Bauphysik-Kalender 2013: Schwerpunkt: Nachhaltigkeit und Energieeffizienz

685 Pages·2013·14.646 MB·English

2013
BAUPHYSIK KALENDER
Herausgegeben von
Univ. Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad
13. Jahrgang
HinweisdesVerlages
DieRecherchezumBauphysik-Kalenderab
Jahrgang2001stehtimInternetzurVerf(cid:2)gung
unterwww.ernst-und-sohn.de
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(cid:4)2013WilhelmErnst&Sohn,
Verlagf(cid:2)rArchitekturundtechnischeWissenschaftenGmbH&Co.KG,
Rotherstraße21,10245Berlin,Germany
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Umschlaggestaltung:SonjaFrank,Berlin
Herstellung:HillerMedien,Berlin
Satz:Dçrr+SchillerGmbH,Stuttgart
Druck:Medialis,Berlin
Bindung:Stein+Lehmann,Berlin
PrintedintheFederalRepublicofGermany.
Gedrucktaufs(cid:3)urefreiemPapier.
ISBN978-3-433-03019-6
ISSN01617-2205
O-bookISBN978-3-433-60319-2
V
Inhalts(cid:2)bersicht
A AllgemeinesundRegelwerke
A1 NachhaltigesBauen–BeitragdesBauwesenszurNachhaltigkeit 3
AndreasRietz,NicolasKerz,TanjaBrockmann,OlafBçttcher
A2 VonderEnergieeffizienzbewertungzurNachhaltigkeitsbeurteilung 31
AndreasWagner,ThomasL(cid:2)tzkendorf
A3 LebenszyklusorientiertePlanung–Grundlagen,MethodenundFallstudien 43
LamiaMessari-Becker
A4 NachhaltigeEnergieversorgung–dasPotenzialderWindenergie 57
AndreasReuter,BrittaRollert
A5 AnwendungnationalerundinternationalerNachhaltigkeitsbewertungssysteme
inDeutschland 69
CarmenSchneider,AlexanderWronna,TorstenMielecke
B MaterialtechnischeGrundlagen
B1 D(cid:2)mmstoffeimBauwesen 93
WolfgangM.Willems,KaiSchild
B2 LastabtragendeW(cid:2)rmed(cid:2)mmungenausPolystyrol-Hartschaumstoffen 169
NabilA.Fouad,EhabF.Sadek
C BauphysikalischePlanungs-undNachweisverfahren
C1 BilanzierungsverfahrennachderneuenDINV18599(DINV18599-1) 209
HansErhorn,KatiJagnow
C2 Nutzenergiebedarff(cid:3)rHeizenundK(cid:3)hlen(DINV18599-2) 251
AntonMaas,KirstenHçttges
C3 NutzenergiederthermischenLuftaufbereitung–NeuausgabederDINV18599-3(2011) 275
HeikoSchiller
C4 Nutz-undEndenergiebedarff(cid:3)rBeleuchtung(DINV18599-4) 287
JandeBoer
C5 Endenergiebedarff(cid:3)rHeizsystemeundWarmwasserbereitungssysteme
(DINV18599-5und8) 333
KatiJagnow,DieterWolff
C6 EndenergiebedarfvonL(cid:3)ftungsanlagen,LuftheizungsanlagenundK(cid:3)hlsystemen
f(cid:3)rdenWohnungsbau(DINV18599-6) 363
ThomasHartmann,WilhelmReiners
C7 EndenergiebedarfvonRaumlufttechnikundKlimasystemenf(cid:3)rdenNichtwohnungsbau
(DINV18599-7) 387
ClausH(cid:3)ndel
C8 ErmittlungdesEnd-undPrim(cid:2)renergieverbrauchsbei
Kraft-W(cid:2)rme-gekoppeltenSystemen(DINV18599-9) 401
PeterLoose
C9 Nutzungsrandbedingungen,Klimadaten(DINV18599-10) 415
AntonMaas,KirstenHçttges
C10 W(cid:2)rmebr(cid:3)cken:Berechnung–Bewertung–Vermeidung 429
WolfgangM.Willems,KaiSchild
VI Inhalts(cid:3)bersicht
D KonstruktiveAusbildungvonBauteilenundBauwerken
D1 Nachhaltigkeit–VergleichverschiedenerenergetischerGeb(cid:2)udestandards 471
FrankU.Vogdt,KathleenSchwabe,JulianeNisse
D2 NachhaltigeEnergiekonzeptef(cid:3)rNichtwohngeb(cid:2)ude:Forschungsprojekt
geothermischesMonitoring 519
DirkBohne,GunnarHarhausen,MatthiasWohlfahrt
D3 LeichteDreifach-Verglasungenmitsommerlichem(cid:4)berhitzungsschutz 541
FedericoGiovannetti,NabilA.Fouad,GunterRockendorf
D4 MinimalinvasiveSanierungmitvorgefertigten,multifunktionalenFassadenmodulen 563
MichaelKrause,HorstStiegel
D5 EnergetischeStadtsanierungundKlimaschutz 581
DieterD.Genske,LamiaMessari-Becker
E MaterialtechnischeTabellen
E MaterialtechnischeTabellen 609
RainerHohmann
Stichwortverzeichnis 687
HinweisdesVerlages
DieRecherchezumBauphysik-KalenderabJahrgang2001steht
imInternetzurVerf(cid:3)gungunterwww.ernst-und-sohn.de
A
Allgemeines und Regelwerke
3
A 1 Nachhaltiges Bauen – Beitrag des Bauwesens
zur Nachhaltigkeit
Andreas Rietz, Nicolas Kerz, Tanja Brockmann, Olaf Bçttcher
Dipl.-Ing.AndreasRietz,ArchitektBDB
Bundesinstitutf(cid:2)rBau-,Stadt-undRaumforschung(BBSR)
Straßedes17.Juni112,10623Berlin
StudiumderArchitekturanderTUBraunschweig,1988AbschlussalsDipl.-Ing.1989
bis 1992 T(cid:3)tigkeit als angestellter Architekt in der privaten Wohnungswirtschaft in
Berlin.1992bis2008wissenschaftlicherMitarbeiter/ReferatsleiterimInstitutf(cid:2)rEr-
haltungundModernisierungvonBauwerkene.V.anderTUBerlin(IEMB),mitden
ThemenschwerpunktenBau-undWohnungswirtschaftsowieNachhaltigesBauen.
SeitJanuar2009LeiterdesReferatsNachhaltigesBauenimBBSR.
Dipl.-Ing.NicolasKerz
Bundesinstitutf(cid:2)rBau-,Stadt-undRaumforschung(BBSR)
Straßedes17.Juni112,10623Berlin
Jahrgang1969,StudiumdesBauingenieurswesensanderTUBerlin,Diplom1998.
Von1998bisEnde2008wissenschaftlicherMitarbeiteramInstitutf(cid:2)rErhaltungund
Modernisierung von Bauwerken e.V. an der TU Berlin, Abteilung Nachhaltiges
Bauen/Baukonstruktionen/Baustoffwesen.Seit2008LeiterderGesch(cid:3)ftsstelleNach-
haltiges Bauen f(cid:2)r das Bundesministerium f(cid:2)r Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
und seit 2009 stellvertretender Referatsleiter im Referat Nachhaltiges Bauen des
Bundesinstituts f(cid:2)r Bau-, Stadt- und Raumforschung im Bundesamt f(cid:2)r Bauwesen
undRaumordnung.
Bauphysik-Kalender2013:NachhaltigkeitundEnergieeffizienz.
HerausgegebenvonNabilA.Fouad
(cid:4)2013Ernst&SohnGmbH&Co.KG.Published2013byErnst&SohnGmbH&Co.KG.
4 A1 NachhaltigesBauen–BeitragdesBauwesenszurNachhaltigkeit
Dr.-Ing.TanjaBrockmann
Bundesinstitutf(cid:2)rBau-,Stadt-undRaumforschung(BBSR)
Straßedes17.Juni112,10623Berlin
Studium des Bauingenieurwesens an der TU Braunschweig mit Auslandsjahr in
Liverpool (UK). Promotion am Institut f(cid:2)r Bauforschung (ibac), RWTH Aachen
(2006). T(cid:3)tigkeit beim Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein und der Gemein-
schaftf(cid:2)r(cid:5)berwachungimBauweseninBerlinvon2006bis2008.Seit2008Refe-
ratsleiterin Bauen und Umwelt beim BBSR mit den Themenschwerpunkten Nach-
haltiges Bauen, Forschung Innovative Baustoffe und Bautechnik, baufachliche
Richtlinien,barrierefreiesBauen,klimaangepasstesBauenundRessourceneffizienz,
Bauprodukte. Seit 2012 Lehrt(cid:3)tigkeit an der Beuth Hochschule Berlin (Umwelt-
ingenieur-Bau,BaustoffeundNachhaltigkeitsaspekte).
Dr.-Ing.OlafBçttcher
Bundesinstitutf(cid:2)rBau-,Stadt-undRaumforschung(BBSR)
Straßedes17.Juni112,10623Berlin
Geb. 1970, Studium der Energietechnik an der TU Berlin, nach dem Diplom 1998
Arbeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Berlin (Hermann-Rietschel-In-
stitut f(cid:2)r Heiz- und Raumlufttechnik, 2003 Promotion), seit 2006 am Institut f(cid:2)r
Erhaltung und Modernisierung von Bauwerken e.V. (IEMB), seit 2009 Leiter des
Referates„EnergieoptimiertesBauen“imBundesinstitutf(cid:2)rBau-,Stadt-undRaum-
forschung. Im November 2008 Bestellung zum Bundes-Energiebeauftragten durch
dasBMVBS.
Inhaltsverzeichnis 5
Inhaltsverzeichnis
1 GrundlagenundInstrumentedes 4.1.2 Wirkungenaufdieglobaleundlokale
NachhaltigenBauensimBundesbau 6 Umwelt 15
1.1 NachhaltigkeitsstrategiederBundesregierung 6 4.1.3 BeurteilungdesRisikopotenzialsf(cid:3)rdie
1.2 Gesch(cid:2)ftsstelleNachhaltigesBauen 6 UmweltmedienGrundwasser,Oberfl(cid:2)chen-
1.3 LeitfadenNachhaltigesBauen 7 wasser,BodenundAußenluft 16
1.3.1 NeufassungdesLeitfadensNachhaltiges 4.1.4 NachhaltigeMaterialgewinnung/Holz 16
Bauen 8 4.1.5 Innenraumhygiene 17
1.3.2 StrukturdesLeitfadens 9 4.1.6 TechnischeMaterialanforderungen 17
4.1.7 (cid:5)konomischeMaterialanforderungen 17
2 BewertungssystemNachhaltigesBauen 4.2 WECOBIS 17
desBundes 10
2.1 Grundlagen 10 5 NachhaltigkeitsindikatorEnergie 19
2.2 Lebenszyklusbetrachtung 11
2.3 Bewertungsmethodik 11 6 MaßnahmenzurpraktischenUmsetzungvon
2.4 WerkzeugeundArbeitshilfen 13 BNBundLeitfadenNachhaltigesBauen 25
6.1 ArbeitundAusbildungdes
3 WeiterentwicklungdesBewertungssystems BNB-Nachhaltigkeitskoordinators 25
NachhaltigesBauen 13 6.2 NetzwerkNachhaltigerBundesbau 26
3.1 EntwicklungweitererSystemvarianten 13 6.3 AktuelleBauprojektemitBNB-Relevanz 26
3.2 Modulef(cid:3)rdieNutzungsphase 13 6.3.1 BNB-Projekte 26
3.3 NachhaltigkeitinWettbewerbsverfahren 13 6.3.2 NachhaltigkeitskoordinierungUmweltbundesamt
Berlin 26
4 Nachhaltigkeitsanforderungenan
zuk(cid:2)nftigeBaustoffe 14 7 Ausblick 28
4.1 RollederBaustoffeimBNB 14
4.1.1 (cid:4)berblick 14 8 Literatur 28
6 A1 NachhaltigesBauen–BeitragdesBauwesenszurNachhaltigkeit
1 Grundlagen und Instrumente des erstmalsquantifizierbareNachhaltigkeitszieledefiniert
Nachhaltigen Bauens im Bundesbau undmethodischeAns(cid:3)tzeentwickelt,diesedurchIndi-
katoren(cid:2)berpr(cid:2)fbarzumachen.IndenfolgendenAk-
1.1 Nachhaltigkeitsstrategieder tionsfeldernkonntenkonkreteHandlungsempfehlungen
Bundesregierung entwickeltwerden:
– zurEnergieeffizienzund-forschung,
Als grçßter çffentlicher Bauherr in Deutschland be- – zurVerminderungderFl(cid:3)cheninanspruchnahme,
kenntsichderBundseitLangemzuseinerVorbildfunk- – gegendieunkontrollierteNutzungnat(cid:2)rlichvorkom-
tionimnachhaltigenundenergieeffizientenBauen.Mit menderRessourcen,
dem umfassend (cid:2)berarbeiteten Leitfaden Nachhaltiges – zur Modernisierung des çffentlichen Beschaffungs-
Bauen[1]unterziehtderBundseineGeb(cid:3)udevonder wesensund
ersten Planung an einer „Nachhaltigkeits(cid:2)berpr(cid:2)fung“ – zur unternehmerischen Verantwortung in einer glo-
unddefiniertMindestanforderungeninderUmsetzung. balisiertenWelt.
MitderverpflichtendenEinf(cid:2)hrungdesLeitfadensf(cid:2)r Der Rat f(cid:2)r Nachhaltige Entwicklung wirkt damit so-
die Bundesbauverwaltung mit Erlass vom M(cid:3)rz 2011 wohlberatendindiePolitikwieauchindiebreite(cid:6)f-
[2]setztdasBundesministeriumf(cid:2)rVerkehr,Bauund fentlichkeit,indemerNachhaltigkeitspolitikvermittelt
Stadtentwicklung (BMVBS) nachhaltiges Bauen in [7].
konkretes Verwaltungshandeln um. Mit dem Erlass Die Bundesregierung hat dar(cid:2)ber hinaus mit dem
vom14.Mai2012[3]sinddieseMindestanforderungen „Staatssekret(cid:3)rsausschuss f(cid:2)r Nachhaltige Entwick-
nunmehrbeiallengroßenNeubaumaßnahmenvonB(cid:2)- lung“ – Green Cabinet – unter Leitung des Chefs des
ro-undVerwaltungsgeb(cid:3)uden,alsomitInvestitionskos- Bundeskanzleramtes ein zentrales Steuerungselement
ten(cid:2)ber2Mio.Euro,dieentsprechendderRichtlinien geschaffen,dessenAufgabeesist,dienationaleNach-
f(cid:2)r die Durchf(cid:2)hrung von Bauaufgaben des Bundes haltigkeitsstrategieumzusetzen,inhaltlichweiterzuent-
(RBBau)[4]als„große“Neu-,Um-undErweiterungs- wickelnundderenUmsetzungregelm(cid:3)ßigzu(cid:2)berpr(cid:2)-
bauten erstellt werden, einzuhalten. Der Nachweis ist fen.Erentwickelteu.a.Empfehlungenf(cid:2)rdenBereich
auf Grundlage des Bewertungssystems Nachhaltiges „Bauen und Wohnen“. Demnach soll „Nachhaltigkeit
BauendesBundes(BNB)zuf(cid:2)hren,dasinAbschn.2 von Geb(cid:3)uden vermehrt (cid:2)ber den gesamten Lebens-
imDetailvorgestelltwird. zyklus–alsovonderRohstoffgewinnung(cid:2)berdieEr-
DasLeitbildderBundesregierunggehtzur(cid:2)ckaufden richtungbiszumR(cid:2)ckbau–durchEinbeziehungçko-
Zukunftsbericht „Our Common Future“ (Brundtland- logischer, çkonomischer wie auch sozialer Aspekte
Report)derUN-Weltkommissionf(cid:2)rUmweltundEnt- transparent,messbarund(cid:2)berpr(cid:2)fbarausgewiesenwer-
wicklung (WCED) aus dem Jahr 1987, der eine all- den–beigleichzeitigerBeachtungdergestalterischen,
gemeing(cid:2)ltige Definition einer nachhaltigen Entwick- st(cid:3)dtebaulichen,technischenundfunktionalenQualit(cid:3)t.
lungbegr(cid:2)ndete.Grundlageist,dassdiese„denBed(cid:2)rf- Die Beurteilung soll sich dabei auf wissenschaftlich
nissen der heutigen Generation entspricht, ohne die anerkannteMethodender(cid:6)kobilanzierungundLebens-
Mçglichkeit zuk(cid:2)nftiger Generationen zu gef(cid:3)hrden, zykluskostenrechnungst(cid:2)tzen“[8].
ihre eigenen Bed(cid:2)rfnisse zu befriedigen“ [5]. Von DasBundesministeriumf(cid:2)rVerkehr,BauundStadtent-
demAnsatzausgehend,entwickeltesichdiegrunds(cid:3)tz- wicklung hat bereits im Dezember 2001 den „Runden
licheForderungnacheinergleichberechtigtenIntegra- TischNachhaltigesBauen“alsGremiumzuseinerUn-
tionsozialer und çkologischer Aspekte, an denen sich terst(cid:2)tzung bei der Umsetzung des Nachhaltigen Bau-
diewirtschaftlicheEntwicklungorientierensollte. enseingerichtet.SeineMitgliedersetzensichausVer-
DamitwardieGrundlagef(cid:2)reinegleichberechtigteBe- treternvonVerb(cid:3)ndenderBauwirtschaft,derIndustrie
trachtung der drei S(cid:3)ulen der Nachhaltigkeit „(cid:6)ko- und der Planer sowie der wesentlichen Bauverwaltun-
logie“, „(cid:6)konomie“ sowie „sozio-kulturelle Aspekte“ gen und der Wissenschaft zusammen. Im Rahmen der
geschaffen, wie sie bereits 2001 im ersten Leitfaden Forschungsinitiative Zukunft Bau wurde der Runde
NachhaltigesBauen[6]zuGrundegelegtwird. Tisch in begleitenden Forschungsvorhaben intensiv
Basierend auf den „Zielen und Rahmenbedingungen wissenschaftlichunterst(cid:2)tzt.DieamRundenTischein-
einernachhaltigenzukunftsvertr(cid:3)glichenEntwicklung“ gerichtetenArbeitsgruppenleistetenindenJahren2007
–formuliertvondervomDeutschenBundestageinge- und2008einenwichtigenBeitragzurEntwicklungso-
setzten Enquete-Kommission „Schutz des Menschen wie Fortschreibung der Kriterien und Berechnungs-
und der Umwelt“ –, setzt die Bundesregierung 2001 methodendesBewertungssystemsNachhaltigesBauen
in Weiterf(cid:2)hrung ihrer nationalen Nachhaltigkeitsstra- und begleiteten die Aktualisierung des Leitfadens
tegieerstmaligden„Ratf(cid:2)rNachhaltigeEntwicklung“ NachhaltigesBauen.
ein.DiesersolleinenkritischenDialogmitdenAkteu-
renausPolitik,WirtschaftundGesellschaftf(cid:2)hrenund
1.2 Gesch(cid:3)ftsstelleNachhaltigesBauen
mit der Formulierung von Zielen und Indikatoren zur
WeiterentwicklungderNachhaltigkeitsstrategiebeitra- ZurfachlichenundorganisatorischenUnterst(cid:2)tzunghat
gen und insbesondere konkrete Handlungsfelder und das BMVBS im Bundesinstitut f(cid:2)r Bau-, Stadt- und
Projekte f(cid:2)r die Umsetzung vorschlagen. So wurden Raumforschung(BBSR)imReferatNachhaltigesBau-
GrundlagenundInstrumentedesNachhaltigenBauensimBundesbau 7
Bild1. InformationsportalNachhaltigesBauenwww.nachhaltigesbauen.de
en die Gesch(cid:3)ftsstelle Nachhaltiges Bauen im Sinne tiges Bauen sowie umfangreiche Datengrundlagen zur
einesKompetenzzentrumsf(cid:2)rFragenzumnachhaltigen Nachhaltigkeitsbewertung. Erg(cid:3)nzt wird dieses Ange-
Bauen eingerichtet. Das Referat ist neben der eigen- bot durch Hinweise zu Forschungsthemen, aktuelle
st(cid:3)ndigenwissenschaftlichenBearbeitungdesThemen- VeranstaltungenunddieDarstellungvongutenBeispie-
feldes Nachhaltiges Bauen u.a. f(cid:2)r die Koordinierung lenf(cid:2)rdasNachhaltigeBauen.
der Forschungsaktivit(cid:3)ten zum Cluster Nachhaltiges AufgrunddesbreitenInformationsspektrumsbildetdie-
BauenundBauqualit(cid:3)timRahmenderForschungsini- ses Portal eine nationale und zuk(cid:2)nftig auch interna-
tiative „Zukunft BAU“ sowie die Politikberatung und tionale Schnittstelle f(cid:2)r alle Akteure des nachhaltigen
Unterst(cid:2)tzunginder(cid:6)ffentlichkeitsarbeitdesBMVBS Bauens (Bauverwaltungen von Bund, L(cid:3)ndern und
verantwortlich. Kommunen,Planer,Bauherren,Zertifiziererundandere
DieGesch(cid:3)ftsstelleNachhaltigesBauenunterst(cid:2)tztdas Interessierte).
BMVBSfachlichundorganisatorisch,insbesonderebei
derUmsetzungundFortschreibungdesBewertungssys-
1.3 LeitfadenNachhaltigesBauen
temsNachhaltigesBauen,aberauchdurchdieVertre-
tunginGremien,dieDurchf(cid:2)hrungvonçffentlichkeits- Bereits 2001 setzte das BMVBS mit den formulierten
wirksamenMaßnahmensowiediePflegedesInforma- Zielen und Anforderungen im ersten Leitfaden Nach-
tionsportals Nachhaltiges Bauen (www.nachhaltiges- haltiges Bauen (s. Abschn.1.1) in der Fachçffentlich-
bauen.de). keitdeutlicheImpulseimSinnedesnachhaltigenBau-
DasInformationsportalb(cid:2)ndeltwesentlicheInformatio- ens.F(cid:2)rdieBundesbauverwaltungwurdederLeitfaden
nen,diezumnachhaltigenBauenerarbeitetwurden.Zu als Arbeitshilfe f(cid:2)r die Planung, das Bauen, die Bau-
denangebotenenInformationenz(cid:3)hlennebenallgemei- unterhaltung,denBetriebunddieNutzungvonLiegen-
nen Erl(cid:3)uterungen und Hinweisen zum nachhaltigen schaftenundGeb(cid:3)udeneingef(cid:2)hrt.Miteiner(cid:2)berwie-
Bauen insbesondere die Leitf(cid:3)den und Arbeitshilfen gendqualitativenBeschreibungderAnforderungener-
desBundes,AngabenzumBewertungssystemNachhal- f(cid:2)llte der Leitfaden seine Aufgabe als Planungshilfe