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KlimHaus Nature und Materialien
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Die Zukunft braucht Nachhaltigkeit!
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Ziel: Behaglich und gesund wohnen, Energie intelligent nutzen, ökologisch handeln, um somit nachhaltig zu leben.
Nachhaltigkeit und Bauen
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Auszug aus Brundtlandbericht 1987: „Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können.“ „Im wesentlichen ist dauerhafte Entwicklung ein Wandlungsprozess, in dem die Nutzung von Ressourcen, das Ziel von Investitionen, die Richtung technologischer Entwicklung und institutioneller Wandel miteinander harmonieren und das derzeitige und künftige Potential vergrößern, menschliche Bedürfnisse und Wünsche zu erfüllen.“
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sozial
ökologisch ökonomisch
Nachhaltigkeit
lebenswert fair
machbar
Dimensionen der Nachhaltigkeit
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Bausektor ist der Sektor mit den höchsten Umwelteinträgen!
Gebäude in Europa:
• nutzen ca. 50% der gesamten extrahierten Materialien
• verbrauchen über 40% des gesamten Energieverbrauchs
• produzieren ca. 36% aller CO2 Emissionen
• produzieren ca. 30% aller Abfälle
Quelle: Smart 2020 Report/COM (2011) 571
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Höhere energetische Anforderungen können für die gesamte Umweltbilanz höhere Einträge erzeugen!
Dämmmaterialien: Reduzieren in der Nutzungsphase den Energieverbrauch, können in Bezug des gesamten Lebenszyklus („von der Wiege bis zum Grab“) kritisch sein.
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Also zurück zur Natur?
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Ziel KlimaHaus Nature: Nicht ein «natürliches Gebäude» (zero impact) zu bauen, sondern möglichst in bezug des gesamten Lebenszyklus die Umweltbilanz so niedrig wie möglich zu halten.
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Die KlimaHaus Nature Zertifizierung
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Der KlimaHaus Energie Ausweis
GOLD -- D
A
B
C
D
E
F
G
Die KlimaHaus Nature Zertfizierung
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Nachhaltigkeit
Energiebonus:
Auszug aus dem Beschluss der Landesregierung vom 5. August 2014, Nr. 964
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Energieeffizienz Innenraumluft
Qualität und Radon
Wasserverbrauch
Ökologische
Bewertung Materialien
Schallschutz Tageslicht
KlimaHaus Nature Kriterien
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Energieeffizienz Energieeffizienz der Gebäudehülle ≤ 50 kWh/m²a
Gesamtenergieeffizienz in CO2 Emissionen ≤ 20 kg/m²a
Ökologische Bewertung der Materialien
Nature Punktebewertung ˂ 300 Punkte
Wasserverbrauch Relativer Index für Verbrauch Wkw ≥ 35%
Innenraumluftqualtät und Radonschutz
Installation einer kontrollierten Lüftungsanlage und/oder
Verwendung von Materialien mit geringen Emissionsgrenzwerten VOC und Formaldehyd in
den Innenräumen
Einhaltung Grenzwerte laut Nature -Richtlinie
Radonkonzentration Rn-222 in den Innenräumen
˂ 200 Bq/m³ neue Gebäude ˂ 400 Bq/m³ bestehende G.
Tageslicht Gemessener Tageslichtfaktor ≥ 2%
≥ 3% für Schulen
Schallschutz Messung der Einhaltung der
Schallschutzgrenzwerte Einhaltung Grenzwerte laut
Nature - Richtlinie
Kriterien
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Technische Richtlinie
KlimaHaus Nature
Bewertungssystem
KlimaHaus Programm
Nature
area de lle strutture
Nature /m² A B
PEI
Nature
PEI
ICC
ICC
Nature
C 282 punti
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Was gab es in Vergangenheit
• Wenig Materialien und Vorort
• Geringe (beheizte) Wohnfläche
• Geringe Konfortanforderungen
• Hohe Dauerhaftigkeit
• Leicht wiederverwendbar/recycelbar
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Die Herausforderungen der Gegenwart
• Unzählige Materialien und Produkte
• Hoher Umwelteintrag mancher Materialien
• Sehr unterschiedliche Dauerhaftigkeit
• Große (beheizte) Wohnfläche
• Hohe Konfortanforderungen
• Komplexe Anlagen
• Oft schwierig wiederverwendbar/recycelbar
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Wie verläuft die KlimaHaus Berechnung für die
ökologische Bewertung der Materialien?
KlimaHaus Software Ökologische Punktebewertung der Materialien des Gebäudes
IBO Baustoffdatenbank Italien
LCA Life Cycle Assessment
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LCA-Life Cycle Assessment ? Eine Lebenszyklusanalyse (auch bekannt als Ökobilanz) ist eine systematische Analyse der Umwelteinwirkungen von Produkten während des gesamten Lebensweges (from cradle to grave ‚von der Wiege bis zur Bahre‘) oder bis zu einem bestimmten Zeitpunkt der Verarbeitung (from cradle to factory gate ‚von der Wiege bis zum Fabriktor‘).
Referenznormen: ISO 14040:2006 Environmental management- Life Cycle Assessment- Principles and framework ISO 14044: 2006 Environmental management- Life Cycle Assessment- Requirements and guidelines
LCA Struktur 1. Definition der Ziele 2. Inventaranalyse (LCI) 3. Bewertung der Belastung (LCIA) 4. Interpretationen der Ergebnisse
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RAW MATERIAL
OBTAINING RAW MATERIAL
TRANSPORT
PRODUCT
MANUFACTURING
PRODUCT
DISTRIBUTION
CONSTRUCTION
USE PHASE
WASTE
MANAGEMENT
END OF LIFE
LIFE
CYCLE
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RAW
MATERIAL
OBTAINING
RAW MATERIAL
TRANSPORT PRODUCT
MANUFACTURING
System Input Output
Energie
Rohstoffe (Edukte)
Emissionen
Luftschadstoffe
Emissionen
Gewässer
Abfälle
Energie
Emissionen
Boden -
schadstoffe
PACKAGING
Produkt
Nebenprodukte
Wasser
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Analyse der Ökobilanz (LCIA Life Cycle Impact Assessment)
Kategorie Skala Daten LCI Indikator
Treibhauseffekt
/Erderwärme
global CO2
N2O
CH4
FCKW
CH3Br
Globales
Erwärmungspotenzial
(GWP)
Schädigung der
stratosphärischen
Ozonschicht /Ozonloch
global FCKW
CH3Br
Halogen-Kohlenwasserstoffe
Abbaupotenzial der
stratosphärischen
Ozonschicht (ODP)
Versäuerung des
Bodens
«saurer Regen»
Waldsterben
regional/
lokal
SOx
NOx
HCl
HF
NH3
Versäuerungspotential für
Wasser und Boden (AP)
Eutrofierung lokal Phosphate PO4
NO
NO2
Nitrate
NH3
Eutrophierungspotential
(EP)
Smog (fotochemischer
Herkunft)
lokal
Kohlenwasserstoffe Bildungspotential von
troposphärischen Ozon
(POCP)
Toxizität für biologische
und menschliche
Organismen
lokal
Chemische Stoffe mit toxischen
Eigenschaften in Bezug der Organismen
und der nötigen Dosis
LC 50
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0
20
40
60
80
100
120
PEI [MJ/kg materiale]
Mattone forato alt, poroso
Mattone per muro divisorio
Mattone forato
Legname tagliato, legno duro,
ruvido, essicato tecnicamente u=
10%
Pannello a base di fibra cellulosa
Paglia
Lana minerale MW-PT
Poliuretano espanso rigido
Polistirolo espanso (EPS)-W30-
pannello isolante
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0,016
0,018
AP [kgSO2/kg materiale]
Mattone forato alt, poroso
Mattone per muro divisorio
Mattone forato
Legname tagliato, legno duro,
ruvido, essicato tecnicamente u=
10%
Pannello a base di fibra cellulosa
Paglia
Lana minerale MW-PT
Poliuretano espanso rigido
Polistirolo espanso (EPS)-W30-
pannello isolante-2
-1
0
1
2
3
4
5
GWP 100 [kg CO2 equ/kg
materiale]
Mattone forato alt, poroso
Mattone per muro divisorio
Mattone forato
Legname tagliato, legno duro,
ruvido, essicato tecnicamente u=
10%
Pannello a base di fibra cellulosa
Paglia
Lana minerale MW-PT
Poliuretano espanso rigido
Polistirolo espanso (EPS)-W30-
pannello isolante
KlimaHaus Nature Indikatoren
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KlimaHaus Nature Profil für die Ökobilanz der Baumaterialen
Dauerhaftigkeit (Nutzung)des Materials tu
Primärenergie nicht erneuerbar (PEI)
Versäuerungspotential (AP)
Erwärmungspotential (GWP100)
Bewertungszeitraum : 100 Jahre
Funktionelle Einheit (Messeinheit des Indikators): kg Material
Die KlimaHaus Nature Zertifizierung
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für 1 kg
EPS
PEI
[MJ]
GWP
[kg CO2]
AP
[gSOx]
Production
raw material 87,42 2,86 20,72
Transport raw
material 1,86 0,11 1,14
Production 8,25 0,48 4,26
Packaging 1,68 0,04 0,47
Total 99,21 3,49 26,59
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Für 1 kg
HANF
PEI
[MJ]
GWP
[kg CO2]
AP
[gSOx]
Production
raw material 8,68 -0,94 4,26
Transport raw
material 1,47 0,09 0,77
Production 22,42 1,13 4,85
Packaging 2,84 0,09 0,72
Total 35,40 0,37 10,61
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Für 1 kg
GLASWOLLE PEI
[MJ]
GWP
[kg CO2]
AP
[gSOx]
Production raw
material 6,1 0,24 1,18
Transport raw
material 1,0 0,06 0,79
Production 27,5 1,40 7,6
Packaging 0,0 0,0 0,0
Total 34,6 2,13 9,57
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Primärenergie („graue Energie“ PEI):
specificostrato PEImkgmAmdPEI 0032 *]/[*][*][
Energie Baumaterial
d[m] : Schichtdicke Material A[m²]: Oberfläche Material ρ[kg/m³]: Materialdichte %: prozentueller Anteil Schichtdicke ( falls inhomogenes Bauteil) AP Material: AP pro kg Material aus Datenbank KlimaHaus
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0
20
40
60
80
100
120
PEI [MJ/kg materiale]
Mattone forato alt, poroso
Mattone per muro divisorio
Mattone forato
Legname tagliato, legno duro,
ruvido, essicato tecnicamente u=
10%
Pannello a base di fibra cellulosa
Paglia
Lana minerale MW-PT
Poliuretano espanso rigido
Polistirolo espanso (EPS)-W30-
pannello isolante
Vergleich Materialien Ökobilanz PEI:
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)](][
][*[**]/[*][*][ PrPrPr0
032
ocessoduzioneocessstrato GWPGWPalizzazionetempodiuti
autazionetempodivalGWPmkgmAmdGWP
Bewertungszeitraum: 100 Jahre Nutzungsdauer: da 10 a 100 anni GWPprocess : Emissionen aus dem Herstellungsprozess ohne die CO2 - Speicherung GWPproduction : Emissionen aus dem Herstellungsprozess mit CO2 - Speicherung (Bsp. Holz oder andere erneuerbare Baustoffe)
Äqu. Emissionen CO2
Ökobilanz GWP 100:
Baumaterial
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-2
-1
0
1
2
3
4
5
GWP 100 [kg CO2 equ/kg
materiale]
Mattone forato alt, poroso
Mattone per muro divisorio
Mattone forato
Legname tagliato, legno duro,
ruvido, essicato tecnicamente u=
10%
Pannello a base di fibra cellulosa
Paglia
Lana minerale MW-PT
Poliuretano espanso rigido
Polistirolo espanso (EPS)-W30-
pannello isolante
Die KlimaHaus Nature Zertifizierung
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Material Dichte Wärmeleit-
fähigkeit
Dicke U-Wert Fläche PEI AP GWP100
kg\m³ W/mK cm W/m²K m² MJ kg SO2 equ kg CO2 equ
EPS 18 0,04 10 0,37 1 481,18 0,066 18,300
Stroh 150 0,064 16 0,37 1 38,50 0,04 -27,3
PUR 40 0,03 7,5 0,37 1 613,68 0,106 25,110
Mineralwolle 130 0,04 10 0,37 1 768,07 0,459 56,470
Glaswolle 50 0,04 10 0,37 1 513,07 0,150 24,690
Holzfaser 140 0,04 10 0,37 1 376,87 0,170 -1,790
Zellulose 55 0,04 10 0,37 1 83,78 0,033 0,720
Kork 120 0,04 10 0,37 1 174,16 0,048 -7,330
Schaumglas 105 0,04 10 0,37 1 419,62 0,059 24,300
Vergleich Dämmstoffe
Die KlimaHaus Nature Zertifizierung
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KlimaHaus Nature: Produktbezogene Bewertung der Umweltbilzanz über Öko-Zertfifikat oder EPD des Produktes.
EPD = Ecological Produkt Declaration nach ISO 14025 und/oder EN 15804.
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Parameter die eingegeben werden können: GWP- AP- PENRT Prozessphase : A1-A3 (“cradle to gate”)
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Ergebnisse Ökobilanz KlimaHaus Nature
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Bonuspunkte:
• für Naturstein innerhalb des 200 km Radius Extraktion - Baustelle • für Ziegel innerhalb des 500 km Radius Extraktion - Baustelle • für Holz innerhalb des 500 km Radius Extraktion - Baustelle o mit FSC/PEFC • für Bauprodukte mit Öko-Zerifikat (Ökolabel Typ 1 - ISO 14024)
Material Referenzorte für Maximale Entfernung
zwischen Baustelle
und Referenzort
Notwendige Dokumentation
Naturstein Extraktion,
Bearbeitung, Transport 200 km Ursprungserklärung und Lieferschein
Ziegel Extraktion Lehm,
Produktion und
Bearbeitung
500 km
Ursprungserklärung und Lieferschein
Holz Holzschlägerung,
Holzbearbeitung 500 km Ursprungserklärung und Lieferschein
oder FSC / PEFC Zertfikat
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Nicht zugelassene Stoffe / Materialien:
• Produkte die die stratosphärische Ozonschicht schädigen ( z.B. Chlor-Fluor- Kohlenwasserstoffe , Hydro-Brom-Fluor-Kohlenwasserstoffe, andere
FCKWs. Substanzen der Gruppen I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX e “neue Substanzen” Anlage I und II del Reglements (CE) N.1005/2009 und Folgende).
• Kunststoffe, die Schwermetalle wie Blei, Cadmium, Chrom VI, Quecksilber beinhalten
• Kunststoffe , die Zinnorganische Substanzen (TBT, TPT, DBT) beinhalten
• Kunststoffe , die Phtalate (high density und low density) beinhalten.
• Produkte aus Blei
• Produkte die SchwefelHexafluordi (SF6) beinhalten (GWP : 22800 kg CO2 äqu. / kg))
• Tropische Holz ohne FSC-PEFC Zertfikat
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Wohngebäude: Grenzwert 300 Punkte Die Berechnung erfolgt über die thermische Gebäudehülle
Bauteile Alle Bauteile für die Berechnung der Energieeffizienz des Gebäude
Ausschlüsse
- Interne Decken und Wände
- Alle Typen von Treppen (intern und extern)
- Bauteile für Fundamente
- Terassen, Parapett, Balkone , Brüstungen
Verkleidungen, Folien,
u.a.
Für die ökologische Bewertung ( KlimaHaus Nature) müssen auch energetisch nicht
relevante Materialien ( z.B. Verkleidungen, Folien, ua) eingefügt werden.
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KlimaHaus C Nature Punkte: 150
Ist ein energieeffizientes Gebäude auch ökologisch? Beispiel Berechnung:
KlimaHaus B Nature Punkte: 220
KlimaHaus A Nature Punkte: 120
Materialien: Aussenwand: Beton/Ziegel Kellerdecke:Beton/XPS Dämmung Dach: Glaswolle Fenster PVC Gaskessel
Materialien: Aussenwand: Holz/Zellulose Kellerdecke: Beton/XPS Dämmung Dach: Zellulose Fenster Holz Pelletkessel und PV-Anlage 1kWp
EP Erstellung Gebäude/m² 1400 kWh/m² Ca. 140 Liter Heizöl ! EP Nutzung/m² pro Jahr 190 kWh/m²a
EP Erstellung Gebäude/m² 1700 kWh/m² Ca. 170 Liter Heizöl ! EP Nutzung/m² pro Jahr 110 kWh/m²a
EP Erstellung Gebäude/m² 1200 kWh/m² Ca. 120 Liter Heizöl ! EP Nutzung/m² pro Jahr 40 kWh/m²a
Materialien: Aussenwand: Beton/Ziegel/EPS Kellerdecke:Beton/XPS Dämmung Dach: Glaswolle Fenster PVC Gaskessel
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Beispielberechnung: Gebäude 288 m² Nettogeschoßfläche, S/V = 0,66; 3 Wohneinheiten
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
0 2 4 6 8 10 12 14
CasaClima ANature A
CasaClima BNature B
CasaClima CNature A
Alter Gebäude
Gesamtprimärenergie [kWh]
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Zusammenfassung: 1) Ein energieffizientes Gebäudes ist auch aus ökologischer Sicht nachhaltig!
Die höhere Investition (ökonomisch als auch ökologisch) bezahlt sich, je nach Materialauswahl innerhalb 15 Jahren.
2) Der Energieverbrauch für energetisch nicht effiziente Gebäude ist ca. 10 mal
so hoch als energieeffiziente Gebäude (Betrachtungszeitraum 100 Jahre).
3) Für energieeffiziente Gebäude ( Klimahaus B und besser) ist die ökologische
Bilanz («graue Energie») mindestens genau so wichtig wie die Energieeffizienz bzw. Energieverbrauch während der Gebäudenutzung.
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Ulrich Klammsteiner Agentur für Energie Südtirol - KlimaHaus Agenzia per l´Energia Alto Adige - CasaClima