4). Die Lagesicherung des Dachaufbaus erfolgt durch das Aufbringen der Kiesschüttung auf die Dachabdichtung. Die Innenwände zwischen den Wohneinheiten wurden

Parkett 10mm Zementstrich 50mm Baupapier 0.2mm Trittschalldämmung (Steinwolle) 30mm Splittschüttung 50mm Rieselschutz 0.2mm Brettsperrholzplatte (5-lagig) 200mm Gipsfaserplatten 2x18mm U-Wert : 0.90 W/m2K Gesamtdicke: 30 cm

Abb. 18: Massivholz-Geschossdecken (Eigene Darstellung).

durch die Verwendung von der 180 mm Soligno-Wand als tragende Bauteile konstruiert. Aus schallschutztechnischen Gründen gibt es beidseitig eine 40 mm inhomogene Schicht mit Steinwolle Dämmung und Lattung aus Fichte. Für die Verbesserung des Schallschutzes gibt es auch eine 40 mm breite Luftschicht. Raumseitig sind die tragenden Innenwände mit zwei Lagen Gipsfaserplatten in Brandschutzqualität gekapselt. Die Trennwände zwischen den Wohneinheiten und dem notwendigen Flur müssen nichttragend sein, aus brandschutztechnischen und schallschutztechnischen Gründen aber sind sie wie die tragenden Innenwände konstruiert, aber mit dem Einsatz einer 120 mm Soligno-Wand. Die Innenwände innerhalb der Wohneinheiten wurden in Holzrahmenbau konstruiert. Zur Erhöhung der latenten Wärmespeicherkapazität und zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes wurden die Innenwände mit PCM (Phasenwechselmaterialien) ausgelegt. Für die tragenden Innenwände wurden nichtbrennbare anorganische PCM (Salzhydrate) eingesetzt. Die PCM Platten (Hersteller: Rubitherm) sind aus Aluminium hergestellt und besitzen eine Antikorrosionsschicht. Für die nicht tragenden Innenwände wurden schwerentflammbare PCM Gipsbauplatten verwendet (Produkt: Alba®balance, Hersteller: Rigips, Saint Gobain) mit einem Schmelzpunkt von 23°C. Die Kellerdecke, die Kellerwände, das Plattenfundament sowie die Brandwand wurden aus Stahlbeton konstruiert. Der analytische Bauteilkatalog mit den detaillierten Aufbauten, Kennwerten und Berechnungen der wichtigsten Konstruktionen für das Passivhausstandard wird im Anhang B.1 beigefügt.

Kiesschüttung 16/32 50mm Polymerbitumendichtungsbahn, diffusionsoffen, zweilagig 0.4mm Gefälledämmung (Steinwolle) 240mm Polymerbitumendichtungsbahn, diffusionsoffen 0.2mm Brettsperrholzplatte 180mm feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) 0.2mm Gipsfaserplatten 2x18mm U-Wert : 0.12 W/m2K Gesamtdicke: 51 cm

Abb. 19: Massivholz-Dach (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4 Gipsfaserplatte 18mm Rubitherm PCM Platte 15mm Gipsfaserplatte 18mm Inhomogene Schicht -Steinwolle Dämmplatten 40mm -Holz Fichte Lattung auf Schwingdübel (40/60mm, e=625mm) Luftschicht (Verbesserung des Schallschutzes) Soligno-Wand 180mm Inhomogene Schicht Gipsfaserplatte 18mm U-Wert : 0.22 W/m2K Rubitherm PCM Platte 15mm Gesamtdicke: 40 cm Gipsfaserplatte 18mm

Abb. 20: Tragende Innenwände (Trennwände zwischen den Wohneinheiten) (Eigene Darstellung). In der folgenden Tabelle 4 werden die Gesamtdicke, das Gewicht sowie die U-Werte aller eingesetzten Bauteile dieser Konstruktionsalternative sowohl für das Passivhausstandard als auch für EnEV 2014. Tab. 4: Gesamtdicke, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile. Massivholzbau Tragende Außenwände Dach Decken Kellerdecke Tragende Innenwände Innenwände zwischen Wohneinheiten und Notwendigem Flur (Trennwände-nicht tragend) Nichttragende Innenwände Plattenfundament Brandwand

Gesamtdicke [cm]

Gewicht [kg/m2]

U-Wert [W/m2K]

Passivstandard

EnEV 2014

Passivstandard

EnEV 2014

Passivstandard

EnEV 2014

51,4 51,2 37,8 50,0 40,2

47,4 40,2 37,8 36,0 34,2

179 239 323 599 238

174 228 323 585 238

0,12 0,12 0,36 0,14 0,22

0,21 0,18 0,36 0,31 0,25

25,2

150

0,29

11,0 72,9 61,9

11,0 72,9 45,9

58 961 763

58 961 750

0,56 0,15 0,13

0,56 0,15 0,26

2.3.2 Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Porenbeton Die zweite Alternative, die im Rahmen des Projekts untersucht wurde, ist eine konventionelle Konstruktion mit Tragskelett aus Stahlbeton und Hülle aus Porenbeton. Diese Skelettkonstruktion hat den Vorteil, dass es hierbei auf tragende Innenwände verzichtet werden kann, was eine freiere und flexiblere Raumgestaltung anbietet. Ziel der Untersuchung dieser Alternative war es zu bestimmen:

PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATI •

welche Vorteile, aus ökologischer Sicht, eine Massivholzkonstruktion im Vergleich zu einer konventionellen mit sich bringen kann, und

•

welche Mehrkosten sich daraus ergeben (Kapitel 5).

Für die Hülle des Gebäudes wurde auch die Alternative des Hochlochziegels untersucht. Hochlochziegel hat zwar einen geringeren CO2 – Äquivalent Wert während der Herstellungsphase aber eine deutlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit (λ=0,25 W/mK gegenüber λ=0,10 W/ mK des Porenbetons). Das heißt, dass um den gleichen U-Wert zu erreichen, für die Hochlochziegel-Wand eine

dickere Dämmung im Vergleich zu der Porenbeton-Wand benötigt wird, was folglich zu einer insgesamt höheren grauen Energie pro qm Wand führt. Des Weiteren, bietet Porenbeton einfache Verarbeitungsmöglichkeiten, geringes Gewicht, einen hervorragenden Schallschutz sowie gute Recyclingmöglichkeiten. Aus diesen Gründen ist für die Hülle die Alternative des Porenbetons bevorzugt. Beide Konstruktionen (Hochlochziegelund Porenbetonaußenwand) werden im Anhang B.2 dargestellt. Das statische System des Gebäudes (Abbildungen 21 und 22) besteht aus tragenden, vertikalen Elementen (Stützen 40x40 cm) sowie aus Balken (20x60 cm) und Decken aus Stahlbeton. Die Gesamtaussteifung des Gebäudes wird über den Treppenhauskern aus Stahlbeton sowie über die Brandwand, die ebenso aus Stahlbeton besteht, erreicht. Die Hülle des Gebäudes besteht aus nichttragenden Außenwänden aus Porenbeton.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen Lehmputz 15mm Installationsebene 50mm -Steinwolle Dämmplatten -Holz Fichte Lattung (50/40mm, e=660mm) feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) 0.2mm Porenbeton (unbewehrt) 250mm Zellulosefaser-Dämmplatten 160mm PutzträgerplatteKalkzementputz

Abb. 21: Schematische Darstellung der Konstruktion (Eigene Darstellung).

U-Wert : 0.12 W/m2K Gesamtdicke: 48 cm

Abb. 23: Nichttragende Außenwände aus Porenbeton (Eigene Darstellung).

Brandwand

Treppenhaus

Parkett 10mm Zementstrich 50mm Baupapier 0.2mm Trittschalldämmung (Steinwolle) 30mm Stahlbeton 200mm Lehmputz 10mm

Stützen

U-Wert : 0.90 W/m2K Gesamtdicke: 30 cm

tragende Bauteile aus Beton

Abb. 22: Tragende Bauteile aus Stahlbeton Spannrichtung der Platten (Eigene Darstellung).

und

Abb. 24: Geschossdecken Darstellung).

aus

Stahlbeton

(Eigene

Bauteile Die folgenden Beschreibungen der Bauteile beziehen sich auf die Anforderungen des Passivhausstandards. Für EnEV 2014 wurde hauptsächlich die Dämmstoffdicke geändert bzw. reduziert. Für die Außenwände aus Porenbeton wird für die Erfüllung der Anforderungen nach EnEV 2014 (U-WertAW< 0.28 W/m2K) keine Dämmung benötigt, da die Porenbetonschicht zusammen mit der Installationsebene und den weiteren Schichten einen bereits geringen U-Wert erreichen. Die Konstruktionen für die Außenwände und die Decken sind in den folgenden Abbildungen 23 und 24 dargestellt.

Kiesschüttung 16/32 50mm Polymerbitumendichtungsbahn, diffusionsoffen, zweilagig 4mm Gefälledämmung (Steinwolle) 240mm feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) 0.2mm Stahlbeton 200mm Spachtelung (Gipsputz) 2mm U-Wert : 0.12 W/m2K Gesamtdicke: 54 cm

Abb. 25: Stahlbeton-Dach (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4 In der folgenden Tabelle 5 werden die Gesamtdicke, das Gewicht sowie die U-Werte aller eingesetzten Bauteile dieser Konstruktionsalternative sowohl für das Passivhausstandard als auch für EnEV 2014. Tab. 5: Gesamtdicke, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile. Massivbau Außenwände (nichttragend) Dach Decken Kellerdecke Nichttragende Innenwände Innenwännde zwischen Wohneinheiten Plattenfundament Brandwand

Gesamtdicke [cm]

Gewicht [kg/m2]

U-Wert [W/m2K]

Passivstandard 47,9 58,6 30,0 50,0 11,0

EnEV 2014 31,9 48,6 30,0 36,0 11,0

Passivstandard 144 707 598 599 78

EnEV 2014 131 697 598 585 78

Passivstandard 0,12 0,12 0,90 0,14 0,99

EnEV 2014 0,25 0,18 0,90 0,31 0,99

30,0

136

0,42

72,9 61,9

72,9 45,9

961 763

961 750

0,15 0,13

0,15 0,26

Der analytische Bauteilkatalog mit den detaillierten Aufbauten, Kennwerten und Berechnungen aller Konstruktionen für das Passivhausstandard wird im Anhang B.2 beigefügt.

2.3.3 Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Holz - Hybridvariante Holz-Beton Hybrid Konstruktionen vereinigen die positiven Eigenschaften des Holzbaus und des Massivbaus. Holz als erneuerbare, stetig nachwachsende Ressource garantiert energiearme und CO2-neutrale Verarbeitung, kurze Transportwege und geringes Eigengewicht wodurch die Ökobilanz eines Holzgebäudes bei ressourcengerechter Verarbeitung stets positiv ausfällt. Der Massivbau hingegen liefert Speichermasse und auch durch den im Vergleich zum Holz dreimal höheren E-Modul auch wesentlich mehr Steifigkeit. Dies beides führt zu einem gutem Schallschutz, gutem Schwingungs- und Verformungsverhalten, sowie zu der Möglichkeit der Ausbildung großer Spannweiten und somit freier Raumgestaltung. Des Weiteren, lassen sich mit Beton als nicht brennbarerem Werkstoff auch leichter F-90 Konstruktionen herstellen. Das statische System des Gebäudes besteht aus Stützen (40x40 cm) und Balken (20x60 cm) aus Stahlbeton (tragende Struktur wie in der zweiten Alternative – Massivbau, Abbildung 22) sowie Holz-BetonVerbunddecken. Die Gesamtaussteifung des Gebäudes wird über den Treppenhauskern aus Stahlbeton sowie über die Brandwand, die ebenso aus Stahlbeton besteht, erreicht. Bauteile Die folgenden Beschreibungen der Bauteile beziehen sich auf die Anforderungen des Passivhausstandards. Für EnEV 2014 wurde hauptsächlich die Dämmstoffdicke geändert

bzw. reduziert. Die Bauteile nach den Anforderungen des Passivhausstandars sind analytisch im Anhang B.3 dargestellt. Holz-Beton-Verbunddecken bieten eine optimale Ausnutzung der spezifischen Baustoffeigenschaften und gewährleisten die Nichtbrennbarkeit sowie eine gute Rauchdichtigkeit (durch die dichte Betonplatte) auf Geschossdeckenebene. Der in der Druckzone angeordnete Beton (Druckfestigkeitsklasse C25/30) wird in erster Linie mit Druckkräften beaufschlagt, wozu wegen seiner Druckfestigkeit gut geeignet ist. Der korrespondierende Zuganteil des Biegemoments wird über das unten liegende Holz (Brettsperrholzplatte) übernommen. Die Verbindung der Teilquerschnitte sowie die Übertragung der auftretenden Schubkräfte zwischen Holz und Beton kann über Schrauben oder Schubkerven realisiert werden, während die Befestigung der Hybriddecken am Erschließungskern kann mit Stahlwinkel/-konsolen erfolgen. Außerdem sollte eine risseverteilende Mattenbewehrung sowie ggf. zusätzliche Bewehrungsquerschnitte (zur Aufnahme von Zugspannungen) in der Betonplatte angeordnet werden. Der Aufbau der Holzbetonverbunddecken wird in der Abbildung 26 dargestellt (Beispiel aus der Praxis: Wagramer Straße, Wien). Die Dicke der Betonplatten sowie der Massivholzpaltten beträgt 10 cm für eine Spannweite von ~6.50 m-7.00 m (nach den Tabellen für Holz-BetonVerbundsystemen der Firma „Derix Holzleimbau“).

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Parkett 10mm Zementstrich 50mm Baupapier 0.2mm Trittschalldämmung (Steinwolle) 30mm Splittschüttung 50mm Rieselschutz Beton im Verbund 100mm Brettsperrholzplatte (3-lagig) 100mm Gipsfaserplatten 2x18mm

wma. sockel putz katw'

U-Wert : 0.48 W/m2K Gesamtdicke: 38 cm

Abb. 26: Holz-Beton-Verbunddecken (Eigene Darstellung). Für die nicht tragenden Außenwände wurde eine Holzständerkonstruktion aus Fichte-Schnittholz ausgewählt. Um die Wasserdampfdiffusion in die Dämmung einzuschränken wurde auch für diese Konstruktionsalternative eine feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) raumseitig eingesetzt, welche ihre Diffusionswiderstand entsprechend der mittleren sie umgebenden relativen Luftfeuchtigkeit verändert (sd-Wert von 0,25 m bis über 25 m).

Gipsfaserplatten 2x18mm Installationsebene 50mm feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) 0.2mm Gipsfaserplatte 18mm

U-Wert : 0.12 W/m2K Gesamtdicke: 39.5 cm

Inhomogene Schicht -Steinwolle Dämmplatten 200mm -Holz Fichte Lattung (200/60mm, e=625mm) Steinwolle Dämmplatten 40mm PE-Winddichtung, diffusionsoffen Holz Lärche Außenwandverkleidung

Abb. 27: Nichttragende Holzständer-Außenwände (Eigene Darstellung). Die Innenwände zwischen den Wohneinheiten wurden als Holzständerwände konstruiert. Aus schallschutztechnischen Gründen gibt es beidseitig eine 50 mm inhomogene Schicht mit Steinwolle Dämmung und Lattung aus Fichte. Raumseitig sind die tragenden Innenwände mit zwei Lagen Gipsfaserplatten in Brandschutzqualität gekapselt. Die Innenwände innerhalb der Wohneinheiten wurden ebenfalls als

Holzständerwände konstruiert. Zur Erhöhung der latenten Wärmespeicherkapazität und zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes wurden die Innenwände mit PCM (Phasenwechselmaterialien) ausgelegt. Für die Trennwände zwischen den Wohneinheiten wurden nicht brennbare anorganische PCM (Salzhydrate) eingesetzt (Rubitherm PCM-Platten, wie bei der ersten Konstruktionsalternative „Massivholzbau“). Für die nicht tragenden Innenwände innerhald der Wohneinheiten wurden schwerentflammbare PCM Gipsbauplatten verwendet (Produkt: Alba®balance, Hersteller: Rigips, Saint Gobain) mit einem Schmelzpunkt von 23°C. Gipsfaserplatte 18mm Rubitherm PCM Platte 15mm Gipsfaserplatte 18mm Inhomogene Schicht -Steinwolle Dämmplatten 50mm -Holz Fichte Lattung auf Schwingdübel (50/40mm, e=625mm) Inhomogene Schicht -Steinwolle Dämmplatten 120mm -Holz Fichte Lattung auf Schwingdübel (120/60mm, e=625mm) U-Wert : 0.16 W/m2K Gesamtdicke: 32 cm

Abb. 28: Innenwände zwischen den Wohneinheiten (Eigene Darstellung). Bei dieser Konstruktionsalternative wurde das Dach als Massivholzdach konstruiert, wie bei der ersten Konstruktionsalternative „Massivholzbau“ (Abbildung 19). Die Kellerdecke, die Kellerwände, das Plattenfundament sowie die brandwand wurden aus Stahlbeton konstruiert. Der analytische Bauteilkatalog mit den detaillierten Aufbauten, Kennwerten und Berechnungen aller Konstruktionen für das Passivhausstandard wird im Anhang B.3 beigefügt.

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Gebäudetyp 4 In der folgenden Tabelle 6 werden die Gesamtdicke, das Gewicht sowie die U-Werte aller eingesetzten Bauteile dieser Konstruktionsalternative sowohl für das Passivhausstandard als auch für EnEV 2014. Tab. 6: Gesamtdicke, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile. Holz-Beton-Hybrid Außenwände (nichttragend) Dach Decken Kellerdecke Nichttragende Innenwände Innenwände zwischen WE und Innenwände zwischen WE und notwendigem Flur Plattenfundament Brandwand

Gesamtdicke [cm] Passivstandard EnEV 2014 39,4 25,4 51,2 40,2 37,8 37,8 50,0 36,0 11,0 11,0

Gewicht [kg/m2] Passivstandard EnEV 2014 114 95 239 228 511 511 599 585 58 58

U-Wert [W/m2K] Passivstandard EnEV 2014 0,12 0,23 0,12 0,18 0,48 0,48 0,14 0,31 0,56 0,56

29,3

113

0,16

0,22

72,9 61,90

72,9 45,9

961 763

961 750

0,15 0,13

0,15 0,26

2.4 Mögliche Schadenstellen und Vermeidung von Schäden Durch undichte Bauteile und Anschlussfugen werden erhebliche Wärmemengen aus dem Gebäude transportiert. Damit diese schleichenden Energieverluste so gering wie möglich gehalten werden, sind Fugen und Bauteilanschlüsse luftdicht auszuführen. Zudem kann mit Wasserdampf angereicherte feuchtwarme Raumluft vor allem im Winter in die Konstruktion von Außenbauteilen transportiert werden. Innerhalb des Bauteils kühlt sich die Luft ab, der Wasserdampf kondensiert als Tauwasser. Die dadurch Verursachte Durchfeuchtung des Bauteils führt zu einer Reduzierung dessen Wärmedämmwirkung und kann zudem Bauschäden wie Pilzbefall oder Frostschäden zur Folge haben. Damit eine gute Luftdichtheit der Gebäudehülle erreicht wird, sind eine sorgfältige Planung der Luftdichtheitsebene die das Gebäude lückenlos umschließt und ein fachgerechter Einbau der Luftdichtheitsebene in das Gebäude von großer Bedeutung. Schwachstellen: •

Übergänge zwischen Bauteilen / Bauteilanschlüssen

Spezielles Augenmerk erfordern die Übergänge zwischen Bauteilen / Bauteilanschlüssen. Die Anschlüsse zwischen Decken und Außenwänden erweisen sich als besonders anfällig für Luftdichtheitsfehler. Als weitere häufige Schwachstellen lassen sich Anbindungen von Dampfbremsfolien, die zugleich als Luftdichtheitsschicht

dienen, ausmachen, aber auch Anschlüsse von Fenstern, Rollladenkästen und Türen. Dach/Außenwände: Für die Gestaltung der Luftdichtigkeitsschicht wurden, wie schon im Kapitel 2.3 dargestellt, Dampfbremsen mit variablem Diffusionswiderstand verwendet (Produkt: pro clima Intello), um ein ausreichendes Austrocknungspotential zu gewährleisten. Die winterliche Tauwasserbildung wird dadurch ausreichend begrenzt und gleichzeitig wird eine gewisse Rücktrocknung zur Raumseite im Sommer ermöglicht. Eine variable oder feuchteadaptive Dampfbremse verhält sich unter winterlichen Randbedingungen, wie eine diffusionshemmende Dampfbremse. Sind jedoch günstige Voraussetzungen für die Austrocknung des Bauteils gegeben, wie z.B. im Sommer, wird sie diffusionsoffen und fördert damit die Trocknung. Zudem sollte eine ausreichende Überlappung der Dampfbremse, für die Vermeidung der Durchströmung der Bauteile, gewährleistet werden. Sockelbereich: Der Sockelbereich ist hochbelastet durch Temperaturschwankungen, Spritzwasser, Salze und Frost-/Tauwechsel. Ein lückenloser Übergang von Perimeterdämmung zur wärmegedämmten Fassade muss geschaffen werden. Fenster: Eine Luftströmung von der Raum- zur Außenseite durch Anschlussfugen muss ausgeschlossen werden, dem folgend muss die raumseitige Anschlussfuge

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen dauerhaft luftdicht ausgeführt sein. •

so bemessen (50mm), dass die Installationen ohne Beschädigung der Luftdichtheitsschicht ausgeführt werden können.

Durchdringungen der Luftdichtheitsebene

Aufgrund von Durchdringungen (z.B. in Form von Rohren, Steckdosen, Elektroleitungen) der Luftdichtheitsebene können Leckagen entstehen. Um die erforderlichen Durchdringungen auf ein Mindestmaß zu reduzieren wurden Installationsebenen auf der Innenseite vor der luftdichtenden Ebene der Außenwände eingebaut, wie schon im Kapitel 2.3 dargestellt. Deren Tiefe wurde

Anschließend, folgen die Abbildungen der Anschlüsse zwischen Außenwand und Dach, Außenwand und Decke und des Sockelbereiches für die Massivholzkonstruktion. Die Aufbauten der Außenwände, der Decken und des Daches wurden schon in Kapitel 2.3.1 detailiert beschrieben.

Gipsfaserplatten Zementestrich Baupapier Trittschalldämmung

Schüttung Splitt trocken Rieselschutz Brettsperholzplatte Gipsfaserplatten

Kiesschüttung Polymerbitumen-Dichtungsbahn (diffusionsoffen, zweilagig) Gefälledämmung

Gipsfaserplatten

Polymerbitumen-Dichtungsbahn (diffusionsoffen)

Installationsebene feuchtevariable Dampfbremse Soligno Wand Inhomogene Schicht: Steinwolle-Dämmplatte, Holz Fichte Lattung Steinwolle-Dämmplatte

Brettsperholz feuchtevariable Dampfbremse Gipsfaserplatten

PE-Winddichtung diffusionsoffen

feuchtevariable Dampfbremse

Holz Lärche Außenwandbekleidung

PE-Winddichtung diffusionsoffen

Abb. 29: Anschluss zwischen Außenwand und Dach (Eigene Darstellung).

Abb. 30: Anschluss zwischen Außenwand und Decke (Eigene Darstellung).

Parkett

Zementestrich Baupapier Steinwolle-Dämmplatte Stahlbeton

30cm feuchtevariable Dampfbremse Perimeterdämmung

Abb. 31: Sockelbereich (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4 3. ENERGIEKONZEPT GEBÄUDE

Abb. 32: Energiekonzept (Eigene Darstellung). Um ein Plusenergiehaus zu schaffen, steht ohne Zweifel Energie und ihre Einsparung, nicht nur aus wirtschaftlicher, sondern auch aus ökologisch und sozial vorteilhafter Sicht im Vordergrund. Die Konstruktionen verzichten im Laufe der Zeit immer mehr auf Systeme die weder erneuerbare Ressourcen verwerten, noch sich an einer nachhaltigen Denkweise orientieren. Durch die Vorteile der verbreiteten Anwendung von regenerativen Energiequellen, wie Sonneneinstrahlung, Erdwärme, Biomasse, Wasserkraft und Windenergie, entstehen innovative und hocheffiziente Energiesysteme auf Gebäude- und Quartiersebene. Das Konzept des Hochhauses in der Prinz-EugenKaserne wird im Rahmen des nachhaltigen Denkens strebt danach den Erwartungen der Verwendung von erneuerbaren Energieressourcen möglichst viel zu genügen. Die Hauptidee ist einfach realisierbar, nämlich durch die Kombination von Systemen, die sowohl Strom als auch Wärme mit möglichst hohem Wirkungsgrad erzeugen. Außerdem gibt es Systeme für die gekoppelte Produktion von Strom und Wärme, so dass ein autarkes Energiekonzept geschafft werden kann und die Anforderungen des Passivhauses erfüllt werden. Aus diesem Grund wurden zuerst Hybridkollektoren auf dem Dach des Gebäudes installiert. Ihre Funktion basiert sich auf der gleichzeitigen Nutzung des elektrischen und thermischen Potentials der Solarenergie. Mit Hilfe dieses Prozesses wird der Wirkungsgrad der PV Modulen erhöht, da die Hybridkollektoren die Photovoltaikmodule kühlen und dadurch sie im Leistungsbereich einer effizienteren Stromproduktion bleiben. Des Weiteren gibt es auf dem Dach konventionelle PV Module, die zusätzlichen Strom erzeugen. Der produzierte Strom wird direkt ins Gebäude eingespeist. Allerdings ist die Dachfläche des Hochhauses nicht groß genug für die Erzeugung ausreichender Strommenge. Es ist nicht zu

vernachlässigen, dass ein Hochhaus grundsätzlich ein Gebäude mit großen vertikalen Flächen ist. Daher werden diese Flächen verwendet und das Energiekonzept wird durch die Integration von PV Modulen, nämlich von Dünnschichtzellen, an Teile der südlichen, westlichen und östlichen Fassade vervollständigt. Des Weiteren dient die Infrarotstrahlung der Wärmeerzeugung durch Wassererwärmung in den Kollektoren. Die Wärme wird ins Gebäude geleitet, während der Überschuss in das Anergienetz im Quartier, das die Stelle des Saisonal-Speichers übernimmt, eingespeist wird. Aufgrund der Abhängigkeit der Hybridkollektoren von der Solareinstrahlung entsteht das Bedürfnis der Energiespeicherung, besonders während der Sommerperiode, wenn die Wärmeerzeugung hoch und der Wärmebedarf deutlich niedriger ist. Außer der Hybridkollektoren wird für die Deckung des Heizwärmebedarfs und die Steigerung der Energieeffizienz des Gesamtsystems eine Grundwasserwärmepumpe eingesetzt. Die Wärmepumpe dient nicht nur der Heizung, sondern auch der Trinkwarmwasserbereitstellung. Für den Betrieb der Wärmepumpe wird entweder die überschüssige Wärme der Hybridkollektoren genutzt oder Wärme aus dem Grundwasser entzogen. Als geeignetes Verteilungs- und Übergabesystem wurde, wegen der Anforderungen an niedriger Vorlauftemperatur (28 – 35 °C) des Heizmediums, die Fußbodenheizung gewählt. Aufgrund der hohen Dämmung der Passivhäuser und der Dichtheit ihrer Gebäudehülle, damit möglichst wenige Energieverluste auftreten, sind sie mit Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ausgestattet. Diese Anlagen gewährleisten den erforderlichen Luftwechsel. Auf diese Weise kann die Wärme der Abluft für das Vorwärmen der Frischluft genutzt werden. Für die mechanische Lüftung

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen wurde deshalb ein dezentrales System mit hohem Wärmerückgewinnungsgrad von 90% für jede Wohnung ausgewählt um die Verluste durch die Lüftungsanlage einschränken zu können. Mit diesem Wirkungsgrad kann die kalte Zuluft bis zu 90% der Abluftwärme aufnehmen, so dass nahezu die Raumtemperatur erreicht wird.

3.1

Systeme

insgesamt können 48 Kollektoren (828x1655x90 mm) eingesetzt werden (siehe Anhang Abbildung C1). Um die beste Effizienz zu erreichen ist eine Neigung von 35° mit Orientierung nach Süden erforderlich. Der obere Teil der Kollektoren dient der Stromproduktion durch Module mit einer installierten Leistung von 190 W/Modul. Der untere Teil hingegen dient der Wärmegewinnung mithilfe von der Abwärme der PV Module mit einer installierten Leistung von 460 W/Modul.

Wichtig ist zu betonen, dass durch die ausgewählten Energiesysteme eine hohe Leistung zu erreichen ist. Die Hybridkollektoren verfügen über einen gesamten Wirkungsgrad von 90%, während die Wärmepumpe, die zu einem großen Teil mithilfe von Umweltenergie betrieben wird, möglichst wenig Strom erfordert um den Heizwärmebedarf zu decken. Die aufgrund der Koppelproduktion erhöhte elektrische Leistung der Kollektoren entspricht einem elektrischen Wirkungsgrad von 18%, während die Dünnschichtzellen an den Fassaden einen Wirkungsgrad von 10% erreichen können. Die Kombination der Systeme und ihre Verbindung miteinander sind in Abbildung 33 dargestellt.

3.1.2 PV Module

3.1.1 Hybridkollektoren

Dünnschichtzellen an den drei Fassaden (Süd: 98,8m2, West: 83,7m2, Ost: 98,2m2), wie es detailliert in Abbildung 11, 12, 13 in Kapitel 1 dargestellt ist, unterstützen die Stromerzeugung aus der Sonneneinstrahlung, während ihre Erträge direkt ins Gebäude eingespeist werden. Für

Die Hybridkollektoren werden auf dem Dach so installiert, dass eine Verschattung der Module vermieden wird. Sie decken die Hälfte des Dachs und

FASSADEN PV Module

Wirkungsgrad: 10.0%

Die andere Hälfte des Dachs wird mit 40 konventionellen monokristallinen Silliziumzellen (860x1655 mm), die über eine stabile Leistung und hohe Lebensdauer verfügen, gedeckt. Der Wirkungsgrad dieser Module erreicht den Wert von 15,1% (245 W/Modul) und dafür ist eine optimale Aufständerung von 35° erforderlich (siehe Anhang Abbildung C1). zwischen den Reihen ist einer Mindestabstand von 2.25 m zu halten, sowohl für die PV Module als auch für die Hybridkollektoren, um die Verschattungsverluste zu vermeiden.

DACH PV Module

Wirkungsgrad: 15.1%

11.3% [11.050 kWh/a]

19.0% [18.584 kWh/a]

DACH Hybridkollektoren

Wirkungsgrad el.: 18.0% Wirkungsgrad th.:~72.0%

14.2% [13.877 kWh/a]

GWWP COP 4 Heizung COP 3.3 TWW

53.9% [28.581 kWh/a]

46.1% [24.481 kWh/a] Strom aus dem Netz: 55,4% des Bedarfs [54.136 kWh/a]

Grundwasserwärme: 57.1% [12.126 kWh/a]

Überschusseinspeisung: 9.115 kWh/a

Wärme aus dem Anergienetz: 42.9% [9.115 kWh/a]

ANERGIENETZ Abb. 33: Energiekonzept - Überblick (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4 die Fassaden wurden amorphe Silliziumzellen gewählt, die einen geringeren Wirkungsgrad von 10% (245 W/ Modul) erreichen, haben aber trotzdem ein deutlich geringeres Gewicht im Vergleich zu den monokristallinen Silliziumzellen.

3.1.3 Grundwasserwärmepumpe Laut Geoportal Bayern sind Bohrungen in dem Gebiet, wo sich das Quartier befindet, bis zur 20 m Tiefe zulässig (siehe Anhang Abbildung C2). Das Grundwasser kann als Wärmequelle verwendet werden, weil der Grundwasserflurabstand von 10 bis 12 m schwankt (siehe Anhang Abbildung C3). Daher wird eine WasserWasser Wärmepumpe genutzt, die die Umweltenergie, die notwendig für ihren Betrieb ist, entweder von dem Grundwasser oder von dem ins Anergienetz eingespeisten Wasser der Hybridkollektoren entzieht. Die gespeicherte Wärme im Anergienetz wird bei Bedarf unmittelbar für den Betrieb der Grundwasserwärmepumpe verwendet. Es wird eine GWWP mit einem COP Wert von 4,0 gewählt. Außer der Umweltenergie benötigt die Grundwasserwärmepumpe auch Strom. Dieser Bedarf kann direkt von dem Stromertrag aus den Modulen auf Dach und Fassaden gedeckt werden.

3.2

Wärme-, Stromerträge

Die Berechnung der Erträge an Strom aus den Modulen auf dem Dach und an den Fassaden wurde mit dem Programm PVSYST V5.42 durchgeführt und die sich ergebenen monatlichen Erträge sind in der Tabelle 7 zusammengefasst. Für die Berechnung der Wärmeerzeugung aus den Hybridkollektoren wurde ein lineares Verhältnis bezüglich des Stromertrags aus den Kollektoren festgelegt (460 W / 190 W = 2,42).

3.3

Haushaltsstrom

3.3.1 Lastprofile Bezüglich des Haushaltsstroms wurden in der Erstellung der Lastprofile sowohl zwischen Winter und Sommer als auch zwischen Wochenende und Wochentag unterschieden und diese auf das ganze Jahr hochgerechnet. Bei der Berechnung des Haushaltsstroms wurde außer der unterschiedlichen Nutzungen, die in Abbildung 35 dargestellt sind, der Gewerbebetrieb von dem Erdgeschoss für die Bewohnergemeinschaften und den Versammlungsraum berücksichtigt. Die Werte variieren sich pro Stunde und so sind die Ergebnisse des Diagramms 34 entstanden. Die Lastprofile sowie die Unterleilung des Haushaltstroms während des Sommers sind im Anhang Abbildung C3 bzw. C4 dargestellt.

3.3.2 Zukunftsszenarien Da unser heutiger Strombedarf nicht dem Strombedarf in der Zukunft entspricht, wird anhand drei aufeinander aufbauenden Szenarien nach dem Endbericht „Energiezukunft 2050“ die Entwicklung des Energiebedarfs und -verbrauchs untersucht. Diese wurden als Vorlage für die Untersuchung der zukünftigen Entwicklung des Strombedarfs verwendet. Abbildung 36 dient zur Veranschaulichung der Ergebnisse der Zukunftsuntersuchung. Szenario 1 gilt als Referenzszenario der Zukunftsverläufe. Die Nachfrage nach Energiedienstleistungen nimmt gemäß den Entwicklungen in der Vergangenheit weiter zu. Durch den Wunsch nach stetiger Verbesserung der eigenen Lebensqualität steigen auch damit die

Tab. 7: Wärme-, Stromertrag. HYBRIDKOLLEKTOREN WÄRME STROM [kWh/M] [kWh/M] JAN FEB MÄRZ APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ GESAMT

1.245 1.875 2.884 3.851 4.009 4.020 4.097 3.747 3.094 2.285 1.374 1.115 33.596

514 774 1.191 1.591 1.656 1.660 1.692 1.548 1.278 944 568 461 13.877

DACH [kWh/M] 409 617 949 1.267 1.319 1.322 1.348 1.233 1.018 751 452 367 11.050

PV MODULE SÜD WEST [kWh/M] [kWh/M] 423 574 726 808 716 672 701 732 754 664 450 389 7.611

114 174 331 501 595 619 641 516 391 251 125 94 4.352

OST [kWh/M]

STROMERTRAG [kWh/M]

260 345 586 761 782 796 802 751 585 446 260 247 6.620

1.721 2.484 3.783 4.927 5.067 5.070 5.185 4.780 4.026 3.055 1.855 1.557 43.511

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Winter Lastprofile 100,0 90,0 80,0 70,0

[W]

60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 0,0

0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00:00

10,0

Wochentag

Wochenende

Abb. 34: Lastprofile Winter.

Haushaltsstrom Winter

4.000,0 3.500,0 3.000,0 Gefrieren

Waschen

Spülen

Diverses

Trocknen

Kochen

Licht

Kühlen

TV/Audio

Büro

[kWh/M]

2.500,0 2.000,0 1.500,0 1.000,0 500,0 0,0

Komfortansprüche weiter an. Deshalb ergibt sich als Resultat eine Erhöhung des Strombedarfs von 11,3%. Szenario 2 hingegen untersucht die Änderung durch eine „Erhöhte Technikeffizienz“. Gegenüber Szenario 1 wird ein unverändertes Verbraucherverhalten unterstellt. Die Bedarfsdeterminanten, wie beheizte Flächen, Verkehrsleistungen oder Produktionsindizes, werden konstant gehalten. Allerdings wird in dieser Variante die beste verfügbare Technik im Sinne maximaler Energieeffizienz bei der Neuanschaffung oder dem Ersatz von Anlagen eingesetzt und dessen Einfluss auf den Strombedarf untersucht. Dadurch ergibt sich, ein hohes Einsparpotenzial von 24,5% des Stromverbrauchs aufgrund der Effizienzsteigerung der Technik. Das „Umweltbewusste Handeln“ wird in dem dritten Szenario gegenüber den vorangegangenen Szenarien zusätzlich zur Technikeffizienz untersucht. Hier wird eine Verhaltensänderung der Bevölkerung unterstellt. Die bewusstere und sparsamere Nutzung von Energie führt, unter Tolerierung von geringen Komforteinbußen, zu einer Reduktion des Energiebedarfs. Durch die Sensibilisierung der Bevölkerung wirkt eine Änderung des Verhaltens auf gesellschaftlicher Ebene ein, die auf eine Reduzierung des Energiebedarfs hinausläuft und somit eine Senkung von 32,3% des Strombedarfs gegenüber dem heutigen Wert ermöglicht. Im Prinzip verdeutlicht diese Zukunftsuntersuchung, dass eine mögliche Senkung des Strombedarfs auch effektiv durch Verhaltensmaßnahmen der Nutzer möglich ist und diese in Kombination mit den in dieser Machbarkeitsstudie untersuchten Maßnahmen auf Energie- und Bauteilebene optimierte Ergebnisse hinsichtlich des Energieverbrauchs erreichen können.

[W]

Abb. 35: Unterteilung Haushaltsstrom Winter.

Szenario 1: Referenzentwicklung-Nachfrage nimmt gemäß den Entwicklungen in der Vergangenheit weiter zu. Komfortansprüche steigen weiter an. Szenario 2: Erhöhte Technikeffizienz Abb. 36: Zukunftsszenarien Stromeinsparungspotential.

Szenario 3: Umweltbewusstes Handeln

Gebäudetyp 4

3.4.1 Passivhausstandard vs EnEV Die Kombination aus Gebäudetechnik und der energetisch hochwertigen Gebäudehülle ermöglicht einen geringen Energiebedarf. Ziel des geplanten Hochhauses ist, wie vorhin schon erwähnt, den Passivhausstandard zu erreichen. Das bedeutet bezüglich der Energie, dass der Primärenergiebedarf inkl. Heizung, Trinkwarmwasser, mechanischer Lüftung und Haushaltsstrom, den Wert 120 kWh/m2a nicht überschreiten darf, während der Heizwärmebedarf maximal 15 kWh/m2a betragen darf. Der Primär-, End-, Nutz- und Heizwärmebedarf des Gebäudes für Heizung, Trinkwarmwasser, mechanische Lüftung sowie die Simulation der monatlichen Bilanzen wurden mit dem Programm ZUB – Helena Ultra nach DIN V 4108 / 4701 für Wohngebäude berechnet. Hierfür wurden das Volumen des Hochhauses, die Klimadaten des Gebiets, die Aufbauten der Bauteile, das Wärmeerzeugungssystem (mit dem gewählten Verteilungs- und Übergabesystem) und anschließend die mechanischen Lüftungsanlagen für die Simulation eingegeben. Die Ergebnisse sind in den folgenden Diagrammen zusammengefasst. Die detaillierten Berechnungen sind im Anhang Tabelle C1, C2, C3, C4 zu finden. Für den sommerlichen Wärmeschutz wurden außenliegende Jalousien aus Holz gewählt, die den Innenraum vor Überhitzungsgefahr schützen. Aufgrund des niedrigen Abminderungsfaktors (Fc=0,25) sind sie besonders effektiv. Die Mindestanforderungen an Sonneneinträge sind dadurch erfüllt und der Sonneneintragskennwert für jeden Raum ist niedriger als der Zulässige durch eine erhöhte Nachtlüftung (n ≥ 2,0 h-1). Im Rahmen des Projekts wurden zwei Alternativen untersucht. Die eine Alternative erfüllt das Passivhausstandard und die Andere das EnEV 2014 Standard. Ein Vergleich beider Alternativen ermöglicht es die Vor- und Nachteile jeder Variante in jedem Bereich (Bauteile, Energie, Wirtschaftlichkeit) in Tiefe zu untersuchen und die beste Konstruktion sowie die optimalen technischen Anlagen zu wählen. Wie erwartet sind die Ergebnisse der Passivhausvariante besser ausgefallen, ermöglichte aber ein Vergleich beider Varianten die Quantifizierung des Verbesserungspotenzials. Bei der EnEV-Variante wurden schlechtere U-Werte von Fenstern, Außenwänden, Kellerdecken und Dach ausgewählt (detaillierte Beschreibung und Werte in Kapitel 2). Einerseits ist dieses Ergebnis von Vorteil, weil die Anforderungen deutlich geringer sind. Das bedeutet, dass die Erfüllung dieser weniger Kosten- und

Materialaufwand verlangt. Andererseits ergibt sich ein höherer Heizwärmebedarf und daher ist eine Grundwasserwärmepumpe mit höherer Leistung erforderlich, was auch einen höheren Strombedarf hervorruft, um diesen zusätzlichen Energiebedarf zu decken. Mithilfe der vorher beschriebenen Heizungs- und Lüftungssysteme sind die Werte auch bei der EnEV-Variante deutlich niedriger als die Werte des Referenzgebäudes (Transmissionswärmeverluste HT´ = 0.477 W/m2K < HT´,Soll= 0.49 W/m2K und Primärenergiebedarf 22.1 kWh/m2a Wert im Vergleich zu dem Soll-Wert des Referenzgebäudes 52.2 kWh/m2a). Die niedrigen Primärenergiebedarfswerte bei beiden Alternativen liegen daran, dass Systeme mit hohem Wirkungsgrad genutzt werden, die erneuerbare Energien

Primärenergiebedarf 114835 kWh/a 50,0 40,0 30,0 48425 kWh/a 20,0

33327 kWh/a

10,0 0,0 Passivhausstandard

EnEV 2014

EnEV 2014 Referenzgebäude

Primärenergiebedarf

Abb. 37: Vergleich EnEV-Variante.

Primärenergiebedarf,

Passiv-

und

Passiv-

und

Heizwärmebedarf 45,0 40,0 35,0 30,0 [kWh/m2a]

Wärme-, Strombedarfsberechnung

[kWh/m2a]

3.4

25,0

52497 kWh/a

+104%

20,0 15,0

25731 kWh/a

10,0 5,0

0,0 Passivhausstandard

EnEV 2014

Heizwärmebedarf

Abb. 38: Vergleich EnEV-Variante.

Heizwärmebedarf,

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Aus den Berechnungen kann man die Schlussfolgerung ziehen, dass der Primär- und Heizwärmebedarf der EnEVVariante deutlich höher sind (+50% Primärenergiebedarf, +104% Heizwärmebedarf im Vergleich zu Passivhausvariante). Deshalb lohnt es sich nicht, energetisch betrachtet, die EnEV-Variante auszuwählen. Durch die Minimierung der Transmissionswärmeverluste aus der wärmeübertragenden Umfassungsfläche ist eine große Energieeinsparung zu erreichen, die in einer Plusenergiesiedlung nicht vernachlässigt werden darf.

3.4.2 Passivhausstandard - Hybridvariante Genauer gesagt, befinden sich die Ergebnisse der ausgewählten Alternative unter den Grenzwerten des Passivhausstandards. Der Primärenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitstellung, mechanische Lüftung sowie Haushaltsstrom beträgt 73,9 kWh/m2a (Heizung:6,3 kWh/m2a, TWW:0,9 kWh/m2a, Lüftung:8,0 kWh/m2a und Haushaltsstrom64,1 kWh/m2a), wie auch in Abbildung 39 dargestellt ist. Primärenergiebedarf 120

120,0

[kWh/m2a]

Heizwärmebilanz 80,0 70,0

11,8

60,0 50,0 40,0 30,0 20,0

100,0 80,0

der nicht geringer sein kann, da der Luftwechsel sehr wichtig für die Behaglichkeit und die Hygiene der Räume ist. Die Luftwechselzahl ist n= 0,6 h-1. Aus diesem Grund hat unter Anderem das dezentrale Lüftungssystem mit dem hohen Wärmerückgewinnungsgrad einen großen Beitrag zu dem niedrigen Heizwärmebedarf des Hochhauses. Dank der Wärmerückgewinnung ist ein Gleichgewicht zwischen den hohen Lüftungsverlusten und -gewinnen herbeigeführt. Die internen Gewinne werden pauschal von dem Programm laut DIN 4701 mitgerechnet. Die aus den eingegebenen U-Werten resultierten Transmissionswärmeverluste sind möglichst niedrig gehalten. Für die Wärmebrücken wurde der optimierte Korrekturwert - Wärmebrückenzuschlag ΔUWB = 0,05 W/ m2K eingesetzt. Die Ergebnisse der Heizwärmebilanz sind in Abbildung 40 dargestellt.

[kWh/m2a]

verwenden um den größten Teil des Energiebedarfs zu decken. Deshalb ist es von Vorteil, dass die Primärenergiefaktoren für erneuerbare Energien so niedrig sind.

10,0 0,0

79,3

60,0

GEWINNE Transmissionswärmeverluste

VERLUSTE Lüftungsverluste

interne Gewinne

solare Gewinne

Lüftungsgewinne (WRG)

Heizwärmebedarf

Abb. 40: Heizwärmebilanz

40,0

20,0 0,0 Heizung Lüftung Passivhaus- standard

Abb. 39: Primärenergiebedarf Passivhausstandardsgrenzwert.

TWW Haushaltsstrom

Vergleich

zum

Laut der Heizwärmebilanz unter Berücksichtigung der Verluste und Gewinne erreicht der Heizwärmebedarf den Wert 11,8 kWh/m2a, während der Grenzwert des Passivhausstandards 15,0 kWh/m2a ist. Der größte Anteil der Verluste ergibt sich aufgrund der Lüftungsanforderungen. Trotzdem geht es um einen Teil

Die Hybridkonstruktion besteht aus Holz und Beton und deswegen kann sie als Mittelbauweise charakterisiert werden. Die Speichermasse der Hybridkonstruktion ist geringer verglichen mit dieser der Massivbauvariante. Zwischen Mittel- und Schwerbauweise ergibt sich eine Erhöhung des Heizwärmebedarfs um nur 1,13%, die vernachlässigt werden könnte. Diese geringe Differenz ist darauf zurückzuführen, dass das hohe Dämmniveau den größeren Einfluss auf den Heizwärmebedarf hat. Die relativen und absoluten Zahlen der zwei Alternativen sind in der Tabelle 8 zusammengefasst. Tab. 8: Heizwärmebedarf Hybrid- und Massivbauvariante.

Heizwärmebedarf

Mittelbauweise Schwerbauweise Hybrid Massivbau 2 2 [kWh/m a] [kWh/a] [kWh/a] [kWh/m a] 25.731 11,8 25.443 11,6

Gebäudetyp 4 3.4.3 Deckungsanteil Strom - Monatsbilanz Trotz der großen Zahl von installierten PV Modulen und Hybridkollektoren auf dem Dach und PV Modulen an den Fassaden kann der Gesamtstrombedarf nicht vollständig durch den selbsterzeugten Strom gedeckt werden. Obwohl die technischen Anlagen für Heizung und Trinkwarmwasser möglichst niedrige Mengen von Strom verbrauchen, erhöht sich der Haushaltsstrom wegen der großen Anzahl von Wohnungen. Daher kann durch den selbsterzeugten Strom 44,6% des jährlichen Strombedarfs gedeckt werden. Strom aus dem öffentlichen Netz ist erforderlich um den übrigen 55,4% des Bedarfs zu decken. In Abbildung 41 ist der monatliche Deckungsanteil des Strombedarfs dargestellt. Wie erwartet, sind die Prozente während der sommerlichen Monaten aufgrund der höheren Erträge und des niedrigen Bedarfs für Heizung höher. Von November bis Februar decken die Stromerträge hauptsächlich den Bedarf für den Betrieb der Grundwasserwärmepumpe, während von März bis Oktober ein deutlich hoher Anteil, der bis zu 80,8% ansteigen kann, gedeckt wird.

3.4.4 Hybridkollektoren - Wärme In Abbildung 42 sind die monatlichen Erträge aus den Hybridkollektoren zusammengefasst. Da die Sonneneinstrahlung pro Monat nicht konstant bleibt, spiegelt sich das auch über die erzeugte Wärme. Während von Oktober bis März die Erträge grundsätzlich

für den Bedarf für Trinkwarmwasser genutzt werden, tritt von April bis September einen Überschuss, der ins Anergienetz des Quartiers eingespeist und in einem Eisspeicher gespeichert wird, auf. Deswegen ist es zwangsläufig, dass noch ein System eingesetzt wird, um den Heizwärmebedarf während der Winterperiode decken zu können. Der entstandene Überschuss an Wärme wird verwendet, um Teil der Antriebsenergie zu decken. Die für den Betrieb der Grundwasserwärmepumpe erforderliche Wärme wird zu 42,9% durch den Wärmeüberschuss gedeckt. Die Restlichen 57,1% werden aus dem Grundwasser entzogen.

3.4.5 Grundwasserwärmepumpe - Wärme Die Wärmepumpe ist ein effizienter Wärmeerzeuger, der mit einem COP Wert von 4.0 für die Heizung betrieben wird. Was das Trinkwarmwasser betrifft, fällt der COP Wert auf 3.3, da die erforderliche Vorlauftemperatur deutlich höher als diese für die Fußbodenheizung ist. Aus diesem Grund verbraucht die Wärmepumpe mehr Strom um die Temperatur des Wassers auf einem höheren Niveau zu steigern. Wie aus den Ergebnissen der Abbildung 43 abzulesen ist, funktioniert die Grundwasserwärmepumpe 6 Monate pro Jahr. Der Überschuss ist genug um den Bedarf von Oktober bis Dezember zu decken.

Deckungsanteil des Strombedarfs 12.000

10.000

[kWh/M]

8.000

6.000

Haushaltsstrom Lüftung Heizung TWW Stromertrag

79,7% 80,8% 77,3% 78,9% 74,4% 63,3%

42,1% 4.000

37,5%

24,5% 15,9%

18,6%

2.000

13,9%

0 JAN

FEB

MÄRZ

APR

Abb. 41: Deckungsanteil des Stombedarfs.

MAI

JUN

JUL

AUG

SEP

OKT

NOV

DEZ

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Wärme aus Hybridkollektoren 10.000 9.000 8.000

7.000 Überschuss

[kWh/M]

6.000

HWB' 5.000 TWW' 4.000

Heizung Deckungsanteil TWW Deckungsanteil

3.000

Gesamtdeckungsanteil

2.000 1.000 0 JAN

FEB

MÄRZ

APR

MAI

JUN

JUL

AUG

SEP

OKT

NOV

DEZ

Abb. 42: Erzeugte Wärme aus Hybridkollektoren.

Wärme+aus Hybridkollektoren Grundwasserwärme Überschussige Wärme für die GWWP 10.000 6.000 9.000 5.000

8.000

7.000 4.000

Überschuss

[kWh/M] [kWh/M]

6.000

Grundwasserwärme für TWW

HWB' 5.000 3.000

Überschüssige Wärme

TWW' aus Hybridkollektoren für TWW

4.000

Heizung Überschüssige Wärme Deckungsanteil aus Hybridkollektoren für TWW Deckungsanteil Heizung

2.000

3.000

Grundwasserwärme für

GesamtHeizung deckungsanteil

2.000

1.000

1.000 00 JAN JAN

FEB FEB

MÄRZ MÄRZ APR APR

MAI MAI

JUN JUN

JUL JUL AUG AUG SEP SEP OKT OKT NOV NOV DEZ DEZ

Abb. 43: Grundwasserwärme und Überschussige Wärme für die GWWP.

Gebäudetyp 4 4. RESSOURCENVERBRAUCH/ REZYKLIEREN

4.1

Lebenszyklusanalyse

Eine Ökobilanz oder Lebenszyklusanalyse ist gemäß DIN EN ISO 14040 in die vier verschiedenen Phasen: Zieldefinition und Untersuchungsrahmen, Sachbilanz, Wirkungsabschätzung und Auswertung unterteilt. Ziel der Untersuchung im Rahmen des Projektes war es die unterschiedlichen Konstruktionsalternativen aus Holz- und Nicht-Holz-Baustoffen hinsichtlich des Treibhauspotentials und des Primärenergieinhalts (nicht erneuerbarer Teil und erneuerbarer Teil) zu vergleichen (Tabelle 9). Die Sachbilanz umfasst die Zusammenstellung und Quantifizierung von Umweltaspekten als Inputs und Outputs eines ausgewählten Betrachtungsobjektes im

Verlauf seines Lebensweges. Im Rahmen des Projektes wurden die Baustoffe jedes Bauteils bis zum Ende der Produktionsphase bilanziert (Cradle zo Gate). Die späteren Lebensphasen (Nutzung, Bau und Instandhaltung sowie Rückbau, Verwertung und Entsorgung) werden nur deskriptiv bewertet. Dies wird dadurch begründet, dass der Aufwand der Datenerhebung besonders groß ist und vereinfachte Tools zur Abschätzung des Treibhauspotentials und des Primärenergiebedarfs entwickelt werden müssen. Die Wirkungskategorien die untersucht wurden, werden in der folgenden Tabelle dargestellt.

Tab. 9: Wirkungskategorien für die ökologische Bewertung [IBO-Passivbauteilkatalog]. Wirkungskategorie

Abkürzung

Einheit

Bemerkung

Primärenergieinhalt nicht erneuerbarer Ressourcen / Graue Energie

PEI n.e.

MJ oder kWh

Primärenergieinhalt erneuerbarer Ressourcen

PEI e.

Treibhauspotential 100a

GWP

Oberer Heizwert aller nicht erneuerbarer Ressourcen wie Erdöl, Erdgas, Kohle usw. für die Bereitstellung von Rohstoffen und Energieträger Berechnet sich aus den erneuerbaren energetischen MJ oder kWh Ressourcen, die in der Herstellungskette des Produkts verwendet wurden. kg. CO2Beitrag zur Klimaveränderung äquivalent

4.1.1 Datenquellen Um möglichst große Konsistenz und Vergleichbarkeit der Daten zu gewährleisten, wurden die Ökobilanzdaten nur aus wenigen ausgesuchten Datenquellen entnommen. Folgende Quellen wurden verwendet: •

Ökobau.dat 2011 (eine Datenbank des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit) ,

•

die entsprechenden Umwelt-Produktdeklarationen (EPDs) der Produkte, bei spezifischen Produkten (Institut Bauen und Umwelt e.V. )

Die

Daten

der

Ökobau.dat-Datenbank

sind

herstellerunabhängig und die Pflege obliegt dem Bundesministerium (BMUB). Dies lässt eine hohe Sicherheit im Bereich Datenqualität,-konsistenz und Nutzungssicherheit erwarten [Zeumer et al., 2009]. Außerdem, beinhaltet Ökobau.dat einen Sicherheitszuschlag von 10%, falls kein unabhängiges Gutachten vorliegt. Die Gefahr einer Unterschätung der Umweltauswirkungen wird dadurch reduziert.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

4.1.2 Wirkungsabschätzung Die Ökobilanzdaten für die Wirkungskategorien die im Rahmen des Projekts berücksichtigt werden (Tabelle. 9), wurden für jede Schicht jedes Bauteils ermittelt, was einen Vergleich zwischen den unterschiedliechen Bauteilen, sowie zwischen den unterschiedlichen Konstruktionsalternativen ermöglicht. Wie schon erwähnt, beinhalten die vorliegenden Werte für die Wirkungskategorien die Aufwendungen für die Lebenszyklusstadien „Cradle to Gate“.

Massivholzbau In der folgenden Tabelle 10 werden der Primärenergieinhalt (erneuerbarer und nicht erneuerbarer Ressourcen) sowie das Treibhauspotential für alle Bauteile dieser Konstruktionsalternative dargestellt. Die Daten wurden pro Quadratmeter Fläche ermittelt und anschließend mit der Gesamtfläche jedes Bauteils multipliziert. Die Daten pro Quadratmeter Fläche sind im Anhang B.1 zu finden. In Tabelle 11 werden die Ökobilanzdaten auch pro Quadratmeter Hüllfläche, pro Quadratmeter BGF, sowie pro Person berechnet.

In Abbildung 44 ist der Anteil jedes Bauteils an jeder Wirkungskategorie dargestellt. Damit wird erkennbar welchen Beitrag jedes Bauteil zu der Gesamtbilanz des Gebäudes hat. Aus diesem Diagramm ergibt sich, dass die tragenden Innenwände einen großen Anteil an dem PEI n.e. tragen, was auch teilweise den Gipsfaserplatten zurückzuführen ist, die an beiden Seiten der Innenwände wegen Brandschutzanforderungen eingesetzt sind (der PEI n.e. einer 18mm dicken Gipsfaserplatte beträgt ~27,53 kWh/m2). Das gilt auch für die Decken, die unter Anderem auch wegen des Parketts, des Zementestrichs, der Trittschalldämmung sowie der Brettsperrholzplatte einen hohen PEI n.e. aufweisen. Den größten Anteil an PEI e. tragen die Decken wegen der Brettsperrholzplatten. Trotzdem kann mehr als 80% dieses Anteils durch eine energetische Verwertung von Holz in der Nachnutzungsphase ausgenutzt werden. Was das Treibhauspotential betrifft, werden die größten Einsparungen durch die Bauteile mit einem großen Anteil an Holzbaustoffe (Decken, Außen- und Innenwände usw.) bedingt. Bei den Bauteilen mit einem wichtigen Anteil an mineralischen Baustoffen (Treppenhaus, Brandwand, Kellerdecke usw.) ist hingegen das Treibhauspotential wesentlich höher.

Tab.10: Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Massivholzbau“. PEI n.e. [kWh]

PEI e. [kWh]

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

Tragende Außenwände

284153

467577

-104265

Dach Decken Kellerdecke Tragende Innenwände Innenwände zwischen Wohneinheiten und Notwendigem Flur Nichttragende Innenwände Plattenfundament Brandwand Stützen/Unterzug Treppenhaus SUMME

165049 550708 103987 173788

232572 1081941 36085 370707

-19369 -144926 33221 -97781

97956

203129

-53052

147135 157196 136928 31529 119049 1967477

86905 189327 58988 66714 6884 2800830

9484 46575 40030 -17599 59236 -248445

Massivholzbau

Tab. 11: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Massivholzbau“. PEI n.e. [kWh] PEI e. [kWh] GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

[/m2 Hüllfläche] 855 1218 -108

[/m2 BGF] 690 983 -87

[/Person] 36435 51867 -4601

Gebäudetyp 4 Massivholzbau

Massivholzbau

3.000.000

300.000

Innenwände zwischen Wohneinheiten und Notwendigem Flur Treppenhaus

Tragende Außenwände

200.000 Dach

2.500.000

[kg CO2-Äqv.]

[kWh]

2.000.000

1.500.000

1.000.000

Decken 100.000

Stützen/Unterzug

Kellerdecke

Brandwand

Plattenfundament

Tragende Innenwände Nichttragende Innenwände -100.000

Nichttragende Innenwände

Plattenfundament

Tragende Innenwände

-200.000

Brandwand

Kellerdecke

-300.000 Stützen/Unterzug

500.000

Decken

Treppenhaus

-400.000

Dach

Innenwände zwischen Wohneinheiten und Notwendigem Flur

PEI n.e. [kWh]

-500.000

Tragende Außenwände

GWP100 [kg CO2 Äqv.]

PEI e. [kWh]

Abb. 44: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien.

Massivbau In der folgenden Tabelle 12 werden der Primärenergieinhalt (erneuerbarer und nicht erneuerbarer Ressourcen) sowie das Treibhauspotential für alle Bauteile dieser Konstruktionsalternative dargestellt. Die Daten wurden pro Quadratmeter Fläche ermittelt und anschließend mit der Gesamtfläche jedes Bauteils multipliziert. Die Daten pro Quadratmeter Fläche sind im Anhang B.2 zu finden. In der Tabelle 13 werden die Ökobilanzdaten auch pro Quadratmeter Hüllfläche, pro Quadratmeter BGF, sowie pro Person berechnet.

In der Abbildung 45 ist der Anteil jedes Bauteils an jeder Wirkungskategorie dargestellt. Aus diesem Diagramm ergibt sich, dass der Primärenergieinhalt nicht erneurbarer Ressourcen fast doppelt so hoch wie der Primärenergieinhalt erneuerbarer Ressourcen ist. Dies ist auf den großen Anteil an mineralischen Baustoffen, den diese Konstruktiosalternative aufweist, zurückzuführen. Des Weiteren, ist das Treibhauspotential hauptsächlich aufgrund des hohen Einsatzes von fossilen Brennstoffen zur Herstellung von Stahlbeton besonders hoch.

Tab.12 Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Massivbau“. PEI n.e. [kWh]

PEI e. [kWh]

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

Außenwände (nichttragend)

114171

47762

31163

Dach Decken Kellerdecke Nichttragende Innenwände Innenwännde zwischen Wohneinheiten Plattenfundament Brandwand (Norden) Stützen/Balken Treppenhaus SUMME

120001 475147 103987 60344

44350 204751 36085 6397

40648 153908 33221 25456

71002

19251

25708

157196 137939 70562 119049 1429397

189327 59084 4080 6884 617972

46575 40379 35110 59236 491403

Massivbau

Tab. 13: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Massivbau“. PEI n.e. [kWh] PEI e. [kWh] GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

[/m2 Hüllfläche] 621 269 214

[/m2 BGF] 502 217 172

[/Person] 26470 11444 9100

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Massivbau 1.400.000 1.200.000 1.000.000 Treppenhaus Stützen/Balken

800.000

Brandwand (Norden)

600.000

Plattenfundament Nichttragende Innenwände

400.000

Kellerdecke Decken

200.000 0

Dach Außenwände (nichttragend) PEI n.e. [kWh]

PEI n.e. [kWh]

PEI e. [kWh]

GWP 100 GWP100 [kg [kg CO2-Äqv.]

CO2 Äqv.]

Abb. 45: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien.

Holz-Beton-Hybrid In der folgenden Tabelle 14 werden der Primärenergieinhalt (erneuerbarer und nicht erneuerbarer Ressourcen) sowie das Treibhauspotential für alle Bauteile dieser Konstruktionsalternative dargestellt. Die Daten wurden pro Quadratmeter Fläche ermittelt und anschließend mit der Gesamtfläche jedes Bauteils multipliziert. Die Daten pro Quadratmeter Fläche sind im Anhang B.3 zu finden. In der Tabelle 15 werden die Ökobilanzdaten auch pro Quadratmeter Hüllfläche, pro Quadratmeter BGF, sowie pro Person berechnet. In der Abbildung 46 ist der Anteil jedes Bauteils an jeder Wirkungskategorie dargestellt. Wegen des hohen Anteils

an Stahlbeton und mineralischen Baustoffen ist der PEI n.e. höher als der PEI e. Nicht zu vernachlässigen ist auch der Anteil der Gipsfaserplatten an dem PEI n.e. (ca. 30% bei den Holzständer-Außenwänden und ca. 20% bei den Decken), die aber aus brandschutztechnischen Gründen notwendig sind. Der PEI e. ist aufgrund der Brettsperrholzplatten bei den Decken und dem Dach, sowie der Holzständerwände auch besonders hoch. Trotzdem wie schon bei der Massivholzalternative erwähnt, kann mehr als 80% dieses Anteils durch eine energetische Verwertung von Holz in der Nachnutzungsphase zurückgewonnen werden. Durch den Ansatz von Holz wird auch das Treibhaupotential reduziert, das aber aufgrund des insgesamt höheren Einsatzes an mineralischen Baustoffen ca. 87,3 tn beträgt.

Tab. 14: Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“. Holz-Beton-Hybrid Außenwände (nichttragend) Dach Decken Kellerdecke Νichttragende Innenwände Innenwände zwischen WE und Innenwände zwischen WE und notwendigem Flur Plattenfundament Brandwand Stützen/Balken Treppenhaus SUMME

PEI n.e. [kWh]

PEI e. [kWh]

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

145305 165049 457204 103987 147135

150831 232572 615993 36085 86905

-19464 -19369 -14048 33221 9484

125357

86888

-83487

157196 136928 70562 119049 1627772

189327 58988 4080 6884 1468555

46575 40030 35110 59236 87288

Gebäudetyp 4 Tab. 15: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“. [/Person] [/m2 Hüllfläche] [/m2 BGF] PEI n.e. [kWh] 708 571 30144 PEI e. [kWh] 639 515 27195 Holz‐Beton‐Hybrid GWP 100 [kg CO2Holz‐Beton‐Hybrid -Äqv.] 38 31 1616 300.000

1.600.000

Innenwände zwischen WE und Innenwände zwischen WE und notwendigem Flur Treppenhaus

250.000

1.400.000

Innenwände zwischen WE und Innenwände 200.000WE und notwendigem Flur zwischen

1.200.000

Stützen/Balken

Brandwand

Plattenfundament

150.000

[kg CO2 Äqv.]

1.000.000 [kWh]

Treppenhaus

800.000

100.000 50.000

Plattenfundament

Νichttragende Innenwände

0 Νichttragende Innenwände

600.000

Kellerdecke

-50.000

Kellerdecke

400.000

Decken

-100.000 Decken

200.000

-150.000

-200.000

Dach

PEI n.e. [kWh]

PEI e. [kWh]

Abb. 46: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien.

Vergleich zwischen Konstruktionsalternativen

den

Vergleich PEI - Außenwände

500.000

auch in Bezug auf ihre Wirtschaftlichkeit zu bewerten und damit Realisierungsentscheidungen abwägen zu können. Aus den Diagrammen wird erkennbar, dass die Hybrid Konstruktion eine mittlere Lösung darstellt, sowohl was die ökologischen Indikatoren betrifft als auch bezüglich der Wirtschaftlichkeit. In der Abbildung 50 werden die Ergebnisse für die Summe aller Bauteile aller drei Alternativen zusammen dargestellt.

Vergleich GWP 100 - Außenwän

Vergleich2 PEI - Außenwände 264 €/m

50.000

450.000

30.000

400.000

50.000

400.000

300.000 300.000

[kg CO2 Äqv.]

30.000

Vergleich GWP 100 - Außenwände

10.000 -10.000

10.000 -30.000

[kWh]

250.000 250.000

[kg CO2 Äqv.]

[kWh]

350.000 350.000

160 €/m2

200.000 200.000

117 €/m2

150.000 150.000 100.000 100.000

50.00050.000 0

GWP100 [kg CO2 Äqv.]

unterschiedlichen

Um einen besseren Vergleich zwischen den drei Konstruktionsalternativen zu ermöglichen, werden in den folgenden Abbildungen 47-49 die Ergebnisse für die Außenwände, die Decken und das Dach jeder Konstruktionsalternative dargestellt und miteinander verglichen. Die Beschreibung der Bauteile für jede Alternative wurde in Kapitel 2.3 analytisch dargestellt. Gleichzeitig wurde für jedes Bauteil ein pauschaler Preis (€/m2) ermittelt (Kapitel 5.2, Tabelle 17) um die unterschiedlichen Bauteile 500.000

Außenwände (nichttragend)

Massivholzwand

PEI n.e. [kWh]

Porenbetonwand Holzständerwand

-10.000 -50.000 -30.000 -70.000 -50.000 -90.000 -70.000-110.000 -90.000

Massivholzwand GWP 100

Porenbetonwand Holzständerwand

[kg CO2-Äqv.]

PEI n.e. [kWh] PEI n.e. [kWh] -110.000 PEI e. [kWh] GWP100 PEI e.e. [kWh] GWP 100 [kg CO2 Äqv.] PEI [kWh] [kg CO2-Äqv.] Abb. 47: Vergleich zwischen den Außenwänden der drei Konstruktionsalternativen.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Vergleich PEI - Decken Vergleich 239PEI €/m - Außenwände

Vergleich GWP 100 - Decken

220.000

50.000120.000

180 €/m2

[kg CO2 Äqv.]

30.000 70.000 10.000 20.000

[kg CO2 Äqv.]

116 €/m2

200.000400.000 150.000300.000 100.000200.000 50.000100.000

-10.000-30.000 -30.000-80.000 -50.000 -130.000 -70.000 -180.000

Vergleich GWP 100 - Außenwände

170.000

900.000 400.000 800.000 350.000 700.000 300.000 600.000 250.000500.000

[kWh]

1.100.000 500.000 1.000.000 450.000

Massivholzdecke PEI n.e. [kWh] Stahlbetondecke PEI e. [kWh] PEI n.e. [kWh] PEI n.e. [kWh]

Massivholzdecke GWP 100

Verbunddecke -90.000

Stahlbetondecke

-110.000

GWP 100[kg CO2 Äqv.] GWP100 PEI e.e. [kWh] PEI [kWh] [kg CO2-Äqv.] Abb. 48:Vergleich Vergleich zwischen Decken der drei Konstruktionsalternativen. PEIden - Außenwände 500.000 250.000 450.000

Vergleich PEI - Dach 195 €/m2

195 €/m

50.000 30.000

[kg CO2 Äqv.]

30.000 20.000

300.000 150.000 250.000

10.000 10.000

120 €/m2 [kg CO2 Äqv.]

[kWh]

Vergleich GWP 100 - Dach

Vergleich GWP 100 - Außenwände

40.000

400.000 200.000 350.000

200.000 100.000 150.000 50.000 100.000

50.000 0

Massivholzdach Stahlbetondach PEI n.e. [kWh] PEI e. [kWh] PEI n.e. [kWh] PEI n.e. [kWh]

-10.000

-30.000-10.000 -50.000-20.000 -70.000-30.000

Massivholzdach

-90.000

Massivholzdach

Stahlbetondach

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

-110.000

GWP100 GWP 100[kg CO2 Äqv.] PEI e.e. [kWh] PEI [kWh] [kg CO2-Äqv.] Abb. 49: Vergleich zwischen den Dächern der drei Konstruktionsalternativen. 500.000

500.000

3.000.000

450.000

400.000 2.500.000 350.000 [kWh]

250.000 1.500.000

[kg CO2 Äqv.]

[kWh]

2.000.000

300.000 200.000

1.000.000

150.000

100.000 500.000 50.000 0

Massivholzbau

Massivbau

Hybrid

[kg CO2 Äqv.]

400.000 50.000 300.000 30.000 200.000

Massivholzdach

GESAMT

Vergleich PEI - Außenwände

Verbunddecke

[kg CO2-Äqv.]

Vergleich GWP 100 - Außenwände

10.000 100.000 -10.000

-30.000 -100.000 -50.000 -200.000 -70.000 -300.000 -90.000

Massivholzbau GWP 100

Massivbau

Hybrid

PEI n.e. [kWh] [kg CO2-Äqv.] PEI n.e. [kWh] PEI n.e. [kWh] -110.000 PEI e. [kWh] GWP100 GWP 100[kg CO2 Äqv.] PEI e.e. [kWh] PEI [kWh] [kg CO2-Äqv.] Abb. 50: Vergleich zwischen den drei Konstruktionsalternativen [alle Bauteile sind berücksichtigt].

Gebäudetyp 4 4.2

Lebensdauer der Bauteile

Abb. 51: Schematische Darstellung der durchschnittlichen Lebensdauer von Bauteilen (Eigene Darstellung). Die Bestimmung der Lebensdauer der unterschiedlichen Bauteile ist bei der Durchführung einer Lebenszyklusanalyse eines Gebäudes von großer Bedeutung sowohl aus ökologischer, als auch aus ökonomischer Sicht. Die Lebensdauer des Gebäudes wurde über einen Zeitraum von 50 Jahren betrachtet. In Abbildung 51 wird die Lebensdauer der wichtigsten Bauteile schematisch dargestellt. In diesem Diagramm ist zu erkennen, dass die Kellerdecke und das Plattenfundament, sowie die Decken die langlebigsten Bauteile sind. Im Gegensatz dazu müssen die technischen Anlagen mit einer Lebensdauer von 15 - 20 Jahren zweimal während der Nutzungsphase des Gebäudes ersetzt werden. Bei den Außenwänden ist die Ersetzung der Holzverkleidung, die eine Lebensdauer von 40 Jahren besitzt, einmal erfordert. Eine detaillierte Tabelle mit der Lebensdauer der Bauteile befindet sich im Anhang D.1.

4.3

Vergleich der Recyclefreundlichkeit

Die Integration einer Rückbaustrategie und einer umweltfreundlichen Entsorgung in einer Konstruktion spielt im Rahmen einer nachhaltigen Architektur eine ausschlaggebende Rolle. Diese sollte schon in der früheren Planungsphasen berücksichtigt werden. Am Ende der Nutzungsphase eines Gebäudes werden die unterschiedlichen Baustoffe für die verschiedenen Entsorgungswege, nämlich Wiederverwendung, stoffliche oder energetische (thermische) Verwertung und Deponierung, vorbereitet. Im Rahmen eines ökologischen Bauens sollte das strategische Ziel eines Rückbaus darin bestehen, eine Weiter- oder Wiederverwendung für alleBestandteile auf möglichst hohen Stufen sicherzustellen.

Ein anderer Parameter, der in Betracht genommen werden sollte, ist die Minimierung der stofflichen Verluste bei der Demontage, beim Transport und bei einem potentiellen Wiedereinbau. Hierfür muss die Trennbarkeit der Bauschichten, die Demontagefähigkeit der Konstruktion und die Recyclingfähigkeit der Baustoffe berücksichtigt werden. In Bezug auf das Rückbauvermögen und das Entsorgungspotenzial wurden die drei Konstruktionsalternativen Massivholzbau, Massivbau und Hybridbau recherchiert und miteinander verglichen. Für die Beurteilung der Rückbaubarkeit und der Recyclingfreundlichkeit wurde das Kriteriensteckbrief vom Bundesministerium für Bau, Verkehr und Stadtentwicklung (BMVBS) verwendet. Nach diesem Kriteriensteckbrief wird das betrachtete Bauwerk in vier Bereichen eingeteilt. Beurteilt werden die Eigenschaften der technischen Gebäudeausrüstung, der nichtkonstruktiven (Aus-)Bauelemente, der nicht tragende Rohbaukonstruktion und der tragende Rohbaukonstruktion (Kriteriensteckbrief, laufende Nr.42, BMVBS). Die Bewertung erfolgt für die einzelnen Bereichen des Bauwerks getrennt und durch eine Punktesammlung. Pro Bereich können maximal 25 Checklistenpunkte, insgesamt 100 Checklistenpunkte, erreicht werden. Durch die ermittelten Tabellen die im Anhang D.2 stehen, wurden die drei Konstruktionen miteinander verglichen. Als Ergebnis dieser ersten Bewertung wurde festgestellt, dass die Massivholzbauvariante (87/100) eine höhere Recyclingfähigkeit im Vergleich zur Massivbauvariante (77/100) besitzt, während die Hybridbauweise (81/100) eine mittlere Lösung darstellt.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

4.4- Rückbaukonzept und Entsorgung Nach der ersten Bewertung laut dem Steckbrief des BMVBS wurden die möglichen Entsorgungswege für jede Alternative weiteruntersucht. Für jede Konstruktionsalternative wurde eine Tabelle mit der Klassifizierung der verschiedenen Bauschichten in Bauproduktgruppen erstellt und die prozentualen Anteile des Gewichts jeweiliger Bauschicht an dem Gesamtgewicht der Baukonstruktion ermittelt. Außerdem, werden in den obengennanten Tabellen, die im Anhang D.3 stehen, die Entsorgungsmöglichkeiten der Baustoffen dargestellt. Daraufhin werden geeignete

konstruktive Anschlüsse und Verbindungen vorgeschlagen, um den erwünschten Entsorgungsweg zu ermöglichen. Die Tabelle 16 beschreibt für die Hybridvariante die vorgeschlagenen Entsorgungswege der unterschiedlichen Baumaterialien. Daraus ergibt sich, dass aufgrund der mechanischen Verbindungen zwischen der Bauschichten, eine Wiederverwendung bei Holzwerkstoffen möglich ist. Was die mineralischen Baustoffe angeht, ist aufgrund des niedrigen Aufwands des Verfahrens und des hohen rezyklierten Anteils, die Bauschuttaufbereitung ein geeigneter Entsorgungsweg.

Entsorgungswege_Hybrid

Tab. 16: Entsorgungswege der Baustoffe der Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“ (http://www.wecobis. de, EPDs der Bauprodukte), (Eigene Darstellung).

Materialien

Dämmstoffe

Dichtungen und Abdichtungen

Wiederverwendung

Stoffliche Verwertung

Thermische Verwertung

Deponierung

Stoffliche Verwertung

Thermische Verwertung

Deponierung

Steinwolle Dämmplatte Zelluloserfaserplatte Holzfaserdämmplatte Schaumglasplatte PE-Folie Dampfbremse Feuchtevariable- PP Vlies Polymerbitumen Dichtungsbahn Baupapier

Gipsfaserplatten Plattenwerkstoffe Entsorgungswege_Hybrid Holz und Holzwerkstoffe

Holzlärche BSP Brettsperrholzplatte Materialien Wiederverwendung Parkett Fichte Lattung Kalkzementputz

Mörtel und Estriche

Master ENB

Lehmputz Zementestrich

Gebäudetyp 04

Stahlbeton Beton im Verbund Massivbaustoffe

PCM

Kiesschüttung Schüttung Splitt trocken Rubitherm CSM Platte PCM Gipsbauplatte

Technische Anlagen Fenster, Türe PV Anlagen

Gebäudetyp 4 Die Dämmstoffe, die in der Hybridvariante ausgewählt wurden, können nach dem Rückbau teils wiederverwendet und teils stofflich verwertet werden. Das entscheidende Kriterium für die Auswahl des Entsorgungsweges der Dämmstoffe ist die Entscheidung zwischen einer Befestigung oder einer losen Verlegung. Der Dämmstoff Steinwolle, der in den meisten Bauteilen eingesetzt wurde, weist außer der schon im Kapitel 2 erwähnten Vorteile auch eine gute Recyclebarkeit auf. Herstellungsfirmen von Steinwolle (wie die Herstellungsfirma „Rockwool“ des ausgewählten Produktes) haben mittlerweile ihre eigenen Recyclingsanlagen und können nach dem Rückbau die eingesetzten Steinwolle-Dämmstoffplatten zurücknehmen und in das Herstellungsverfahren von neuen Dämmplatten 100% zurückführen (Big Bag System von Firma Rockwool). In der Abbildung 52 werden für jede Konstruktionsalternative die prozentualen Anteile der unterschiedlichen Entsorgungswege (Deponierung, thermische Verwertung, stoffliche Verwertung und Wiederverwendung) dargestellt. Es wird deutlich, dass alle Alternativen einen hohen Anteil an stofflicher Verwertung tragen, während die Massivholzbauweise zusätzlich einen relativ hohen wiederverwendbaren Anteil aufweist. Die Holz-Beton-Hybrid Konstruktion erscheint noch einmal als die mittlere Lösung zu sein. Neben der Untersuchung der möglichen Entsorgungswege wurde für die Holz-Beton-Hybrid Variante ein ganzheitliches Rückbaukonzept entwickelt. In der Abbildung 53 werden die wichtigsten Demontagestufen dargestellt. Zuerst findet die Entfernung der PV Module

Massivholzbau

Massivbau

Deponierung thermische Verwertung stoffliche Verwertung (Recycling) Wiederverwendung

Abb. 52: Prozentualle Anteile der verschiedenen Entsorgungswege für die drei Konstruktionsalternativen. aus dem Dach und aus den Fassaden statt. Anschließend werden die Fenster, die Türen und die technischen Anlagen entfernt, während die Demontage der Holzständerwände im nächsten Schritt folgt. Am Ende des Rückbaus bleibt die Rohbaukonstruktion aus Stahlbeton, wo eine weitere Demontage nicht möglich ist und deswegen wird sie zu einer Bauschuttaufbereitung geführt.

Demontage der PV Module

Bauschuttaufbereitung

Demontage der Fenster

Demontage der Holzfassaden

Abb. 53: Rückbaukonzept Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“ und die wichtigsten Demontagestufen (Eigene Darstellung).

Hybrid

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

5. WIRTSCHAFTLICHKEIT Vor Durchführung eines Bauvorhabens ist eine Wirtschaftlichkeitsberechnung notwendig. Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung dieses Projektes wurde eine Developmentrechnung aufgestellt. Die Developmentrechnung ist für einen Projektentwickler ein unerlässliches Werkzeug um Realisierungsentscheidungen abwägen oder verschiedene Konstruktionsvarianten bewerten zu können. Sie ist die zusammengefasste Darstellung der Kosten- und Erlössituation.

5.1

Marktanalyse und Vermarktung

Die Analyse des Marktes dient als Grundlage für die Einschätzung der Nachfrage nach der geplanten Immobilie und die Bestimmung der Ertragsparameter „Miete“ und „Faktor“ für die Wirtschaftlichkeitsberechnung.

muenchen] ergibt sich für eine gute Lage eine Mietspanne von 15-30 €/m2/Monat, während für eine durchschnittliche Lage die Mietpreise zwischen 14-21 €/m2 schwanken (Abb. 54). Zudem unterscheiden sich die Miete je nach Wohnungsgröße. Im Rahmen des Projektes wurde für den Wohnungstyp A ein Mietpreis von 17,65 €/m2/Monat und für den Wohnungstyp B ein Mietpreis von 15,75 €/ m2/Monat angesetzt [Jones Lang LaSalle]. Bezüglich der vermietbaren Fläche des Gemeinschaftsraums des Gebäudes beträgt der Mietpreis 13 €/m2/Monat [Colliers International]. In der Tiefgarage werden insgesamt 24 Parkplätze und 24 Lager (einer für jede Wohnungseinheit) angeboten. Was die entsprechenden Mieterträge betrifft, belaufen sie sich auf 80 €/Monat/Stellplatz und auf 70 €/Monat/Lager. Insgesamt, ergibt sich einen jährlichen Ertrag von 371.741,0 Euro.

Nachfrage Wie schon im Kapitel 1 erwähnt, handelt es sich um einen Geschosswohnungsbau. Im Rahmen der architektonischen Planung wurden zwei unterschiedlichen Wohnungstypen A und B, mit 50m2 bzw. 75m2, entwickelt. Laut der „Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013“ werden Wohnungen mittlerer Größe mit 41 bis 80 m² am häufigsten nachgefragt und zwar mit einer Prozentquote von 42% der gesamten Nachfrage (siehe Anhang E, Abb. E1), was die Vermarktung der Wohnungen maßgeblich erleichtern würde. Mieten Das untersuchte Gebäude befindet sich im Bauquartier WA15 und laut des Aufteilungsplans für die Prinz-EugenKaserne (Stand 14.04.2014) ist dieses Bauquartier zu einer Baugemeinschaft zu vergeben. Das Gebäude wird als freifinanziertes Objekt betrachtet. Die Mietwohnungen werden ohne Einsatz öffentlicher Geldmittel erstellt und der Eigentümer darf die Höhe der Miete marktorientiert festlegen. Was die Mieterwartungen betrifft, ist es deutlich, dass die Durchschnittsmieten in München dauerhaft auf einem höheren Preisniveau liegen. Genauer gesagt, liegt das geplante Quartier in Oberföhring, entlang der Cosimastraße. Oberföhring befindet sich im Nordosten Münchens am Ufer der Isar und zählt zum Stadtbezirk 13 Bogenhausen. Laut „Mietspiegel für München© 2013 - Informationen zu ortsüblichen Miete“ wird das Umgebungsgebiet südlich des Quartiers als „Gute Lage“ bezeichnet, während die nördliche Seite als „Durchschnittliche Lage“ gilt (siehe Anhang E, Abb. E2). Laut der Immobilien-KompassKarte [http://immobilien-kompass.capital.de/wohnen/

Beste Wohnlage, 15-30 €/m2 Gute Wohnlage, 14-21 €/m2 Durchschnittliche Wohnlage, 11-15 €/m2 Quartier

Abb. 54: Durchschnittliche Mietspannen in Euro, [http:// immobilien-kompass.capital.de/wohnen/muenchen, 2013]. Anfangs-Rendite München ist eine Großstadt mit der stärksten relativen Zunahme des Kaufpreisfaktors. Das bedeutet im Umkehrschluss einen deutlichen Rückgang der Nettoanfangsrendite als Folge stärker gestiegener Kaufpreise als Mieteinnahmen. Laut „Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013“ weisen die Anfangs-Rendite im Wohnungsbau in München eine sinkende Tendenz auf und zwar war die anfängliche Investitionsrendite im Jahr 2012 3.8%. Daher wurde dieser Wert für die Berechnungen im Rahmen dieses Projekts festgelegt. Der Kaufpreisfaktor (=1/AnfangsRendite) beträgt 26,32. Was die Anforderungen an den zu erreichenden Profit betrifft, ergeben sie sich aus den Renditeerwartungen sowie aus den Risikoeinschätzungen der finanzierenden Banken. Üblicherweise muss dieser Profit größer als 15% bezogen auf die gesamten Erstinvestitionskosten sein [Zimmermann Josef ].

Gebäudetyp 4 5.2

Developmentrechnung

Für die Ermittlung der Kosten wurde als Grundlage die Kostengliederung nach DIN276 verwendet. Zur Bestimmung der Gesamtinvestitionskosten wurde die Summe aus den Kosten für das Grundstück (100), das Herrichten und Erschließen (200), den Baukosten (300), den Kosten für die technischen Anlagen (400), den Kosten für die Außenanlagen (500), für die Ausstattung und Kunstwerke (600), den Baunebenkosten (700), sowie den Ausgaben für die Finanzierung und Vermarktung, gebildet. Für die Kostenberechnung wurden die Gesamtkosten bis zur 2. Ebene für die Kostengruppe 200, 500, 600, 700 und bis zur 3. Ebene für die Kostengruppen 300 und 400 der Kostengliederung ermittelt. Die Kosten der Kostengruppen 200, 300, 400, 500, 600, 700 müssen wegen regionaler Unterschiede laut der BKI 2013 mit einem Korrekturfaktor multipliziert werden, um ortlichen Abweichungen zu berücksichtigen. Der Korrekturfaktor für die Stadt München beträgt 1,353 [Baukosten Bauelemente - Statische Kostenkennwerte, 2013]. Für die Ermittlung der Kosten wurden die Grundflächen und Rauminhalte, die sich aus der architektonischen Planung ergaben (siehe Tabelle 1), verwendet. Die Finanzierung des Objekts wird teilweise durch Eigenkapital (Eigenkapitalanteil:25%) und teilweise durch Fremdkapital (Fremdkapitalnateil:75%) erfolgen [IVD]. Die Finanzierungskosten ergeben sich aus den Zinszahlungen für Fremdkapital, die für die Bereitstellung der finanziellen Mittel zum Grundstückerwerb und zur Realisierung des Objekts geleistet werden müssen. Sie wurden mit einem Satz von 2,75% berechnet [René Reif ]. Die Verkaufsprovision und die Kosten für das Marketing wurden prozentual, mit einem Ansatz von 3,0% bzw. 2,0%, auf den Verkaufspreis bezogen [Lehrstuhl für Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung, TUM 2014]. Neben den Kosten für die Vermarktung

und Verkaufsprovision ist auch das Leerstandsrisiko kostenmäßig zu erfassen. Das Leerstandsrisiko wird für München als „sehr gering“ bezeichnet [Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung]. Sämtliche Mieteinnahmen wurden mit einer Leerstandsrate von 1,0% prognostiziert [Lehrstuhl für Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung, TUM 2014]. Die Developmentrechnung wurde für die drei unterschiedlichen Konstruktionsvarianten bzw. Massivholz-, Massivund Hybridbauweise, die ausführlich im Kapitel 2 beschrieben wurden, sowohl für die Passivhaus- als auch für die EnEV 2014 Standard erstellt. Für den EnEV 2014 Standard wurde die Stärke der Dämmung der Außenwände, des Dachs und der Kellerdecke reduziert. Für die Ermittlung der Kosten der unterschiedlichen Kostengruppen wurden als Orientierung Werte, sowohl aus dem „BKI Kostenplanung 2013“, als auch empfohlene Preisen unterschiedlicher Firmen, verwendet. Die verwendeten Quellen werden ausführlich für jede Kostenposition in der Developmentrechnung im Anhang E-Wirtschaftlichkeit erwähnt. Eine Übersicht der angesetzten Preise für unterschiedliche Bauteile für die drei Konstruktionsvarianten wird in der Tabelle 17 dargestellt. Vorgehensweise Die Developmentrechnung wurde am Anfang für die Massivholzvariante erstellt. Für die Berechnung der Grundstückskosten (Kostengruppe 100) wurden laut Angaben der Landeshauptstadt München, 1600 €/ Geschossfläche angesetzt. Damit ergibt sich ein TradingProfit von 3% für den Passivhaus Standard (siehe Tabelle...Anhang Wirtschaftlichkeit). Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass ein zu hoher Grundstückspreis die Renditeanforderungen des Entwicklers gefährden und zu einem Projektabbruch führen kann.

Tab. 17: Kostenvergleich unterschiedlicher Bauteile für die drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards (tr.=tragend, n.tr.=nicht tragend). Außenwände [€/m²]

Massivholzbauweise Massivbauweise Hybridbauweise

Außenstützen [€/m²]

EnEV 2014 Standards

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

264 tr. 117 n.tr. 160 n.tr.

249 tr. 95 n.tr. 145 n.tr.

187 tr./ 70 n.tr. 97 n.tr./107 n.tr. 97 n.tr./145 n.tr.

168 tr./ 40 n.tr. 80 n.tr./90 n.tr. 80 n.tr./115 n.tr.

130 tr. 130 tr.

115 tr. 115 tr.

Innenstützen [€/m²]

Massivholzbauweise Massivbauweise Hybridbauweise

Innenwände [€/m²]

Passivhaus Standards

Decken [€/m²]

Dach [€/m²]

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

300 tr. 140 tr. 140 tr.

239 tr. 116 tr. 180 tr.

195 tr. 120 tr. 180 tr.

175 tr. 100 tr. 165 tr.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen Aus diesem Grund lässt sich eine residuale Developmentrechnung jeweils für die drei Konstruktionsvarianten erstellen um bei festgesetzten Anforderungen an den Entwicklergewinn, voraussichtlichen Kosten und voraussichtlichem Verkaufserlös, den maximal zu zahlenden Grundstückspreis zu ermitteln [Zimmermann Josef ]. Was den zu erwartenden Trading-Profit betriift, beträgt dieser 15% des Nettoverkaufspreises [Lehrstuhl für Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung, TUM 2014]. Der Nettoverkaufspreis beträgt 9.782.662,0 Euro und damit ergibt sich einen Trading-Profit von 1.473.744,0 Euro (siehe Anhang E, Tab. E1).

sind die Massivbauweise mit 1125€/m2BGF und die Hybridbauweise mit 1220€/m2BGF, 16,30% bzw. 9,22%, günstiger im Vergleich zu der Massivholzbauweise (Abb. 56). Obwohl die Massivholzvariante die teuerste ist, erscheint sie immer noch günstiger im Vergleich zu Massivholzkonstruktionen aus der Praxis. Das liegt daran, dass der Anteil an Bauteilen aus Stahlbeton (Betonkern, Nordwand, Keller-Außenwände, Kellerdecke, Bodenplatte) die gegenüber den Massivholz-Bauteilen preiswerter sind, hoch ist.

Die Ergebnisse der residualen Developmentrechnungen für alle Varianten sind in der Tabelle 18 zusammengefasst. Die Massivholzkonstruktion ergibt sich als die teuerste Alternative, deren Erstinvestitionskosten (ohne Grundstück) für den Passivhaus Standard sich auf 5.160.238,0 Euro 41% 41%41% belaufen. Als Nächstes folgt die Hybridkonstruktion mit 4.832.212,0 Euro Erstinvestitionskosten. Als rentabelste Bauweise lässt sich die Massivbaukonstruktion erkennen. Deren Erstinvestitionskosten betragen 4.599.052,0 Euro. Auf der anderen Seite sind die EIK bei dem EnEV 2014 Standard niedriger, da das Dämmniveau signifikant reduziert wurde. 1% 1% 1% Was die Kostengruppen 300+400 (Bauwerk -Baukonstruktionen und Technische Anlagen) angeht, kostet die Massivholzvariante 1344€/m2BGF. So

Hybridbauweise Hybridbauweise Hybridbauweise 31% 31%

31%

300 Bauwerk 300 Bauwerk 300 Bauwerk Baukonstruktionskosten Baukonstruktionskosten Baukonstruktionskosten 400 Bauwerk - Technische 400 Bauwerk - Technische 400 Bauwerk - Technische Anlagen Anlagen Anlagen 200+500+600+700 200+500+600+700 200+500+600+700

Vermarktung Vermarktung Vermarktung

11% 11% 11%

6% 6% 6% 10% 10% 10%

Finanzierung Finanzierung (ohne (ohne(ohne Finanzierung Grundstück) Grundstück) Grundstück) 100 Grundstück 100 Grundstück (mit (mit (mit 100 Grundstück Finanzierung) Finanzierung) Finanzierung)

Abb. 55: Anteil der unterschiedlichen Kostengruppen an den gesamten Erstinvestitionskosten - Hybridbauweise.

Tab. 18: Ergebnisse der residualen Developmentrechnung für die drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards. Massivholzbauweise [€]

Massivbauweise [€]

Hybridbauweise [€]

Passivhaus Standards

EnEV 2014

Passivhaus Standards

EnEV 2014

Passivhaus Standards

EnEV 2014

300 Bauwerk Baukonstruktionskosten

2.883.776

2.841.676

2.259.339

2.218.754

2.530.591

2.489.725

400 Bauwerk - Technische Anlagen

946.285

947.516

946.285

947.516

946.285

947.516

200+500+600+700

800.508

Vermarktung

492.851

Finanzierung (ohne Grundstück)

36.819

36.674

100.070

99.093

61.977

62.021

5.160.238

5.119.224

4.599.052

4.558.721

4.832.212

4.791.227

15%

100 Grundstück (mit Finanzierung)

3.002.933

3.043.809

3.523.013

3.563.228

3.364.063

3.403.721

€/Geschossfläche

1.204

1.221

1.413

1.429

1.349

1.365

(300+400)/BGF

1.344

1.330

1.125

1.111

1.220

1.206

Kosten Erstinvestition (mit Grundstück) / BGF

2.865

2.850

2.876

Kosten Erstinvestition (ohne Grundstück) Trading-Profit (15% Nettoverkaufspreis)

Gebäudetyp 4 Grundstück Grundstück

Kostengruppen 300+400 Kostengruppen 300+400 4.000.000

4.000.000 4000000

-9,22%

3.500.000 Kostengruppen 3500000

300+400 -16,30% Kostengruppen 300+400 3.000.000 3000000

0.000

1.500.000 1500000

0.000

1.000.000 1000000

0.000

500.000 500000

0.000

0 0

3.500.000 3.000.000 3.000.000 2.500.000

2.500.000 2.000.000

Massivholz

Massivbau

Passivhaus Standard EnEV 2014

0.000 0

4.000.000 3.500.000

2.000.000 1.500.000 1.500.000 1.000.000

Hybridbau

1.000.000 500.000 500.000

Passiv

[€]

2.000.000 2000000

3.000.000

[€]

0.000

+7,26%

3.000.000 2.500.000

[€]

2.500.000 2500000

[€][€]

0.000

+17,32%

300+400 3.500.000 Kostengruppen 300+400

4.000.000

[€]

0.000

4.000.000 3.500.000 Kostengruppen

Passivhau

2.000.000 1.500.000

EnEV

1.500.000 1.000.000

EnEV 2014

1.000.000 500.000 500.000 0

Massivholz

Massivbau

Hybridbau

Passivhaus Standard EnEV 2014

Abb. 56: Vergleich der Kosten der Kostengruppen 0 300+400 (Bauwerk -Baukonstruktionen und Technische Anlagen) für die Passivhaus und die EnEV Standards.

Abb. 57: Vergleich der maximal zu zahlenden Grundstückspreise für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards.

Je niedriger die Erstinvestitionskosten (ohne Grundstück) sind, desto höher fallen die Grundstückskosten aus [Grundstückskosten = Nettoverkaufspreis - TradingProfit - Kosten Erstinvestition (ohne Grundstück)]. Das bedeutet, dass der Investor in der Massivholzkonstruktion 3.002.933,0 Euro, in der Massivbaukonstruktion 3.523.013,0 Euro und in der Hybridkonstruktion 3.364.063,0 Euro für die Grundstückskosten gemäß des Passivhaus Standards ausgeben kann. In Prozent umgerechnet entsprechen diese Werte +17,32% in der Massivbauweise und +7,26% in der Hybridbauweise (Abb. 57). Statt 1600€/GF ergibt sich, dass ein Investor maximal 1.204€/GF in der Massivholz-, 1.413€/GF in der

Massivbau- und 1.349€/GF in der Hybridbaukonstruktion ausgeben kann um die festgesetzten Anforderungen an den Entwicklergewinn (15% des Nettoverkaufspreises) zu erreichen. Insgesamt lässt es sich erkennen, dass die EIK (Kostengruppen 200+300+400+500+600+700+Ve rmarktung+Finanzierung) in der Massivbauweise 11% und in der Hybridbauweise 6% weniger als in der Massivholzbauweise sind (Abb. 58). Bemerkenswert ist, dass wegen der hohen Anforderungen des EnEV 2014 Standards, niedrige Unterschiede bezüglich der Kostengruppe 300 zwischen den Passivhaus und EnEV 2014 Standards zu erkennen sind.

Massivbauweise

Massivholzbauweise

Hybridbauweise

-11% -6% Abb. 58: Vergleich der Erstinvestitionskosten (Kostengruppen 200+300+400+500+600+700+Vermarktung+Finanzieru ng) der drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus Standards (Eigene Darstellung).

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

5.3

Ablauforganisation/Terminrahmen

Der Terminrahmen liefert einen Überblick über den vorgesehenen zeitlichen Ablauf des Projektes, angefangen vom Projektanstoß, über die Planungs- und Bauausführungsphase bis hin zur Abnahme. Insgesamt sind 4 Phasen im Rahmenterminplan berücksichtigt: Planungsphase, Ausführung (Bauwerk, Technische Anlagen, Außenanlagen, Ausstattung und Kunstwerke) und Abnahme. Für die Ausführungsdauer wurden Beispiele aus dem „BKI Kostenplanung 2013“ sowie Referenzbeispiele [siebengeschossiges Mehrfamilienhaus E3 in Berlin, achtgeschossiger LC Tower in Dornbirn, achtgeschossiges Wohngebäude in Massivholzbauweise in Bad Aibling] verwendet.

Massivholzbauweise

Die Massivholzbauweise bietet einen hohen Vorfertigungsgrad. Die Bauteile können passgenau hergestellt und anschließend per LKW auf die Baustelle geliefert werden. Deswegen wurde eine kurze Bauausführungsphase von 2 Monaten und eine relative [Dauer in Monate]

Massivbauweise

Die Hybridbauweise kombiniert die Vorteile der zwei oben genannten Bauweisen. Insgesamt wurde eine Projektlaufzeit von 15 Monaten angesetzt, davon 8 Monate für die Planungsphase und 7 Monate für die Ausführungsphase.

Planungsphase Herrichten und Erschließen Bauwerk Technische Anlagen Außenanlagen Ausstattung und Kunstwerke [Dauer in Monate]

Hybridbauweise

lange Planungsphase von 10 Monaten zugrunde gelegt (Abb. 59). Damit ergibt sich eine Projektlaufzeit von insgesamt 12 Monaten. Zu den Vorteilen von kurzen Errichtungszeiten gehört neben der Minimierung des zeitlichen Aufwands, auch die geringere Lärm- und Umweltbelastung. In der Massivbauweise ist mit einer kürzeren Planungsphase zu rechnen. Trotzdem sind bestimmte Trocknungszeiten, die den Bauablauf verzögern können, einzuhalten. Zudem stellt das Wetter einen erheblichen und unvorhersehbaren Faktor, der die Bauzeit weiter verlängern kann, dar. Unter Berücksichtigung der vorherigen Aspekte wurde eine Projektlaufzeit von insgesamt 18 Monaten angenommen. Für die Planungsphase wurde eine Dauer von 6 Monaten und für die Ausführungsphase eine Dauer von 14 Monaten angesetzt.

Planungsphase Herrichten und Erschließen Bauwerk Technische Anlagen Außenanlagen Ausstattung und Kunstwerke

Abb. 59: Terminrahmenplan für die drei unterschiedlichen Bauweisen, bzw. Massivholz-, Massivbau-, Hybridbauweise (Eigene Darstellung).

Gebäudetyp 4 5.4

aufgrund des erhöhten Kapitalbedarfs in den einzelnen Szenarien (Tab. 19).

Sensitivitätsanalyse

Im Rahmen der Realisierung eines Projektes sollte immer mit einer Abweichung der Annahmen, die für die Developmentrechnung getroffen wurden, sowohl auf der Kosten- als auch auf der Ertragsseite, gerechnet werden. In einer Sensitivitätsanalyse wird der negative Einfluss verschiedener Faktoren auf den Erfolg des Projektes untersucht. Die Auswirkungen möglicher Unsicherheiten bezüglich der Annahmen des Grundstückspreises sowie der Erstellungskosten des Bauwerks (Kostengruppen 300 und 400) auf die Wirtschaftlichkeit des Projekts wurden für die Hybridkonstruktion in der folgenden Sensitivitätsanalyse deutlich. Zum einen wird der Grundstückspreis, zum anderen die Kosten des Bauwerks um 5%, 10% und 20% erhöht. Des Weiteren wurden die Auswirkungen von niedrigeren Mieteinnahmen untersucht. In der Standard Variante beträgt der Trading-Profit 15% des Nettoverkaufspreises, bzw. 19,3% EIK. Die Finanzierungskosten erhöhen sich

Bei einer Unsicherheit von 5% bezüglich des Grundstückspreises sinkt der geplante Trading-Profit von 19,3% auf 16,3 % bezogen auf die Erstinvestitionskosten. Eine weitere Erhöhung der Grundstückskosten auf 20,0% kann zu einer Verringerung des Trading-Profits um 9,3% führen (Abb. 60). Eine Veränderung von 5% in den Kostengruppen 300 und 400 führt zu einer Reduzierung des Trading-Profits um 18,0% EIK. Der Trading-Profit kann bis zu 9,9% reduziert werden, falls die Kosten 300+400 des Bauwerks um 20,0% erhöht werden (Abb. 61). In der Tabelle 20 werden die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse einer Mietpreisänderung dargestellt. Wenn der Mietpreis sich anders als erwartet entwickelt, ergeben sich Auswirkungen auf den Trading-Profit. Der Nettoverkaufspreis, der sich ebenfalls aus dem NettoMietertrag ableitet, ist von einer Mietpreisverringerung ebenfalls betroffen. Was die Kosten betrifft, verändern sich die Vermarktungskosten, die prozentual vom

300+400 Bauwerk 300+400 Bauwerk

25,0% 25,0% 20,0% 20,0%

19,3%

18,0% 18,0% 14,4% 14,4%

15,0% 15,0% % EIK

% EIK

300+400 Bauwerk

19,3% 19,3%

9,9%9,9%

10,0% 10,0% 5,0% 5,0%

18,0% 14,4% Trading Profit

0,0% 0,0%

9,9%

Abb. 60: Verringerung des Trading-Profits bei einer Erhöhung der Grundstückskosten 100 um 5%, 10% und 20%.

5% 10% 20% 0% 5% 10% 20% Erhöhung der Bauwerkskosten 300+400 Erhöhung der Bauwerkskosten 300+400

Trading Profit Trading Profit

Abb. 61: Verringerung des Trading-Profits bei einer Erhöhung der Kostengruppen 300+400 um 5%, 10% und 20%.

Tab. 19: Sensitivitätsanalyse Grundstückspreis und Bauwerkskosten für die Hybridkonstruktion - Berechnung. 0%

10%

20%

100 Grundstück 10%

300+400 Bauwerk 10% 20%

Szenarien der Bauwerkskosten Standard Erhöhung 300+400 5% Grundstückskosten 3.628.573,04 3.795.157,57 (Kostengruppen 100+200)

3.989.262,76

4.324.933,69

3.628.573,04

Objektplanung

3.980.501,85

4.154.345,67

4.328.189,49

4.675.877,12

Vermarktung Finanzierung Erstinvestition Jahreskaltmiete Faktor Nettoverkaufspreis Trading Profit % EIK

526.307,26 61.977,09 8.197.359,24 371.741,18 26,32 9.782.662,63 1.585.303,39 19,3%

526.307,26 111.703,36 8.413.670,04 371.741,18 26,32 9.782.662,63 1.368.992,60 16,3%

526.307,26 114.071,27 8.610.143,24 371.741,18 26,32 9.782.662,63 1.172.519,39 13,6%

526.307,26 118.807,11 8.950.550,11 371.741,18 26,32 9.782.662,63 832.112,52 9,3%

526.307,26 63.607,21 8.372.833,18 371.741,18 26,32 9.782.662,63 1.409.829,45 18,0%

526.307,26 65.237,33 8.548.307,12 371.741,18 26,32 9.782.662,63 1.234.355,51 14,4%

526.307,26 68.497,57 8.899.255,00 371.741,18 26,32 9.782.662,63 883.407,64 9,9%

20%

Trading Trad Profit Profi

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen Tab. 20: Sensitivitätsanalyse Miete - Berechnung. Szenarien

Standard

-5%

Miete -10%

-20%

Grundstückskosten (Kostengruppen 100+200) Objektplanung Vermarktung Finanzierung Erstinvestition Jahreskaltmiete

3.628.573,04 3.980.501,85 526.307,26 61.977,09 8.197.359,24 371.741,18

3.628.573,04 3.980.501,85 499.991,90 61.298,64 8.170.365,44 353.154,12

3.628.573,04 3.980.501,85 473.676,53 60.620,20 8.143.371,63 334.567,06

3.628.573,04 3.980.501,85 421.045,81 59.263,32 8.089.384,02 297.392,94

Faktor Nettoverkaufspreis Trading Profit % EIK

26,32 9.782.662,63 1.585.303,39 19,3%

26,32 9.293.529,50 1.123.164,06 13,7%

26,32 8.804.396,37 661.024,74 8,1%

26,32 7.826.130,11 -263.253,91 -3,3%

Nettoverkaufspreis angegeben sind. Folglich sinken auch die Finanzierungskosten, die aufgrund des geänderten Kapitalbedarfs aus den neuen Vermarktungskosten resultieren. In Abbildung 62 wird noch einmal dargestellt, welche Einflüsse eine falsche Markteinschätzung auf die Wirtschaftlichkeitsberechnung haben kann. Eine Verringerung der Mieteinnahmen um 5%, 10% und 20% kann den Trading-Profit bis zu 13,7%, 8,1% und -3,3% senken, was die hohe Marktempfindlichkeit der Wirtschaftlichkeitsberechnung eines Immobilienobjekts verdeutlicht. Insgesamt lässt sich aus der Sensitivitätsanalyse erkennen, dass unter falschen Einschätzungen was die Grundstückskosten, die Bauwerkskosten und die Mieteinnahmen angeht, die Wirtschaftlichkeit des Projekts gefährdet werden kann.

Trading Profit

Abb. 62: Verringerung des Trading-Profits bei einer Verringerung der Mieteinnahmen um 5%, 10% und 20%.

Gebäudetyp 4 6. ZUSAMMENFASSUNG Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wurden für die nachhaltige Betrachtung des geplanten Objekts verschiedene Bereiche in Tiefe untersucht und dadurch die Abhängigkeit dieser von einander festgestellt. Es hat sich bereits herausgestellt, dass die Anforderungen und die unterschiedlichen Aspekte nicht nur zu berücksichtigen sind, sondern auch in einem Gleichgewicht gebracht werden sollten. Parallel zu dem Entwurf eines Gebäudes, das einen optimalen Energieverbrauch erfordert und im Allgemeinen die Anforderungen eines nachhaltigen Bauens im Mittelpunkt der Planung stellt, sollte auch die Vermarktung des Gebäudes einen Schwerpunkt bilden.

87.288

EIK* -6%

Rückbaubarkeit laut Kriteriensteckbrief 42

1.627.772

Hybrid

81/100

Massivbau

87/100

Massivholzbau

77/100

67.15%

gnureinopeD gnutrewreV ehcsimrehT gnutrewreV ehcilffotS gnudnewrevredeiW

1.468.555

4.832.212,0 €

Bei der energetischen Betrachtung der drei Konstruktionsvarianten ist der Einsatz erneuerbarer Energien in der Wärme- und Stromversorgung des Gebäudes unvermeidbar um eine energieautarke Konstruktion zu erzielen. Aus dem Vergleich zwischen dem Passivhaus- und dem EnEV 2014-Standard lässt sich erkennen, dass die Erfüllung des Passivhaus Standards eine Energieeinsparung von 50% bezüglich des Heizwärmebedarfs im Vergleich zu dem EnEV 2014 Standard ermöglicht. Die Erfüllung der Anforderungen des Passivhaus Standards kann ohne erhebliche Kostenerhöhung erfolgen, wie aus der Wirtschaftlichkeitsberechnung deutlich war.

gnureinopeD gnureinopeD gnutrewreV ehcsimrehT gnutrewreV ehcsimrehT gnutrewreV ehcilffotS gnutrewreV ehcilffotS gnudnewrevredeiW gnudnewrevredeiW

GESAMT GESAMT GESAMT GESAMT GESAMT

Durch den Einsatz von umweltfreundlichen Materialien wie Holz können mehrere Vorteile entstehen (nachwachsender Rohstoff, Kohlenstoffspeicher, umweltfreundliche Entsorgungsmöglichkeiten, geringes Eigengewicht). Diese beziehen sich auf die ganze Lebensdauer der Konstruktion von der Wiege bis zur Bahre. Als Ergebnis der Untersuchung der drei Varianten hat sich die Hybridkonstruktion als sinnvolle Lösung ergeben. Zwar weist sie nicht die besten Werte hinsichtlich der

Ökologie oder Wirtschaftlichkeit auf, trotzdem ist sie eine empfehlenswerte Lösung, die die Vorteile und Nachteile der zwei anderen Lösungen vereint und in Gleichgewicht setzt. Aus ökonomischer Sicht, stellt sie ebenfalls eine Zwischenlösung dar. Die Hybridbauweise ist bezüglich der Erstinvestitionskosten (ohne Grundstück) 6% günstiger als die Massivholzbauweise und 5% teurer als die Massivbauweise.

486.166

EIK* 4.599.052,0 €

85.21%

617.363

-11%

1.418.871

%001

%09

%08

%001

%09

%08

%07

%06

%05

%04

%03

%02

%01

70.18%

%07

%06

%05

%04

%03

%02

%01

2.800.830

5.160.238,0 €

-248.445 EIK*

1.967.477

-500,000 -500,000 -500,000 -500,000 -500,000

00 00 0

500,000 500,000 500,000 500,000 500,000

1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000 1,000,000

1,500,000 1,500,000 1,500,000 1,500,000 1,500,000

2,000,000 2,000,000 2,000,000 2,000,000 2,000,000

2,500,000 2,500,000 2,500,000 2,500,000 2,500,000

3,000,000 3,000,000 3,000,000 3,000,000 3,000,000

%001

%09

%08

%07

%06

%05

%04

%03

%02

PEI n.e. [kWh] PEI e. [kWh] GWP100 [kg CO2 Äqv.] * Erstinvestitionskosten (ohne Grundstück)

%01

„Cradle to Gate“

Nachnutzungsphase Deponierung thermische Verwertung stoffliche Verwertung (Recycling) Wiederverwendung

[kWh] [kWh] [kWh] [kWh] [kWh]

Abb. 63: Zusammengefasste Darstellung der Ergebnisse der Bereiche Bauteile, LCA, Recyclingfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

7. LITERATUR Aluminium-Fenster-Institut, Aluminiumprofile-Umweltverträglich und nachhaltig. Online verfügbar unter: http://www. alufenster.at/ Bathon L., Bletz O., Schmidt J., 2006. Mehrfamilienhaus in Hybridbauweise. Holzbau. Online verfügbar unter: http:// www.quadriga-news.de Bau-EPD GmbH, Nutzungsdauerkatalog der Bau-EPD GmbH für die Erstellung von EPDs, Stand 22.04.2014, , Online verfügbar unter: http://www.bau-epd.at/ Bayerisches Landesamt für Umwelt. Informationssystem Oberflächennahe Geothermie (IOG). Online verfügbar unter: http://www.bis.bayern.de/bis/initParams.do BKI Kostenplanung, Baukosten Baukosteninformationszentrum, Stuttgart.

Bauelemente-Statische

Kostenkennwerte,

Teil

2013.

BKI

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Gebäudetyp 4

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Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

8. ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abb. 1: Lage des Quartiers (Eigene Darstellung).

Abb. 20: Tragende Innenwände (Trennwände zwischen den Wohneinheiten) (Eigene Darstellung).

Abb. 2: Verkehrsanbindungen (Eigene Darstellung).

Abb. 21: Schematische Darstellung der Konstruktion (Eigene Darstellung).

Abb. 3: Quartier (Eigene Darstellung).

Abb. 4: Ziele des architektonischen Entwurfs (Eigene Darstellung).

Abb. 22: Tragende Bauteile aus Stahlbeton und Spannrichtung der Platten (Eigene Darstellung).

Abb. 5: Haushaltsgrößen und Wohnugsgrößen 2011, München, [Landeshauptstadt München Referat für Stadtplanung und Bauordnung, „Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013].

Abb. 23: Nichttragende Außenwände aus Porenbeton (Eigene Darstellung).

Abb. 24: Geschossdecken aus Stahlbeton (Eigene Darstellung).

Abb. 6: Dachaufsicht (Eigene Darstellung).

Abb. 25: Stahlbeton-Dach (Eigene Darstellung).

Abb. 7: Wohntypologien (Eigene Darstellung).

Abb. 26: Holz-Beton-Verbunddecken (Eigene Darstellung).

Abb. 8: Grundriss - Erdgeschoss (Eigene Darstellung).

Abb. 27: Nichttragende HolzständerAußenwände (Eigene Darstellung).

Abb. 9: Grundriss - typisches Obergeschoss (Eigene Darstellung).

Abb. 28: Innenwände zwischen den Wohneinheiten (Eigene Darstellung).

Abb. 10: Perspektive (Eigene Darstellung).

Abb. 11: Ansicht Ost (Eigene Darstellung).

Abb. 29: Anschluss zwischen Außenwand und Dach (Eigene Darstellung).

Abb. 13: Ansicht West (Eigene Darstellung).

Abb. 30: Anschluss zwischen Außenwand und Decke (Eigene Darstellung).

Abb. 31: Sockelbereich (Eigene Darstellung).

Abb. 14: Schematischer Schnitt (Eigene Darstellung).

Abb. 32: Energiekonzept (Eigene Darstellung).

22 23

Abb. 15: Schematische Darstellung der Konstruktion (Eigene Darstellung).

Abb.33: Energiekonzept - Überblick (Eigene Darstellung).

Abb. 16: Tragende Bauteile und Spannrichtung der Platten (Eigene Darstellung).

Abb. 17: Tragende Außenwände (Eigene Darstellung).

Abb. 34: Lastprofile Winter. Abb. 35: Unterteilung Haushaltsstrom Winter.

Abb. 36: Zukunftsszenarien Stromeinsparungspotential.

Abb. 37: Vergleich Primärenergiebedarf, Passiv- und EnEV-Variante.

Abb. 18: Massivholz-Geschossdecken (Eigene Darstellung). Abb. 19: Massivholz-Dach (Eigene Darstellung).

Abb. 38: Vergleich Heizwärmebedarf, Passiv- und EnEV-Variante.

Gebäudetyp 4

Abb. 39: Primärenergiebedarf im Vergleich zum Passivhausstandardsgrenzwert.

Abb. 55: Anteil der unterschiedlichen Kostengruppen an den gesamten Erstinvestitionskosten - Hybridbauweise.

Abb. 40: Heizwärmebilanz.

Abb. 41: Deckungsanteil des Stombedarfs.

Abb. 56: Vergleich der Kosten der Kostengruppen 300+400 (Bauwerk -Baukonstruktionen und Technische Anlagen) für die Passivhaus und die EnEV Standards.

Abb. 42: Erzeugte Wärme aus Hybridkollektoren.

Abb. 43: Grundwasserwärme und Überschussige Wärme für die GWWP.

Abb. 57: Vergleich der maximal zu zahlenden Grundstückspreise für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards.

bb. 44: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien (Massivholzbau).

Abb. 58: Vergleich der Erstinvestitionskosten (Kostengruppen 200+300+400+500+600+700+Vermarktung+F inanzierung) der drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus Standards (Eigene Darstellung).

Abb. 45: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien (Massivbau).

Abb. 46: Anteil jedes Bauteils an den unterschiedlichen Wirkungskategorien.

Abb. 59: Terminrahmenplan für die drei unterschiedlichen Bauweisen, bzw. Massivholz-, Massivbau-, Hybridbauweise (Eigene Darstellung).

Abb. 47: Vergleich zwischen den Außenwänden der drei Konstruktionsalternativen.

Abb. 60: Verringerung des Trading-Profits bei einer Erhöhung der Grundstückskosten 100 um 5%, 10% und 20%.

Abb. 48: Vergleich zwischen den Decken der drei Konstruktionsalternativen.

Abb. 61: Verringerung des Trading-Profits bei einer Erhöhung der Kostengruppen 300+400 um 5%, 10% und 20%.

Abb. 49: Vergleich zwischen den Dächern der drei Konstruktionsalternativen.

Abb. 50: Vergleich zwischen den drei Konstruktionsalternativen [alle Bauteile sind berücksichtigt].

Abb. 62: Verringerung des Trading-Profits bei einer Verringerung der Mieteinnahmen um 5%, 10% und 20%.

Abb. 51: Schematische Darstellung der durchschnittlichen Lebensdauer von Bauteilen (Eigene Darstellung).

Abb. 63: Zusammengefasste Darstellung der Ergebnisse der Bereiche Bauteile, LCA, Recyclingfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit.

Abb. 52: Prozentualle Anteile der verschiedenen Entsorgungswege für die drei Konstruktionsalternativen.

Abb. 53: Rückbaukonzept Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“ und die wichtigsten Demontagestufen (Eigene Darstellung).

Abb. 54: Durchschnittliche Mietspannen in Euro, [http://immobilien-kompass.capital.de/ wohnen/muenchen, 2013].

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

9. TABELLENVERZEICHNIS Tab. 1: Flächenberechnung des Gebäudes, gemäß Wohnflächenverordnung (WoFlV).

Tab. 18: Ergebnisse der residualen Developmentrechnung für die drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards.

Tab. 2: Vergleich zwischen verschiedenen, üblichen Dämmstoffen [www. waermedaemmstoffe.com].

Tab. 3: Energetische, brandschutztechnische und schallschutztechnische Anforderungen an die Bauteile.

Tab. 19: Sensitivitätsanalyse Grundstückspreis und Bauwerkskosten für die Hybridkonstruktion - Berechnung.

Tab. 4: Gesamtdiche, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile (Massivholzbau).

Tab. 20: Sensitivitätsanalyse Miete -Berechnung.

Tab. 5: Gesamtdiche, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile (Massivbau).

Tab. 6: Gesamtdiche, Gewicht und U-Werte der eingesetzten Bauteile (Holz-Beton-Hybrid).

Tab. 7: Wärme-, Stromertrag.

Tab. 8: Heizwärmebedarf Hybridund Massivbauvariante.

Tab. 9: Wirkungskategorien für die ökologische Bewertung [IBO-Passivbauteilkatalog].

Tab.10: Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Massivholzbau“.

Tab. 11: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Massivholzbau“.

Tab.12 Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Massivbau“.

Tab. 13: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Massivbau“.

Tab. 14: Ökobilanzdaten für die Bauteile der Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“.

Tab. 15: Ökobilanzdaten für die Konstruktionsalternative „Holz-Beton-Hybrid“.

Tab. 16: Entsorgungswege der Baustoffe der Konstruktionsalternative „Holz-BetonHybrid“ (http://www.wecobis.de, EPDs der Bauprodukte), (Eigene Darstellung).

Tab. 17: Kostenvergleich unterschiedlicher Bauteile für die drei Konstruktionsvarianten für die Passivhaus und die EnEV 2014 Standards (tr.=tragend, n.tr.=nicht tragend).

Geb채udetyp 4

Interdisziplin채res Projekt

Anhang

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Anhang A - Architekturkonzept

Flughafen:

LMU: Auto 13 min Fahrrad 20 min ÖV 37 min zu Fuß 1 h 1 min

Hauptbahnhof: Auto 15 min Fahrrad 31 min ÖV 35 min zu Fuß 1 h 26 min

Auto 27 min Fahrrad 1h 24 min ÖV 39 min zu Fuß 6 h 6 min

TUM: Auto 14 min Fahrrad 27 min ÖV 38 min zu Fuß 1 h 14 min

Innenstadt:

Auto 16 min Fahrrad 26 min ÖV 31 min zu Fuß 1 h 14 min

Supermarkt: Auto Fahrrad ÖV zu Fuß

5 7 16 18

min min min min

Kundrieweg 18, 81927 München Rossmann:

Auto Fahrrad ÖV zu Fuß

6 min 8 min 16 min 19 min

Bank: Auto Fahrrad ÖV zu Fuß

5 7 12 19

min min min min

ALDI: Auto Fahrrad ÖV zu Fuß

4 min 5 min 8 min 13 min

Abb. A1: Durchschnittliche Entfernung des Quartiers von wichtigen Knotenpunkten in der Stadt (Eigene Darstellung)

Abb. A2: Einstrahlungssimulation (Eigene Darstellung).

Geb채udetyp 4

Abb. A3: Grundrisse vom Erdgeschoss (unten) und typischen Obergeschoss (oben) (Eigene Darstellung).

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Anhang B - Bauteile In diesem Anhang wird der analytische Bauteilkatalog für die wichtigsten Bauteilen der unterschiedlichen Konstruktionsalternativen dargestellt. Für jedes Bauteil wurden zwei Tabellen erstellt: •

•

eine Tabelle mit den Indikatoren der Sachbilanz. Für jede Schicht wird der Primärenergieinhalt nicht erneuerbaren Ressourcen (PEI n.e.), der Primärenergieinhalt erneuerbaren Ressourcen (PEI e.) sowie das Treibhauspotential (GWP 100) dargestellt. In der ersten Spalte jedes Indikatos wird die Bezugsgröße des Datensatzes dargestellt (Referenzmenge), wie z.B MJ/m3, MJ/kg usw.. In der zweiten Spalte jedes Indikators wird die Umrechnung auf die gleiche Einheit dargestellt [MJ/m2 und kg CO2 Äqv../m2], damit eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse ermöglicht wird.

eine Tabelle mit den einzelnen Schichten und ihre Eigenschaften (Dicke, Wärmeleitfähigkeit, Rohdichte), sowie mit den entspechenden Quellen für die Kennwerten zur Konstruktion und für die Indikatoren der Sachbilanz. Der U-Wert jedes Bauteils sowie seine Gesamtdicke, seine Gesamtfläche und das gesamte Gewicht werden auch dargestellt.

B.1 Massivholzbau aus Massivholz

- Tragsystem

und

Hülle

Außenwand Schicht

1 Holz Lärche Außenwandverkleidung

d [cm]

λ[W/mK]

3 ρ [kg/m ]

Gewicht 2 [kg/m ]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz Schnittholz Lärche (12% Feuchte/10,7% H2O), Ökobau.dat

2,00

0,15

590,00

11,80 dataholz.com

3,00

0,13

430,00

1,55 dataholz.com

Ökobau.dat

0,02

0,10

1350,00

0,20 dataholz.com

4 Befestigung-Verdübelung) 5 Inhomogene Schicht

8,00

0,04

100,00

Ökobau.dat Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat

6 1.Steinwolle-Dämmplatte

10,00

0,04

100,00

7 2.Holz Fichte Lattung (100/60, e=625mm)

10,00

0,13

430,00

1,80

0,32

1150,00

18,00

0,10

490,00

0,02

0,17

425,00

Holz Ficht Lattung (30/60, e=625mm)-

2 Luftschicht 3

PE-Winddichtung diffusionsoffen, winddicht verklebt

Steinwolle-Dämmplatte (mechanische

8 Gipsfaserplatte

Massivholz bestehend aus drei 6 cm starken, vertikal angeordneten, ineinander verzahnten Holzbohlen (Soligno 180Wand), Feuchtegehalt 14 ± 2% feuchtevariable Dampfbremse (pro clima

10 Intello) 11 Installationsebene-Inhomogene Schicht

8,00 Steinwolle Dämmstoff - Rockwool

8,80 Steinwolle Dämmstoff - Rockwool Schnittholz Fichte (12% 5,16 Feuchte/10,7% H2O) der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

http://www.soligno.com/de/%C3%B Daten für Konstruktionsvollholz; 529 kg/m3 bei 15% Holzfeuchte, Ökobau.dat 88,20 6kologisch-bauen/1-0.html http://de.proclima.com/produkte/dic Ökobau.dat / PP Vlies 0,09 htung-innen/intello

12 1.Steinwolle-Dämmplatte

5,00

0,04

100,00

5,00

0,13

430,00

14 Gipsfaserplatte

1,80

0,32

1150,00

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 4,73 Rockwool Schnittholz Fichte (12% 1,75 Feuchte/10,7% H2O) der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

15 Gipsfaserplatte

1,80

0,32

1150,00

der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

2.Holz Fichte Lattung (50/40, e=660mm) auf Schwingbügel

Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat

Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRWÖkobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Gebäudetyp 4

0.12

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

51.40

Gesamtfläche [m ]

629.34

Gesamtgewicht [tn]

112.70

PEI n.e. [MJ/x]

Dach

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 2 [kg CO2-Äqv./m ]

/m3

4502,00

90,04

12498,00

249,96

-1022,00

-20,44

/m3

2741,00

27,14

9049,00

89,59

-776,00

-7,68

/kg

85,09

17,23

1,56

0,32

2,88

0,58

4 5

/kg

13,80

110,40

0,21

1,66

1,17

9,36

/kg

13,80

121,44

0,21

1,83

1,17

10,30

/m3

2741,00

90,45

9049,00

298,62

-776,00

-25,61

/m2

99,09

3,20

6,19

/m3

4271,00

768,78

10680,00

1922,40

-822,00

-147,96

10 11

/kg

85,40

7,26

1,89

0,16

2,40

0,20

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

/m3

2741,00

30,15

9049,00

99,54

-776,00

-8,54

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1625.43

Summe PEI e. [MJ/m2]

2674.67

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

-165.67

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

0.12

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

51.22

Gesamtfläche [m ]

353.15

Gesamtgewicht [tn]

84.29

1 2 3 4 5 6 7 8

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI n.e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

/kg

0,53

42,16

4,72

377,64

0,03

2,59

/kg

47,40

246,48

0,63

3,28

0,98

5,11

/kg

13,80

331,20

1,42

34,08

1,17

28,08

/kg

47,40

246,48

0,63

3,28

0,98

5,11

/m3 /kg

3393,00 85,40

610,74 7,26

10811,00 1,89

1945,98 0,16

-601,77 2,40

-108,32 0,20

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1682.50

Summe PEI e. [MJ/m ]

2370.83

-54.85

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Decke Schicht

d [cm] λ[W/mK]

ρ [kg/m ]

Gewicht [kg/m

1 Parkett

0,15

2 Zementestrich

1,40

1900,00

0,02

0,17

3 Baupapier

4 Trittschalldämmung

0,04

250,00

5 Shüttung Splitt trocken

0,70

1600,00

6 Rieselschutz

0,2

0,03

7 Brettsperholzplatte

0,13

490,00

8 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150,00

9 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150,00

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

6,50

Mehrschichtparkett; 6,5 kg/m², Ökobau.dat PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Zementestrich - IWM, Ökobau.dat 95,00 Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Kraftpapier, Ökobau.dat 0,44 Konstruktionen Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 7,50 Rockwool PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Splitt 2/15 (getrocknet), Ökobau.dat 80,00 Konstruktionen--Splitt

PP (http://www.fermacell.de/de/docs/FE RMACELL_Rieselschutzvlies.pdf)-ökologische Alternative: Rieselschutz aus Altpapier 0,05 (http://www.fermacell.de/de/docs/FE Ökobau.dat -Vlies PP IBU - Institut Bauen und Umwelt e.V.:EPD nach ISO 14025 und EN 15804, 98,00 http://www.binderholz-bausysteme.co(Deklarationsnummer:EPD-SHL-2012211-E) GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) 18,00 Gipsfaserplatte GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) 18,00 Gipsfaserplatte

Gebäudetyp 4 0.36

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

37.82

Gesamtfläche [m ]

1554.80

Gesamtgewicht [tn]

502.96

PEI n.e. [MJ/x]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

/m2

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

136,00

319,00

/kg

1,56

148,20

0,02

/kg

14,40

6,34

30,70

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

319,00

GWP 100 2 [kg CO2-Äqv./m ]

-12,20

2,37

0,18

17,01

13,51

2,40

1,06

/kg

13,80

103,50

0,21

1,56

1,17

8,78

/m3

0,57

0,03

0,00

0,04

0,00

/kg

85,40

4,27

1,89

0,09

2,40

0,12

/m3

3393,00

678,60

10811,00

2162,20

-601,77

-120,35

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1275.11

Summe PEI e. [MJ/m2]

2505.14 -93.21

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Tragende Innenwände Schicht

d [cm]

1 Gipsfaserplatte

1,80

2 brennbar)

1,50

3 Gipsfaserplatte 4 Inhomogene Schicht

1,80

5 auf Schwingbügel

4,00

PCM Platte (Rubitherm CSM Platte, nicht

λ[W/mK]

3 ρ [kg/m ]

Gewicht [kg/m2

1150,00

GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

0,32

1150,00

29,40 http://www.rubitherm.com/ GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

0,13

430,00

0,32

1.Holz Fichte Lattung (40/60, e=625mm)

6 2.Steinwolle-Dämmplatte

4,00

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) keine Daten vorhanden originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Schnittholz Fichte (12% 1,55 Feuchte/10,7% H2O)

Ökobau.dat

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 2,64 Rockwool

Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat

0,04

100,00

18,00

0,10

490,00

10 auf Schwingbügel

4,00

0,13

430,00

11 2.Steinwolle-Dämmplatte

4,00

0,04

100,00

12 Gipsfaserplatte

1,80

0,32

1150,00

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 2,64 Rockwool GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

1150,00

29,40 http://www.rubitherm.com/ GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

Luftschicht (Verbesserung des

7 Schallshutzes)

Massivholz bestehend aus drei 6 cm starken, vertikal angeordneten, ineinander verzahnten Holzbohlen (Soligno 120Wand), Feuchtegehalt 14 ± 2%

8 9 Inhomogene Schicht

4,00

1.Holz Fichte Lattung (40/60, e=625mm)

http://www.soligno.com/de/%C3%B Daten für Konstruktionsvollholz; 529 kg/m3 bei 15% Holzfeuchte, Ökobau.dat 88,20 6kologisch-bauen/1-0.html

Schnittholz Fichte (12% 1,55 Feuchte/10,7% H2O)

Ökobau.dat Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

PCM Platte (Rubitherm CSM Platte, nicht

13 brennbar)

1,50

14 Gipsfaserplatte

1,80

0,32

keine Daten vorhanden originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

0.215

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

40.20

Gesamtfläche [m ]

339.83

Gesamtgewicht [tn]

80.94

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI n.e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

/m3

2741,00

301,51

9049,00

995,39

-776,00

-85,36

/kg

13,80

36,43

0,21

0,55

1,17

3,09

/m3

4271,00

768,78

10680,00

1922,40

-822,00

-147,96

10 11 12 13 14

/m3

2741,00

301,51

9049,00

995,39

-776,00

-85,36

/kg

13,80

36,43

0,21

0,55

1,17

3,09

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1841.02

Summe PEI e. [MJ/m ]

3927.09

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

-287.73

Innenwände innerhalb der Wohneinheiten

Schicht

1 PCM Gipsbauplatten (Alba) 2 Inhomogene Schicht 3 1.Dämmung Zellulosefaserplatten 4 2.Holz Fichte Lattung (60/40, e=625)

5 PCM Gipsbauplatten (Alba)

d [cm]

λ[W/mK]

Gewicht [kg/m2]

3 ρ [kg/m ]

2,5

0,27

1000

0,04

0,13

430

2,5

0,27

1000

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion Rigips, Saint Cobain - Alba balance,

Effizientes Raumtemperaturmanagement mit 25,00 innovativen PCM Gipsbauplatten

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz Gipswandbauplatte, Ökobau.dat (originale Daten für Platten mit d=100mm --> auf 25mm berechnet)

Ökobau.dat Schnittholz Fichte (12% Ökobau.dat 2,06 Feuchte/10,7% H2O) Rigips, Saint Cobain - Alba balance, Effizientes Gipswandbauplatte, Ökobau.dat (originale Raumtemperaturmanagement mit Daten für Platten mit d=100mm --> auf 25mm berechnet) 25,00 innovativen PCM Gipsbauplatten 5,52

0.56

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

Gesamtfläche [m ]

1285.12

Gesamtgewicht [tn]

Gebäudetyp 4 PEI n.e. [MJ/x]

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 2 [kg CO2-Äqv./m ]

1 2 3

/kg

4,59

114,85

0,06

1,56

0,28

7,11

/kg

26,500

146,280

21,900

120,888

0,616

3,400

4 5

/m3

2741,00

36,18

9049,00

119,45

-776,00

-10,24

/kg

4,59

114,85

0,06

1,56

0,28

7,11

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

412.17

Summe PEI e. [MJ/m ]

243.45

7.38

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Kellerdecke Schicht

d [cm]

λ[W/mK]

1 Parkett

0,15 -

2 Zementestrich

1,4

3 Baupapier

0,02

Gewicht [kg/m2]

3 ρ [kg/m ]

100

Mehrschichtparkett; 6,5 kg/m², Ökobau.dat PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Zementestrich - IWM, Ökobau.dat 95 Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Kraftpapier, Ökobau.dat 0,44 Konstruktionen Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat 24,00 Rockwool

2365

PassivhausDaten für 20cm Decke aus Transportbeton C Bauteilkatalog/Ökologisch bewertete 25/30 mit 90kg Bewehrungsstahl pro m3, Ökobau.dat 473 Konstruktionen

1900

0,17 -

5 Stahlbeton

0,035

2,5

0.14

U-Wert [W/m2K]

PEI n.e. [MJ/x]

Gesamtdicke [cm]

50.02

Gesamtfläche [m2]

356.21

Gesamtgewicht [tn]

213.35

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

/m2

136,00

319,00

-12,20

/kg

1,56

148,20

0,02

2,37

0,18

17,01

/kg

14,40

6,34

30,70

13,51

2,40

1,06

/kg

13,80

331,20

0,21

4,99

1,17

28,08

/m3 mit 90kg/m3 Bewehrungstahl

2146,00

429,20

124,10

24,82

296,61

59,32

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1050.94

Summe PEI e. [MJ/m ]

364.69

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

93.26

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

6,5

Steinwolle-

4 Dämmplatte

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Plattenfundament, unterseitig gedämmt Schicht

1 Zementestrich

2 Baupapier 3

0,03

HolzfaserDämmplatte

Gewicht [kg/m2]

1,4

1900

0,17 -

0,048

135

2,5

2365

0,04

0,5

1000

4 Stahlbeton

Quellen zur Kennwerte zur Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz Konstruktion PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch Zementestrich - IWM, Ökobau.dat 95 bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch Kraftpapier, Ökobau.dat 0,44 bewertete Konstruktionen

3 ρ [kg/m ]

λ[W/mK]

d [cm]

Polyethylenbahn, -

5 folie PE

SchaumglasplattePerimeterdämmun g

0,041

100

PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch 4,05 bewertete Konstruktionen

Holzfaserdämmplatte Kronotherm hardbord 135 - Kronoply, druckstabile Wärmedämmplatte unter Estrich Nenndicke

Bauteilkatalog/Ökologisch 473 bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch 0,4 bewertete Konstruktionen

Transportbeton C 25/30 mit 90kg Bewehrungsstahl pro m3, Ökobau.dat

Polymerbitumen-

7 Dichtungsbahn

0,8

8 Magerbeton

9 Baupapier

0,03

10 Kies, lufttrocken 11 Vlies PP

0,23 -

5,2

1,33

2365

118,25

0,17 -

0,44

0,7 -

240,00

0,02

0,22 -

0,5 Geotextil Vlies PP 500 g

1 2 3

Gesamtdicke [cm]

72.92

Gesamtfläche [m2]

356.21

Gesamtgewicht [tn]

342.42

PEI n.e. [MJ/x] /kg

1,56

/kg /m3

PEI n.e. [MJ/m2]

Bitumenbahnen PYE PV 200 S5 (ungeschiefert); 5,2 kg/m2, Ökobau.dat

Transportbeton C20/25, Ökobau.dat

Kraftpapier, Ökobau.dat Keine Daten für Kies 16/32 vorhanden.Daten für Kies 2/32 getrocknet, Ökobau.dat wurden verwendet Ökobau.dat -Vlies PP

0.145

U-Wert [W/m2K]

PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Konstruktionen PassivhausBauteilkatalog/Ökologisch bewertete Konstruktionen

Ökobau.dat Foamglas W+F - Pittsburgh Corning; 100 kg/m3 (Mineralischer Dämmstoff für Dach, Wand, Boden, Perimeterdämmung (geschlossenzellig)), Ökobau.dat

PEI e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

148,20

0,02

2,37

0,18

17,01

14,40

6,34

30,70

13,51

2,40

1,06

4398

131,94

3305

99,15

12,7

0,381

2146,00

429,20

124,10

24,82

296,61

59,32

/m3 mit 90kg/m3

4 Bewehrungstahl 5

/kg

70,90

28,36

1006,00

402,40

2,10

0,84

/m3

1525

366

915

219,6

109

26,16

7 8 9 10 11

/kg

47,40

246,48

0,63

3,28

0,98

5,11

/m3

1133

56,65

20,7

1,035

217

10,85

/kg

14,40

6,34

30,70

13,51

2,40

1,06

/kg

0,53

126,48

4,72

1132,80

0,03

7,78

/kg

85,40

42,70

1,89

0,95

2,40

1,20

Gebäudetyp 4 Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1568.88

Summe PEI e. [MJ/m ]

1913.41

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

130.75

Stützen/Unterzug aus Holz m3

Stütze (Brettschichtholz)

15,8

SUMME

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

Brettschichtholz Nadelholz, 515 515kg/m3 Dichte bei 12% Holzfeuchte, Ökobau.dat 515

7,056

Unterzug (Brettschichtholz)

PEI n.e. [MJ/m3]

ρ [kg/m3]

22,856

PEI e. [MJ/m3]

PEI n.e. [MJ]

GWP 100 3 [kg CO2-Äqv./m ]

PEI e. [MJ]

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

4966

35040,1

10508

74144,448

-770

-5,43E+03

4966

78462,8

10508

166026,4

-770

-1,22E+04

Treppenhaus aus Stahlbeton Gesamtfläche [m2] Dicke der Wände [m] ρ Stahlbeton [kg/m3] Gewicht [kg] m3 PEI n.e. [MJ/m3]

PEI n.e. [MJ]

2146,00 428577,66

PEI e. [MJ/m3]

124,10

PEI e. [MJ]

24784,01

665,7 0,3 2365 472314,15 199,71 GWP 100 3 [kg CO2-Äqv./m ]

296,61

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

59235,98

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

B.2 Massivbau - Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Porenbeton Außenwand Porenbeton Schicht

d [cm]

λ[W/mK]

ρ [kg/m3]

0,40

Dämmung Zellulosefaserplatten

2 3 Porenbeton (unbewehrt) 4

feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello)

0,87

1350,00

16,00

0,04

80,00

12,80

25,00

0,10

380,00

95,00

0,02

0,17

425,00

Ökobau.dat

Ökobau.dat http://de.proclima.com/produkte/dichtungÖkobau.dat / PP Vlies 0,09 innen/intello

Installationsebene5 Inhomogene Schicht

6 1.Steinwolle-Dämmplatte

5,00

0,04

100,00

7 e=660mm) auf Schwingbügel

5,00

0,13

430,00

8 Lehmputz

1,50

0,81

1600,00

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 4,73 Rockwool

2.Holz Fichte Lattung (50/40,

Schnittholz Fichte (12% Feuchte/10,7% 1,75 H2O) Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 24,00 bewertete Konstruktionen

PEI n.e. [MJ/x]

1 2 3 4 5 6 7 8

Gesamtdicke [cm]

47.92

Gesamtfläche [m2]

516.21

Gesamtgewicht [tn]

74.21

PEI n.e. [MJ/m2]

Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat Ökobau.dat Ökobau.dat

0.125

U-Wert [W/m2K]

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

http://bauumwelt.de/download/C5a1fcfeX139669ac effX5996/EPD_QMX_2009211_Normalput Ökobau.dat 5,40 ze.pdf

Kalkzementputz/Putzträgerplat

1 te

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Gewicht [kg/m2]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

/kg /kg

2,26 26,500

12,20 339,200

0,05 21,900

0,26 280,320

0,16 0,616

0,87 7,885

/m3

1387,00

346,75

155,00

38,75

178,00

44,50

/kg

85,40

7,26

1,89

0,16

2,40

0,20

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

/m3 /kg

2741,00 1,210

30,15 29,040

9049,00 0,115

99,54 2,760

-776,00 0,116

-8,54 2,784

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

796.21

Summe PEI e. [MJ/m ]

333.09

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

60.37

Gebäudetyp 4 Außenwand Hochlochziegel (zweite untersuchte Alternative) Schicht

λ[W/mK]

d [cm]

ρ [kg/m3]

Quellen zur Kennwerte zur Quellen für die Indikatoren der Konstruktion Sachbilanz http://bauumwelt.de/download/C5a1fcfeX139669ac effX5996/EPD_QMX_2009211_Normalput Ökobau.dat 5,40 ze.pdf

Gewicht [kg/m2]

Kalkzementputz /

1 Putzträgerplatte

0,4

0,87

1350

0,04

0,25

740

Dämmung Zellulosefaserplatten Ziegel-Hochlochziegel

3 porosiert

17,6

Ökobau.dat

Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 185 bewertete Konstruktionen

Daten für Mauerziegel Durchschnitt Poroton, Ökobau.dat

Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 4,73 Rockwool

Steinwolle-Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD-DRW2012121-D), Ökobau.dat

Installationsebene-

4 Inhomogene Schicht

5 1.Steinwolle-Dämmplatte

0,035

100

0,13

430

1,25

0,32

1,5

0,81

2.Holz Fichte Lattung (50/40,

6 e=660mm) auf Schwingbügel 7 Gipsfaserplatte 8 Lehmputz

1150

Schnittholz Fichte (12% Feuchte/10,7% 1,75 H2O) GIPS-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 14,38 Gipsfaserplatte

Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm --> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

1600

Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 24,00 bewertete Konstruktionen

Ökobau.dat

0.125

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

55.15

Gesamtfläche [m ]

516.21

Gesamtgewicht [tn]

130.53

PEI n.e. [MJ/x]

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

1 2

/kg

2,26

12,20

0,05

0,26

0,16

0,87

/kg

26,500

466,400

21,900

385,440

0,616

10,842

/kg

1,600

296,000

0,272

50,320

0,126

23,310

4 5

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

/m3

2741,00

30,15

9049,00

99,54

-776,00

-8,54

7 8

/m2

68,81

2,23

4,30

/kg

1,210

29,040

0,115

2,760

0,116

2,784

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

934.22

Summe PEI e. [MJ/m ]

451.85

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

46.23

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Dach

0.12

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

53.62

Gesamtfläche [m ]

353.15

Gesamtgewicht [tn]

207.76

/kg

2 3

/kg /kg

/kg /m3 mit 90kg/m3 Bewehrungstahl /kg

5 6

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI n.e. [MJ/x]

0,53

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

42,16

4,72

47,40

246,48

13,80

386,40

85,40

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

377,64

0,03

0,63

3,28

0,98

5,11

1,42

39,76

1,17

32,76

7,26

1,89

0,16

2,40

0,20

2146,00

429,20

124,10

24,82

296,61

59,32

2,24

4,48

0,12

0,23

0,14

0,29

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

796.21

Summe PEI e. [MJ/m2]

333.09

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

60.37

2,59

Decke Schicht

d [cm]

λ[W/mK]

ρ [kg/m3]

1 Parkett

1,00

0,15

2 Zementestrich

5,00

1,40

1900,00

Gewicht [kg/m2]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

6,50 Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 95,00 bewertete Konstruktionen

3 Baupapier

0,02

0,17

4 Trittschalldämmung

3,00

0,04

250,00

Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 0,44 bewertete Konstruktionen Steinwolle Dämmstoff - Hersteller: 7,50 Rockwool

5 Stahlbeton

20,00

2,50

2365,00

Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 473,00 bewertete Konstruktionen

6 Lehmputz

1,00

0,81

1600,00

Passivhaus-Bauteilkatalog/Ökologisch 16,00 bewertete Konstruktionen

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz Mehrschichtparkett; 6,5 kg/m², Ökobau.dat Zementestrich - IWM, Ökobau.dat Kraftpapier, Ökobau.dat Ökobau.dat Daten für 20cm Decke aus Transportbeton C 25/30 mit 90kg Bewehrungsstahl pro m3, Ökobau.dat Ökobau.dat

Gebäudetyp 4 0.896

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

30.02

Gesamtfläche [m2]

2030.07

Gesamtgewicht [tn]

1214.88

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI n.e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

1 2

/m2

136,00

319,00

-12,20

/kg

1,56

148,20

0,02

2,37

0,18

17,01

/kg

14,40

6,34

30,70

13,51

2,40

1,06

13,80

103,50

0,21

1,56

1,17

8,78

/kg /m3 mit 90kg/m3 Bewehrungstahl

2146,00

429,20

124,10

24,82

296,61

59,32

/kg

1,210

19,360

0,115

1,840

0,116

1,856

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

842.60

Summe PEI e. [MJ/m2]

363.09

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

75.81

Innenwand Schicht

1 Lehmputz Porenbeton 2 (unbewehrt)

3 Lehmputz

ρ [kg/m3]

λ[W/mK]

d [cm]

1,5

0,81

1600

0,1

380

1,5

0,81

Gewicht [kg/m2]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Passivhaus‐ Bauteilkatalog/Ökologisch 24,00 bewertete Konstruktionen 30,4 Passivhaus‐ Bauteilkatalog/Ökologisch 24,00 bewertete Konstruktionen

1600

Gesamtdicke [cm]

Gesamtfläche [m ]

1285.12

Gesamtgewicht [tn]

100.75

PEI n.e. [MJ/x]

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

Ökobau.dat

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

/kg

1,210

29,040

0,115

2,760

0,116

2,784

/m3

1387,00

110,96

155,00

12,40

178,00

14,24

/kg

1,210

29,040

0,115

2,760

0,116

2,784

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

Ökobau.dat Porenbeton P2 04 unbewehrt, Ökobau.dat

0.99

U-Wert [W/m2K]

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

169.04

Summe PEI e. [MJ/m2]

17.91

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

19.81

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Treppenhaus aus Stahlbeton Plattenfundament Kellerdecke Wie in der ersten Konstruktionsalternative (siehe Anhang B1)

Stützen/Balken aus Stahlbeton PEI n.e. [MJ] PEI e. [MJ] m3 Stütze

30,24

Balken

88,13

Gesamt

118,37

GWP 100 [kg CO2-Äqv.]

Beton/m3

1228

22,4

240

Stahl/kg /m3 me Stahl 90kg/m3

10,20

1,13

0,63

2146,00

124,10

296,61

Gesamt

254022,02

14689,717

35109,7257

B.3 Hybridbau - Tragsystem aus Stahlbeton und Hülle aus Holz Außenwand Schicht

Holz Lärche Außenwandverkleidung

Holz Ficht Lattung (30/60, e=625mm)‐ 2 Luftschicht PE‐Winddichtung diffusionsoffen, winddicht 3 verklebt

Steinwolle‐Dämmplatte (mechanische 4 Befestigung‐Verdübelung) 5 Inhomogene Schicht

ρ [kg/m3]

λ[W/mK]

d [cm]

Schnittholz Lärche (12% Feuchte/10,7% H2O), Ökobau.dat

590

11,80 dataholz.com

0,13

430

1,55 dataholz.com

Ökobau.dat

0,015

0,1

1350

0,20 dataholz.com

0,035

100

Ökobau.dat Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat

0,035

100

7 2.Holz ‐ Schnittholz Fichte(200/60, e=625mm)

0,13

430

8 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150

0,02

0,17

425

0,035

100

2.Holz Fichte Lattung (50/40, e=660mm) auf 12 Schwingbügel

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

0,15

10 Installationsebene‐Inhomogene Schicht 11 1.Steinwolle‐Dämmplatte

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

6 1.Steinwolle‐Dämmplatte

feuchtevariable Dampfbremse (pro clima 9 Intello)

Gewicht [kg/m2]

0,13

430

13 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150

14 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150

Steinwolle Dämmstoff ‐ 4,00 Rockwool

Steinwolle Dämmstoff ‐ 17,60 Rockwool Schnittholz Fichte (12% 10,32 Feuchte/10,7% H2O) GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der 20,70 Gipsindustrie e.V./Farmacell

Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

http://de.proclima.com/produ Ökobau.dat / PP Vlies 0,085 kte/dichtung‐innen/intello

4,73 Steinwolle Dämmstoff ‐ Schnittholz Fichte (12% 1,75 Feuchte/10,7% H2O) Bundesverband der 20,70 Gipsindustrie e.V./Farmacell GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der 20,70 Gipsindustrie e.V./Farmacell

Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Gebäudetyp 4 0.125

U-Wert [W/m2K]

PEI n.e. [MJ/x]

Gesamtdicke [cm]

39.44

Gesamtfläche [m2]

516.21

Gesamtgewicht [tn]

58.92

PEI n.e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

/m3

4502,00

90,04

12498,00

249,96

‐1022,00

‐20,44

/m3

2741,00

27,14

9049,00

89,59

‐776,00

‐7,68

/kg

85,09

17,23

1,56

0,32

2,88

0,58

4 5

/kg

13,80

55,20

0,21

0,83

1,17

4,68

/kg

13,80

242,88

0,21

3,66

1,17

20,59

/m3

2741,00

180,91

9049,00

597,23

‐776,00

‐51,22

/m2

99,09

3,20

6,19

/kg

85,40

7,26

1,89

0,16

2,40

0,20

10 11

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

/m3

2741,00

30,15

9049,00

99,54

‐776,00

‐8,54

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1013.35

Summe PEI e. [MJ/m2]

1051.88

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Dach Treppenhaus aus Stahlbeton Plattenfundament Kellerdecke Wie in der ersten Konstruktionsalternative „Massivholzbau“ (siehe Anhang B1)

Stützen/Balken aus Stahlbeton Wie in der zweiten Konstruktionsalternative „Massivbau“ (siehe Anhang B2)

PEI e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

-37.71

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Decke Schicht

λ[W/mK]

d [cm]

Gewicht [kg/m2]

ρ [kg/m3]

1 Parkett

0,15

‐

2 Zementestrich

1,4

1900

0,02

0,17

‐

4 Trittschalldämmung

0,04

250

5 Shüttung Splitt trocken

0,7

1600

6 Rieselschutz

0,2

0,03

‐

7 Beton im Verbund

2365

8 Brettsperholzplatte (3‐lagig)

0,13

490

9 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150

10 Gipsfaserplatte

1,8

0,32

1150

3 Baupapier

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Mehrschichtparkett; 6,5 kg/m², Ökobau.dat

6,5 Passivhaus‐Bauteilkatalog/Ökologisch 95 bewertete Konstruktionen Passivhaus‐Bauteilkatalog/Ökologisch 0,44 bewertete Konstruktionen

Gesamtdicke [cm]

37.82

Gesamtfläche [m ]

1554.80

Gesamtgewicht [tn]

794.49

/m2

2 3

PEI n.e. [MJ/m2]

Kraftpapier, Ökobau.dat Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat

0.478 2

PEI n.e. [MJ/x]

Zementestrich ‐ IWM, Ökobau.dat

7,5 Steinwolle Dämmstoff ‐ Hersteller: Rockwool Passivhaus‐Bauteilkatalog/Ökologisch Splitt 2/15 (getrocknet), Ökobau.dat 80 bewertete Konstruktionen‐‐Splitt Farmacell Rieselschutz Vlies‐100% PP (http://www.fermacell.de/de/docs/FERMACEL L_Rieselschutzvlies.pdf)‐‐ökologische Alternative: Rieselschutz aus Altpapier (http://www.fermacell.de/de/docs/FERMACEL Ökobau.dat ‐Vlies PP 0,05 L_Rieselschutz_DIY.pdf) Passivhaus‐Bauteilkatalog/Ökologisch Transportbeton C 25/30, Ökobau.dat 236,5 bewertete Konstruktionen IBU ‐ Institut Bauen und Umwelt e.V.:EPD nach ISO 14025 und EN 15804, (Deklarationsnummer:EPD‐SHL‐ 2012211‐E) 49 http://www.binderholz‐bausysteme.com/ originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der (Ökobau.dat) 18,00 Gipsindustrie e.V./Farmacell Gipsfaserplatte originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der (Ökobau.dat) 18,00 Gipsindustrie e.V./Farmacell Gipsfaserplatte

U-Wert [W/m2K]

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

PEI e. [MJ/x]

136,00

319,00

/kg

1,56

148,20

0,02

/kg

14,40

6,34

30,70

/kg

13,80

103,50

0,21

/m3

0,57

0,03

/kg

85,40

/m3

PEI e. [MJ/m2]

319,00

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

‐12,20

2,37

0,18

17,01

13,51

2,40

1,06

1,56

1,17

8,78

0,03

0,00

0,04

0,00

4,27

1,89

0,09

2,40

0,12

1228,00

122,80

22,40

2,24

240,00

24,00

3393,00

339,30

10811,00

1081,10

‐601,77

‐60,18

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

Gebäudetyp 4

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

1058.61

Summe PEI e. [MJ/m ]

1426.28

-9.04

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Innenwand zwischen Wohneinheiten / zwischen Wohneinheiten und notwendigem Flur Schicht

ρ [kg/m3]

λ[W/mK]

d [cm]

Gewicht [kg/m2]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

1150

GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell 20,70 Gipsfaserplatte

0,32

1150

http://www.rubitherm.com/ keine Daten vorhanden GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V./Farmacell originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat) 20,70 Gipsfaserplatte

0,13

430

Schnittholz Fichte (12% 1,75 Feuchte/10,7% H2O)

0,035

100

Steinwolle Dämmstoff ‐ 4,73 Hersteller: Rockwool

1 Gipsfaserplatte PCM Platte (Rubitherm CSM Platte, nicht 2 brennbar)

1,8 1,5

3 Gipsfaserplatte

1,8

4 Inhomogene Schicht 1.Holz Fichte Lattung (50/40, e=625mm) auf 5 Schwingbügel

6 2.Steinwolle‐Dämmplatte

0,32

originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Ökobau.dat Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat

7 Inhomogene Schicht Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat

8 1.Steinwolle‐Dämmplatte

0,035

100

9 2.Holz Fichte Lattung (120/60, e=625mm)

0,13

430

Steinwolle Dämmstoff ‐ 10,56 Rockwool Schnittholz Fichte (12% 6,18 Feuchte/10,7% H2O)

1.Holz Fichte Lattung (50/40, e=625mm) auf 11 Schwingbügel

0,13

430

Schnittholz Fichte (12% 1,75 Feuchte/10,7% H2O)

13 2.Steinwolle‐Dämmplatte

0,035

100

14 Gipsfaserplatte PCM Platte (Rubitherm CSM Platte, nicht 15 brennbar)

1,8

0,32

1150

Steinwolle Dämmstoff ‐ 4,73 Hersteller: Rockwool GIPS‐Datenbuch, Bundesverband der 20,70 Gipsindustrie e.V./Farmacell

16 Gipsfaserplatte

1,8

1150

Ökobau.dat

10 Inhomogene Schicht

1,5

0,32

0.162

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

32.2

Gesamtfläche [m ]

339.83

Gesamtgewicht [tn]

38.23

Ökobau.dat Steinwolle‐Dämmstoffe im mittleren Rohdichtebereich Deutsche ROCKWOOL Mineralwoll GmbH & Co. OHG (Deklarationsnummer:EPD‐DRW‐ 2012121‐D), Ökobau.dat originale Daten für Platten mit d=10mm ‐‐> auf 18mm berechnet (Ökobau.dat)

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

PEI n.e. [MJ/x]

PEI n.e. [MJ/m2]

PEI e. [MJ/x]

PEI e. [MJ/m2]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./x]

GWP 100 [kg CO2-Äqv./m2]

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

/m3

2741,00

301,51

9049,00

995,39

‐776,00

‐85,36

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

/kg /m3

13,80 2741,00

145,73 108,54

0,21 9049,00

2,20 358,34

1,17 ‐776,00

12,36 ‐30,73

/m3

2741,00

301,51

9049,00

995,39

‐776,00

‐85,36

/kg

13,80

65,27

0,21

0,98

1,17

5,53

14 15

/m2

99,09

3,20

6,19

/m2

99,09

3,20

6,19

2 3 4

7 8 9 10 11

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

828.43

Summe PEI e. [MJ/m ]

574.20

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

-153.26

Innenwand innerhalb der Wohneinheiten Schicht

1 PCM Gipsbauplatten (Alba) 2 Inhomogene Schicht 1.Dämmung 3 Zellulosefaserplatten 2.Holz Fichte Lattung (60/40, 4 e=625)

5 PCM Gipsbauplatten (Alba)

λ[W/mK]

d [cm]

ρ [kg/m3]

2,5

0,27

1000

0,04

0,13

430

2,5

0,27

1000

Gewicht [kg/m2]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

Rigips, Saint Cobain ‐ Alba balance, Effizientes Gipswandbauplatte, Ökobau.dat Raumtemperaturmanagement mit innovativen (originale Daten für Platten mit d=100mm ‐‐> auf 25mm berechnet) 25,00 PCM Gipsbauplatten

Ökobau.dat

5,52 2,06 Schnittholz Fichte (12% Feuchte/10,7% H2O) Rigips, Saint Cobain ‐ Alba balance, Effizientes Raumtemperaturmanagement mit innovativen 25,00 PCM Gipsbauplatten

Ökobau.dat Gipswandbauplatte, Ökobau.dat (originale Daten für Platten mit d=100mm ‐‐> auf 25mm berechnet)

0.564

U-Wert [W/m2K]

Gesamtdicke [cm]

Gesamtfläche [m ]

1285.12

Gesamtgewicht [tn]

Gebäudetyp 4

Schicht

1 PCM Gipsbauplatten (Alba) 2 Inhomogene Schicht 1.Dämmung 3 Zellulosefaserplatten 2.Holz Fichte Lattung (60/40, 4 e=625)

5 PCM Gipsbauplatten (Alba)

λ[W/mK]

d [cm]

ρ [kg/m3]

2,5

0,27

1000

0,04

0,13

430

2,5

0,27

1000

Gewicht [kg/m2]

Quellen für die Indikatoren der Sachbilanz

Ökobau.dat

5,52 2,06 Schnittholz Fichte (12% Feuchte/10,7% H2O) Rigips, Saint Cobain ‐ Alba balance, Effizientes Raumtemperaturmanagement mit innovativen 25,00 PCM Gipsbauplatten

Summe PEI n.e. [MJ/m2]

412.17

Summe PEI e. [MJ/m ]

243.45

Summe GWP100 [kg CO2 Äqv./m2]

Quellen zur Kennwerte zur Konstruktion

7.38

Ökobau.dat Gipswandbauplatte, Ökobau.dat (originale Daten für Platten mit d=100mm ‐‐> auf 25mm berechnet)

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Anhang C - Energiekonzept Gebäude In diesem Anhang sind zusätzliche Tabellen der Berechnungen und Informationen zu den ausgewählten Systemen dargestellt. PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATIONAL PRODUCT

40 PV Module

PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATIONAL PRODUCT

Aufständerungswinkel: 35°

48 Hybridkollektoren

Mindestanbstand zwischen den Reihen zur Verschattungsvermeidung: 2,25 m

Grundwasser-Wärmepumpe PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATIONAL PRODUCT

Abb. C1: Dachaufsicht, PV Module und Hybridkollektoren (Eigene Darstellung). Standortbewertungskarte

möglich

GWWP

möglich

GWWP und Erdwärmesonden

nicht möglich

Wasserschutzgebiet www.bis.bayern.de, Informationssystem Oberflächennahe Geothermie (IOG)

Abb. C2: Informationssystem Oberflächennahe Geothermie, [http://www.bis.bayern.de/bis/initParams.do]. Master ENB

Gebäudetyp 04

Geb辰udetyp 4

Abb. C3: Grundwasserflurabstand, [http://maps.muenchen.de/rgu/grundwasserflurabstand].

Haushaltsstrom Sommer 4.000,0

Sommer Lastprofile

3.500,0

100,0

Gefrieren Waschen

3.000,0

90,0

Sp端len

80,0

[kWh/M]

[W]

60,0 50,0 40,0 30,0

Kochen

2.000,0

Licht K端hlen TV/Audio

10,0 0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00:00

1.000,0

Wochentag

Abb. C3: Lastprofile Sommer.

Trocknen

1.500,0

20,0 0,0

Diverses

2.500,0

70,0

Wochenende

B端ro

500,0 0,0

Wochentag Wochenende

Abb. C4: Unterteilung Haushaltsstrom Sommer.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen Tab. C1: Energiebedarf

Haushaltsstrom

Nutzenergie

Endenergie

Primärenergie

Passivhausstandard [kWh/m2a] [kWh/a]

EnEV 2014 [kWh/m2a] [kWh/a]

Heizung Trinkwarmwasser Lüftung

13.792,2 1.943,0 17.591,5

6,3 0,9 8,0

28.681,0 1.943,0 17.801,4

13,1 0,9 8,1

Gesamt

33.326,7

15,2

48.425,4

22,1

Heizung Trinkwarmwasser Lüftung Gesamt

9.646,9 1.943,0 12.232,3 23.822,2

4,4 0,9 5,6 10,9

16.328,7 1.943,0 12.232,3 30.504,0

7,5 0,9 5,6 14,0

Heizwärmebedarf Trinkwarmwasser Lüftung Gesamt

25.730,7 27.331,0 30.630,6 83.692,3

11,8 12,5 14,0 38,3

52.497,2 27.331,0 30.630,6 110.458,8

24,0 12,5 14,0 50,5

Haushaltsstrom Primärenergie

140.110,5

64,1

141.048,1

64,5

Haushaltsstrom Endenergie

73.824,5

33,8

73.824,5

33,8

Tab. C2: Energiebedarf elektrisch HYBRID - PASSIVHAUSSTANDARD

JAN FEB MÄRZ APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ GESAMT

Endenergie Heizung Endenergie TWW [kWh/a] [kWh/a] 2.367,8 476,9 1.943,0 391,3 824,3 166,0 14,1 2,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 128,3 25,9 1.702,9 343,0 2.666,3 537,0 9.646,9 1.943,0

Endenergie Lüftung [kWh/a] 1.054,2 875,1 1.054,2 994,5 1.054,2 994,5 1.054,2 1.054,2 994,5 1.054,2 994,5 1.054,2 12.232,3

Haushaltsstrom [kWh/a] 6.937,7 6.937,7 6.937,7 5.366,4 5.366,4 5.366,4 5.366,4 5.366,4 5.366,4 6.937,7 6.937,7 6.937,7 73.824,5

Endenergiebedarf [kWh/a] 10.836,6 10.147,1 8.982,2 6.377,9 6.420,6 6.360,9 6.420,6 6.420,6 6.361,0 8.146,0 9.978,1 11.195,1 97.646,7

DEZ

2.666,3 9.646,9

537,0 1.943,0

1.054,2 12.232,3

6.937,7 73.824,5

HYBRID - PASSIVHAUSSTANDARD Deckungsanteil TWW Elektrischer Ertrag [kWh/a] [kWh/a] 1.720,7 476,9 2.484,3 391,3 3.782,9 166,0 4.927,5 2,8 5.067,0 0,0 5.069,6 0,0 5.184,9 0,0 4.779,6 0,0 4.026,2 0,0 3.055,5 25,9 1.855,1 343,0 1.557,3 537,0 43.510,6 1.943,0

Deckungsanteil Heizung [kWh/a] 1.243,8 1.943,0 824,3 14,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 128,3 1.512,1 1.020,3 6.686,0

Deckungsanteil Lüftung [kWh/a] 0,0 149,9 1.054,2 994,5 1.054,2 994,5 1.054,2 1.054,2 994,5 1.054,2 0,0 0,0 8.404,3

GESAMT

11.195,1 97.646,7

Gebäudetyp 4

Tab. C3: Elektrische Erträge - Deckungsanteil

JAN FEB MÄRZ APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ GESAMT

Endenergie Heizung

Endenergie TWW

Endenergie Lüftung

Endenergiebedarf ZUB Helena

Deckungsanteil Haushaltsstrom [kWh/a] 0,0 0,0 1.738,4 3.916,1 4.012,9 4.075,2 4.130,7 3.725,5 3.031,6 1.847,1 0,0 0,0 26.477,4

Haushaltsstrom

Tab. C4: Strom- und Wärmebedarf der Grundwasserwärmepumpe

Wärme aus Grundwasser [kWh/a]

JAN FEB MÄRZ APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ GESAMT

4.616,9 3.788,5 1.607,3 27,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 787,9 10.828,1

GRUNDWASSERWÄRMEPUMPE Heizung Trinkwarmwasser Überschuss Endenergie Wärme aus Überschuss Endenergie aus PVT Strom Hilfsenergie Grundwasser aus PVT Strom [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 250,2 3.320,4 4.410,8 7.981,6

1.539,0 1.262,8 535,8 9,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 83,4 1.106,8 1.732,9 6.269,9

828,9 680,2 288,6 4,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 44,9 596,1 933,3 3.377,0

596,7 489,6 207,7 3,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1.297,7

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 32,3 429,1 671,9 1.133,4

262,6 215,5 91,4 1,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 14,2 188,9 295,7 1.070,0

Hilfsenergie [kWh/a] 214,3 175,8 74,6 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 11,6 154,1 241,3 873,0

Endener

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Anhang D - Ressourcenverbrauch/ Rezyklieren D.1 Lebensdauer der Bauteile Quellen: Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen zur Lebenszyklusanalyse nach BNB“, Stand 03.11.2011, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Zelger T., Anhang Baustoffkennwerte. IBO Institut für Bauökologie und Baubiologie. TU Darmstadt,

Nutzungskat

Dissertation Frank Ritter, 2011

Erstellung von EPDs

für Lebensdauer von alog der BauRitter F., 2011. Lebensdauer vonBundesinstitut Bauteilen und Bauelementen-Modellierung und praxisnahe Prognose. Bau-, Stadt- und EPD GmbH Bauteilen und Dissertation, Technische UniversitätRaumforschung Darmstadt. für die Bauelementen, (BBSR)/

Quelle:

IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH

Außenwand Schicht Holz Lärche Außenwandverkleidung PE-Winddichtung diffusionsoffen, winddicht verklebt Steinwolle-Dämmplatte (mechanische Befestigung-Verdübelung) Inhomogene Schicht 1.Steinwolle-Dämmplatte 2.Holz Fichte Lattung (200/60, e=625mm) OSB-Platte Gipsfaserplatte

feuchtevariable Dampfbremse (pro clima Intello) Installationsebene-Inhomogene Schicht 1.Steinwolle-Dämmplatte 2.Holz Fichte Lattung (50/40, e=660mm) auf Schwingbügel Gipsfaserplatte Gipsfaserplatte Dach Kiesschüttung 16/32

Polymerbitumen-Dichtungsbahn Dämmstoff(Steinwolle für höher belastete Flachdächer) PE-Dampfbremse Brettsperholz (Fichte) Gipsfaserplatten Gipsfaserplatten Decke Parkett Zementestrich Baupapier Trittschalldämmung Shüttung Splitt trocken Rieselschutz (Vlies PP)

d [cm] 1 0.015 24

10 10 1.5 1.8

Lebensdauer a

Ersatz in 50a

Bemerkungen

40-49

Außenwandbekleidungen außen, Holzbekleidung, Nadelholz

PE Dichtungsbahn

40-50

0-1

Wärmedämmverbundsystem

40-50

0-1

Wärmedämmverbundsystem

≥50

32-50

0-1

Es gibt Produkte für die eine Dauerhaftigkeit von 50 Jahren nachgewiesen wurde (Thermolan LDS). http://www.baulinks.de/webplugin/2 006/0740.php4

40-50

0-1

Wärmedämmverbundsystem

0.02 5 5 1.8 1.8

≥50

≥50 ≥50

0 0

28-30

schwere Schutzschicht, Bekiesung

25-30

abdichtungsbahn: Bitumenbahnen, Elastomerbahnen, Kunsstoffbahnen oberhalb Dämmung mit schwerer Schutzschicht

38-40

32-50 ≥50 ≥50 ≥50

0-1 0 0 0

40 ≥50 30-50 ≥50 ≥50 50

1 0 0-1 0 0 0

0.2 24 0.02 18 1.8 1.8 1 5 0.02 3 5 0.2

Holz: Mehrschichtparkett

e=660mm) auf Schwingbügel Gipsfaserplatte Gipsfaserplatte Dach Kiesschüttung 16/32

Gebäudetyp 4 Polymerbitumen-Dichtungsbahn Dämmstoff(Steinwolle für höher Quelle: belastete Flachdächer) PE-Dampfbremse Brettsperholz (Fichte) Außenwand Gipsfaserplatten Schicht Gipsfaserplatten Decke Holz Lärche Außenwandverkleidung Parkett PE-Winddichtung diffusionsoffen, Zementestrich winddicht verklebt Baupapier

5 1.8 1.8

≥50 ≥50

0 0

28-30

Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung 0.2 (BBSR)/

Trittschalldämmung Steinwolle-Dämmplatte (mechanische Shüttung Splitt trocken Befestigung-Verdübelung) Rieselschutz (Vlies PP) Brettsperholzplatte Inhomogene Schicht Gipsfaserplatte 1.Steinwolle-Dämmplatte Gipsfaserplatte 2.Holz Fichte Lattung (200/60, Kellerdecke e=625mm) Parkett Zementestrich OSB-Platte Baupapier Gipsfaserplatte Steinwolle-Dämmplatte Stahlbeton Innenwand Massiv-tragend

24 0.02 18 1.8 d [cm] 1.8 1 5 0.015 0.02 3 5 24 0.2 18 1.8 10 1.8 10 1 5 1.5 0.02 1.8 24 20

Innenwand Massiv zwischen WE und Notwendigem Flurfeuchtevariable Dampfbremse (pro nicht tragend clima Intello) 0.02 Innenwand nicht tragend Installationsebene-Inhomogene Schicht Plattenfundamen, unterseitig gedämmt 1.Steinwolle-Dämmplatte 5 Stützen aus Holz 2.Holz Fichte Lattung (50/40, [m3] e=660mm) auf Schwingbügel 5 Stütze (Brettschichtholz) 7.056 Gipsfaserplatte 1.8 Unterzug (Brettschichtholz) 15.8 Gipsfaserplatte 1.8 Türen Dach Standardtüren: Metall Kiesschüttung 16/32 5 Standardtüren: Nadelholz Standardtüren: Holzwerkstofftüren Fenster Rahmen und Flügel: Aluminium, Aluminium-Holz-Komposit, Aluminium-Kunststoff-Komposit Polymerbitumen-Dichtungsbahn 0.2 Rahmen und Flügel: Kunststoff, Dämmstoff(Steinwolle für höher Nadelholz behandelt belastete Flachdächer) Installationen und betriebtechnische Anlagen 24 Wasseranlagen PE-Dampfbremse 0.02 Brettsperholz (Fichte) 18 Grundleitungen, Abwasserleitungen Gipsfaserplatten 1.8 Kaltwasserleitungen Gipsfaserplatten 1.8 Warmwasserleitungen Decke Sanitärobjekte Parkett 1 Mess-/Steuer-/Regelanlagen Zementestrich 5 Heizungsanlagen Baupapier 0.02 Pumpen, Motoren, Wärmepumpen Trittschalldämmung 3 Heizleitungen Shüttung Splitt 5 Heizflächen undtrocken Armaturen Rieselschutz (Vlies PP) 0.2 Mess-/Steuer-/Regelanlagen Brettsperholzplatte 18 Raumlufttechnische Anlagen Gipsfaserplatte 1.8 Raumlufttechnische Geräte Gipsfaserplatte 1.8 Raumlufttechnische Kälteanlagen Kellerdecke Wärmerückgewinnungsanlagen Parkett 1 Filteranlagen, allgemein Zementestrich 5 Mess-/Steuer-/Regelanlagen Baupapier 0.02 Luftleitungen Steinwolle-Dämmplatte 24 Elektrische Stromanlagen Stahlbeton 20 Leitungen, Kabel, Verteilungen Innenwand Massiv-tragend Schalter Innenwand Massiv zwischen WE und Notwendigem FlurMess-/Steuer-/Regelanlagen nicht tragend

Innenwand nicht tragend Plattenfundamen, unterseitig gedämmt Stützen aus Holz [m3] Stütze (Brettschichtholz) 7.056 Unterzug (Brettschichtholz) 15.8

TU Darmstadt, Lebensdauer 25-30 von Bauteilen und Bauelementen, Dissertation Frank Ritter, 2011 38-40

schwere Schutzschicht, Bekiesung

Nutzungskat abdichtungsbahn: Bitumenbahnen, Elastomerbahnen, Kunsstoffbahnen alog der 1 Bauoberhalb Dämmung mit schwerer EPD GmbH Schutzschicht für die Erstellung IBO - Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH von EPDs 1

32-50 ≥50 ≥50 Lebensdauer a ≥50

0-1 0 Ersatz0in 50a 0

40-49 40 ≥50 30 30-50 ≥50 40-50 ≥50 50 ≥50 ≥50 40-50 ≥50 ≥50

1 1 0 1 0-1 0 0-1 0 0 0 0 0-1 0 0

40 ≥50 ≥50 30-50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 32-50

1 0 0 0-1 0 0 0 0 0-1

≥50 ≥50 ≥50 40-50

0 0 0 0-1

≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50

0 0 0 0 0

≥50 28-30 35 40 ≥50 25-30

0 1 1 1 0 1

≥50

40 38-40

1 1

32-50 30-40 ≥50 30-60 ≥50 15-30 ≥50 20-30 10-15 40 ≥50 30-50 10-15 ≥50 30-50 ≥50 20-30 50 10-15 ≥50 ≥50 10-20 ≥50 10-25

0-1 1 0 0 0-1 1-3 0 1-2 3-4 1 0 0-1 3-4 0 0-1 0 1-2 0 3-4 0 0 2-4 0 1-4

15-25 40 12-20 ≥50 10-20 30-50 30-40 ≥50 ≥50 20-30 ≥50 10-20 10-20 ≥50 ≥50 ≥50

1-3 1 2-4 0 2-4 0-1 1 0 0 1-2 0 2-4 2-4 0 0 0

≥50 ≥50

0 0

Bemerkungen Außenwandbekleidungen außen, Holzbekleidung, Nadelholz Holz: Mehrschichtparkett PE Dichtungsbahn Wärmedämmverbundsystem

Wärmedämmverbundsystem Holz: Mehrschichtparkett

Fußbodendämmung Es gibt Produkte für die eine Dauerhaftigkeit von 50 Jahren nachgewiesen wurde (Thermolan LDS). http://www.baulinks.de/webplugin/2 006/0740.php4 Wärmedämmverbundsystem

schwere Schutzschicht, Bekiesung abdichtungsbahn: Bitumenbahnen, Elastomerbahnen, Kunsstoffbahnen oberhalb Dämmung mit schwerer Schutzschicht

Holz: Mehrschichtparkett

Fußbodendämmung

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

D.2 Auswertung der Rückbaubarkeit ausgewertet. Die In den folgenden drei Tabellen wird die Auswertung Checklistenpunktesammlung der drei Konstruktionsalternativen laut dem Steckbrief Checklistenpunkte werden in der Legende der folgenden Nr 42 „Rückbaubarkeit, Recyclingfreundlichkeit“ Seite erklärt. Die Bewertung erfolgt für die einzelnen des Bundesministeriums für Bau, Verkehr und Bereiche des Bauwerks getrennt. Pro Bereich können maximal 25 Checklistenpunkte, insgesamt maximal 100 Stadtentwicklung (BMVBS) dar. Die vier Bereichen, in HYBRID Checklistenpunkte, erreicht werden. den das Gebäude eingeteilt wird, werden mithilfe einer

Tab. D1,2,3: Bewertung der Rückbaubarkeit der drei Konstruktionsalternativen. nichtkonstruktive Bauelemente max. 25 Punkte nichtkonstruktive 25 Bauelemente max. 255Punkte

nicht tragende Rohnbaukonstruktion max. 25 Punkte nicht14.96 tragende Rohnbaukonstruktion max. 25 Punkte 3.00

tragende Rohbaukonstruktion max. 25 Punkte tragende 17.05 Rohbaukonstruktion max. 25 Punkte 1.12

SUMME PUNKTEZAHL Massivholzbau Aufwand zur Demontage

technische Gebäudeausrüstung max. 25 Punkte technische 20.25 Gebäudeausrüstung max. 25 Punkte 3

6 1 2

Lebensweg Potentieller weiterer Aufwand zur Demontage Aufwand zur Trennung

2.25 3 4

4 5 5

0.00 3.00 4.38

3 1.12 4.06

5 2 3

Bestandteile eingeht weiteren der AufwandLebensweg zur Trennung Verwendung schadstofffreier Recyclingskonzept, das auf den Materialien

3 4 5

3 5 5

3.00 4.38 5.00

3 4.06 5.00

3 4 4

Verwendung schadstofffreier von Schadstoffen Materialien Abtrennung und Entsorgung Entsorgung Abtrennung und von Schadstoffen

5 3 3

5.00 3.00 3.00

5.00 3 3.00

3 5

3.00 5.00

3.00 5

3.00

4 3

5 3

2.96 3.00

3.05 3.00

2.25

4.00

3.50

3 2.25 20.25 25 Punkte Gebäudeausrüstung max. 20.25 technische

5 4 25 max. 25 Punkte Bauelemente 25 nichtkonstruktive

1.00 4.00 22.38 max. 25 Punkte Rohnbaukonstruktion nicht22.38 tragende

0.00 3.50 19.68 25 Punkte Rohbaukonstruktion max. 19.68 tragende

KONSTRUKTION GESAMTE SUMME FÜR DIE 87.31

technische Gebäudeausrüstung max. 25 Punkte technische 20.25 Gebäudeausrüstung max. 25 Punkte 3

Bauelemente max. 25 Punkte nichtkonstruktive 25 Bauelemente max. 255Punkte

nicht tragende Rohnbaukonstruktion max. 25 Punkte nicht22.38 tragende Rohnbaukonstruktion max. 25 Punkte 1.00

tragende Rohbaukonstruktion max. 25 Punkte tragende 19.68 Rohbaukonstruktion max. 25 Punkte 0.00

SUMME FÜR DIE GESAMTE KONSTRUKTION 87.31 SUMME FÜR DIE GESAMTE KONSTRUKTION

2.25 3 4

4 5 5

4.00 1.00 2.96

3.50 0.00 3.05

3 4 5

3 5 5

3.00 2.96 5.00

3.00 3.05 5

5 3 3

5.00 3.00 3.00

5 3.00 3

3 5

3.00 5.00

3 5.00

3.00

Massivholzbau

4 3 5 2 5 6 1 6

Abtrennung und Entsorgung Materialien von Schadstoffen Recyclingskonzept, das auf den Verwendung schadstofffreier weiteren Lebensweg der Bestandteile eingeht Recyclingskonzept, das auf den Aufwand zur Trennung weiteren Lebensweg der Bestandteile eingeht Potentieller weiterer Lebensweg Aufwand zur Demontage Potentieller weiterer Lebensweg SUMME PUNKTEZAHL Massivbau SUMME PUNKTEZAHL

Massivbau

1 6 1 2 5 2 3 3 4 4 4 3 5 2 5 6 1 6

SUMME PUNKTEZAHL Massivbau Aufwand zur Demontage Lebensweg Potentieller weiterer Aufwand zur Demontage Aufwand zur Trennung Bestandteile eingeht weiteren Lebensweg der Aufwand zur Trennung Verwendung schadstofffreier Recyclingskonzept, das auf den Materialien Verwendung schadstofffreier von Schadstoffen Materialien Abtrennung und Abtrennung und Entsorgung Entsorgung von Schadstoffen Abtrennung und Entsorgung Materialien Recyclingskonzept, das auf den von Schadstoffen Verwendung schadstofffreier weiteren Lebensweg der Bestandteile eingeht Recyclingskonzept, das auf den AufwandLebensweg zur Trennung weiteren der Potentieller weiterer Bestandteile eingeht Lebensweg Aufwand zur Demontage Potentieller weiterer Lebensweg SUMME PUNKTEZAHL Massivholzbau SUMME PUNKTEZAHL

MASSIVBAU MASSIVBAU MASSIVBAU nichtkonstruktive

4 3

5 3

4.38 3.00

4.06 3

2.25

0.00

3 2.25 20.25 25 Punkte Gebäudeausrüstung max. 20.25 technische

5 4 25 max. 25 Punkte Bauelemente 25 nichtkonstruktive

3.00 0.00 14.96 max. 25 Punkte Rohnbaukonstruktion nicht14.96 tragende

1.12 3 17.05 25 Punkte Rohbaukonstruktion max. 17.05 tragende

SUMME FÜR DIE GESAMTE KONSTRUKTION SUMME FÜR DIE 77.26 GESAMTE KONSTRUKTION

87.31

77.26 KONSTRUKTION GESAMTE 77.26 SUMME FÜR DIE

81 HYBRID

Gebäudetyp 4

Hybridvariante

Technische Gebäudeausrüstung max. 25 Punkte

nichtkonstruktive Bauelemente max. 25 Punkte

nicht tragende Rohnbaukonstruktion max. 25 Punkte

tragende Rohbaukonstruktion max. 25 Punkte

Aufwand zur Demontage

4.00

0.47

Aufwand zur Trennung

4.71

1.04

Verwendung schadstofffreier Materialien

5.00

Abtrennung und Entsorgung von Schadstoffen

3.00

Recyclingskonzept, das auf den weiteren lebensweg der Bestandteile eingeht

3.00

Potentieller weiterer Lebensweg

2.25

1.00

3.00

SUMME PUNKTEZAHL

20.25

20.71

15.51

Aufwand zur Demontage, 5 Stufen 0

mit sehr hohem Aufwand zu demontieren

1 mit hohem Aufwand zu demontieren, (z.B. Abschlagen von gut anhaftenden Beschichtungen) 3 mit mittlerem Aufwand zu demontieren, (z.B. : Herauslösen von Fußböden, Entfernen von eingegossenen Folienelementen) 4 mit geringem Aufwand zu demontieren, (z.B. Absaugung von geschütteten Materialien, Demontieren von abschraubbaren Verschalungen) 5 sehr leicht zu demontieren (z.B. geklemmte Verbindungen, lose Auflagen, einfache Klick- oder Schraubverbindungen) Aufwand zur Trennung, 5 Stufen 0 mit sehr hohem Aufwand zu trennen, Trennung der verwendeten Stoffe ist nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand durchführbar oder Trennung ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht relevant

Verwendung schadstofffreier Materialien 0 Es sind größere Menge (≥ 3 % der Gesamtmasse) von Materialien verwendet worden, die Schadstoffe im Rahmen des gesetzlich Erlaubten enthalten. 3 Es sind geringe Menge (< 3 % der Gesamtmasse) von Materialien verwendet worden, die Schadstoffe im Rahmen des gesetzlich Erlaubten enthalten. 5 Es wurden ausschließlich als schadstofffrei deklarierte Materialien verwendet. Abtrennung und Entsorgung von Schadstoffen bzw. deklarierungspflichtigen Stoffen Sind die enthaltenen Schadstoffe bzw. deklarierungspflichtigen Stoffe leicht abzutrennen und ist eine getrennte Entsorgung möglich? Ja = 3 Checklistenpunkte

3 mit mittlerem Aufwand zu trennen, Trennung üblich bzw. wirtschaftlich möglich (z.B. : Abschlagen von leicht lösbaren, mechanisch am Untergrund haftenden Beschichtungen, Herauslösen von Fußböden, Entfernen von eingegossenen Folienelementen)

Potentieller Lebensweg

81.47

5 sehr leicht zu trennen, keine weitere Behandlung notwendig, da z.B. Aufbau stofflich homogen (z.B. rein mineralisch), oder eine Trennung sehr leicht möglich (z.B. geklemmte Verbindungen, lose Auflagen, einfache Klickoder Schraubverbindungen)

1 mit hohem Aufwand zu trennen, Trennung der verwendeten Stoffe ist zwar möglich, jedoch nur mit hohem Aufwand durchführbar, die Trennung wird im Regelfall nicht praktiziert (z.B. Abschlagen von gut anhaftenden Beschichtungen, Trennung inhomogener Schichtaufbauten

4 mit geringem Aufwand zu trennen, Trennung der verwendeten Stoffe wirtschaftlich machbar (z.B. Absaugung von geschütteten Materialien, , Herauslösen von Bewehrungsmaterialien in Aufbereitungsanlagen)

SUMME FÜR DIE GESAMTE KONSTRUKTION (max.100 Punkte)

Nein = 0 Checklistenpunkte Nicht betreffend (n. B.) = 3 ChecklistenpunkteRahmen des gesetzlich Erlaubten enthalten.

Liegt dem Zertifizierungsantrag ein prüfbares Recycling-/ Entsorgungskonzept bei, das auf den weiteren Lebensweg der Bestandteile der Konstruktion eingeht? Ja = 3 Checklistenpunkte Nein = 0 Checklistenpunkte

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

D.3 Entsorgungswege der Baustoffe in der „Holz-Beton-Hybrid“ In der folgenden Tabelle wierden die möglichen Entsorgungswege der Baustoffe in der „Holz-Beton-Hybrid“ Kosntruktionsalternative zusammengefasst. Tabellen für die Massivholzbau- sowie die Massivbaualternative wurden dementsprechend erstellt. In der Tabelle wurden zunächst die Baustoffe in Bauproduktgruppen klassifiziert und die prozentualen Anteile ihres Gewichts an dem gesamten Gewicht des Bauwerks berechnet. Die Daten für die Erstellung der Tabelle wurden aus den Umweltprodukt- Deklarationen (EPDs) der Bauprodukten, sowie aus dem ökologischen Baustoffinformationsystem WECOBIS entnommen. Für die ausgewählten Entsorgungswege werden auch die vorgeschlagenen Konstruktionsarten erwähnt. Für die Baustoffe, die zu einer stofflichen Verwertung geführt werden, wird auch die Verwertungsquote aufgewiesen.

Produktgruppe

Materialien

Gesamtes Gewicht [kg]

Gewicht nach Baustoff/ Gewicht des gesamten Bauwerks

Entsorgungsweg

Konstruktionsart

Stoffliche Wiederverwertung und Einführung in den Herstellungsprozess von mechanische Befestigungneuen Dämmstoffen- System ''Big Bag'' Verdübelung aus der Firma Rockwool (Wiederverwertung auf gleichem Funktionsniveau)

Recyclingsquote

Recyclierter Anteil(%)

ca. 80% der Steinwollereste

2.05%

nach der Fima Homatherm sind die Zelluloserfaserplatten 100% recyclebar

0.68%

Steinwolle Dämmplatte

60630

2.57%

Zelluloserfaserplatten

16115

0.68%

Wiederverwendung unverschmützter Platten und Eingliedrung in den Herstellungsprozess (auf gleichem Funktionsniveau)

Holzfaserdämmplatte

1443

0.06%

Stoffliche Wiederverwertung auf gleichem Funktionsniveau (als Recyclate) durch eine Rücknahmegaranties des Herstellers

0.04%

Bitumenverklebte Produkte können als Füllund Schüttmaterial im Tiefbau, Straßenbau Einschlämmen mit oder z.B. für Lärmschutzwälle verwendet Bitumen ist erforderlich, werden.Eine Verwertung in der Herstellung aber eine Kaltverarbeitung von Schaumglass-Produkten ist nicht sit vorgezogen sinnvol wegen des sehr hohen Rückbauaufwands

0.13%

Zelluloserfaserplatten können eingeklemmt werden

Dämmstoffe

Dichtungen und Abdichtungen

Plattenwerkstoffe

Schaumglasplatte

8549

0.36%

PE-Folien

246

0.01%

Dampfbremse Feuchtevariable- PP Vlies

330

Wiederverwertung zu der Herstellungsprozess von PE Folien

punktformige oder linienformige (streifenformige) verklebung

0.01%

Stoffliche Verwertung, Downcycling

punktformige oder linienformige (streifenformige) verklebung

Polymerbitumen Dichtungsbahn

5525

0.23%

Energetische (thermische) Verwetung wenn der Bitumeninhalt mehr als 60% beträgt

Baupapier

1154

0.05%

Stoffliche Verwertung

Gipsfaserplatten

147305

6.23%

Stoffliche Wiederverwertung in den Herstellungsprozess von Gipsplatten als Prokuktionsrückstände( Deponierung als Bauschutt ab der Klasse I wäre auch möglich aber nicht vorgezogen)

Holzlärche

6091

0.26%

Thermische Verwertung

0.01

BSP Brettsperrholzplatte

Holz und Holzwerkstoffe

Mörtel und Estriche

üblicherweise verklebt

Bei einer Recyclinganlage für Kunstoffe kann 96% des ursprünglichen Inputs recycelt werden (Einsatz von PERegenart)

0.01%

0.00%

80% (20% der mineralischen Bestandteile bleiben nach dem Ende des Verfahrens und sollten deponiert werden)

0.19%

0.03%

Genagelte Verlegung auf die Holzlattung oder mechanische Befestigung

3.80%

hoher Heizwert 16-19 Mj/kg

Verankerung für die Wiederverwendung in Bauteilen oder Verbindung der Wände stoffliche Weiterverwendung in mit der Bodenplatte und Herstellungsprozess von Holzspannplatten mechanische Befestigung

107333.03 0.03

Thermische Verwertung

Parkett

12422

0.53%

Wiederverwendung in Parkett

Fichte Lattung

15122

0.64%

Wiederverwendung in Dachstühle, tragende Teile von Wänden oder in Möblierung

Kalkzementputz

4060

0.17%

Im Rahmen der Aufbereitung von gemischtem bauschutt stoffliche Verwertung und einsatz im Straßenbau

Lehmputz

6014

0.25%

Zementestrich

215386

9.11%

hoher Heizwert 16-19 MJ/kg

Eine leimfreie Verlegung mit Bügelbefestigung

100% (Wiederverwendung)

ca. 88.7% werden recycelt

0.15%

0.25%

83 Aufbereitung als Bauschutt und stoffliche Verwertung

Ca. 50% wegen der Heizungsrohren, die die Trennung erschweren

4.56%

Anteil der gefü

Die Platten können mechanisch an der Holzlattung befestigst werde

Was Alu betriifft, Recyclinquote beträgt ca. 90%

ca. 85%

Aufbereitungsanalgen wie z.B die freiberger Firma Sunicon

PV Anlagen

100% garantierte Rückführung in die Gipsplattenproduktion(in der Praxis für unserem Gebäude beim Kontrollierten Rückbau 90% )

ca. 88.7% des Bauschutts werden recycelt und 11.3 % wird auf Deponien beseitigt

Alu- Holz Fenster Recycling

3.56%

Stoffliche Wiederverwertung in der Herstellung von neuen Gipsbauplatten(Aufbereitung im Rahmen der Recycling service von Rigips Saint Gobain)

Stoffliche Wiederverwertung als Bauschutt in Straßenbau oder Wiederverwendung als Drainageschicht

Fenster, Türe

84238

11.86%

Bauschuttaufbereitung und Einsatz in Garten- und Straßenbau

Stoffliche Weiterverwertung

PCM Gipsbauplatte(Alba)

PCM Platte(Rubitherm CSM Platte)

Schüttung Splitt trocken

Kiesschüttung

1671049

3.56%

10.52%

7.59%

ca. 61% des Bauschutts werden recycelt und 39% wird auf Deponien beseitigt

Bauschuttaufbereitung und stoffliche Verwertung (höherer Aufwand)

12.45%

Beton im Verbund

Magerbeton

41.16%

ca. 88.7% des Bauschutts werden recycelt und 11.3 % wird auf Deponien beseitigt

Bauschuttaufbereitung und Einsetzung in Betonherstellung als Gesteinkörnung (Betonsplitt und Betonbrechsand)

46.41%

Stahlbeton

0.25%

0.15%

4.56%

ca. 88.7% werden recycelt

Ca. 50% wegen der Heizungsrohren, die die Trennung erschweren

Im Rahmen der Aufbereitung von gemischtem bauschutt stoffliche Verwertung und einsatz im Straßenbau

Aufbereitung als Bauschutt und stoffliche Verwertung

215386

Zementestrich

0.25%

0.17%

Wiederverwendung in Dachstühle, tragende Teile von Wänden oder in Möblierung

9.11%

6014

Lehmputz

4060

Kalkzementputz

0.64%

Metallische Baustoffe von technischen Anlagen

PCM

Massivbaustoffe

Mörtel und Estriche

15122

Fichte Lattung

Gebäudetyp 4 Anhang E - Wirtschaftlichkeit Tab. E1: Ergebnisse der anfänglichen rechnung für die Massivholzbauweise.

1. 2.

Development-

Massivholzbauweise

Passivhaus Standards

EnEV 2014 Standards

€/Geschossfläche 100 Grundstück [€] 300 Bauwerk 400 Bauwerk 200+500+600+700 Vermarktung Finanzierung Kosten Erstinvestition (EIK)

1.600 4.228.925 2.883.776 492.851 800.508 538.046 124.122

1.600 4.228.925 2.841.676 492.851 800.508 538.046 123.735

9.068.228

9.025.740

Trading Profit [%] EIK

4. 5. 6. 7. 8. 9. 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90% 100%

1.München Geschosswohnungen Zentrum 2.München Geschosswohnungen Stadtrand 3.Umland Geschosswohnungen 4.München Reihenhäuser 5.Umland Reihenhäuser 6.München Doppelhaushalten 7.Umland Doppelhaushalten 8.München freistehende EFH 9.Umland freistehende EFH

Developmentrechnung Die Developmentrechnung wurde für alle Varianten (Massivholz-, Massivbau-, Hybridbauweise), sowohl für den Passivhaus als auch für den EnEV 2014 Standard, erstellt.

Abb E1: Aktuelle Neubau-Nachfrage an Mietobjekten gegliedert nach Wohnungsgrößenklassen, [Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013]

Durchschnittliche Lage

Gute Lage

Beste Lage

Quartier

Abb. E2: Übersicht der Wohnlagen in der Umgebungsgebiet des Quartiers. [Amtlicher Stadtplan der Landeshauptstadt München, www.mietspiegel-muenchen.de].

Auf den nächsten Seiten folgen die Developmentrechnungen für die Hybridkonstruktion für beide energetischen Standards. Für die anderen Varianten wurde die Developmentrechnung auf ähnlicher Weise erstellt. Für die Kostenrechnung deren Bauteile wurden die Preise (€/ m2), die in der Tabelle... erwähnt sind, verwendet. Diese Preise wurden aus unterschiedlichen Firmen empfohlen und stellen überschlägige Werte dar. Montagekosten sind mitgerechnet. Für eine genaue Kalkulation wäre ein detailierter Werkplan erforderlich. Die zwei 18mm dicken Gipsfaserplatten haben einen wichtigen Beitrag zu dem Preis der entsprechenden Bauteile (raumseitig in den Außenwänden, Decken und Dächer in den Massivholz und Hybrid Varianten). Jede Gipsfaserplatte wurde mit 12€/m2 gerechnet (Firma Fermacell). Für die Kosten der Kostengruppen 200+500+600+700 wurden Werte aus der BKI Kostenplanung 2013 (Teil 1, Teil 2, Teil 3) verwendet. Für die Ermittlung der Kosten der Kostengruppen 300+400 wurden zusätzlich unterschiedliche Firmen angefragt. Aus der BKI Kostenplanung wurden Werte der Kategorie „Mehrfamilienhäuser, energiesparend, ökologisch“ verwendet. Die Objekte die unter dieser Kategorie anfallen, entsprechen entweder die KfW 40, oder die Passivhaus Standards. Das lässt eine hohe Sicherheit im Bereich der Qualität und Konsistenz der Daten erwarten.

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Anhang F - Interne Organisation Um die Projektbearbeitung erfolgreich gestalten zu können, wurde die Bearbeitung in mehrere Arbeitspakete aufgeteilt. Abb. 23 zeigt die Zuteilung der Personen auf die Aufgaben. Zentrale Aufgaben wurden von allen gemeinsam bearbeitet. Diese sind u. a. das Brainstorming, die Zielsetzung, die Festlegung der Nutzungen, die Auswahl der Konstruktion und der Standards und die Interpretation der Ergebnisse.

Dimitra

Eugenia

Maria

Nermin

Panagiota

Allgemein Gebäudekonzept Bauteile Energiekonzept Ressourcenverbrauch Wirtschaftlichkeit

Abb. F1: Zuteilung der Personen auf die Aufgaben.

Zeitplan Auf den nächsten Seiten folgen der Zeitplan von 16.04.2014 bis 21.05.2014 und der Zeitplan von 21.05.2014 bis 28.07.2014. Das Projekt wurde in verschiedene Phasen eingeteilt, um das Projektziel insgesamt auf Teilschritte herunter zu brechen. Die Erstellung dieses Zeitplans hat dazu beigetragen, die Komplexität der Arbeit zu reduzieren. Dabei wurde kontrolliert, ob die für die Phase geplanten Aktivitäten im Rahmen ihrer Zielvorgaben (Termine, Ergebnisse) erledigt worden sind. Wichtige

Projektphasen wie die Zwischen- und Endpräsentation wurden mit einem Meilenstein gekennzeichnet.

16.04 25.04

Kosten/Rechtliches

Varianten technisches Gebäudekonzeptes

Energiekonzept Gebäude

Recherche-Beispiele

Grundrisse Schnitt Dachaufsicht

1.05 Gebäudekonzept

Ressourcenverbrauch

Massenermittlung

Bauweise-Alternativen festlegen

Präsentation Vorbereitung

Bauteile

21.05

Lebenszykluskosten/Developmentrechnung Erträge

Technische Geräte

Umweltindikatoren berechnen Entsorgung-Rückbau

Bauteile berechnen

Wärme-/Strombedarfsberechnung Energiegewinne:Wärme/Strom Einstrahlungssimulation Recherche Rendite

11.05

Ansichten Flächenberechnung

05.05

Anforderungen an Bauteilen

Rechtliche Parameter Nutzungskonzept Raumkonzept

Zielsetzung

Zeitplan 16.04.2014 - 21.05.2014

Gebäudetyp 4

21.05

Master ENB

Bauteile/Rezyklieren

18.06 02.07 09.07

28.07

Gebäudetyp 04

Abgabe

Schriftliche Bearbeitung

16.07

Endpräsentation

Vorbereitung der Endpräsentation

Puffer

Detaillierte Berechnung Kosten/Erträge Detaillierte Berechnung Lebenszykluskosten

Kosten/Rechtliches

Technische Geräte/Nutzungsprofile Energie-/ Strombedarfsberechnung Auswahl technischer Anlagen Energetische Simulation mit Helena

Energiekonzept Gebäude

Entsorgung/Rückbau Wiederverwendbarkeit Trennung von Baustoffen Lebensdauer/Vermeidung von Schäden Wahl der Baustoffe Berechnungen nach aktuellsten Daten

Bewertung des Projektstandes

28.05 11.06

Zeitplan 21.05.14 – 17.07.14

Zeitplan 21.05.2014 - 28.07.2014

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Developmentrechnung für die Hybridbauweise - Passivhaus Standard

Allgemeine Daten

Projektdaten

Projektbezeichnung HochN PLZ/Ort 81927 München Eigentümer TUM Nutzungsart Wohnen Baurecht §34 BauGB

Anmerkungen

Grundstückskaufpreis fällig am: Baubeginn: Baufertigstellung Übergabe:

Baurecht - Nutzung Vorgaben aus der Baugenehmigung (falls schon vorhanden):

Max. Geschossflächenzahl (GFZ)

LB "Grundstücksanalyse" und LB "Gestaltungsplanung"

Max. Grundflächenzahl (GRZ)

Art und Maß der baulichen Nutzung 4,2

Anteil Bruttogrundfläche [m²] 2.493,47 532,80 144,00 300,00

Geschosse Gebäude oberirdisch [m²] Gebäude unterirdisch [m²] Gebäude unterirdisch Lager [m²] Gebäude unterirdisch Tiefgarage [m²] Flächeneffizienz oberirdisch Mehrwertsteuer

Gesamtgeschossfläche/Grundstücksfläche, BauNVO

0,85

7 2

19,00%

Vorsteueroptionsquote

Stellplätze [Stück]

24 61,00% 100,00%

356,21*7 6m² pro Lager, 24 Wohneinheiten 12,5 m² pro Stellplätze, 24 Wohneinheiten BGF/NF (BGF=2849,68, NF=1737,24)

Die benötigte Fläche für Lager und Stellplätze im Kellergeschoss wurde laut Hinweise des ZNB berechnet. Für die BGF wurden als Kellergeschoss 356,21m² berechnet.

Nutzer (Funktionsbetrieb) - Markt Mietfläche [m²] bzw. [Stk.]

LB "Marktanalyse" und LB "Gestaltungsplanung"

Miete/Monat/Einheit

Jahresmiete

In jedem Geschoss gibt es zwei Wohneinheiten der TypA und zwei Wohneinheiten der TypB

Wohnungstyp A NGF [m²]

2*50,59

2*17,65

128.579,54 €

Wohnungstyp B NGF [m²]

2*75,02

2*15,75

Jones Lang LaSalle: Wohnungsmarkt München Update 2. Hlbjahr 2013; S.7[Medianmieten nach 170.145,36 € Wohnungsgrößen (in €/m²/Monat): 66-90 m²]

Gemeinschaftsraum [m²]

191,13

Gastronomie [m²] Kindergarten etc. [m²] Mietfläche oberirdisch [m²] Lager [6 m²/Wohneinheit] Stellplätze [12,5m²/Stück]

13,00 € -

1.698,45 24*6 24*12,5

70,00 € 80,00 €

29.816,28 € 328.541,18 € 23.040,00 € http://www.lager-vergleich.com/ 20.160,00 € http://www.immobilienscout24.de/wohnen/bayern,muenchen,bogenhausen/garage-mieten,seite2.html

371.741,184 €

Jahreskaltmiete

Investorenmarkt Investorenrendite [%] bzw. Faktor

3,80%

26,32

Investorenrendite bzw. Faktor

[€]

Nettoverkaufspreis (VK) / Trading-Profit Jahresmiete

3,80% Nettoverkaufspreis (VK)

371.741,184

Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013, Landeshauptstadt München

9.782.662,74 € Nettoverkaufspreis = Jahresmiete * Faktor

LB "Organisation" [%] Nettoverkaufspreis Trading-Profit (15% Nettoverkaufspreis)

15%

Trading Profit [€]

Tradingprofit = Nettoverkaufspreis - Kosten Erstinvestition

1.473.744,46 € 15% werden vorgegeben 8.308.918,28 €

Zur Verfügung für Kostengruppen 100 - 700 (Nettoverkaufspreis - Trading-Profit)

Kostengruppe 200 LB "Grundstücksanalyse" (ohne Kosten Grundstück)

200 Herrichten und Erschließen Summe 200 Herrichten und Erschließen

Summe

Ansatz

Kosten netto [€/m²]

2493,47

Objektkosten - Planung

LB "Gestaltungsplanung"

Kosten netto gesamt [€] 219.425,36 €

219.425,36 € Kosten netto gesamt 1.870.355,64 € 182.158,63 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 171.219,60 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150

Für die Montage der Außenwände, Innenwände, Dächer und Decken wurden ca. 19€/m² in dem jeweiligen Preis addiert (nach Anfrage bei der Firma Soligno).

475,61 475,61

383,00 360,00

0,00 583,80 744,40 76,80 443,95 441,01 1.405,00

0,00 134,00 160,00 130,00 268,55 164,17 26,00

0,00 € 78.229,20 € 119.104,00 € 9.984,00 € 119.222,86 € 72.400,00 € 36.530,00 €

653,52 1.638,47 480,00 19,20 240,90 2.791,19

134,00 97,00 145,00 140,00 349,30 5,20

87.571,68 € 158.931,59 € 69.600,00 € 2.688,00 € 84.145,56 € 14.514,19 €

350 Decken [m²] Treppe Decke Kellergeschoss Bodenplatte Balken 360 Dächer [m²]

2.046,84 7,00 444,00 444,00 167,84

180,00 4.000,00 115,00 112,00 170,00

368.431,20 € 28.000,00 € 51.060,00 € 49.728,00 € 28.532,80 €

http://www.holzwidmann.de/, http://www.heiz-tipp.de/ http://www.holzwidmann.de/, http://www.heiz-tipp.de/ www.brenner.at http://www.evofenster.com BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 Nach Anfrage per Email bei der Firma "W. u. J. Derix GmbH & Co. | Poppensieker & Derix GmbH & Co. KG", http://www.hornbach.de/ http://www.kaeuferportal.de/treppen-kaufberatung/treppen-kosten-3719 http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf BKI S.339, http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf

361 Dachkonstruktionen 362 Dachfenster, Dachöffnungen 365 Dächer, sonstiges 370 Baukosntruktive Einbauten [m² BGF] 390 Sonstige Einbauten [m² BGF]

356,21 3,06 356,21 2.849,68 2.849,68

180,00 330,35 32,00 3,80 23,50

65.143,80 € 1.010,88 € 11.398,72 € 10.828,78 € 66.967,48 €

Nach Anfrage per Email bei der Firma "W. u. J. Derix GmbH & Co. | Poppensieker & Derix GmbH & Co. KG", http://www.hornbach.de/ http://www.evofenster.com BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Baustelleneinrichtung, zusätzliche/sonstige Maßnahmen)

2.849,68

34,00

1 1 1 1 2.849,68

6863 7000 3822 6000 10,00

6863 7000,00 3822,00 6000,00 28.496,80 €

1.536,74 2.849,68

51,00 1,20

78.373,74 € BKI 2013, Teil 2, S.532 3.419,62 € BKI 2013, Teil 2, S.532

24,00 2,00 44,00 1.536,74

1.546,00 1.899,00 184,00 14,00

37.104,00 € 3.798,00 € 8.096,00 € 21.514,36 €

Wolf CWL 180 300 400 mit Bypass Comfort Lüftung Wärmerückgewinnung Wolf CWL-300 2/2 mit Bypass L / R Comfort-Wohnungs-Lüftung, Wärmerückgewinnung BKI 2013, Teil 3, S.1007 BKI 2013, Teil 2, S.151

479,00 241,00 70,00 77,35

33.051,00 € 15.785,50 € 9.415,00 € 21.658,00 €

400 Bauwerk - Technische Anlagen 410 Abwasser, Wasser [m² BGF] 420 Wärmeversorgungsanlagen 421 Wärmeerzeugungsanlagen Wasser/Wasser Wärmepumpe Förderbrunnen/Schluckbrunnen(12m) Pufferspeicher Leitungen, Verschlussteile,Schläuche, Einbau 422 Wärmeverteilnetze [m² BGF] 423 Raumheizflächen Fußbodenheizung [m² Beheizte Fläche] 429 Sonstiges [m² BGF] 430 Lufttechnische Anlagen Lüftungsanlagen [24 Wohnungen] Lüftungsanlagen [Erdgeschoss] Lüftungskanäle feuerbeständig [m² Rohre] Lüftungskanäle Sonstiges [Montage, Leitungen, Deckenauslässe] 440 Starkstromanlagen 442 Eigenstromversorgungsanlagen Hybridkollektoren [m² Kollektorfläche] PV Monokristalline Module [m² Modulfläche] Aufständerung [m² Fläche] Dünnschicht PV Module [m² Kollektorfläche]

69,00 65,50 134,50 280,00

Gipsfaserplatten (Firma FERMACELL), www.rockwool.de, www.bohlmann-baustoffe.de www.brenner.at, http://www.heiz-tipp.de/, http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf http://www.holzwidmann.de/, www.rockwool.de, BKI S.332, http://www.hornbach.de/ www.rockwool.de, http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf, http://www.hornbach.de/ http://www.evofenster.com http://zaluzje.com/index.php?lang=de BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150

700.628,00 € 96.889,12 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Wasseranlagen)

Buderus Heiztechnik http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser BKI 2013, Teil 3 http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser BKI 2013, Teil 2, S.151

LB "Gestaltungsplanung"

2.849,68

34,00

96.889,12 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Wasseranlagen)

1 1 1 1 2.849,68

6863 7000 3822 6000 10,00

6863 7000,00 3822,00 6000,00 28.496,80 €

1.536,74 2.849,68

51,00 1,20

78.373,74 € BKI 2013, Teil 2, S.532 3.419,62 € BKI 2013, Teil 2, S.532

Lüftungsanlagen [24 Wohnungen] Lüftungsanlagen [Erdgeschoss] Lüftungskanäle feuerbeständig [m² Rohre] Lüftungskanäle Sonstiges [Montage, Leitungen, Deckenauslässe] 440 Starkstromanlagen 442 Eigenstromversorgungsanlagen Hybridkollektoren [m² Kollektorfläche] PV Monokristalline Module [m² Modulfläche] Aufständerung [m² Fläche] Dünnschicht PV Module [m² Kollektorfläche] Montage Dünnschicht PV Module Wechselrichter Batteriespeicher 444 Niederspannungsinstallationsanlagen [m² BGF] 445 Beleuchtungsanlagen [m² BGF] 446 Blitzschutz- Erdungsanlagen [m² BGF] 450 Fernmeldeanlagen [m² BGF] 460 Förderanlagen [m² BGF] 470 Nutzungsspezifische Anlagen [m² BGF] 480 Gebäudeautomation [m² BGF] 490 Sonstige Maßnahmen für Technische Anlagen

24,00 2,00 44,00 1.536,74

1.546,00 1.899,00 184,00 14,00

37.104,00 € 3.798,00 € 8.096,00 € 21.514,36 €

69,00 65,50 134,50 280,00 280,00 3,00 1,00 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68

479,00 241,00 70,00 77,35 49,00 4.156,50 28.000,00 30,00 6,50 2,00 9,00 30 5,30 10,00 2,30

33.051,00 € 15.785,50 € 9.415,00 € 21.658,00 € 13.720,00 € 12.469,50 € 28.000,00 € 85.490,40 € 18.522,92 € 5.699,36 € 25.647,12 € 85.490,40 € 15.103,30 € 28.496,80 € 6.554,26 €

Volther Powervolt Hybridkollektor 200 W, http://solimpeksshop.de/produkte/hybridkollektoren/pvtpowervolt.html Solimpeks Solar GmbH, Montage Set Solarmodul SHARP NA-E130G5 (Mikro-amorph), http://www.photovoltaikguenstiger.de/ Solimpeks Solar GmbH, Montage Set http://www.photovoltaikguenstiger.de/shop/index.php?cPath=2_8_21 Azur Independa Batteriespeicher, http://www.solaranlagen-portal.com/ BKI 2013, Teil 2, S.151 BKI 2013, Teil 2, S.151 BKI 2013, Teil 2, S.151

Summe

Summe 300 + 400 Bauwerk

81,00

10.319,40 € 10.319,40 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Befestigte Fläche für den Füß-und Radfahrerverkehr)

600 Ausstattung und Kunstwerke Pauschal bezogen auf die BGF [m²] Summe 600 Ausstattung und Kunstwerke

2.849,68

10,00

28.496,80 € 28.496,80 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Sitz- und Liegenmöbel, Tische, Garten-und Reinigungsgeräte)

700 Baunebenkosten Pauschal bezogen auf die BGF [m²] Summe 700 Baunebenkosten

2.849,68

117,00

333.412,56 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Bauherrenaufgaben,Untersuchungen, Architekten-und 333.412,56 € Ingenieurleistungen, Thermische Bauphysik, Schallschutz, Lichttechnik)

4.277.384,36 €

Vermarktung

Ansatz

Kosten netto gesamt [€]

Marketing

2,0% von Verkaufspreis

Verkaufsprovision

3,0% von Verkaufspreis

Vermietung (Markler)

195.653,25 € Lehrstuhl für Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung: Skript 293.479,88 € Immobilienprojektentwicklung. 10/2013

0,00 Monatsmieten

Leerstandsrisiko

0,00 € 3.717,41 € Leerstandsrisiko: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und raumforschung, Wohnungsmärkte im Wandel Zentrale Ergebnisse der Wohnungsmarktprognose 2025, 2010. 0,00 €

1,0% auf 12 Monate

Mietgarantie

pauschal

Incentives für Mieter

pauschal

Sonstiges Summe Vermarktung gesamt

pauschal

0,00 € 0,00 €

492.850,55 €

Finanzierung ohne Grundstück Ansatz

Monate

200 Herrichten und Erschließen

2,75%

300 Bauwerk - Baukonstruktionkosten

2,75%

Kosten netto gesamt [€] 6.633,47 € Rene Reif, Immobilienfinanzierung Sommersemester 2014, TUM 26.096,72 € Für die Dauer der Konstruktion wurde an Beispielen aus der Praxis orientert

400 Bauwerk - Technische Anlagen

2,75%

6.505,71 €

500 Außenanlagen

2,75%

510,27 €

600 Ausstattung und Kunstwerke

2,75%

66,27 €

700 Baunebenkosten

2,75%

8.595,79 €

Vermarktung Summe Finanzierung gesamt

2,75%

0,00

Kosten Erstinvestition (EIK) Ohne Grundstück

Residuum

LB "Finanzierung" Grundstück

Grundstückskosten

13.568,86 €

61.977,09 € 4.832.212,00 €

Nettoverkaufspreis (VK)

Trading-Profit

Kosten Erstinvestition (EIK) Ohne Grundstück

9.782.662,74 €

1.473.744,46 €

4.832.212,00 €

Kostengruppe 100

LB "Grundstücksanalyse" Grundstück

BKI 2013, Teil 2, S.151 BKI 2013, Teil 2, S.151 http://www.stoeckl-gebaeudeautomation.de/ (Leitungsstelle, Zentrale Einrichtungen) BKI 2013, Teil 2, S.151

127,40

Summe Objekt gesamt*Korrekturfaktor

LB "Finanzierung" (ohne Grundstück)

München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

699.397,75 € 2.569.753,39 €

500 Außenanlagen Befestigte Flächen [m²] Summe 500 Außenanlagen

LB "Marktanalyse und Vermarktung"

Buderus Heiztechnik http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser BKI 2013, Teil 3 http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser Technische Universität BKI 2013, Teil 2, S.151

100 Grundstück Grundstückskosten Sonstige Kosten aus Kostengruppe 100 (Vermessungsgebühren, Notariats-/Gerichtsgebühren, Makler, Grunderwerbsteuer, Sonstiges) Anteil nicht erstattungsfähige Ust. Summe 100 Grundstück Finanzierung 100 Grundstück

Ansatz

Kosten netto [€/m²]

3.476.706,28 € Kosten netto gesamt [€]

2.631.077,86 € 157.864,67 € 6% sind gegeben

6,00%

Summe 100,00%

19,00%

Ansatz 2,75%

Monate 15

2.788.942,53 € 529.899,08 € 3.318.841,61 €

45.221,65 €

2.631.077,86 € 3.364.063,26 €

Technische Universität München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Developmentrechnung für die Hybridbauweise - EnEV 2014 Standard

Allgemeine Daten

Projektdaten

Projektbezeichnung HochN PLZ/Ort 81927 München Eigentümer TUM Nutzungsart Wohnen Baurecht §34 BauGB

Anmerkungen

Grundstückskaufpreis fällig am: Baubeginn: Baufertigstellung Übergabe:

Baurecht - Nutzung Vorgaben aus der Baugenehmigung (falls schon vorhanden):

Max. Geschossflächenzahl (GFZ)

LB "Grundstücksanalyse" und LB "Gestaltungsplanung"

Max. Grundflächenzahl (GRZ)

Art und Maß der baulichen Nutzung 4,2

Anteil Bruttogrundfläche [m²] 2.493,47 532,80 144,00 300,00

Geschosse Gebäude oberirdisch [m²] Gebäude unterirdisch [m²] Gebäude unterirdisch Lager [m²] Gebäude unterirdisch Tiefgarage [m²] Flächeneffizienz oberirdisch Mehrwertsteuer

Gesamtgeschossfläche/Grundstücksfläche, BauNVO

0,85

7 2

19,00%

Vorsteueroptionsquote

Stellplätze [Stück]

24 61,00% 100,00%

356,21*7 6m² pro Lager, 24 Wohneinheiten 12,5 m² pro Stellplätze, 24 Wohneinheiten BGF/NF (BGF=2849,68, NF=1737,24)

Die benötigte Fläche für Lager und Stellplätze im Kellergeschoss wurde laut Hinweise des ZNB berechnet. Für die BGF wurden als Kellergeschoss 356,21m² berechnet.

Nutzer (Funktionsbetrieb) - Markt Mietfläche [m²] bzw. [Stk.]

LB "Marktanalyse" und LB "Gestaltungsplanung"

Miete/Monat/Einheit

Jahresmiete

In jedem Geschoss gibt es zwei Wohneinheiten der TypA und zwei Wohneinheiten der TypB

Wohnungstyp A NGF [m²]

2*50,59

2*17,65

128.579,54 €

Wohnungstyp B NGF [m²]

2*75,02

2*15,75

Jones Lang LaSalle: Wohnungsmarkt München Update 2. Hlbjahr 2013; S.7[Medianmieten nach 170.145,36 € Wohnungsgrößen (in €/m²/Monat): 66-90 m²]

Gemeinschaftsraum [m²]

191,13

Gastronomie [m²] Kindergarten etc. [m²] Mietfläche oberirdisch [m²] Lager [6 m²/Wohneinheit] Stellplätze [12,5m²/Stück]

13,00 € -

1.698,45 24*6 24*12,5

70,00 € 80,00 €

29.816,28 € 328.541,18 € 23.040,00 € http://www.lager-vergleich.com/ 20.160,00 € http://www.immobilienscout24.de/wohnen/bayern,muenchen,bogenhausen/garage-mieten,seite-2.html

371.741,184 €

Jahreskaltmiete

Investorenmarkt Investorenrendite [%] bzw. Faktor

3,80%

26,32

Investorenrendite bzw. Faktor

[€]

Nettoverkaufspreis (VK) / Trading-Profit Jahresmiete

3,80% Nettoverkaufspreis (VK)

371.741,184

Wohnungsmarkt München – Expertenbefragung 2013, Landeshauptstadt München

9.782.662,74 € Nettoverkaufspreis = Jahresmiete * Faktor

LB "Organisation" [%] Nettoverkaufspreis Trading-Profit (15% Nettoverkaufspreis)

15%

1.473.744,46 € 15% werden vorgegeben

Kostengruppe 200

200 Herrichten und Erschließen Summe 200 Herrichten und Erschließen

Summe

Ansatz

Kosten netto [€/m²]

2493,47

Objektkosten - Planung

300 Bauwerk - Baukonstruktionkosten 310 Baugrube [m²] 320 Gründung [m²] 330 Außenwände [m²] 331 Tragende Außenwände Außenwände Keller 332 Nichttragende Außenwände 333 Außenstützen 334 Außentüren und -fenster 338 Sonnenschutz 339 Außenwände, sonstiges 340 Innenwände [m²] 341 Tragende Innenwände aus Beton 342 Nichttragende Innenwände 342 Nichttragende Innenwände zwischen WE 343 Innenstützen 344 Innentüren und -fenster 349 Innenwände, sonstiges 350 Decken [m²] Treppe Decke Kellergeschoss Bodenplatte Balken 360 Dächer [m²] 361 Dachkonstruktionen 362 Dachfenster, Dachöffnungen 365 Dächer, sonstiges 370 Baukosntruktive Einbauten [m² BGF] 390 Sonstige Einbauten [m² BGF]

LB "Gestaltungsplanung"

Tradingprofit = Nettoverkaufspreis - Kosten Erstinvestition

8.308.918,28 €

Zur Verfügung für Kostengruppen 100 - 700 (Nettoverkaufspreis - Trading-Profit)

LB "Grundstücksanalyse" (ohne Kosten Grundstück)

Trading Profit [€]

Kosten netto gesamt [€] 219.425,36 €

219.425,36 €

Kosten netto gesamt 1.840.151,34 € 182.158,63 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 171.219,60 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150

Für die Montage der Außenwände, Innenwände, Dächer und Decken wurden ca. 19€/m² in dem jeweiligen Preis addiert (nach Anfrage bei der Firma Soligno).

475,61 475,61

383,00 360,00

0,00 583,80 744,40 76,80 443,95 441,01 1.405,00

0,00 134,00 145,00 115,00 268,55 164,17 26,00

0,00 € 78.229,20 € 107.938,00 € 8.832,00 € 119.222,86 € 72.400,00 € 36.530,00 €

653,52 1.638,47 480,00 19,20 240,90 2.791,19 2.046,84 7,00 356,21 356,21 167,84

134,00 80,00 115,00 140,00 349,30 5,20 180,00 4.000,00 100,00 112,00 170,00

87.571,68 € 131.077,60 € 55.200,00 € 2.688,00 € 84.145,56 € 14.514,19 € 368.431,20 € 28.000,00 € 35.621,00 € 42.778,52 € 28.532,80 €

http://www.holzwidmann.de/, http://www.heiz-tipp.de/ http://www.holzwidmann.de/, http://www.heiz-tipp.de/ www.brenner.at http://www.evofenster.com BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 Nach Anfrage per Email bei der Firma "W. u. J. Derix GmbH & Co. | Poppensieker & Derix GmbH & Co. http://www.kaeuferportal.de/treppen-kaufberatung/treppen-kosten-3719 http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf BKI S.339, http://www.wyssbeton.ch/preislisten/seite_14.pdf

356,21 3,06 356,21 2.849,68 2.849,68

165,00 330,35 32,00 3,80 23,50

59.800,65 € 1.010,88 € 11.398,72 € 10.828,78 € 66.967,48 €

Nach Anfrage per Email bei der Firma "W. u. J. Derix GmbH & Co. | Poppensieker & Derix GmbH & Co. http://www.evofenster.com BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.150 BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Baustelleneinrichtung, zusätzliche/sonstige Maßnahmen)

2.849,68

34,00

1 1 1 1 2.849,68

8093,55 7000 3822 6000 10,00

1.536,74 2.849,68

51,00 1,20

24,00 2,00 44,00 1.536,74

1.546,00 1.899,00 184,00 14,00

37.104,00 € 3.798,00 € 8.096,00 € 21.514,36 €

69,00 65,50 134,50 280,00 280,00 3,00 1,00 2.849,68

479,00 241,00 70,00 77,35 49,00 4.156,50 28.000,00 30,00

33.051,00 € 15.785,50 € 9.415,00 € 21.658,00 € 13.720,00 € 12.469,50 € 28.000,00 € 85.490,40 €

699.397,75 € 96.889,12 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Wasseranlagen) 8093,55 7000,00 3822,00 6000,00 28.496,80 €

Buderus Heiztechnik http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser BKI 2013, Teil 3 http://www.heizungsfinder.de/waermepumpe/kosten-preise/wasser-wasser BKI 2013, Teil 2, S.151

78.373,74 € BKI 2013, Teil 2, S.532 3.419,62 € BKI 2013, Teil 2, S.532

LB "Gestaltungsplanung"

410 Abwasser, Wasser [m² BGF] 420 Wärmeversorgungsanlagen 421 Wärmeerzeugungsanlagen Wasser/Wasser Wärmepumpe Förderbrunnen/Schluckbrunnen(12m) Pufferspeicher Leitungen, Verschlussteile,Schläuche, Einbau 422 Wärmeverteilnetze [m² BGF] 423 Raumheizflächen Fußbodenheizung [m² Beheizte Fläche] 429 Sonstiges [m² BGF] 430 Lufttechnische Anlagen Lüftungsanlagen [24 Wohnungen] Lüftungsanlagen [Erdgeschoss] Lüftungskanäle feuerbeständig [m² Rohre] Lüftungskanäle Sonstiges [Montage, Leitungen, Deckenauslässe] 440 Starkstromanlagen 442 Eigenstromversorgungsanlagen Hybridkollektoren [m² Kollektorfläche] PV Monokristalline Module [m² Modulfläche] Aufständerung [m² Fläche] Dünnschicht PV Module [m² Kollektorfläche] Montage Dünnschicht PV Module Wechselrichter Batteriespeicher 444 Niederspannungsinstallationsanlagen [m² BGF] 445 Beleuchtungsanlagen [m² BGF] 446 Blitzschutz- Erdungsanlagen [m² BGF] 450 Fernmeldeanlagen [m² BGF] 460 Förderanlagen [m² BGF] 470 Nutzungsspezifische Anlagen [m² BGF] 480 Gebäudeautomation [m² BGF] 490 Sonstige Maßnahmen für Technische Anlagen

2.849,68

34,00

1 1 1 1 2.849,68

8093,55 7000 3822 6000 10,00

1.536,74 2.849,68

51,00 1,20

24,00 2,00 44,00 1.536,74

1.546,00 1.899,00 184,00 14,00

37.104,00 € 3.798,00 € 8.096,00 € 21.514,36 €

69,00 65,50 134,50 280,00 280,00 3,00 1,00 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68 2.849,68

479,00 241,00 70,00 77,35 49,00 4.156,50 28.000,00 30,00 6,50 2,00 9,00 3000,00% 5,30 10,00 2,30

96.889,12 € BKI Baukosten 2013, Teil 2, S.151 (Wasseranlagen) 8093,55 7000,00 3822,00 6000,00 28.496,80 €

78.373,74 € BKI 2013, Teil 2, S.532 3.419,62 € BKI 2013, Teil 2, S.532

Summe

Summe 300 + 400 Bauwerk

81,00

10.319,40 € 10.319,40 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Befestigte Fläche für den Füß-und Radfahrerverkehr)

600 Ausstattung und Kunstwerke Pauschal bezogen auf die BGF [m²] Summe 600 Ausstattung und Kunstwerke

2.849,68

10,00

28.496,80 € 28.496,80 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Sitz- und Liegenmöbel, Tische, Garten-und Reinigungsgeräte)

700 Baunebenkosten Pauschal bezogen auf die BGF [m²] Summe 700 Baunebenkosten

2.849,68

117,00

333.412,56 € BKI Baukosten 2013, Teil 1, S.495 (Bauherrenaufgaben,Untersuchungen, Architekten-und 333.412,56 € Ingenieurleistungen, Thermische Bauphysik, Schallschutz, Lichttechnik)

4.236.517,95 €

Vermarktung

Ansatz

Kosten netto gesamt [€]

Marketing

2,0% von Verkaufspreis

Verkaufsprovision

3,0% von Verkaufspreis

LB "Marktanalyse Vermietung (Markler) und Vermarktung" Leerstandsrisiko

195.653,25 € Lehrstuhl für Bauprozessmanagement und Immobilienentwicklung: Skript 293.479,88 € Immobilienprojektentwicklung. 10/2013

0,00 Monatsmieten

0,00 € 3.717,41 € Leerstandsrisiko: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und raumforschung, Wohnungsmärkte im Wandel Zentrale Ergebnisse der Wohnungsmarktprognose 2025, 2010. 0,00 €

1,0% auf 12 Monate

Mietgarantie

pauschal

Incentives für Mieter

pauschal

Sonstiges Summe Vermarktung gesamt

pauschal

0,00 € 0,00 €

492.850,55 €

Finanzierung ohne Grundstück Ansatz

Monate

200 Herrichten und Erschließen

2,75%

300 Bauwerk - Baukonstruktionkosten

2,75%

LB "Finanzierung" (ohne Grundstück) 400 Bauwerk - Technische Anlagen

Kosten netto gesamt [€] 6.633,47 € Rene Reif, Immobilienfinanzierung Sommersemester 2014, TUM 25.675,29 € Für die Dauer der Konstruktion wurde an Beispielen aus der Praxis orientert

2,75%

6.505,71 €

500 Außenanlagen

2,75%

510,27 €

600 Ausstattung und Kunstwerke

2,75%

66,27 €

700 Baunebenkosten

2,75%

8.595,79 €

Vermarktung Summe Finanzierung gesamt

2,75%

0,00

Kosten Erstinvestition (EIK) Ohne Grundstück

Residuum

13.871,51 €

61.858,30 € 4.791.226,80 €

Nettoverkaufspreis (VK)

Trading-Profit

Kosten Erstinvestition (EIK) Ohne Grundstück

9.782.662,74 €

1.473.744,46 €

4.791.226,80 €

Kostengruppe 100

Grundstückskosten

BKI 2013, Teil 2, S.151 BKI 2013, Teil 2, S.151 http://www.stoeckl-gebaeudeautomation.de/ (Leitungsstelle, Zentrale Einrichtungen) BKI 2013, Teil 2, S.151

127,40

Summe Objekt gesamt*Korrekturfaktor

LB "Finanzierung" Grundstück

München Master für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

699.397,75 € 2.539.549,09 €

500 Außenanlagen Befestigte Flächen [m²] Summe 500 Außenanlagen

LB "Grundstücksanalyse" Grundstück

Ansatz

Kosten netto [€/m²]

3.517.691,48 € Kosten netto gesamt [€]

2.662.094,35 € 159.725,66 € 6% sind gegeben

6,00%

Summe 100,00%

19,00%

Ansatz 2,75%

Monate 15

2.821.820,01 € 536.145,80 € 3.357.965,82 €

45.754,75 €

2.662.094,35 € 3.403.720,56 €