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Lebenszyklusanalyse

zur Quantifizierung der Umweltwirkungen

Annette Hafner
Erschienen in
Zuschnitt 65: Kreislauf Holz
März 2017, Seite 6 - 7

Lebenszyklus eines Gebäudes nach DIN EN 15978 und DIN EN 1580

Lebenszyklus eines Gebäudes

Der Bausektor ist für einen Großteil unseres Ressourcenverbrauchs und unserer Treibhausgasemissionen verantwortlich. Deshalb bietet er auch große Chancen, die Treibhausgasemissionen deutlich zu senken. Obwohl neue Gebäude durch die Verschärfung der Energiesparverordnungen und deren Unterschreitungen immer energieeffizienter im Gebäudebetrieb wurden, werden zukünftig Effizienzsteigerungen in der Gebäudenutzung alleine nicht ausreichen, um die in den Klimaschutzvereinbarungen festgelegten Reduktionsziele zu erreichen. Deshalb rückt der Kohlenstofffußabdruck der Baumaterialien und damit die Erstellungsphase der Gebäude weiter in den Mittelpunkt des Interesses.

Kann man die Umweltwirkung eines Gebäudes bemessen?
Die Lebenszyklusanalyse (LCA) oder Ökobilanz ist eine etablierte Methode zur Quantifizierung der Umweltwirkung eines Produkts oder eines Gebäudes. Sie ermöglicht es, Umwelteffekte verschiedener Produkte miteinander zu vergleichen. Im Gebäudebereich können insbesondere die Umweltparameter unterschiedlicher Konstruktionsart einander gegenübergestellt werden. Dies ist der Schlüssel, die positiven Klimaeffekte von Holzbau aufzuzeigen und in den Entscheidungsprozess in der Planungsphase zu integrieren.

Wie funktioniert eine Ökobilanz?
Die Ökobilanz von Gebäuden besteht aus zwei Teilen: erstens einer Stoffstrom- und Energiebilanz mit dem Nachweis des Bedarfs an Ressourcen sowie des Bedarfs an erneuerbarer und nicht erneuerbarer Primärenergie, zweitens einer Wirkungsabschätzung auf der Basis verschiedener Indikatoren wie dem Treibhaus-, Ozonschichtabbau-, dem Sommersmog- sowie dem Versauerungs- und Überdüngungspotenzial.

Basierend auf der Erfassung aller Bauproduktmassen können auch die Anteile an nachwachsenden Rohstoffen ermittelt und daraus die Einlagerung der Kohlenstoffmengen und somit der Umfang des temporären CO2-Speichers berechnet werden. Für die Berechnung und die Vergleichbarkeit von Gebäudeökobilanzen im gesamten Lebenszyklus sind die Systemgrenzen, das funktionelle Äquivalent sowie die Datenquellen der hinterlegten Bauprodukte von großer Bedeutung. Grundlage für eine Bewertung von Ökobilanzen ist die EN 15804.

sachbilanz

Was ist ein ökologischer Fußabdruck?
Die Wirkungskategorie Treibhauspotenzial (Global Warming Potential – GWP) wird häufig auch als ökologischer Fußabdruck bezeichnet. Sie ist im Rahmen der Klimaschutzanstrengungen zurzeit der wichtigste Indikator. Sie beschreibt den anthropogenen Anteil des Treibhauseffekts und wird als CO2-Äquivalent angegeben. Um die Verweildauer der Klimagase in der Atmosphäre mitzuberücksichtigen, wird immer eine Integrationszeit mit angegeben, meist ein GWP 100 für hundert Jahre.

Der vermehrte Einsatz von Holz und Holzwerkstoffen kann wesentlich dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen des Bausektors langfristig zu senken. Um den Anteil an CO2 in der Atmosphäre zu verringern, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: die Reduktion der CO2-Emissionen und die Bildung einer Kohlenstoffsenke durch den Entzug von CO2 aus der Atmosphäre. Holz hat die einzigartige Fähigkeit, beide Bereiche abdecken zu können.

Wann ist ein Gebäude eine Kohlenstoffsenke?
Im Gebäude eingebaute Holzprodukte stellen einen temporären Kohlenstoffspeicher dar, der die Freisetzung des Kohlenstoffs so lange verzögert, bis das entsprechende Bauteil entsorgt wird. Bei der Entsorgung wird der Kohlenstoff durch energetische Nutzung (= Verbrennung) des Holzes freigesetzt. Je länger ein Holzprodukt stofflich genutzt ist, desto länger kann die Speicherwirkung aufrecht erhalten bleiben. Ein Gebäude aus Holz kann damit als temporärer Kohlenstoffspeicher bezeichnet werden.

Warum bezeichnet man Holz als klima-neutral?
Im Rahmen der Ökobilanz wird die im Gebäude gebundene Menge des Kohlenstoffs nachgewiesen und in der Erstellungsphase (A) mit negativem Vorzeichen angerechnet. Bei Beseitigung des Gebäudes oder einzelner Teile des Gebäudes wird der Kohlenstoffspeicher aufgelöst und bei der Entsorgung (C) werden die Treibhausgasemissionen für die Verbrennung berechnet. Die negative Anrechnung in der Herstellung und die Anrechnung der Treibhausgasemissionen in der Entsorgung gleichen sich somit aus. In diesem Zusammenhang wird deshalb oft vereinfachend von der Klimaneutralität von nachwachsenden Rohstoffen gesprochen. Die Klimaneutralität von Holz in Bezug auf die CO2-Bilanz kann nur durch Holz aus nachhaltiger Bewirtschaftung vorausgesetzt werden.

Gibt es noch andere positive Effekte durch das Bauen mit Holz?
Zusätzlich zur temporären Speicherwirkung des biogenen Kohlenstoffs kann durch den Einsatz von Bauprodukten aus nachwachsenden Rohstoffen Material aus endlichen Ressourcen wie Kunststoffen und Metall, aber auch aus mineralischen Fraktionen ersetzt werden. Dieser Vorgang wird Substitution, also Austausch oder Ersatz genannt. Das Substitutionspotenzial variiert je nach Umweltindikator. Der Grad der Substitutionswirkung, der durch die Verwendung von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen erreicht wird, lässt sich durch die Wahl der Materialien der Primärkonstruktion, aber auch des Ausbaus (Fenster, Türen, Böden und Fassadenverkleidung) maßgeblich steuern. Aus einem in Veröffentlichung befindlichen Forschungsbericht1 ergibt sich z. B. für den Indikator GWP ein Reduktionspotenzial von 22 bis 50 Prozent bei einem Einfamilienhaus oder 9 bis 48 Prozent bei einem Mehrfamilienhaus, je nachdem wie ökologisch die Materialien in der Konstruktion sind.

Kommt es beim Bauen mit Holz nicht auch auf Ressourceneffizienz an?
Wenn ein großer Kohlenstoffspeicher zum Erreichen von Klimaschutzzielen beiträgt, deutet zunächst alles auf eine möglichst großzügige Verwendung von Holz und Holzwerkstoffen hin. Im Sinne einer ressourceneffizienten Nutzung des Materials und des sinnvollen Einsatzes von Holzkonstruktionen darf dieser Schluss jedoch nicht voreilig getroffen werden. Für jede Bauaufgabe sollte aufs Neue die Abwägung zwischen umfassendem Kohlenstoff-Speicher und ressourcen- sowie materialeffizientem Einsatz von Holz getroffen werden. Die Optimierung wird nach statischen, brandschutztechnischen, energetischen, ökonomischen und innenraumklimarelevanten Kriterien immer einen Kompromiss darstellen. Jede Konstruktionsart wird hierbei zu einem anderen Optimum führen.

1 Treibhausgasbilanzierung von Holzgebäuden – Umsetzung neuer Anforderungen an Ökobilanzen und Ermittlung empirischer Substitutionsfaktoren, Abschlussbericht zum Forschungsprojekt THG-Holzbau, Ruhr-Universität Bochum 2017.

Text

Annette Hafner

Architektin und Junior-Professorin für Ressourceneffizientes Bauen an der Ruhr-Universität Bochum, davor langjährige Tätigkeit und Promotion an der tu München (Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion). Forschungsschwerpunkte Ökobilanzierung, Bauen mit Holz und Nachhaltigkeitsbewertung. Mitglied im wissenschaftlichen Beirat für Waldpolitik des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, Berlin.