Eine Ökobilanz bewertet die Umweltauswirkungen eines Produkts über seinen gesamten Lebenszyklus – von der Rohstoffgewinnung über die Produktion bis hin zur Entsorgung.

Hierbei werden verschiedene Umweltfaktoren wie Energieverbrauch, Rohstoffnutzung und Emissionen betrachtet.

Die Ökobilanz wird auch Lebenszyklusanalyse (LCA – Life Cycle Assessment) genannt. Zur Durchführung gibt es eine international anerkannte und genormte Methode auf Basis der ISO 14040-Serie sowie zahlreiche darauf aufbauende Normen für unterschiedliche Bereiche.

Ökobilanzen liefern quantitative und vergleichbare Ergebnisse, zum Beispiel in Form des CO₂-Äquivalents in kg CO₂.

Damit können die Auswirkungen verschiedener Treibhausgasemissionen auf die Erderwärmung als Global Warming Potential (GWP) in einer einheitlichen Größe dargestellt werden.

Die Ergebnisse unterstützen Entscheidungsträger dabei, umweltfreundlichere Alternativen zu identifizieren und die Nutzung von Ressourcen zu optimieren.

Im Bauwesen werden Ökobilanzen genutzt, um die ökologische Qualität von Bauprodukten und Gebäuden zu bewerten.

Gebäudeökobilanzen nach EN 15978 sind zur Nachhaltigkeitszertifizierung nach DGNB und für die Bundesförderung für energieeffiziente Gebäude (BEG, QNG) verpflichtend notwendig.

Der generelle Bilanzzeitraum im Bauwesen beträgt 50 Jahre. Einzelne Bauteile können jedoch eine geringere Lebensdauer besitzen und innerhalb dieses Zeitraums gegebenenfalls mehrfach ausgetauscht werden.

Bei der Bewertung können unterschiedliche Bilanzierungsansätze verwendet werden, beispielsweise mit oder ohne Nutzerstrom sowie mit oder ohne sogenannte „graue Emissionen“ beziehungsweise „embodied carbon“.

Diese bezeichnen die CO₂-Emissionen, die bereits bis zum Einbau der Bauteile entstanden sind.

Für die detaillierte ökologische Bewertung werden Ressourcen- und Energieströme entlang der Wertschöpfungskette erfasst und innerhalb definierter Systemgrenzen bewertet.

Dabei werden unter anderem Zielstellung, funktionelle Einheit, Systemgrenzen, Lebenszyklusphasen sowie die relevanten Stoff- und Energieströme festgelegt.

Die Ergebnisse können anschließend beispielsweise zur Identifikation ökologischer Hotspots oder zur Optimierung von Konstruktionen und Materialien verwendet werden.

Im Projekt „Solar-VHF“ wurden Ökobilanzen entwicklungsbegleitend durchgeführt.

Hierbei wurden zunächst die innovativen, thermisch aktivierten Fassadenmodule auf Technologieebene analysiert.

Anschließend wurden die unterschiedlichen Integrationskonzepte im Rahmen einer Gebäudebewertung betrachtet (Systemebene).

Zur vergleichenden Analyse wurden gängige Wand- und Anlagensysteme als Referenz gewählt, beispielsweise Wärmedämmverbundsysteme (WDVS), konventionelle vorgehängte hinterlüftete Fassadenmodule, Gasbrennwertkessel und Luftwärmepumpen.

Betrachtete Lebenszyklusmodule

• Herstellung (A1–A3)
• Nutzung: Austausch / Ersatz (B4)
• Energieeinsatz im Gebäudebetrieb
• Lebensende (C3–C4)
• Potenzielle Gutschriften und Belastungen außerhalb der Systemgrenze (D)

Betrachtung des Gebäudekonzepts

• Elemente der Baukonstruktion, beispielsweise innovative Fassadenmodule
• Elemente der Gebäudetechnik zur Energieversorgung, beispielsweise Wärmepumpen
• Gebäudebetrieb mit dem Energiebedarf für Wärme und Strom einschließlich Regelungs- und Steuerungskonzepten

Als Grundlage für die spätere Gebäudebewertung wurden zunächst unterschiedliche Fassadenkonzepte auf Technologieebene bilanziert.

Die Untersuchungen wurden unter anderem mit der Software Generis®, der öffentlich verfügbaren Datenbank ÖKOBAUDAT sowie vorhandenen Produkt-EPDs durchgeführt.

Ergänzend wurden Modelle mit Sphera LCA for Experts (ehemals GaBi Software System) verwendet.

Randbedingungen

• Bilanzzeitraum: 50 Jahre
• Bezugsgröße: 1 m² Fassadenfläche und 1 Jahr
• Berücksichtigung von Dämmung, Unterkonstruktion und Bekleidung
• Dämmstärke: 18 cm für die betrachteten Fassadenmodule
• Gebäudebetrieb wird auf dieser Technologieebene nicht berücksichtigt
• Ökologische Indikatoren: Treibhauspotenzial (GWP) in kg CO₂-Äquivalent und nicht erneuerbare Primärenergie (PENRT) in MJ

Die Darstellung der einzelnen Anteile ermöglicht es, ökologische Optimierungspotenziale bei Materialien, Fassadenschichten und Lebenszyklusphasen zu identifizieren.

Auf Systemebene wurden unterschiedliche Integrationskonzepte der thermisch aktivierten Fassadenmodule in die Demonstrationsgebäude analysiert.

Hierzu wurden Referenzkonzepte mit gängigen Fassaden- und Energieversorgungssystemen betrachtet, beispielsweise:

• Wärmedämmverbundsysteme (WDVS)
• konventionelle vorgehängte hinterlüftete Fassaden
• Gasbrennwertkessel mit solarthermischer Unterstützung
• Luftwärmepumpe
• Wärmepumpe mit Erdsonde

Randbedingungen

• Bilanzzeitraum: 50 Jahre
• Bezugsgröße: 1 m² Nettoraumfläche und 1 Jahr
• Bauteile der Kostengruppen 300 und 400 nach DIN 276
• Berücksichtigung des Gebäudebetriebs einschließlich Wärme, Kälte, Lüftung und Hilfsstrom
• Grundlage des Energiebedarfs: thermische Simulationen des Projektpartners ISFH
• Ökologische Indikatoren: GWP in kg CO₂-Äquivalent sowie PENRT in MJ

DELTA-Betrachtung

Der ökologische Unterschied zwischen einem Referenzkonzept und dem innovativen Solar-VHF-Gebäudekonzept wird über eine DELTA-Betrachtung dargestellt.

Hierbei werden sowohl die Umweltwirkungen der Gebäudekonstruktion als auch des Gebäudebetriebs für beide Konzepte ermittelt und anschließend miteinander verglichen.

Ein DELTA nahe Null beschreibt einen annähernd gleichwertigen ökologischen Einfluss beider Konzepte.

Ein positives DELTA weist auf ökologische Nachteile des innovativen Gebäudekonzepts gegenüber dem Referenzkonzept hin.

Ein negatives DELTA weist dagegen auf ökologische Vorteile des innovativen Gebäudekonzepts gegenüber dem Referenzkonzept hin.