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Vergleich zwischen Betriebsemissionen und eingebundenen Emission für einen Neubau nach dem Standard der 2000-Watt-Gesellschaft. Bild: NFP

Bauen und Bauten als Klimasünder – Entwicklung des Energieanteils im Gebäudepark in Deutschland. Grafik: NFP

Nationales Forschungsprogramm «Energie»: CO2-Ausstoss von Beton und Betonkonstruktionen lassen sich um Faktor 4 und gebundene graue Energie um Faktor 3 reduzieren

(NFP) Alle Bauten in der Schweiz – also alle Gebäude, Strassen, Infrastrukturbauten und so weiter – konsumieren über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg rund 50 Prozent des schweizerischen Endenergiebedarfs. Zudem emittieren sie gut 30 Prozent des Treibhausgases CO2. Das Verbundprojekt «Energiearmer Beton» des NFP «Energie» schafft wichtige Grundlagen für die Transformation der Bauwirtschaft in eine nachhaltige Branche. Die Forschungen zeigen, dass sich der durch Beton und Betonkonstruktionen verursachte CO2-Ausstoss um den Faktor 4 und die gebundene graue Energie um den Faktor 3 reduzieren lassen.


In den letzten Jahrzehnten reduzierten sich der Energiebedarf und die CO2-Emissionen bei der Nutzung der Bauten stark. Die graue Energie, die in den Bauten steckt, und der CO2-Ausstoss bei der Herstellung der Baustoffe, der Sanierung und dem Rückbau sind hingegen unverändert hoch. Hier besteht grosses Potenzial.

Das Verbundprojekt «Energiearmer Beton» schafft wichtige Grundlagen für die Transformation der Bauwirtschaft in eine nachhaltige Branche. Es fokussiert vor allem auf den Baustoff Beton, der für besonders viel graue Energie und CO2-Emissionen verantwortlich ist. Die Ergebnisse dieses Verbundprojekts werden in der vorliegenden Synthese «Nachhaltige Betonkonstruktionen» zusammengefasst und interpretiert.

  1. Das Verbundprojekt hat vor allem folgende Ziele verfolgt:Die CO2-Emissionen und die graue Energie werden durch eine drastische Reduktion des Klinkers im Zement verringert.
  2. Die graue Energie wird reduziert, indem in Betonkonstruktionen der Bewehrungs- und Spannstahl durch Holz und Kunststoffe ersetzt wird.
  3. Die Lebensdauer der Bauwerke wird durch eine professionelle Bauwerksüberwachung und durch adäquate Sanierungsmassnahmen verlängert; damit reduzieren sich die im Durchschnitt pro Jahr anfallende graue Energie und die CO2-Emissionen.

Die Forschungen zeigen, dass sich der durch Beton und Betonkonstruktionen verursachte CO2-Ausstoss um den Faktor 4 und die gebundene graue Energie um den Faktor 3 reduzieren lassen.

Aus den Forschungen im Verbundprojekt «Energiearmer Beton» lassen sich zwei Kernbotschaften ableiten:

  • Die graue Energie und die CO2-Emissionen im Zusammenhang mit dem Bau, der Sanierung und dem Rückbau von Betonkonstruktionen im Hoch- und Tiefbau lassen sich bis auf ein Drittel reduzieren, ohne dass die hervorragenden Materialeigenschaften des Baustoffs wesentlich beeinträchtigt werden.

  • Die professionelle, laufend durchgeführte Überwachung und Diagnose des Bauwerkzustands hilft, unnötige Sanierungs- und verfrühte Ersatzmassnahmen zu vermeiden. Zudem ermöglicht das permanente Monitoring den Einsatz innovativer, noch wenig erprobter Baustoffe und Konstruktionen zur Reduktion der grauen Energie und des CO2-Ausstosses im Zusammenhang mit dem Bau, der Sanierung und dem Rückbau von Betonkonstruktionen.2

50% des Energieverbrauchs und 30% der CO2-Emissionen
Bau, Sanierung und Betrieb des Schweizer Gebäude- und Infrastrukturbestandes sind gegenwärtig für rund 50 Prozent des Endenergieverbrauchs und 30 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich; vier Fünftel davon fallen in der Betriebsphase an, ein Fünftel bei Bau, Sanierung und Rückbau der Bauten. Dieses Verhältnis wird sich in den nächsten Jahren deutlich verschieben, wie eine Untersuchung aus Deutschland am Beispiel des Gebäudeparks (ohne Infrastrukturbauten) zeigt1: Beim Betrieb werden die CO2-Emissionen und die aus dem Netz bezogene Endenergie gegen null gehen, die entsprechenden Werte bei Bau, Sanierung und Rückbau werden hingegen noch etwas ansteigen. Grund dafür ist, dass die erhöhten energetischen Anforderungen an die Bauten zusätzliche graue Energie und CO2-Emissionen zur Folge haben. Mehr dazu in der Synthese «Gebäude und Siedlungen»2, die ebenfalls im Rahmen des NFP «Energie» entstanden ist.

Baustoff besondere Aufmerksamkeit schenken
Die graue Energie und der hohe CO2-Ausstoss im Zusammenhang mit Bau, Sanierung und Rückbau entfallen zu 20 bis 30 Prozent auf die Tragkonstruktion der Gebäude – und davon entfällt wiederum ein Grossteil auf Betonkonstruktionen inklusive zementgebundenen Mörtels. Es ist deshalb sehr sinnvoll, diesem Baustoff besondere Aufmerksamkeit zu schenken.

Während des Betriebs eines Bauwerks bleiben der jährliche Energiebedarf und die CO2-Emissionen mehr oder weniger gleich, mit einer über die Jahre leicht steigenden Tendenz infolge zunehmender Alterung. Hinsichtlich Bau, Sanierung und Rückbau gibt es keine solche Regelmässigkeit; wann ein Bauwerk saniert oder rückgebaut wird, hängt vom Entscheid der Eigentümerin oder des Eigentümers ab. Es lässt sich dafür also keine Regel aufstellen.

Dennoch geben alle Quellen1 2 3 jährliche Mittelwerte an, die sich auf standardisierte Lebensdauern von Baustoffen bzw. Bauteilen und technischen Anlagen beziehen. Diese werden dann auf die Zielwerte für ein ganzes Gebäude hochgerechnet. Der SIA-Effizienzpfad Energie 4 zum Beispiel definiert auf diese Weise – und auf der Basis des Konzepts «2000 Watt-Gesellschaft» 5 – folgende Zielwerte für die CO2-Emissionen eines neu zu erstellenden Wohngebäudes:

  • Bau, Sanierung und Rückbau: 9,0 kg CO2/m2 a
  • Betrieb: 3,0 kg CO2/m2 a

Diese Werte beziehen sich auf die Energiebezugsfläche des Gebäudes. Tatsächlich aber fallen die 9,0 kg CO2/m2 a für Bau, Sanierung und Rückbau nicht linear verteilt an. Der weitaus grösste Teil der Belastung entsteht beim Bau, dann liegen die Werte etwa 30 Jahre lang bei null – bis das erste grosse Sanierungspaket anfällt. Wie die Grafik zeigt, wird die Problematik des CO2-Ausstosses in Abhängigkeit von der Zeit mit einer linearen Betrachtung stark unterschätzt. Das gilt ebenso für die graue Energie.

Text: NFP «Energie»

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