BEWOOpt - Ökologisch und ökonomisch optimierte serielle Typenhäuser

Abstract

The aim of the research project is to develop implementation strategies for the realization of ecologically and economically optimized serial type houses for affordable housing. Existing obstacles in regard to the realization of cost-effective and ecological buildings in affordable housing will be identified and suitable measures will be developed. The results will be processed and systematized in such a way, that they can be applied to other housing projects and buildings.

Full text

INNOVATION
Bayerischer Bauindustrieverband e. V.
BEWOOpt
Ökologisch und ökonomisch optimierte
serielle Typenhäuser

DER BAYERISCHE BAUINDUSTRIEVERBAND E.V.
Wirtschaftsverband
Tarifpartner
Bildungsträger
Informationen für den Bau
Der Bayerische Bauindustrieverband ist mit all seinen Leis-
tungen seinen Mitgliedern verpflichtet. Dazu gehören eine
umfassende Information und Beratung der Mitgliedsfirmen
in politischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Fragen, die
Sicherung branchenspezifischer Aus- und Weiterbildung, die
Verhandlung von Tarifverträgen, die Schaffung einer Platt-
form zum Erfahrungsaustausch zwischen den Unternehmen
der Bauindustrie und die Förderung von Innova tionen in For-
schung und Entwicklung.

INNOVATION
Bayerischer Bauindustrieverband e. V.
BEWOOpt

Bauindustrie Bayern | Innovation 4
Inhalt
Inhalt ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4
Vorwort ������������������������������������������������������������������������������������������������������5
Abkürzungsverzeichnis und verwendete Einheiten ................................................................ 6
Zusammenfassung �����������������������������������������������������������������������������������7
Einführung ����������������������������������������������������������������������������������������������� 8
Projekt und Gebäudevorstellung ��������������������������������������������������������� 9
2.1. Ziel des Forschungsprojekts .................................................................................................... 9
2.2. Beschreibung des Fallbeispiels ............................................................................................ 10
2.3. Baukonstruktion .............................................................................................................................11
2.4. Technische Gebäudeausrüstung .........................................................................................13
Methodisches Vorgehen �����������������������������������������������������������������������14
3.1. Grundlagen ......................................................................................................................................14
3.2. Lebenszyklusanalyse ..................................................................................................................16
3.3. Thermische Gebäudesimulation .......................................................................................... 17
3.4. Umweltfolgekosten ..................................................................................................................... 17
3.5. Ökologischer Flächenbedarf .................................................................................................18
Ergebnisse ���������������������������������������������������������������������������������������������� 20
4.1. Ökobilanzierung der Ausführungsvarianten ................................................................20
4.2. Ökobilanzierung der parametrischen Optimierung ..................................................22
4.3. Anrechnung von erneuerbar erzeugtem Strom ..........................................................24
4.4. Ökologischer Flächenbedarf ................................................................................................25
4.5. Einordnung der Ergebnisse anhand der Umweltfolgekosten .............................26
Zusammenfassung und Ausblick ���������������������������������������������������������27
Tabellenverzeichnis ������������������������������������������������������������������������������ 28
Abbildungsverzeichnis ������������������������������������������������������������������������ 28
Literaturverzeichnis ����������������������������������������������������������������������������� 29

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 5
Vorwort
Der wachsende Bedarf an Wohn- und Arbeitsraum ist insbesondere in den
bayerischen Städten und Metropolregionen besonders hoch. Zusammen mit
dem steigenden Bewusstsein für eine nachhaltige gesellschaf tspolitische Ent-
wicklung ergeben sich neue und spannende Herausforderungen im Themen-
komplex der nachhaltigen Entwicklung im Baugewerbe. Um diese Herausfor-
derungen zu meistern bedarf es einer interdisziplinären und eng verzahnten
Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Baupraxis. Dazu werden wissen-
schaftlich ausgearbeitete, Methoden in die Baupraxis übertragen und bereits
in der Planung von Sanierungs- und Neubauvorhaben diskutiert und umge-
setzt. Dabei ist der lebenszyklusbasierte Bewer tungsansatz zentrales Element
der Entwicklung und Erarbeitung der genannten Methoden, die von der Ana-
lyse der Umweltfolgekosten bis zur lebenszyklusbasierten ökologischen Ana-
lyse von Gebäuden reicht.
Praxistaugliche und umsetzbare Strategien werden für die Realisierung der
nachhaltigen Entwicklung im Baugewerbe erarbeitet und deren Anwendung
an konkreten Fallbeispielen präsentiert. Bauherren, Städte und Kommunen
werden für den Umgang mit dem Themenkomplex der nachhaltigen Entwick-
lung sensibilisiert und bekommen zudem konkrete Strategien zu dessen
Umsetzung an die Hand.
Im Rahmen des Forschungsprojekts „BE WOOpt“ wurden in Kooperation zwi-
schen dem Lehrstuhl für en ergieezientes und nachhaltiges Planen und Bauen
der Technischen Universität München, der wbg Nürnberg GmbH, der Ferdi-
nand Tausendpfund GmbH und die Stiftung Bayerisches Baugewerbe, Umset-
zungsstrategien zur Realisierung von ökologisch optimierten seriellen Typen-
häusern für den bezahlbaren Wohnungsbau entwickelt.

Bauindustrie Bayern | Innovation 6
Abkürzungsverzeichnis und verwendete Einheiten
AP Versauerungspotenzial (en: Acidicationpotential)
EG Erdgeschoss
ELD Ökologischer Flächenbedarf (en: Ecological Land Demand)
ENPB Lehrstu hl für energieez ientes und nachhalt iges Planen und Bau en
EoL End of Life
EP Eutrophierungspotenzial (en: Eutrphicationpotential)
GWP Gl obal Warming Potential
HJ Hookes-Jeeves
LCA Life Cycle A ssessment
NGF Nettogrundfläche
PV Photovoltaik
ST Solarthermie
TGA Technische Gebäudeausrüstung
TUM Technische Universität M ünchen
U-Wert Wärmedurchgangskoezient

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 7
Zusammenfassung
Das Forschungsprojekt „ BEWOOpt“ hat zum Ziel, in Zusammenarbeit z wischen
dem Lehrstuhl für energieezientes und nachhaltiges Planen und Bauen der
Technischen Universität München, der wbg Nürnberg, der Ferdinand Tau-
sendpfund GmbH und der Stiftung Bayerisches Baugewerbe, ökologisch und
ökonomisch optimierte Typenhäuser mit hohem Serienfaktor zu entwickeln.
Im Rahmen des Projektes werden verschiedene Bauweisen hinsichtlich ihrer
lebenszyklusbasierten energetischen, ökonomischen und ökologischen
Potentiale für den bezahlbaren Wohnungsbau verglichen und bewertet. Ana-
lysiert werden dabei zwei verschiedene Baukonstruktionsarten (Massivbau-
arten und eine Holz-Hybrid-Konstruktion). Darüber hinaus werden verschie-
dene mögliche Energieerzeugungsarten sowie Wärmeübergabesysteme der
technischen Gebäudeausrüstung (TGA) und die Flächeneffizienz unter
Berücksichtigung der Bauteildimensionierungen untersucht.
Dabei werden anhand von energetischen und ökologischen Lebenszyklus-
analysen (LCA) und Umweltfolgekosten (Emissionskosten) Einsparpotenziale
für die zu entwickelnden Typenhäuser analysiert und identiziert. Hieraus lei-
ten sich Konzepte zur Entwicklung und Realisierung ökologischer und ökono-
mischer serieller Typenhäuser für den geförderten Wohnungsbau ab.
Die Projektergebnisse sind in diesem Bericht zusammengefasst und veran-
schaulicht. Die Ergebnisse dienen zum einen dazu, praxistaugliche und
umsetzbare Strategien zur Planung und Realisierung der untersuchten Typen-
häuser aufzuzeigen. Zum anderen können die Ergebnisse als Entscheidungs-
unterstützung für Handlungsempfehlungen für vergleichbare Praxis- und
Forschungsprojekte herangezogen werden.

Bauindustrie Bayern | Innovation 8
Einführung
Der Klima- und Umweltschutz stellen einer der größten Herausforderungen
der heutigen und zukünftigen Generation dar.
In Bezug auf den Klimawandel und den sich daraus ergebenden Herausfor-
derungen für unsere Gesellschaft spielt die Bauindustrie durch ihren hohen
Ressourcenverbrauch weltweit eine wichtige Schlüsselrolle beim Klimaschutz.
Rund 35 % des Endenergiebedarfs und 38 % der CO-Emissionen entfallen
auf den Gebäudesektor .
Darüber hinaus ist der Umweltschutz ebenso bedeutend, da dabei funktio-
nierende Ökosysteme geschützt werden, die eine wesentliche Grundlage für
das Überleben der Menschheit darstellen. Hinsichtlich der Funktion von Öko-
systemen und dem Erhalt der Biodiversität stellen Luftschadstoen ein großes
Risiko dar. Durch einen übermäßigen Eintrag von Luftschadstoen können
Ökosystemen destabilisiert und damit anfälliger gegenüber Klimaänderungen
werden. 
In Deutschland begegnet man im Bausektor diesen Herausforderung bei-
spielsweise mit dem im November 2020 eingeführten Gebäudeenergiegesetz
(GEG) . Im Rahmen des GEG sind bau- und anlagentechnische Anforderun-
gen in Bezug auf den energieezienten Gebäudebetrieb beschrieben. De-
niert sind dabei konkrete Anforderungen sowohl an die thermische Gebäu-
dehülle und die einzuhaltenden Wärmedurchgangskoezienten (U-Wert) als
auch an den jährlichen Primärenergiebedarf. Im Zuge von Novellierungen
verschärfen sich die Anforderungen stetig, was zu höheren Dämmstandards,
d.h. einem erhöhten Einsatz an Wärmedämmung führt. Dadurch sinkt zwar
der Energiebedarf während der Nutzungsphase des Gebäudes, jedoch stei-
gen, bedingt durch den erhöhten Materialeinsatz, der Energiebedarf und die
Umweltwirkungen für die Herstellung der Materialen, deren Instandhaltung
und Austausch sowie deren Entsorgung. Dieser Energiebedar f und die daraus
resultierenden Emissionen werden als „Graue Energie“ und „Graue Emissio-
nen“ deklariert. Die Analyse und Bewertung der Grauen Energie und Emissi-
onen werden allerdings weder im GEG, noch in einer anderen, baurechtlich
bindenden Verordnung und Richtlinie, in Deutschland berücksichtigt. Um den
Ressourcenverbrauch sowie die K lima- und Umweltauswirkungen des Gebäu-
desektors senken zu können, wird es zukünftig erforderlich sein, Gebäude
lebenszyklusorientiert zu betrachten, zu analysieren, zu bewerten und vor
allem zu optimieren.
Neben dem Erfordernis, den energetischen und stolichen Ressourcenbedarf
von Gebäuden über deren Lebenszyklus hinweg ökologisch zu bewerten,
bedarf es gleichzeitig einer ökomischen B ewertung. Denn ökologisch sinnvolle
Maßnahmen lassen sich nur dann eektiv einsetzen bzw. in der Praxis umset-
zen, wenn diese ökonomisch tragbar sind. Dieses Argument fällt speziell beim
seriellen, sozialen Wohnungsbau auf kommunaler Ebene ins Gewicht. Auf-
grund dessen nimmt das hier beschriebene Projekt die Schnitt stelle zwischen
ökologischen und ökonomischen Fragestellungen in den Fokus.
I�

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 9
II� Projekt und
Gebäudevorstellung
2.1. Ziel des Forschungsprojekts
Ziel des Forschungsprojekts ist es, Umsetzungsstrategien zur Realisierung
von ökologisch und ökonomisch optimierten seriellen Typenhäusern für den
bezahlbaren Wohnungsbau zu analysieren und zu entwickeln. Bisherige
Umsetzungshemmnisse hin zu kostengünstigen und ökologischen Gebäuden
im bezahlbaren Wohnungsbau werden identiziert und geeignete Maßnah-
men ausgearbeitet. Die Ergebnisse werden so aufbereitet und systematisiert,
dass diese auf andere Wohnbauprojek te bzw. -gebäude angewendet werden
können.
Im Rahmen des Forschungsprojekts wird ein lebenszyklusbasierter Bewer-
tungsansatz zur Analyse der ökologischen und ökonomischen Eigenschaften
der Typenhäuser angewendet. Nur durch die Nutzung von Synergieeekten
zwischen der Ökologie und Ökonomie kann die Bereitstellung von bezahlba-
rem und nachhaltigen Wohnraum realisiert werden.
Es werden daher, in Zusammenarbeit mit der Baupraxis (Wohnungsbauge-
sellschaft aus Nürnberg sowie Bauindustrieunternehmen aus Regensburg)
ökologisch und ökonomisch optimierte Typenhäuser mit hohem Serienfaktor
entwickelt. Im Rahmen des Projektes werden verschiedene Bauweisen hin-
sichtlich ihrer lebenszyklusbasierten ökonomischen und ökologischen Poten-
ziale für den bezahlen Wohnungsbau verglichen und bewertet. Analysiert
werden dabei zwei verschiedene Baukonstruktionsarten (Kalksandstein und
Holz-Hybrid-Konstruktion). Darüber hinaus werden verschiedene mögliche
Energieerzeugungsarten sowie Wärmeübergabesysteme der technischen
Gebäudeausrüstung (TGA) untersucht.
Zur ganzheitlichen Bewertung der ökologischen Aspekte eines Gebäudes ist
ein lebenszyklusbasierter Ansatz notwendig, bei dem alle relevanten Inputs
und Outputs hinsichtlich der Umweltfolgekosten und des Energie- und Res-
sourcenverbrauchs ermittelt werden. Basierend auf den Projektergebnissen
werden Optimierungspotentiale für die Typenhäuser entwickelt, um unabhän-
gig von Förderinstrumenten nachhaltige Bauprojekte umsetzen zu können.
Zudem bieten die Projektergebnisse eine Grundlage zur Diskussion mit Ent-
scheidungsträgern bezüglich der Bezuschussung, bzw. Subventionierung des
seriellen lebenszyklusbasierten ökologischen und nachhaltigen Bauens.
Hinsichtlich der Forschungsschwerpunkte werden folgende Ziele deniert:
Darstellung und Aufbereitung der optimierten energetischen und ökologi-
schen Potenziale für den geförderten Wohnungsbau.
Darstellung der ökologischen Potenziale.
Datenaufbereitung und Variantenstudie der zu untersuchenden Typenhäu-
ser hinsichtlich der Lebenszyklusanalyse und den Umweltfolgekosten.
Datenaufbereitung und Variantenstudie zu den zu untersuchenden mögli-
chen Kongurationen der Baukonstruktion und technischen Gebäudeaus-
rüstung.

Bauindustrie Bayern | Innovation 10
2.2. Beschreibung des Fallbeispiels
Bei dem Fallbeispiel handelt es sich um ein Wohngebäude, das als Typenhaus
für den geförderten Wohnungsbau entwickelt und geplant wurde. Das Typen-
haus kennzeichnet sich durch vordenierte und geplante Wohn- und Bauele-
mente. Dies hat den Vorteil, dass das Gebäude individualisiert werden kann,
aber dennoch die Planungsabstimmungen deutlich reduziert sind. Des Wei-
teren führt die Elementbauweise dazu, dass die Bauzeit verkür zt und die Aus-
führungsqualität erhöht wird. Der wesentliche Vorteil der Bauzeitverkürzung
besteht darin, dass eine jahreszeitunabhängigere Umsetzung des Gebäudes
ermöglicht wird.
Darüber hinaus unterliegt die Entwicklung der Typenhäuser den Anforderun-
gen des Bayerischen Staatsministeriums für Wohnen, Bau und Verkehr, welche
eine Baukostenobergrenze von 2.250 € pro m Wohnfläche (für die Kosten-
gruppen 300 und 400 nach DIN 276 ) angibt .
Das Gebäude ist nicht unterkellert, weswegen die Bodenplatte, die Außen-
wände sowie das Dach die thermische Gebäudehülle bilden. Im Gebäude
selbst werden alle Zonen, als auf normale Temperaturen beheizte Bereiche
angesehen.
PLANNR./ INDEX:
wbg Nürnberg GmbH Glogauerstr. 70
Immobilienunternehmen 90473 Nürnberg
Datum/Unterschrift
geä.
MaßstabPlan - Nr.
Planbezeichnung
Datum/Unterschrift
gez.
Änderungen/Ergänzungen
Planer
Projekt - Nr.Projekt:
GRABOW+HOFMANN Architektenpartnerschaft BDA
Hans-Fallada-Straße 1+3, 90471 Nürnberg
E-mail: architekten@grabow-hofmann.de
Tel. 0911/99814-0, Fax. 0911/99814-14
1603
TYP 2016
Entwicklung von Typenhäusern im Geschosswohnungsbau
Alle Maße sind vor Baubeginn eigenverantwortlich zu prüfen!
Besondere Hinweise:
Alle Werkpläne sind nur in Verbindung mit den statischen Ausführungsunterlagen gültig.
Bei Nicht-Übereinstimmung ist der Architekt oder die Arch.-BL unverzüglich zu informieren.
Für alle Bohrungen und Durchbrüche, die nicht in diesem Plan enthalten sind, ist grundsätzlich
a
01
001
Änderungsmarkierung mit Index
Verweis auf Detailzeichnungen
Oberkante Fertigboden
Oberkante Rohboden
Unterkante Fertigdecke
Unterkante Rohdecke
Rohbaukante fertige Oberfläche
OKFB
OKRB
UKFD
UKRD
Grundriss - Höhenkoten
OK FFB
OK RFB
UK RD
UK AD
Wärmedämmung hart
Wärmedämmung weich
- Alle Höhenangaben (Absolutmaße) beziehen sich auf OKFB
- Alle Türhöhen beziehen sich auf OKFB (bei Türanschlägen auf die jeweils höherliegende OKFB)
- Absolute Brüstungshöhen (BRH) beziehen sich auf OKFB bis OK Fertigbrüstung
- Vor dem Betonieren der Deckenaussparungen für die Aufzüge
muss die Durchgängigkeit über alle Geschosse gewährleistet sein!
- Alle Sichtbetonkanten gem. LV / Angabe Schalpläne
Holz Außenwand
Holz Wohnungs-
trennwand
Planzeichen und Hinweise
H
L
Heizung
Lüftung
ElektroE
B Blitzschutz
MSR Meß-Steuer-Regeltechnik
S Sanitär
Fundamentdurchbruch
Wanddurchbruch
Bodendurchbruch
Deckendurchbruch
Unterzugsdurchbruch
Bodenschlitz
FD
WD
BD
DD
UZD
BS
Halbschale Holz Akustik
Anstrich
Fliesen
Gipskarton
Halbschale
Halbschale Holz
Holz
Metall-Glas-Wand
Naßputz
Sichtbeton
Thermohaut
Trockenputz
Spachteln + Streichen
Brüstungshöhe
Fundament
Oberkante
Unterkante
Vorderkante
Sturz
Überzug
Unterzug
Fussbodenheizung
abgehängte Decke
BRH
FU
OK
UK
VK
ST
UEZ
UZ
FBH
AD
HHSA
A
F
GK
HS
HHS
H
MG
NP
SB
TH
TP
SP Einscheibensicherheitsglas
Teilvorgespanntes Glas
Verbundsicherheitsglas
Feuerschutzklappe
Löschwassereinspeisung
Löschwasserentnahme
Rauch-Wärme-Abzug
Rauchmelder
Wandhydrant
Bauart einer Brandwand
RD
ST
RRT
DVS
RS
T30
T60
T90
F90
NA
NST
ESG
TVG
VSG
FSK
LWE
LWA
RWA
RM
WH
BWEW
Tür dicht
Stahlblechtüre
Rohrrahmentüre mit Verglasung
Tür dicht, vollwandig selbstschließend
Tür rauchdicht, selbstschließend
Feuerhemmende Türe
Hochfeuerhemmende Türe
Feuerbeständige Türe
feuerbeständig
Notausgang
Notausstieg
Stahlbeton
STB Fertigteil
Estrich
STB Halbfertigteil
Wand tragend
Trockenbauwand
auf Rohboden
GIS Wand
WA Wandaussparung
Wandnische
Fussbodenaussparung
WN
FA
KB Kernbohrung
Fugenblech
E-Kanal luftd. / Steckdose / Antenne / Telefon
IND. DATUM GEZ. BEMERKUNG
AD BC
Vordach
DF
3DF
2
DF
30
DF
20
DF
21
DF
01
DF
01.1
DF
5.1
DF
5DF
24 DF
24
DF
23
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commodo ligula e get do lor. Aen ean
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2.50
5
39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
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502.33
50
2.33
50
2.33
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5
2.43
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39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
-0.20
5
-0.02
+2.30
+2.42
5
+2.42
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+2.69
5
+2.83 +2.83
+3.75
+5.13
+5.25
5
+5.25
5
+5.52
5
+5.66 +5.66
+6.58
+7.96
+8.08
5
+8.08
5
+8.35
5
+8.49
+8.49
+9.41
+10.79
+10.91
5
+10.91
5
+11.33
5
+11.33
5
+11.64
5
+11.64
5
-0.20
5
+2.30
+2.80
+5.13
+5.63
+7.96
+8.46
+10.79
11.66
5
2
2.42
5
40
5
2.42
5
40
5
2.42
5
40
5
2.42
5
39
3
31
35
20
5
2.43
5
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2.43
5
39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
26
-0.20
5
±0.00
+2.43
5
+2.69
5
+2.83
+5.26
5
+5.52
5
+5.66
+8.09
5
+8.35
5
+8.49
+10.92
5
20
5
2.51
5
31
5
2.51
5
31
5
2.51
5
31
5
2.53
5
16
8.53
5
4.6813.04
32
1
DF
5
DF
30
DF
17 DF
4
DF
01 DF
01.1
11.66
5
35 20
5
2.43
5
39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
39
5
2.43
5
26
-0.20
5
±0.00
+2.43
5
+2.69
5
+2.83
+5.26
5
+5.52
5
+5.66
+8.09
5
+8.35
5
+8.49
+10.92
5
-0.20
5
-0.02
+2.30 +2.42
5
+2.42
5
+2.42
5
+2.69
5
+2.83+2.83 +2.83
+3.75 +3.75
+5.13 +5.25
5
+5.25
5
+5.25
5
+5.52
5
+5.66+5.66 +5.66
+6.58 +6.58
+7.96 +8.08
5
+8.08
5
+8.08
5
+8.35
5
+8.49 +8.49 +8.49
+9.41 +9.41
+10.79 +10.91
5
+10.91
5
+11.33
5
+11.64
5
6.16
5
5.79
22.42
5
40
5
92 1.50
5
40
5
92 1.50
5
40
5
92 1.50
5
42
22.42
5
40
5
2.42
5
40
5
2.42
5
40
5
2.42
5
39 331
H/B = 700 / 900 (0.63m²) Allplan 2015
1:50
sk
TYP 1b ANSICHT SÜD+WEST 1.21
30.03.2017
12.06.2017
--
TYP 1b Ansicht Süd + West
ANSICHT SÜD
ANSICHT WEST
Abbildu ng 1 Darstellung d es Typenha uses
Für das vorliegende Bauvorhaben wurden folgende relevante Bezugsgrößen
aus dem Nachweis gemäß Gebäudeenergiegesetz entnommen :
Fläche der thermischen Gebäudehülle: A = 1.605 m
Bruttovolumen: Ve = 3.836 m
Luftvolumen: V = 3.299 m
Nettogrundfläche: ANGF = 1.228 m
Fensterflächenanteil: ca. 29 %
A/Ve-Verhältnis: A/Ve = 0,42 m-1

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 11
2.3. Baukonstruktion
Das Typenhaus wird in zwei grundlegenden Ausführungen untersucht. Hier zu
zählt eine Massivbauweise aus Kalk-Sandstein und eine Holz-Hybrid-Variante.
Die charakteristischen Eigenschaften der Baukonstruktion beider Varianten
sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 Beschreibung der baukonstruktiven Eigenschaften
Massivbauweise Holz-Hybrid
Außenwand Tragkonstruktion aus Kalk-Sand-
stein mit außenliegendem
Wärmedämmverbundsystem
(EPS)
Vorgefertigte Holzelemente
mit zwischenliegender
Wärmedämmung (MW)
10 mm Innenputz Beplankung mit Gipskarton
180 mm Kalk-San dstein OSB-Platte
175 mm Wärmedämmverbund-
system
200 mm Holz ständer mit
Gefachdämmung aus
Mineralwolle
10 mm Außenputz Außenseitige Bekleidung
Außenputz
U = 0,18 W/mK U = 0,16 W/mK
Bodenplatte Oberseitig gedämmte Stahlbe-
tonbodenplatte mit schwimmen-
dem Estrich
Oberseitig gedämmte Stahlbe-
tonbodenplatte mit schwimmen-
dem Estrich
65 mm Zementestrich 65 mm Zementestrich
20 mm Trittschalldämmung
(EPS)
30 mm Trittschalldämmung
(EPS)
100 mm Wärme dämmung (EPS) 50 mm Wärmedämmung (EPS)
250 mm Stahlbetonbodenplatte 250 mm Stahlbetonbodenplatte
100 mm Wärme dämmung (XPS)
U = 0,28 W/mK U = 0,28 W/mK
Dach Stahlbetondecke mit eine m
Warmdachaufbau und einer
extensiven Begrünung
Holz-Beton-Verbunddecke mit
einem Warmdachaufbau und
einer extensiven Begrünung
Gründachaufbau Gründachaufbau
Abdichtung Abdichtung
280 mm Wärmedämmung 260 mm Wärmedämmung
Dampfsperre Dampfsperre
220 mm Stahlbetondecke 200 mm Beton
100 mm Brettschichtholz
U = 0,14 W/mK U = 0,13 W/mK
Geschoss-
decken
Stahlbetondecken mit schwim-
mendem E strich mit druckfester
Wärmedämmung aus EPS
Holz-Beton-Verbunddecken mit
schwimmendem Estrich mit
druckfester Wärmedämmung
aus MW
65 mm Zementestrich 65 mm Zementestrich

Bauindustrie Bayern | Innovation 12
Tabelle 1 Beschreibung der baukonstruktiven Eigenschaften
Massivbauweise Holz-Hybrid
30 mm Trittschalldämmung
(EPS)
40 mm Trittschalldämmung
(MW)
50 mm Wärmedämmung (EPS) 140 mm Beton
220 mm Stahlbetonbodenplatte 80 mm Brettschichtholz
Fenster Zweifach-Isolierverglasung mit
einem thermische getrennten
Rahmenprol aus Kunststo.
Zweifach-Isolierverglasung mit
einem thermische getrennten
Rahmenprol aus Holz.
Uw = 1,3 W/mK Uw = 1,3 W/mK
Gesamtenergiedurchlassgrad:
g = 0,60
Gesamtenergiedurchlassgrad:
g = 0,60
Innenwand
(massiv)
Massivwand aus Kalk-Sandstein Massivwand aus Stahlbeton
10 mm Innenputz 10 mm Innenputz
240 mm Kalk-Sandstein 250 mm Stahlbeton
10 mm Innenputz 10 mm Innenputz
Innenwand
(leicht)
Leichte Innenwände aus
GK-Ständerwänden
Systemwand aus Holz-Ständer-
werk
2 x 18 mm Gipskartonplatten 2 x 18 mm Gipskartonplatten
100 mm Metallständerwerk mit
Mineralfasereinlage
120 mm Holz-Ständerwerk mit
Mineralwolleeinlage
Mineralfasereinlage Mineralwolleeinlage
20 mm Trennfuge
120 mm Holz-Ständerwerk mit
Mineralwolleeinlage
2 x 18 mm Gipskartonplatten 2 x 18 mm Gipskartonplatten

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 13
2.4. Technische Gebäudeausrüstung
Das Ziel der eingesetzten Technischen Gebäudeausrüstung ist es den Ener-
giebedarf so gering wie möglich zu halten. Die energetische Versorgung wird
dabei über die Fernwärme der N-ERGIE AG Nürnberg realisiert, wobei die
Fernwärme zum einen aus einer erdgasgefeuerten Gas-und-Dampfturbinen-
Anlage sowie einem Biomasse-Heizkraftwerk (BMHKW) erzeugt wird. Die
Wärmeübergabe im Gebäude erfolgt über eine Fußbodenheizung. Das Lüf-
tungssystem besteht aus einer dezentralen mechanischen Belüftung in den
Sanitärräumen. Die Nachströmung erfolgt über Außenluftdurchlässe in den
Wohnräumen.
Im Folgenden ist die eingesetzte Anlagentechnik zusammengefasst:
Heizung / Kühlung
Heizungsanlage: Fernwärme der N-ERGIE AG Nürnberg
Primärenergiefaktor: fp = 0,00
Emissionswert: 0,0 kg CO-Äq./kWh
Wärmeübergabe: Fußbodenheizung,
Systemtemperaturen 45 °C / 35 °C
Speicher: Volumen 900 l
Warmwasser
Versorgung: Elektro-Durchlauferhitzer
Lüftung
System: Abluft in den Sanitärräumen

Bauindustrie Bayern | Innovation 14
Methodisches Vorgehen
3.1. Grundlagen
Um konkrete Umsetzungsstrategien für die Optimierung der Typenhäuser zu
entwickeln und darzustellen, wird ein lebenszyklusbasierter und multikriteri-
eller Ansatz ver wendet. Dargestellt ist dieser Ansatz in Abbildung 2. Aufgebaut
wird auf dem bestehenden architektonischen Entwurf eines ausgewählten
Typenhauses, siehe Kapitel 2.2.
Der multikriterielle Bewertungsansatz besteht aus den Komponenten Klima-
schutz, Umweltschutz und den Umweltkosten (siehe Tabelle 2). Grundlage für
diesen Bewertungsansatz sind Lebenszyklusanalysen (LCA) mit denen der
Einsatz stolicher und energetischer Ressourcen und deren Umweltwirkungen
ermittelt werden können.
Der Klimaschutz wird dabei anhand der ermittelten Treibhausgasemissionen
(THG) in kg CO-Äq. bewertet. Darauf aufbauend wird der Umweltschutz
anhand des ökologischen Flächenbedarfs bewertet. Der ökologische Flächen-
bedarf (en: Ecological Land Demand - ELD) stellt eine Methode zur Ermittlung
der beanspruchten natürlichen Ökosystemen wie beispielsweise Wälder und
natürliches Grünland dar . Innerhalb dieser Methode können die Umweltin-
dikatoren Treibhauspotenzial (GWP in kg CO-Äq.), Versauerungspotenzial
(AP in kg SO-Äq.) und Eutrophierungspotenzial (EP in Phosphat-Äq.) bewer-
tet werden.
Darüber hinaus werden basierend auf den THG die resultierenden Umwelt-
kosten ermittelt. Umweltkosten stellen diejenigen Kosten dar, die aufgrund
von Umweltschäden und dem Klimawandel entstehen und bisher durch die
Gesellschaft getragen werden. Für die Berechnung der Umweltkosten werden
verschiedenste Kostensätze verwendet. Ein Beispiel hierfür ist der Mindest-
kostensatz gemäß dem Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung.
Die Kosten für eine Tonne CO wurden für das Jahr 2021 mit 25 €/t CO ange-
setzt und steigen gemäß Koalitionsver trag bis zum Jahr 2026 auf maximal mit
60 €/t CO . Über diese eher konservative Besteuerung der Umweltkosten
hinausgehend, gibt das Umweltbundesamt höhere Kostensätze an. In der
Methodenkonvention 3.0 ist ein Kostensatz von 195 €/t CO-Äq. deniert. Bei
diesem Kostensatz ist eine höhere Gewichtung des Wohlergehens heutiger
gegenüber zukünftigen Generationen festgelegt. Bei gleicher Gewichtung
zwischen heutiger und zukünftiger Generation wird ein Kostensatz von 680
€/t CO-Äq. vorgeschlagen 11.
Tabelle 2 Bewertungskriterien mit den jeweiligen Parametern
Kriterium Parameter
Klimaschutz THG in kg CO-Äq.
Umweltschutz Ökologischer Flächenbedarf
Umweltkosten €/t CO
Das methodische Vorgehen zur Ermittlung der betrachteten Komponenten
ist in folgender Abbildung 2 dargestellt.
III�

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 15
Ausführung
Basisvariante
GEG Lebenszykluskosten €
CO2Umweltfolgekosten
Ökobilanz
Parametrische Optimierung
Wirkung auf Ökosysteme
Stoffliche und energetische Ressourcen
€
Abbildung 2 Schematische Darstellung des methodischen Vorgehens
Ausgehend von den Ausführungsvarianten wird im ersten Schritt eine Basis-
variante deniert. Die Basisvariante dient dabei als Grundlage zur Bewertung
und Vergleich anhand des baurechtlichen Mindeststandards. Die Variante v00
basiert dabei auf dem Referenzgebäude des Gebäudeenergiegesetzes (GEG).
Die geometrischen Eigenschaften des Fallbeispiels we rden dabei gleich gelas-
sen und die Referenzausführung hinsichtlich der thermischen Gebäudehülle
und der Technischen Gebäudeausrüstung nach GEG angesetzt. Im zweiten
Schritt werden die beiden Ausführungsvarianten v01 und v02 des Typenhau-
ses bewertet. Anhand der Ausführungsvariante v01 werden Parameter des
Gebäudes hinsichtlich ihrer Sensitivität und des Einflusses auf die THG-Emis-
sionen analysier t. Die Ergebnisse der Sensitivit ätsanalyse die nen als Grundlage
für die parametrische Optimierung, diese wird anschließend mit thermischen
Gebäudesimulationen durchgeführt. Eingesetzt werden dabei zwei verschie-
dene Optimierungsverfahren, zum einen die Partikelschwarmoptimierung
(PSO) und zum anderen das Verfahren nach Hooke-Jeeves (HJ).
Im Rahmen des Projektes werden die zwei verschiedenen Bauweisen Kalk-
sandstein und Holz-Hybrid untersucht. Des Weiteren werden die Energiesys-
teme Gasheizkessel und Fernwärme, Wärmepumpen sowie Photovoltaik (PV)
und Solarthermie (ST) bewertet.
Zusammenfassend werden folgende Gebäudevariante untersucht:
v00: Referenzgebäude nach GEG
v01: Ausführungsvariante in Massivbauweise
v02: Ausführungsvariante in Holz-Hybrid
v03: Parametrisch optimierte Holz-Hybrid Variante
v04: Parametrisch optimierte Holz-Hybrid Variante inkl. der Anrechnung
von erneuerbar erzeugtem Strom durch eine PV-Anlage

Bauindustrie Bayern | Innovation 16
3.2. Lebenszyklusanalyse
Die Ökobilanz wird nach DIN EN ISO 14040 , DIN EN ISO 14044 10 und DIN
EN 15978 11 berechnet. Für die Ökobilanz wird die OEKOBAUDAT 2020-II mit
spezischen Datensätzen für Bauprodukte verwendet. Die Ökobilanz dient
insbesondere der Er mittlung der Umweltauswirkungen un d fungiert als Grund-
lage für die Berechnung der Umweltfolgekosten. Die ökologischen Auswir-
kungen des Gebäudes werden für den Wirkungsindikator Global Warming
Potential (GWP), angegeben in kg CO-Äq., berechnet. Die Gebäudebewer-
tung erfolgt auf Basis der Gebäudelebenszyklusphasen nach DIN EN 15804
12 für die Lebenszyklusphasen Herstellung (A1-A3), Austausch (B4), Betriebs-
energieverbrauch (B6) und Entsorgung (C1-C4). Für die Lebensdauer des
Gebäudes werden 50 Jahre angesetzt.
Ein Gebäude ist das Ergebnis aus dem Zusammenfügen verschiedenster Bau-
materialien (z. B. Konstruktionsvollholz und/oder Stahlbeton) und technischen
Komponenten (z. B. Wärmeversorgungsanlagen), unter der Verwendung ver-
schiedenster Dienstleistungen (z. B. Transport der Materialien und Anlagen).
Die damit einhergehenden stolichen und energetischen Input-, Betriebs- und
Outputflüsse sowie die damit direkt und indirekt verknüpften Umwelteinwir-
kungen während des gesamten Lebenszyklus – von der Gewinnung der Aus-
gangsrohstoe bis zum Recycling – können mit Hilfe einer Lebenszyklusana-
lyse (en.: Life Cycle Assessment – LCA) bewertet werden.
Herstellungsphase Errichtungsphase Nutzungsphase Vorteile und Belastungen
Außerhalb der
Systemgrenzen
A 1-3
Entsorgungsphase
Rohstoffbeschaffung
Transport
Produktion
A1 A2 A3
A 4-5
Errichtung/
Einbau
Transport
A4 A5
Nutzung
Instandhaltung
Instandsetzung
Austausch
Modernisierung
Energieverbrauch im Betrieb
Wasserverbrauch im Betrieb
B1 B2 B3 B4 B5
B6
B7
Instandhaltung
Instandsetzung
Austausch
Modernisierung
C1 C2 C3 C4
Potenziale für
Wiederverwertung,
Rückgewinnung
und Recycling
B 1-7 C 1-4
Angaben zum Lebenszyklus des Gebäudes
Informationen zur Gebäudebeurteilung
D
Abbildu ng 3 Berücksic htigte Lebenszy klusphasen de s Gesamtgebäude s nach DIN EN 15978 für LCA
und LCC 11
Abbildung 3 zeigt die Lebenszyklusphasen, die in diesem Projekt innerhalb
der Ökobilanzierung (LCA) und Lebenszykluskostenanalyse (LCC) berück-
sichtigt wurden. In den nachfolgenden Kapiteln werden die Methoden der
LCA und LCC näher erläutert.
Zusammenfassend werden folgende Lebenszyklusphasen berücksichtigt:
Herstellung (A1-A3)
Austausch (B4)
Energieverbrauch im Betrieb (B6)
Abfallbehandlung und -beseitigung (C3-C4)
Recyclingpotential (D)

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 17
Bei der parallelen Betrachtung der ökologischen Qualität und den Umwelt-
folgekosten von Bauprojekten ist es sinnvoll auf bekannte und einheitliche
Bauteildenitionen zurückzugreifen. Im Fokus der Bilanzierungen stehen dabei
nur die gebäudebezogenen Kostengruppen der KG 320 bis 360 (Gründung,
Außenwände, Innenwände, Decken, Dach) und KG 420 (Wärmeversorgungs-
anlagen) und KG 440 (PV-Anlagen), um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse
mit anderen Bauprojekten zu gewährleisten.
3.3. Thermische Gebäudesimulation
Mit Hilfe von thermischer Gebäudesimulation können Gebäude unter Berück-
sichtigung des architektonischen Entwurfs, der Bauphysik, der Technischen
Gebäudeausrüstung, der Nutzenden und des dynamischen Außenklimas ana-
lysiert werden. Dabei wird insbesondere das zeitliche Verhalten der Raumtem-
peraturen, die Heizung, Lüftung und Kühlung als auch das energierelevante
Verhalten der Nutzenden abgebildet und berechnet. Im Rahmen dieses For-
schungsprojekts wird die Berechnung der Lebenszyklusanalyse (bzw. die
Berechnungen für das THG) in eine bestehende Simulationssoftware (IDA ICE
der Firma EQUA) implementiert. Dies ermöglicht parametrische Analysen und
Optimierungen über den gesamten Lebenszyklus unter Berücksichtigung der
grauen Emissionen der Baukonstruktion und der Komponenten der Techni-
schen Gebäudeausrüstung.
Im ersten Schritt werden verschiedenste Gebäudeparameter hinsichtlich ihrer
Sensitivität gegenüber dem GWP über den ges amten Lebenszyklus analysiert .
Berücksichtigt werden dabei alle denierten Lebenszyklusphasen. Die Sensi-
tivitätsanalyse basiert dabei auf der Variante v01 (Ausführungsvariante in Mas-
sivbauweise). Zur Ermittlung und Analyse der Sensitivität wird die lokale Sen-
sitivitätsanalyse one-step-at-a-time Methode (OAT)-Methode verwendet. Ein
großer Vorteil dieser Methode besteht in den geringen Berechnungszeiten
sowie der Tatsache, dass der Einfluss bzw. die Variation der Zielgröße (z. B. der
Energiebedarf) direkt erkennbar sind.
Die Sensitivitätsanalyse dient dabei den folgenden Aspekten:
Identikation von Parametern mit hohem/niedrigen Einfluss auf das GWP
Reduktion der Simulationsdauern durch die Reduktion der zu optimieren-
den Parametern
Darauf aufbauend werden Optimierungsverfahren zur lebenszyklusbasierten
Optimierung des Typenhauses verwendet. Eingesetzt werden dabei zwei ver-
schiedene Optimierungsverfahren: zum einen die Partikelschwarmoptimie-
rung und zum anderen das Verfahren nach Hooke-Jeeves. Für die Optimie-
rungen wird das lebenszyklusbasierte GWP für Baukonstruktion, Technische
Gebäudeausrüstung und Nutzung des Gebäudes deniert.
3.4. Umweltfolgekosten
Basierend auf den bei der Lebenszyklusanalyse errechneten Emissionen
(GWP) lassen sich die Umweltfolgekosten, bzw. Emissionskosten errechnen.
Hierfür wird das bei der Lebenszyklusanalyse (siehe Kapitel 3.2) errechnete
GWP mit den Emissionskosten pro Tonne CO-Äquivalente multipliziert. Als
Ausgangswer t zur Berechnung der Emissionskosten werden die von der Bun-
desregierung für das Jahr 2021 angesetz ten 25 €/t CO für die Berechnungen
herangezogen. Zudem wurden in verschiedensten Szenarien die Auswirkung
der Steigerung der Kostenwerte analysiert:

Bauindustrie Bayern | Innovation 18
60 €/t CO nach Koalitionsvertrag 2021–2025 zwischen SPD, BÜNDNIS
90/DIE GRÜNEN und FDP
190 €/t CO Umweltbundesamt (Höhergewichtung der Wohlfahrt der
heutigen Generation gegenüber der Wohlfahrt künftiger Generationen)
680 €/t CO (Gleichgewichtung der Wohlfahrt der Generationen)
Für die Interpretation der Ergebnisse ist jedoch anzumerken, dass bislang
gesetzlich nicht geklärt ist, wie sich die Kosten auf bspw. Material- und
Komponentenhersteller:innen, Bauherr:innen, Gebäudeeigentümer:innen,
Mieter:innen, etc. verteilen. Die im Ergebnisteil aufgeführten Kostenwerte
berücksichtigen somit keine spezischen Kostenverteilungen, sondern stellen
lediglich einen szenarienbasierte Kostenvergleich dar.
3.5. Ökologischer Flächenbedarf
In Bezug auf den Umweltschutz stellt der ökologische Flächenbedarf (ELD)
ein Indikator dar, mit dem die aufgrund von Gebäudeemissionen beanspruch-
ten natürlichen Ökosystemen ermittelt und dargestellt werden können. Die
Berechnung des ELD basiert dabei auf Lebenszyklusanalysen und verknüpft
diese systematisch mit ökosystem-spezischen Kennwer te. Entwickelt wurde
diese Methode im Rahmen der Dissertation von Michael Vollmer am Lehrstuhl
für energieezientes und nachhaltiges Planen und Bauen. Publiziert wurde
diese Methode im Rahmen der Building Simulation Konferenz 2021 in Brügge,
Belgien . Eine der wesentlichen Grundlagen dieser Methode stellt die Eigen-
schaft von Ökosystemen dar, Emissionen auf biochemischer Ebene zu verar-
beiten. Die einzelnen methodischen Schritte in der Ermittlung des ELD sind:
Berechnung der Umweltindikatoren GWP, AP und EP mittels Lebenszyklus-
analysen
Ermittlung der natürlichen Bindungskapazitäten von Ökosystemen
Verteilung der Emissionen (GWP, AP und EP) auf die Ökosysteme anhand
deren Flächenverteilung
Ermittlung der einzelnen Flächenbedarfe in Bezug auf GWP, AP und EP
sowie den verschiedenen Ökosystemen
Zur Vermeidung einer doppelten Anrechnung des Flächenbedarfs wird pro
Ökosystem jeweils der maximal resultierende ELD aus GWP, AP und EP für
die Berechnung des Gesamt ELDs verwendet.
Berücksichtigt werden, wie bereits beschrieben, die Umweltindikatoren Treib-
hauspotenzial GWP, Versauerungspotenzial AP und Eutrophierungspotenzial
EP. Die Ermittlung der Bindungskapazitäten von Ökosystemen basiert auf den
folgenden zwei Konzepten:
Konzept der Kohlenstodioxid-Assimilation für GWP
Konzept der ökologischen Belastungsgrenzen (CL) für EP und AP

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 19
Konzept der Kohlenstodioxid-Assimilation
Die Kohlenstodioxid-Assimilation ist der biochemische Vorgang in Ökosys-
temen, der die Bindung von Kohlensto beschreibt. Bei Pflanzen stellt die
Photosynthese den bedeutendsten Prozess im Kontext dessen dar. Hierbei
wird Kohlenstodioxid (CO) und Wasser (HO) unter Verwendung von Son-
nenenergie zu Traubenzucker (CHO), Sauersto (O) und Wasser (HO)
umgewandelt. Die Kenndaten zu den Bindungskapazitäten basieren auf Lite-
raturkennwerten 13–1 7.
Konzept der ökologischen Belastungsgrenzen (Critical Load - CL)
Für die Wirkungsindikatoren AP und EP wird das Konzept der ökologischen
Belastungsgrenzen (en: Critical Load - CL) verwendet. Dieser Ansatz wurde
im Rahmen des Übereinkommens über weiträumige grenzüberschreitende
Luftverschmutzung (LRTAP-Konvention) der europäischen Wirtschaftskom-
mission (United Nations Economic Commission for Europe) entwickelt 18. Er
soll dazu dienen, Ökosysteme vor zu hohen Einträgen durch Luftschadstoe
zu schützen. Deniert sind die CL als „Eine quantitative Schätzung der Schad-
stobelastung gegenüber einem oder mehreren Schadstoen, unterhalb derer
nach derzeitigem Kenntnisstand keine signikanten schädlichen Auswirkun-
gen auf bestimmte empndliche Elemente der Umwelt auftreten“ 19. Der bun-
desweit geltende Datensatz mit spezischen Kennwerten zu den einzelnen
Ökosystemen wurde vom Umweltbundesamt veröentlicht 20.
Zur Ermittlung sind die einzelnen Flächen sowie deren relativen Anteile erfor-
derlich, um eine gleichmäßige Verteilung der Emissionen auf die einzelnen
Ökosysteme zu gewährleisten.
Sachbilanz Wirkungsabschätzung Bewertung
Lebenszyklusanalyse
Stoffliche
Ressourcen
Gebäude
Energetische
Ressourcen
CO2
CH4
N
PO4
NOx
.
.
.
Ermittlung der
Gebäudemissionen
Ermittlung von
Umweltwirkungen
GWP
AP
EP
Wald
Grünland
Heide
Sumpf
Moor
Gewässer
Ökologischer
Flächenbedarf
in ha/a
Ökosystem-spezifische Bewertung
der Gebäudeemissionen
Abbildu ng 4 Darstellung d er Bewertung smethode zum ökol ogischen Fläch enbedarf (eig ene Darstel-
lung)
Der mathematische Sachverhalt in der Kombination der zuvor beschrieben
Daten ist in der Publikation von Vollmer et al.  beschrieben.

Bauindustrie Bayern | Innovation 20
Ergebnisse
4.1. Ökobilanzierung der Ausführungsvarianten
Die Ökobilanz für das Treibhauspotenzial (GWP in kg CO-Äq.) zu den beiden
Ausführungsvarianten v01 (Massivbauweise) und v02 (Holz-Hybrid) sind in
der folgenden Abbildung 5 dargestellt. Die Ergebnisse umfassen die baukon-
struktiven Komponenten der Außenwand, Bodenplatte, Dach, Decke, Fenster
und die Innenwände.
Es zeigt sich, dass durch den erhöhten Anteil an nachwachsenden Rohstoen
das GWP, das durch die Außenwand verur sacht wird, deutlich reduziert werden
kann. Die Summe über alle betrachteten Lebenszyklusphasen (A bis C, mit
Ausnahme der Nutzungsphase B6 und ohne Recyclingpotenzial aus Modul
D) ergeben für die Außenwand der Variante v02 insgesamt 29.696 kg CO-Äq.
und für v01, 81.881 kg CO-Äq. Dies entspricht einer potenziellen Reduktion
von -64 % (52.186 kg CO-Äq).
Die Bodenplatte weist in den beiden betrachteten Varianten keine Unter-
schiede auf, da die Bodenplatte in beiden Fällen aus Stahlbeton umgesetzt
ist.
Des Weiteren zeigen sich für das Dach weitere Reduktionspotenziale. Das
Dach weist in v01 ein GWP von 69.871 kg CO-Äq. und in v02 ein GWP von
54.062 kg CO-Äq. auf. Dies entspricht einer weiteren Reduktion von -77 %
(15.809 kg CO-Äq.).
Zudem weisen die Fenster große Einsparpotenziale von -43 % auf. Hierbei
ergibt sich eine Dierenz von 29.531 kg CO-Äq. (v01: 68.180 kg CO-Äq. und
v02: 38.648).
Treibhauspotenzial (GWP) der Baukonstruktion in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
Recycling Potential
Entsorgung
Austausch
Herstellung
0
50.000
100.000
150.000
-50.000
-100.000
Abbildu ng 5 THG der beide n Ausführungs varianten v01 (Mas sivbauweise in K alk-Sand-Stein) und v02
(Holz-Hybrid-Bauweise)
Für die gesamte Baukonstruktion ergeben sich für Variante v00 ein GWP von
380.945 kg CO-Äq., für Variante v01 von 395.105 kg CO-Äq. und für Variante
v02 von 269.148 kg CO-Äq. (siehe Abbildung 6).
Dass die Variante v01 ein höheres GWP als v00 aufweist, liegt an dem höheren
Wärmedämmstandard und dem damit verbundenen Mehraufwand für Mate-
rial und der sich hieraus ergebenden grauen Energie. In Bezug auf die Holz-
Hybride Bauweise, zeigt v01 im Vergleich zu v00 ein um 111.797 kg CO-Äq.
IV�

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 21
und im Vergleich zu v01 ein 125.958 kg CO-Äq. geringeres GWP auf. Dies
entspricht einer Reduktion um 29 % bzw. 32 %.
v00 - GEG v01 - Ausführung Massiv v02 - Ausführung Holz-Hybrid
Treibhauspotenzial (GWP) der Baukonstruktion in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
Recycling Potential
Entsorgung
Austausch
Herstellung
-200.000
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
-100.000
Abbildung 6 Vergleich der THG zwischen der Massivbauweise und der Holz-Hybrid Variante
Unter Berücksichtigung der Baukonstruktion, Nutzungsphase und den Kom-
ponenten der Technischen Gebäudeausrüstung ergibt sich für den gesamten
Betrachtungszeitraum und für die jeweiligen Ges amtgebäude für v00 ein GWP
von 1.445.758 kg CO-Äq., für v01 von 986.953 kg CO-Äq. und für v02 von
860.996 kg CO-Äq., (siehe Abbildung 7).
Die Dierenz zwisch en v01 und v02 ergibt sich ausschließlich durch die Gebäu-
dekonstruktion, da die Wärmebereitstellung und die Komponenten der Tech-
nischen Gebäudeausrüstung in beiden Varianten das gleiche GWP auf weisen.
Dies liegt daran, dass in beiden Fällen, wie in Kapitel 2.4 beschrieben, die
Gebäude über einen Fernwärmeanschluss an das N-ERGIE Netz verfügen.
Für die hierbei bereitgestellte Wärme wird ein CO-Emissionsfaktor von 0 kg
CO-Äq./kWh angesetzt. Die dargestellten CO-Emissionen für die Nutzungs-
phase ergeben sich ausschließlich aus den Energiebedarfen für Warmwasser
und Beleuchtung. Im Vergleich zur Grundvariante v00 weisen die Ausfüh-
rungsvarianten eine Dierenz von -32 % (-458.805 kg CO-Äq.) (v01) und -40 %
(-584.763 kg CO-Äq.) (v02) auf.
v00 - GEG v01 - Ausführung Massiv v02 - Ausführung Holz-Hybrid
Treibhauspotenzial (GWP) der Baukonstruktion und der Nutzungsphase in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
Recycling Potential
Technische Gebäudeausrüstung
Nutzungsphase
Baukonstruktion
1.600.000
1.200.000
1.000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
1.400.000
0
-200.000
Abbildu ng 7 GWP der Baukons truktion, Nu tzungsphase u nd TGA über den gesamte n Betrachtungs-
zeitraum
Zusammenfassend sind die Ergebnisse für das GWP für die Basisvariante und
die Ausführungsvarianten in Tabelle 3 aufgelistet.

Bauindustrie Bayern | Innovation 22
Tabelle 3 Kennwerte der LCA für GWP der drei Grundvarianten
GWP in kg CO2-Äq.
v00 v01 v02
Baukonstruktion 380.94 4 395.105 269.1 48
Nutzung 1.046.021 553.484 553.484
Technische Gebäudeausrüstung 18.791 38.364 38.364
Recyclingpotenzial -32.812 -34.038 -99.328
4.2. Ökobilanzierung der parametrischen Optimierung
Die Sensitivität der untersuchten Parameter (z. B. die Dicke der Wärmedäm-
mung) auf das lebenszyklusbasierte GWP des Gesamtgebäudes ist für die
Variante v01 in Abbildung 8 dargestellt. Dabei zeigt sich aufgrund der Band-
breite der einzelnen Parameter, dass die Dicke der Wärmedämmungen der
Außenwand, Dach und B odenplatte (d_WD_AW, d_WD_DA und d _WD_G) einen
großen Einfluss auf das GWP hat.
Des Weiteren zeigt sich, dass die Parameter g_FE (Gesamtenergiedurchlass-
grad der Verglasung), PV_A (Fläche der Photovoltaikanlage), ST_A (Fläche der
Solarthermieanlage), Uw (U-Wert der Fenster), V_tank_hot (Volumen des
Warmwassertanks) und besonders das Energiesystem einen signikanten
Einfluss auf das GWP haben.
Sensitivität von Gebäudeparametern auf das Treibhauspotenzial (GWP) in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
700.000
800.000
900.000
1.000.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
1.200.000
Abbildu ng 8 Sensitivität sanalyse GWP fü r Variante v01
Da die aufgeführten Parameter einen großen Einfluss und damit ein großes
Potenzial zur Reduktion des GWP aufweisen, werden diese in der parametri-
schen Optimierung berücksichtigt.
Um das Ziel eines möglichst geringen lebenszyklusbasierten GWP für die de-
nierten Typenhäuser zu erreichen, wird basierend auf den Erkenntnissen der
Lebenszyklusanalyse (siehe Kapitel 4.1), die Optimierung für die Holz-Hybrid
Bauweise durchgeführt. Die Holz-Hybrid Bauweise, weist im Vergleich zur
Massivbauweise, wie bereits dargestellt ein geringeres GWP auf. Um eine
Übertragbarkeit auf andere Projekte zu gewähr leisten, wird in der Optimierung
ein Durchschnittsdatensatz für die Fernwärme in Deutschland angesetzt.
Das Ergebnis der parametrischen Optimierungen sind in der folgenden Tabelle
5 dargestellt.

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 23
Für die optimierten Parameter ergeben sich Wärmedämmstodicken für die
Außenwand von 28 cm, für das Dach von 26 cm und für die Bodenplatte von
20 cm. Hinsichtlich der Wärmedämmstodicken stellen die dargestellten
Dicken den optimalen Punkt zwischen eingesparter Energie der Nutzungs-
phase des Gebäudes und der grauen Energie, die in den Materialen steckt,
dar. Höhere Wärmedämmstodicken würden z war zu einer weiteren Reduktion
des Energiebedarfs führen, allerdings übersteigen die hiermit verbundenen
grauen Energien bzw. Emissionen die Potenziale in der Energieeinsparung.
Die Folge hieraus wäre, dass die gebäudebezogenen Emissionen steigen wür-
den. Dabei zeigen sich die Vorteile der lebenszyklusbasierten Betrachtung im
Vergleich zur limitierten Betrachtung, wie dies derzeit beispielsweise gemäß
GEG üblich ist.
Des Weiteren ergibt sich als präferierende Variante für die Fenster eine Wär-
meschutzverglasung mit einem U-Wert von U = 0,60 W/mK und einem
Gesamtenergiedurchlassgrad von g = 0,55. Zur Reduktion des Energiebedarfs
und hinsichtlich der Nutzung von erneuerbaren Energiequellen ergeben sich
für die Photovoltaikanlage eine Fläche von 55 m und für die Solarthermiean-
lage von 10 m.
Tabelle 4 Optimierte Gebäudeparameter
Bezeichnung Parameter Optimierter Wert
d_W D_ AW D icke Wärmedämmung
Außenwand
0,28 m
d_WD _DA Dicke Wärmedämmung Dach 0,26 m
d_WD_G Dicke Wärme dämmung
Bodenplatte
0,20 m
g_FE Gesamtenergiedurchlassgrad
der Verglasung
0,55
Uw U-Wert Fenster 0,60
Fc Abminderungsfaktor des
Sonnenschutzes
0,55
PV_ A Fläche Photovoltaikanlage 55 m
ST_ A Fläche Solarthermieanlage 10 m
V_tank _h ot Volumen Warmwassertank 0,5 m
Die Anwendung der optimierten Gebäudeparameter auf die Ausführungsva-
riante v03 ergibt die optimierte Variante v04. Die E rgebnisse zum Treibhauspo-
tenzial sind in Abbildung 9 dargestellt.
Hier zeigt sich, dass sich für die Baukonstruktion ein gesamtes GWP von
244.590 kg CO-Äq., für die Nutzungsphase von 296.012 kg CO-Äq. und für
die Komponenten der Technischen Gebäudeausrüstung von 49.090 kg CO-
Äq. ergibt.
Bezogen auf die Baukonstruktion weisen die Decken den größten Anteil mit
insgesamt 67.580 kg CO-Äq. auf. Die weiteren Anteile entfallen auf die Fens-
ter mit 49.034 kg CO-Äq., die Bodenplatte mit 45.080 kg CO-Äq., das Dach
mit 34.761 kg CO-Äq., die Außenwand mit 19.554 kg CO-Äq., sowie die mas-
siven Innenwände mit 16.649 kg CO-Äq. und die leichten Innenwände mit
11.932 kg CO-Äq.

Bauindustrie Bayern | Innovation 24
Baukonstruktion Nutzung TGA
Treibhauspotenzial (GWP) des Gesamtgebäudes in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
Außenwand Bodenplatte Dach Decke Fenster IW Massiv IW Leicht Nutzung TGA
Abbildu ng 9 Treibhau spotenzial in kg CO-Ä q. für die optimier te Gebäudevar iante v04 getrennt n ach
Baukonstruktion, Nutzungspha se und Technische Gebäudeausrüstung
4.3. Anrechnung von erneuerbar erzeugtem Strom
In der letzten untersuchten Variante (v04) wird untersucht welchen Einfluss
die Anrechnung von auf dem Grundstück erzeugtem erneuerbar Strom auf
die Ökobilanz hat.
Hinsichtlich der Klimaneutralit ät besteht die Möglichkeit über schüssige erneu-
erbare Energie als Gutschrift dem Gebäude anzurechnen. Dabei wird fossiler,
nicht-erneuerbarer Strom durch die Einspeisung von regenerativ erzeugtem
Strom in das Stromnetz verdrängt. Unter Berück sichtigung dieser Maßnahme n
nutzen die Optimierungsalgorithmen die maximal denierte Fläche (200 m)
für PV. Durch die Nutzung des regenerativ erzeugten Stroms und die Einspei-
sung der überschüssigen Energie in das Netz kann rechnerisch eine CO-
positive Nutzungsphase erreicht werden (siehe Abbildung 10, Variante v04).
Dadurch, dass in Variante v04 eine größere PV-Anlage verbaut ist, erhöht sich
dabei das GWP für die Komponenten der Technischen Gebäudeausrüstung.
Bezogen auf die Vergleichsvarianten nach GEG (v00) und der Basisvarianten
(v01 und v02) wird eine Reduktion des GWP von -74 % (v00), -61 % (v01) bzw.
-55 % (v02) erreicht.
v00 v01 v02 v03 v04
Technische Gebäudeausrüstung 18.792 19.466 19.4 66 53.759 142.995
Nutzungsphase 1.046.022 553.484 553.484 296.012 -11.435
Baukonstruktion 380.945 395.099 298.671 244.590 244.590
Treibhauspotenzial (GWP) in kg CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren
1.600.000
1.200.000
1.000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
1.400.000
0
Abbildung 10 Ergebnisse der Lebenszyklusanalysen der untersuchten Varianten hinsichtlich des Treib-
hauspote nzials in kq CO-Äq.

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 25
4.4. Ökologischer Flächenbedarf
Der ökologische Flächenbedarf wird auf Basis der zuvor dargestellten Ergeb-
nisse der Lebensz yklusanalyse ermittelt. Die Ergebnisse zu den ökologischen
Flächenbedar fen sind in Tabelle 6 dargestellt. Die Flächenbedarfe sind dabei
getrennt nach den Ökosystemen und den Varianten dargestellt.
Anhand der untersuchten Gebäudevarianten ergibt sich für die Basisvariante
v00 (GEG) ein gesamter Flächenbedarf von 3,08 ha/a. Dieser Flächenbedarf
bedeutet, dass jährlich 3,08 ha der bestehenden bundesweiten Ökosysteme
beansprucht werden. In Bezug zu den beiden Ausführungsvarianten ergibt
sich für die Massivbauweise (v01) ein Flächenbedar f von 2,08 ha/a und für die
Holz-Hybridvariante 1,82 ha/a. Es zeigt sich, dass die Ausführungsvarianten
ein Umweltentlastungspotenzial gegenüber der Basisvariante von -1,00 ha/a
(v01) und -1,26 ha/a (v02) aufweisen. Weiteres Umweltentlastungspotenzial
ergibt sich aus den optimierten Varianten, diese weisen einen ökologischen
Flächenbedarf von 1,23 ha/a (v03) und 0,80 ha/a (v04) auf. Anhand der dar-
gestellten Ergebnisse zeigt sich, dass sich die größten Flächenbedarfe für das
Ökosystem Wald und Grünland ergeben. Dies lässt sich durch zwei Aspekte
begründen. Im Rahmen der Ermittlung des ökologischen Flächenbedarfs
werden die Emissionen gleichmäßig auf die Ökosysteme in Deutschland ver-
teilt und da Wälder bundesweit die größten flächenbezogenen Ökosysteme
darstellen, ergibt sich hierfür auch der größte Flächenbedarf.
Tabelle 5 Ökologischen Flächenbedarfe der untersuchten Gebäudevarianten
Ökologischer Flächenbedarf in ha/a
Wald Grünland Heide Sumpf Moor Gewässer Gesamt
v00 1,98 0,94 0,04 0,03 0,04 0,04 3,08
v01 1,31 0,62 0,03 0,02 0,03 0,06 2,08
v02 1,15 0,55 0,02 0,02 0,02 0,07 1,82
v03 0,78 0,37 0,02 0,01 0,02 0,03 1,23
v04 0,49 0,24 0,01 0,01 0,01 0,04 0,80
Grundsätzlich ergibt sich daraus eine große Notwendigkeit Ökosystem beson-
ders zu schützen. Um empndliche Ökosysteme zu schützen bedarf es der
Umsetzung von Maßnahmen zur ökologischen Kompensation und Wieder-
herstellung von geschädigten Ökosystemen.
Im Rahmen der Bauleitplanung müssen zwar Eingrie und Schäden an Öko-
systemen ermittelt und wiederhergestellt werden, allerdings bezieht sich die
Bauleitplanung lediglich auf die Planung und Ausweisung von Baugebieten.
Im Rahmen der Planung und Umsetzung von Gebäuden wird aktuell nur der
Primärenergiebedarf der Nutzungsphase reglementiert. Wie die Ergebnisse
anhand des ökologischen Flächenbedarfs jedoch zeigen, werden durch die
Errichtung, Nutzung und den Rückbau von Gebäuden große Flächen an Öko-
systemen beeinflusst. Maßnahmen zur Klimaneutralität vernachlässigen hier-
bei die Wirkung, die Gebäude auf Ökosysteme haben. Das weitreichendere
Ziel der Umweltneutralität bzw. ökologisch positive Gebäude erfordert daher
die zwingende Umsetzten von ökologischen Kompensationsmaßnahmen.

Bauindustrie Bayern | Innovation 26
4.5. Einordnung der Ergebnisse anhand der Umweltfolgekosten
Die Ergebnisse zu den Umweltfolgekosten, welche für die Gesellschaft ent-
stehen, wenn Emissionen in unsere Umwelt entlassen werden, sind im Folgen-
den für den Wirkungsindikator GWP dargestellt.
Für die untersuchten Varianten sind unter Berücksichtigung d er verschiedenen
Schadenskostensätze die Umweltfolgekosten pro m Nettogrundfläche dar-
gestellt (siehe Abbildung 11).
Der Schadenskostensatz gemäß dem „Klimaschutzprogramm 2030“ der Bun-
desregierung denier t Kosten zwischen 63 €/m (v00) und 8 €/m (v05). Unter
Berücksichtigung der Schadenskostensätze gemäß der Methodenkonvention
3.1 des Umweltbundesamts steigen die Umweltfolgekosten deutlich an. Wird
ein Schadenskostenansatz von 195 €/t CO angesetzt, so ergeben sich Kosten
in Höhe von maximal 493 €/m (v00) und minimal 64 €/m (v05). Für die Aus-
führungsvarianten ergeben sich dabei Kosten in Höhe von 287 €/m (v01) und
282 €/m (v02). Zwischen der Massivbauweise und der Holz-Hybridbauweise
zeigt sich hierbei kein signikanter Unterschied. Bei einem Schadenskosten-
ansatz von 680 €/t CO steigen die Umweltkosten deutlich an. Für die Basis-
variante ergeben sich Umweltfolgekosten von 1.720 €/m. Verglichen mit den
Baukostenobergrenze von 2.250 € pro m zeigt sich, dass die Umweltfolge-
kosten fast so hoch sein können wie die Baukosten der Kostengruppen 300
und 400. Für die Ausführungsvarianten ergeben sich Kosten von 999 €/t CO
(v01) und 984 €/t CO (v02). Unter Anwendung von Optimierungsverfahren
der thermischen Gebäudesimulation und mit der Anrechnung von überschüs-
siger erneuerbarer Energie können die Umweltkosten auf 610 €/t CO (v03)
bzw. 222 €/t CO (v04) reduziert werden.
Für den Basisfall (v01) wird eine Spanne zwischen 37 €/m und 999 €/m
berechnet. Für die Holz-Hybridbauweise in Kombination mit dem Optimie-
rungsverfahren wird eine Reduktion auf 22 €/m bis 610 €/m erreicht.
v00 v01 v02 v03 v04
25 €/t CO2-Äq.
63 €/m²
37 €/m²
36 €/m²
22 €/m²
8 €/m²
60 €/t CO2-Äq.
152 €/m²
88 €/m²
87 €/m²
54 €/m²
20 €/m²
195 €/t CO2-Äq.
493 €/m²
287 €/m²
282 €/m²
175 €/m²
64 €/m²
680 €/t CO2-Äq. 1.720 €/m² 999 €/m² 984 €/m² 610 €/m² 222 €/m²
Umweltfolgekosten für das Treibhauspotenzial (GWP) in €/t CO2-Äq.
über einen Betrachtungszeitraum von 50 Jahren und pro Quadratmeter Nettogrundfläche
2.000
200
400
1.600
0
1.800
1.400
1.200
1.000
800
600
Abbildung 11 Umweltfolgekosten für Treibhauspotenzial der untersuchten Gebäudevarianten

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 27
Zusammenfassung
und Ausblick
Im Hinblick auf die Realisierung nachhaltiger und sozialer Wohngebäude ist
der Einsatz erneuerbarer Materialien und Energien zielführend. Für den sozi-
alen Wohnungsbau sind zudem die wirtschaftlichen Aspekte von großer
Bedeutung. Nach Angaben des Bayerischen Staatsministeriums für Wohnen,
Bau und Verkehr muss eine Baukostenobergrenze von 2.250 € pro m Wohn-
fläche (für die Kostengruppen 300 und 400) eingehalten werden. Berück-
sichtigt man zusätzlich zu den Baukosten auch die Umweltfolgekosten, so
könnte dies ein sehr hohes Risiko für die Realisierung solcher Projekte dar-
stellen. Insbesondere dann, wenn die Kostensätze pro Tonne CO-Äq. deutlich
ansteigen, wie dies vom Umweltbundesamt diskutiert wird. Die von der Bun-
desregierung denierten eher konser vativen Kostensätze von 25 €/t CO-Äq.
bzw. 60 €/t CO-Äq. ergeben ein geringes Risiko für die Umsetzung von Pro-
jekten des geförderten Wohnungsbaus. Abhängig von den verschiedenen
Szenarien bezüglich der Kostensätze werden Umweltbelastungskosten von
bis zu 1.720 €/m möglich. Im Vergleich zur Kostenobergrenze von 2.250 €
pro m Wohnfläche können die Umweltfolgekosten ein großes Risiko für den
Erfolg der Realisierung von sozialen Wohnprojekten darstellen. Um soziale
Wohnungsbauprojekte auch in Zukunft realisieren zu können, müssen diese
nachhaltig gebaut werden. Gebäude und die daran gestellten Anforderungen
werden immer komplexer werden. Werden stoliche und energetische Res-
sourcen von Gebäude in der Zukunft über deren Lebenszyklus erfasst und
bewertet und Emissionen hoch bepreist, dann ergeben sich daraus nicht nur
große Herausforderungen für die Baubranche, sondern auch zusätzlichen
Bewertungs- und Analyseparameter, die an Relevanz gewinnen. Der Einsatz
von Lebenszyklusanalysen, Optimierungsalgorithmen und Kompensations-
berechnungen anhand des ökologischen Flächenbedarfs wird dabei unum-
gänglich.
Die Ergebnisse dieses Projek ts zeigen auf, dass im Vergleich zum geforderten
Mindeststandard, der durch das GEG  vorgegeben ist, sind deutliche Verbes-
serungen über den Lebenszyklus möglich sind. Wenn man darüber hinaus den
auf dem Grundstück überschüssig erzeugten erneuerbaren Strom in das Ener-
gienetz einspeist und fossilen, nicht erneuerbaren Strom verdrängt, kann eine
lebenszyklusbasierte CO-positive Nutzungsphase erreicht werden.
Zusammenfassend zeigt sich, dass durch den Einsatz von erneuerbaren Mate-
rialien und Energien in der Gebäudeplanung können auch die entsprechenden
Umweltkosten erheblich gesenkt werden. Die Umsetzung von geförderten
Wohnbauten gemäß dem baurechtlichen Mindeststandard und die daraus
resultierenden Umweltfolgekosten können ein Risiko für den Erfolg von Bau-
projekten darstellen. Durch die Erweiterung der Betrachtungshorizonte kann
die Planung und Umsetzung komplexer (beispielsweise höhere Anzahl an
Entwurfsparametern, mehr Abstimmungsprozesse) werden. Hierbei zeigen
die Ergebnisse des Forschungsprojekts, dass der Einsatz von Optimierungs-
verfahren in der thermischen Gebäudesimulation zielführend ist, um die
Umweltwirkungen und Umweltkosten von Bauprojekten zu reduzieren. Im
Hinblick auf die großen Einflüsse auf Ökosysteme und den damit verbundenen
potenziellen Umweltfolgekosten ist ein grundlegender Wandel hin zu nach-
haltigen Gebäuden notwendig. Vergleichen mit den Baukostenobergrenzen
können, je nach untersuchter Gebäudevariante und angesetzten Schadens-
kostensätze die Projektkosten um bis zu 76 % mehr betragen.
V�

Bauindustrie Bayern | Innovation 28
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1 Beschreibung der baukonstruktiven Eigenschaften 11
Tabelle 2 Bewertungskriterien mit den jeweiligen Parametern 14
Tabelle 3 Kennwerte der LCA für GWP der drei Grundvarianten 22
Tabelle 4 Optimierte Gebäudeparameter 23
Tabelle 5 Ökologischen Flächenbedarfe der untersuchten
Gebäudevarianten 25
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1 Darstellung des Typenhauses 10
Abbildung 2 Schematische Darstellung des methodischen Vorgehens 15
Abbildung 3 Berücksichtigte Lebenszyklusphasen des Gesamtgebäudes
nach DIN EN 15978 für LCA und LCC 11 16
Abbildung 4 Darstellung der Bewertungsmethode zum ökologischen
Flächenbedarf (eigene Darstellung) 19
Abbildung 5 THG der beiden Ausführungsvarianten v01
(Massivbauweise in Kalk-Sand-Stein) und v02 (Holz-Hybrid-Bauweise) 20
Abbildung 6 Vergleich der THG zwischen der Massivbauweise und der
Holz-Hybrid Variante 21
Abbildung 7 GWP der Baukonstruktion, Nutzungsphase und TGA
über den gesamten Betrachtungszeitraum 21
Abbildung 8 Sensitivitätsanalyse GWP für Variante v01 22
Abbildung 9 Treibhauspotenzial in kg CO-Äq. für die optimierte
Gebäudevariante v04 getrennt nach Baukonstruktion, Nutzungsphase
und Technische Gebäudeausrüstung 24
Abbildung 10 Ergebnisse der Lebenszyklusanalysen der untersuchten
Varianten hinsichtlich des Treibhauspotenzials in kq CO-Äq. 24
Abbildung 11 Umweltfolgekosten für Treibhauspotenzial der
untersuchten Gebäudevarianten 26
VI�
VII�

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Chapter 1 of Manual on methodologies and criteria for modelling and map-
ping critical loads and levels and air pollution eec ts, risks and trends.; 2015.
20 Martijn Schaap, Carlijn Hendriks, Richard Kranenburg, Jeroen, Kuenen,
Arjo Segers , Angela Schlutow, Hans-Dieter Nagel, Anja Ritter, Sabine Banz-
haf. PINETI-3: Modellierung atmosphärischer Stoeinträge von 2000 bis
2015 zur Bewertung der ökosystem-spezischen Gefährdung von Biodi-
versität durch Luftschadstoe in Deutschland.

wbg Nürnberg GmbH, Ferd. Tausendpfund GmbH | BEWOOpt 31
Impressum
Ansprechpartner bei der Technischen Universität München
und dem Bayerischen Bauindustrieverband:
Technische Universität München
School of Engineering and Design
Department of Architecture
Lehrstuhl für energieezientes und nachhaltiges Planen und Bauen
Autoren
Michael Vollmer, M. Sc.
michael.vollmer@tum.de
Tel.: +49 89 289-25754
Prof. Dr.-Ing. Werner Lang
sekretariat.enpb.bgu@tum.de
Tel.:+49 89 289-23990
Dr.-Ing. Hannes Harter
hannes.harter@tum.de
Tel.:+49 89 289-23969
Industriepartner
wbg Nürnberg GmbH Immobilienunternehmen
Glogauer Str. 70, 90473 N ürnberg
https://wbg.nuernberg.de/
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Bukarester Str. 1 c, 93055 Re gensburg
https://www.tausendpfund.group/
Abteilung Projektplattform Energie + Innovation
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s.haselo@ppe.tum.de
+49 89 289-28153
Abteilung Hochbau und Energie
Dipl.-Ing. (FH)/MBA & Eng. Werner Goller
w.goller@bauindustrie-bayern.de
+49 89 235003-41
Dank
Das Projek t wurde von der Bayeris chen Bauwirts chaft gefördert.
Gestaltung
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Herausgeber
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Oberanger 32 | 80331 München
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Verlag
Technische Universität München
TUM School of Engineering and Design
Arcisstr. 21
80333 München
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ISBN 978-3-948278-31-1
© BBIV, 1. Auflage, Juni 2022

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9 783948 278311