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Gebäudestrukturen und deren Einfluss auf die ökologische Lebenszyklusqualität. Analyse von gebäudebezogenen LCA - Daten im Zusammenhang mit konstruktiven Gebäudestrukturen als Optimierungsgrundlage in frühen Planungsphasen

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[Quelle: http://d-nb.info]

In der vorliegenden Dissertation wurden die Möglichkeiten einer planungsbegleitenden Herangehensweise im Zusammenhang mit der Erstellung von Ökobilanzierungen untersucht und im Vergleich zur heute üblichen Praxis betrachtet. Dafür wurden Referenzprojekte detailliert betrachtet und die Input- und Output-Ströme analysiert. Weiterhin stand im Fokus, in welcher Planungsphase welche Baukonstruktionen oder deren Bestandteile planerisch definiert werden und welchen Einfluss diese Bauteile oder Bauteilschichten auf das Gesamtergebnis einer Ökobilanz haben. Es wurden vereinfachte Berechnungsverfahren für eine ökologische Lebenszyklusbetrachtung entwickelt, welche mit einem vertretbaren Aufwand in frühen Planungsphasen zur Anwendung gebracht werden können. Insbesondere wurde darauf geachtet, dass die vereinfachten Berechnungsverfahren dem Projektkenntnisstand der jeweiligen Planungsphase entsprechen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die notwendigen Ausgangsdaten für die vereinfachten Berechnungsmethoden der jeweiligen Planungsphase entsprechen und dem Planungsteam ohne zusätzlichen bzw. mit vertretbarem Aufwand vorliegen. Die vorgeschlagenen Berechnungsverfahren wurden gegenüber einem vollständig normativen Berechnungsverfahren validiert. Dabei konnte erkannt werden, dass die Anwendung der vereinfachten Berechnungsverfahren aussagefähige Ergebnisse lieferen und sinnvoll angewendet werden kann. Auf Basis der untersuchten Referenzprojekte wurden Planungspiktogramme entwickelt, welche den Objektplaner dahingehend unterstützen sollen, eine Gebäudestruktur hinsichtlich der LCA-Indikatoren zu optimieren. Die Piktogramme erlauben eine praktikable und anschauliche Beurteilung von Planungsoptionen hinsichtlich einer ökologischen Optimierung. Die untersuchten Referenzprojekte sind charakteristische Bauwerke und spiegeln Stahlbetonstandardkonstruktionen in Deutschland wieder, welche in den Zeiträumen 2014 bis 2017 realisiert wurden bzw. bis 2019 realisiert werden. Dabei wurde ein signifikanter Einfluss der Beton- und Bewehrungsstahlanteile auf die LCA-Ergebnisse erkannt. Auf Grundlage dieser Erkenntnis wurden unterschiedliche statische Systeme aus Stahlbeton auf stoffliche und konstruktive Alternativen untersucht und vergleichend betrachtet. Weiterhin wurde analysiert, welchen Einfluss die Spannweite, die Deckendicke und die Druckfestigkeit unter Wahrung der normativen Standsicherheit auf die Ergebnisse einer Ökobilanz haben. Um die Aufwendung einer vollständigen Sachbilanz zu prüfen, wurde abschließend eine Sensitivitätsanalyse für gebräuchliche Stoffgruppen erstellt und bewertet. Alle Untersuchungsergebnisse wurden zu einer Planungsstrategie zusammengefasst und sollen die Möglichkeit einer Optimierung im Planungsprozess hinsichtlich der LCA-Output-Ströme unterstützen.

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Ob Thermalbad, kommunale Schwimmhalle oder privater Pool: Schwimmbadbau ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Gestalterische, statisch-konstruktive, bauphysikalische und schwimmbadtechnische Anforderungen sind dabei gleichermaßen zu beachten. Schon kleine Planungs- oder Ausführungsfehler können zu gravierenden Schäden führen. In diesem Buch werden die Grundlagen für eine mängelfreie Gesamtplanung dargestellt. Der Autor geht dabei auch auf die Sanierung und Instandhaltungsfragen ein. Er zeigt typische Fehlerquellen auf und gibt Hilfestellungen für gutachterlich korrekte Mangel- und Schadensbeurteilungen. An konkreten Schadensbeispielen wird erklärt, wie ausgeprägte Schäden und ausufernde Schadensbeseitigungskosten vermieden werden können, indem sie rechtzeitig erkannt und behoben werden. Der Autor spannt einen fachübergreifenden Bogen von der kompetenten Bauherrenberatung über den regelgerechten Entwurf, die schadenfreie Bauausführung, die fachgerechte Bauüberwachung bis zur integrativen Planung von Bau und Betrieb von Schwimmbädern. Für die zweite Auflage des Buchs von Newen Arndt wurden die Schadensfälle auf Grundlage der neuen Abdichtungsnormen aktualisiert und um neue Beispiele ergänzt. Den Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz wird ein eigener Abschnitt gewidmet.

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Deutschland ist gebaut: Drei Viertel aller Wohngebäude sind über 30 Jahre alt und müssten dringend modernisiert werden. Das Werk bietet einen Überblick darüber, welche Kriterien bei einer umfassenden Modernisierung beachtet werden müssen, um eine wirtschaftlich tragfähige, sozialverträgliche und umweltgerechte Lösung zu finden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Mehrfamilienhäusern. Jedes Kapitel bietet umfangreiche Checklisten, mit deren Hilfe Modernisierungsaufgaben systematisch angegangen werden können.

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Georg-Andreas Gridling
Lebenszykluskosten im nachhaltigen Geschosswohnbau
2018, 114 S., 234 mm, Softcover
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Das Werk stellt einen Leitfaden für Bauherren, Eigentümer und Mitarbeiter von Hausverwaltungen dar. Es schafft einen Einblick in die komplexe Welt der Lebenszykluskostenbetrachtung und ermöglicht eine integrale und nachhaltige Gesamtschau. Theorie und Praxis werden mit Hilfe von Zahlen, Daten und Fakten untermauert und münden in realistischem Kennzahlenmaterial. Mit Hilfe einer Beispielberechnung wird ein praxistauglicher Weg für die Berechnung von Lebenszykluskosten aufgezeigt.

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Annette Hillebrandt, Petra Riegler-Floors, Anja Rosen
Atlas Recycling
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Wie gelingt es, die immensen Rohstoffvorkommen im Gebäudebestand "aktiv" zu halten und dauerhaft umweltverträgliche Gebäude zu realisieren? Neben "Suffizienz, Konsistenz und Effizienz" impliziert dieses Ziel den intelligenten Einsatz von Ressourcen, die Recyclingfähigkeit von Konstruktionen, ein kreislauffähiges Bauen, kurz: "Urban Mining" im Bauwesen. Dies erfordert ein grundsätzliches Umdenken in Planung und Ausführung - und damit eine große Herausforderung für Architekten und Ingenieure. Der Recycling Atlas liefert das nötige Fachwissen für den damit verbundenen Paradigmenwechsel im Bauen. Neben Projektbeispielen zeigt ein umfangreicher Leitdetailkatalog relevante Bauteilanschlüsse und liefert ausführliche Erläuterungen zu Berechnungsmethoden und Ausschreibungsaspekten.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Ansgar Rose, Norbert Sack, Klemens Nothacker, Andrea Gassman
Recycling von Flachglas im Bauwesen - Analyse des Ist-Zustandes und Ableitung von Handlungsempfehlungen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3202
2020, 106 S., 13 Abb. u. 22 Tab., Softcover
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Ziel des Forschungsvorhabens war es, eine detaillierte Analyse des Ist-Zustandes hinsichtlich des Recyclings von Flachglas in Deutschland zu erstellen. Basierend auf den Ergebnissen sollten Handlungsvorschläge für ein closed-loop Recycling von Flachglas erarbeitet werden. Zunächst wurde ein qualitatives Stoffstrommodell für Floatglas erarbeitet. Es stellt die Stoffströme von der Erzeugung in der Floatglashütte über die Veredelung zu Halbzeugen, die Fertigung von Mehrscheiben-Isoliergläsern und die Anwendung in Fenstern und Fassaden bis zum Recycling zu neuem Floatglas oder anderen Verwendungen bzw. der Endlagerung auf einer Deponie dar. Dieses Modell zeigt die an dem Stoffstrom beteiligten Stakeholder, z. B. Floatglashütten, Fenster-/Fassadenbauer und Recyclingbetriebe. Über Umfragen bei den Stakeholdern wurden Daten zu den Stoffumsätzen in Deutschland im Jahr 2016 und Informationen zur jeweiligen Situation hinsichtlich des Recyclings von Flachglas gesammelt. Parallel dazu wurde versucht, die in Deutschland im Jahr 2016 in pre- und post-consumer Bereichen anfallenden Flachglasabfallmengen rechnerisch abzuschätzen. Des Weiteren wurde der aktuelle Sachstand der Recyclingtechnologie über Literaturstudien und Gespräche mit Experten aus der Industrie ermittelt.

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Wolfram Jäger, Angelika Mettke, Hassan Youssef, Stephanie Schmidt, Viktoria Arnold, Christian Matthes, Jakob Fischer
Entwicklung und Anwendung von komplett demontablen Wohneinheiten aus ressourcenschonendem Beton - RC-WE-Modul
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3192
2020, 297 S., 291 Abb. u. 36 Tab., Softcover
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Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Demonstration einer massiven, modularen, transportablen und voll demontablen/recyclinggerechten Wohneinheit für die schnelle Bereitstellung von Wohnraum und ggf. temporären Unterkünften, die am Ende ihrer Nutzungszeit umsetzbar sind. Dabei waren die Anforderungen der Next-Generation-Buildings zu erfüllen und Stoffkreisläufe nach dem Prinzip Cradle to Cradle (kreislaufgerechtes Bauen auf Bauteilebene) zu schließen, d. h. flexibel (schnell, demontierbar, anpassungsfähig etc.), schadstofffrei und ressourcenschonend mit System (modulare Bauweise) zu bauen. Dazu gehören die sortenreine Trennbarkeit und die Wiederverwendbarkeit ganzer Bauteile des Rohbaus sowie deren nachhaltige Herstellung durch die Nutzung von Recyclingmaterial. Einmal hergestellt, befinden sich ganze Module im Nutzungskreislauf ohne eine Zerstörung am Nutzungsende. Daher wird mit der Wiederverwendungsoption ein Beitrag zur Werterhaltung geleistet (Upcycling). Bei dem Projekt standen die Erprobung der erarbeiteten Grundlagen und die Optimierung von wiederholbaren, adaptiven Konstruktionslösungen sämtlicher Gebäudeteile im Mittelpunkt.

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Tamara Bimesmeier, Karin Gruhler, Clemens Deilmann, Jan Reichenbach, Sonja Steinmetzer
Sekundärstoffe aus dem Hochbau
Energie- und Materialflüsse entlang der Herstellung und des Einsatzortes von Sekundärstoffen aus dem Hochbau für den Baubereich
Abschlussbericht SEROBAU.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3184
2020, 252 S., 95 Abb. u. 27 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Recycling von Bauabfällen ist ein wichtiger Baustein zur Ressourcenschonung. Das Forschungsvorhaben ist eine Sondierungsstudie, die sich insbesondere dem Aspekt der energetischen Aufwendungen im Zuge der Kreislaufführung im Bausektor widmet. Den bisher üblichen massebezogenen materiellen Betrachtungen zum Recycling werden energetische Aufwendungen gegenübergestellt und geprüft, inwieweit sich Recycling auch aus energetischer Perspektive lohnt. Dabei wird die Wertigkeit des möglichen neuen Einsatzortes der Rückbaumaterialien mitberücksichtigt. Für jede Bauproduktgruppe werden instruktive Nutzungsbeispiele in Form charakteristischer "durchgängiger" Prozessketten vom Rückbaumaterial bis zur Einsatzvariante nachgezeichnet und aus energetischer Perspektive in drei Schritten analysiert: 1. Aufbereitung des Rückbaumaterials bis zum Sekundärstoff - Modulare Berechnung des Energieaufwands der Sekundärstoffaufbereitung; 2. Erreichen der funktionalen Äquivalenz (Einsatzfähigkeit als Substitut) auf Grundlage von Unterschieden zwischen Primär- und Sekundärstoffverwendung bis zur Einsatzvariante; 3. Gegenüberstellung der Energieaufwendungen für die Substitut- und Primärstoffherstellung.

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M. Norbert Fisch, Thomas Wilken, Franziska Bockelmann, Daniel Houschka
Dezentrale, modulare Stromspeicher zur Eigenstromsteigerung in EffizienzhausPLUS Gebäuden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3162
2019, 127 S., 98 Abb. u. 30 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Im Forschungsprojekt untersuchte zweigeschossige Wohnhaus Berghalde wurde im Oktober 2010 im EffizienzhausPLUS-Standard fertiggestellt. Neben einem bilanziellen Jahresüberschuss wird die Steigerung des Eigenstromanteils durch ein Lastmanagement bzw. die Nutzung der thermischen Masse verfolgt. Im vorliegenden Forschungsprojekt liegt nun der Schwerpunkt auf der Einbindung und Nutzung von Stromspeichern, um den Eigenstromanteil von rund 30 Prozent (im Mittel der ersten Betriebsjahre) weiter zu steigern. Im Kontext der Speichereinbindung werden die Kosten analysiert und die verschiedenen Speichertypologien und deren Anwendung im Ein- und Mehrfamilienhaus mit dem Ziel bewertet, die Übertragbarbarkeit auf zukünftige Bauprojekte, auch Bestandsgebäude mit PV-Anlagen, besser beurteilen zu können. Ein weiterer Themenschwerpunkt im Forschungsprojekt ist die Betrachtung von Bestandsanlagen, deren Verträge zur Einspeisevergütung in den kommenden Jahren auslaufen werden. Der überwiegende Teil dieser Anlagen speist den regenerativ erzeugten Strom in das öffentliche Netz ein. Hier müssen Konzepte zur Eigennutzung des PV-Stroms entwickelt und aufgezeigt werden. Für die Integration von Stromspeichern als wesentlicher Baustein zur Eigenstromnutzung werden dabei große Potentiale gesehen.

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Achim Menges, Oliver Bucklin, Oliver David Krieg, Hans Drexler
Baukonstruktionen aus Massiv-Holz, welche durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energie-effizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3122
2019, 90 S., 36 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die weite Verbreitung, hohe Leistungsfähigkeit, und leichte Bearbeitbarkeit macht Holz zu einem idealen Baumaterial für innovative Konstruktionen. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Massiv-Holz-Bausystems, bei denen einfache Holz-Elemente durch digitale Fertigungsmethoden so bearbeitet werden, dass sie durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energieeffizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen. Am Beispiel eines variablen Prototypen-Gebäudes, das in Partnerschaft zwischen der Universität Stuttgart, der Jade Hochschule und der IBA Thüringen entwickelt und gebaut wird, soll das Bausystem erprobt werden. Als eines der ersten voll parametrisch entworfenen und digital hergestellten Gebäude mit einer Vollholzkonstruktion stellt das Projekt einen wichtigen Schritt für die moderne Architekturforschung dar. Vor allem die praxisnahe Evaluation der Entwurfs- und Fertigungsmethodik hat eine Reihe von wichtigen Erkenntnissen zur Folge. Das Forschungsprojekt kann insofern als ersten Schritt für die Entwicklung eines neuen Bausystems angesehen werden.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Laimer, Christoph; Rauth, Elke
Ökologisch, Solidarisch, Unverkäuflich. Das Modellprojekt "Bikes and Rails" verbindet leistbare Mieten mit ökologischer Verantwortung.
Zoll + : österreichische Schriftenreihe für Landschaft und Freiraum, 2020

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Altmannshofer, Robert (Übersetzer)
Beispielprojekt für zirkuläres Bauen. D(emountable), Delft, Niederlande
Industriebau, 2020

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Ernst, Meret
Ringsherum. Im Kreis wirtschaften statt wegwerfen - Stand der Dinge
Hochparterre, 2020

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Gerdes, Andreas
Ökobilanzierung eines Schwimmbeckens - Einfluss der Werkstoffauswahl. Niedrige Lebenszykluskosten bei Schwimmbädern durch eine gezielte Materialauswahl (kostenlos)
sb Internationale Fachzeitschrift für Sportstätten und Freizeitanlagen, 2020

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Petersen, Palle
Bricolage für die Besserwelt. Die Halle 118 in Winterthur zeigt, wie aus alten Bauteilen ein neues Haus entsteht
Hochparterre, 2019

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