Umweltwirkungen von Wärmeübergabesystemen in Gebäuden

Eine Herausforderung bei der ökologischen Bewertung von Wärmeübergabesystemen ist, dass energetische Vorteile von vielen verschiedenen technischen und bauphysikalischen Faktoren abhängen, deswegen nicht direkt erkennbar und in Umweltproduktdeklarationen (EPDs) häufig nicht enthalten sind. So können Kund*innen, Architekt*innen und Fachplaner*innen nur schwer ganzheitliche Aussagen über den Lebenszyklus (Herstellung, Nutzung und Lebensende) von Übergabesystemen treffen. Weil die Erstellung umfangreicher Ökobilanzstudien teuer und zeitaufwändig ist, werden Lösungen zur ersten, schnellen Abschätzung benötigt. Im Rahmen eines Exploring Projects im S-TEC Zentrum für Klimaneutrale Produktion und Ganzheitliche Bilanzierung (ZKP) wurde in Kooperation mit HAUFE Deckensysteme GmbH ein Berechnungstool entwickelt, das potenzielle Umweltwirkungen verschiedener Systeme über den gesamten Lebenszyklus visualisiert. Es werden gebäudespezifische Daten (Heizlast, Kühllast, Nutzenergie Heizen und Nutzenergie Kühlen) erfasst und verarbeitet, um ein erstes Ökobilanzergebnis zu erhalten. Vorteile und Belastungen der einzelnen Lebenszyklusphasen werden dargestellt, um die Auswirkungen und das Verhältnis sichtbar zu machen. So werden Vorteile durch Energieeffizienz als Ergänzung zu EPD Daten (i.d.R. Herstellung und Lebensende) visualisiert und können im Entscheidungsprozess berücksichtigt werden.

Der Lebenszyklus von Bauprodukten und Gebäuden wird üblicherweise in verschiedene Phasen bzw. Module eingeteilt. Diese umfassen den gesamten Lebenszyklus und sind in der folgenden Grafik dargestellt.

Im Dashboard wird der Lebenszyklus (Phasen A-D) des Wärmeerzeugers und des Übergabesystems, also von der Herstellung bis zur Entsorgung oder Recycling. Hierbei ist besonders zu beachten, dass die Bilanzierung ohne die sonstigen Bauteile des Raumes, wie zum Beispiel Wände und thermisch nicht aktive Decken erfolgt.

Die Grundlage für die Dimensionierung der Systeme auf Basis der eingegebenen Größen stellen technische Dokumentationen verschiedener typischer Produkte in den Kategorien dar. Sie enthalten detaillierte Informationen über die technischen Spezifikationen und Leistungen unter bestimmten Randbedingungen. Die Umweltwirkungen werden auf Basis von Ökobaudat Datensätzen und Umweltproduktdeklarationen ermittelt und anhand der eingegebenen Randbedingungen skaliert.

Durch die Eingabe von Heizlast, Kühllast, Nutzenergie für Heizen und Nutzenergie für Kühlen werden die Umweltwirkungen für verschiedene Übergabesysteme über den Lebenszyklus berechnet und dargestellt. So können die Ergebnisse von Deckensystemen aus Aluminiumlamellen, Fußbodenheizung sowie Heizkörper in Kombination mit Split-Kühlgeräten anschaulich verglichen werden. Die Eingaben sind zur Skalierung der Daten erforderlich und ermöglichen die individuelle Betrachtung für einen bestimmten Fall. Die Ergebnisse werden für verschiedene Indikatoren (z.B. Global Warming Potential oder Ressourcenverbrauch) berechnet, die ausgewählt werden können. Mehr Informationen zu den Wirkungskategorien finden Sie hier.

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Durch ihre Nachhaltigkeitspotenziale adressieren energieeffiziente Übergabesysteme direkt oder indirekt folgende Ziele für eine nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals – SDGs). Dieser Bezug basiert auf einer qualitativen Zuordnung der Autor*innen und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

United Nations Sustainable Development – 17 Goals to Transform Our World

Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP als nicht-selbständige Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. unterstützt die Sustainable Development Goals.