Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Die technischen Holzinformationen der Lignum

Lignatec Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz Umsetzung

ETH/IBI  Novatlantis

Lignum

2 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Diese Publikation wurde von folgenden Partnern unterstützt:

Ideelle Träger Baugenossenschaft Zurlinden, Zürich eco-bau /Amt für Hochbauten, Zürich ETH Zürich, IBI Institut für Bau- und Infrastrukturmanagement, Zürich FRM Fédération suisse romande des entreprises de menuiserie, ébénisterie et charpenterie, Le Mont-sur-Lausanne Minergie, Bern Novatlantis / 2000-Watt-Gesellschaft, Villigen PSI Osec, Zürich Swiss Business Hub United Kingdom, GB-London

Leistungspartner Flumroc AG, Flums HEV Hauseigentümerverband Schweiz, Zürich Just Swiss Timber Construction Ltd., GB-London Knauf AG, Reinach SVW Schweizerischer Verband für Wohnungswesen, Zürich

Projektpartner Glas Trösch AG, Bützberg Gutex Holzfaserplattenwerk, DE-Waldshut-Tiengen isofloc AG, Bütschwil Nägeli AG, Appenzellerholz, Gais

Massgebliche finanzielle Unterstützung BAFU Bundesamt für Umwelt, Bern Holzbau Schweiz, Zürich SHF Selbsthilfefonds der Schweizer Wald- und Holzwirtschaft, Solothurn VGQ Schweizerischer Verband für geprüfte Qualitätshäuser, Biel

3 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Inhalt Autoren Christoph Aeschbacher dipl. Forsting. ETH, Zürich (Kapitel 4) Olin Bartlomé dipl. Holzing. FH, Zürich (Kapitel 1, 5 und 6) Regula Gehrig, Kommunikation CO2-Bank, Biel (Kapitel 1.2 und 5.2) Paul Knüsel dipl. sc. nat. ETH, Journalist BR, Zürich (Kapitel 4) Urs Christian Luginbühl, dipl. Holzing. HTL, Biel (Kapitel 1.2 und 5.2) Katrin Pfäffli dipl. Arch. ETH/SIA, Zürich (Kapitel 2 und 3) Hansruedi Preisig dipl. Arch. SIA, Zürich (Kapitel 2 und 3)

Titelbild Charakteristik Holzbau Manuela Murschetz, Zürich

Seite 4 1 Die Umwelt ist ein Thema – zu Recht

1.1 Wald und Holz als Wegbereiter eines nachhaltigeren Gebäudeparks

1.2 CO2-Bank : Kommunikationsmittel für die Klimaleistung von Holz 1.3 Bewertung der Nachhaltigkeit

6

2 Hintergründe und Konzeption von klimaschonenden Gebäuden 2.1 Die 2000-Watt-Gesellschaft als Zielvorstellung 2.2 Energie und Treibhausgasemissionen 2.2.1 Graue Energie / Primärenergie nicht-erneuerbar 2.2.2 Amortisation 2.2.3 Zielwerte 2.3 Die drei Bereiche Betrieb, Erstellung und Mobilität 2.3.1 Einflussfaktoren beim Betrieb 2.3.2 Einflussfaktoren bei der Erstellung 2.3.3 Einfluss des Gebäudestandortes 2.4 Besonderheiten im Planungsprozess 2.5 Der Begriff ‹Nachhaltigkeit› 2.6 Das Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› im Kontext

11 3

msetzung von klimaschonenden Gebäuden nach U Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› 3.1 Siedlung Grünmatt – Holzbau macht’s möglich 3.1.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität 3.1.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› 3.1.3 Exkurs: Decken 3.2 Mehrfamilienhaus Segantinistrasse, Zürich – Umbau schlägt Neubau 3.2.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität 3.2.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› 3.2.3 Exkurs: Sanierung kontra Neubau 3.3 Hughaus – Geschicktes Energiekonzept 3.3.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität 3.3.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› 3.4 Schulhaus Eichmatt – Einmal gross statt zweimal klein 3.4.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität 3.4.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie›

42

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Umsetzung Energiegenerierung und intelligente Gebäudetechnik Primärenergiebedarf und Treibhausgasausstoss Holzfeuerungen: Vielfältiges Einsatzspektrum Biomasse: Energie im Hochtemperaturbereich Holzfeuerungen im Wärmecontracting Erneuerbare Energie im vernetzten System Polyvalente Versorgungskonzepte

47 5 Energiekennzahlen als Messgrössen der Energiereduktion 5.1 Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes 5.2 Der Gebäudeenergieausweis nach Merkblatt SIA 2031 ‹Energieausweis für Gebäude›

50 6

Ausblick

4 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

1

Die Umwelt ist ein Thema – zu Recht

Die Wissenschaft ist sich mehrheitlich einig, dass der grösste Teil der derzeitigen globalen Erwärmung vom Menschen verursacht wird. Während die genauen Auswirkungen der Klimaänderung auf lokaler Ebene unklar sind, ist wissenschaftlich genügend gesichert, dass der CO2-Ausstoss aus fossilen Brenn- und Treibstoffen sowie aus der Abholzung der Primärwälder Hauptursachen der Erwärmung darstellen und dass deren Auswirkungen insgesamt mehrheitlich negativ sein werden.

Die aktuelle CO2-Konzentration in der Atmosphäre liegt derzeit 28 % höher als je zuvor in den vergangenen 800 000 Jahren. 1, 2 Die CO2-Emissionen der Schweiz sollen nach dem bislang formulierten politischen Willen auf eidgenössischer Ebene mit Inlandmassnahmen bis 2020 um 20 % gegenüber dem Kyoto-Referenzjahr 1990 gesenkt werden. Hauptsächlich dank besseren Gebäudehüllen (Sanierung und Neubau) zeigt sich bezüglich Brennstoffverbrauch eine gute Entwicklung, und so hat dieser gegenüber dem Referenzjahr um knapp 13 % abgenommen. Die Gesamtemissionen jedoch, das zeigt der lineare Trend, sind gegenüber 1990 nicht zurückgegangen, weil der Treibstoffverbrauch um denselben Prozentsatz gestiegen ist. Das Erreichen nur schon des

unter Kyoto vereinbarten Reduktionsziels von 8 % bis 2012 gegenüber 1990 stellt insofern eine Herausforderung für unser Land dar. Auch die bisherige Annäherung an den Zielpfad im Segment Emissionen aus Brennstoffen ist kein Grund zur Entwarnung. Sie beruht nicht zuletzt auf der zügigen Einführung strengerer Bauvorschriften (MuKEn) und von Lenkungsinstrumenten (CO2-Abgabe) einerseits und dem raschen Angebot von Sanierungsanreizen (Gebäudeprogramm) andererseits.

Weitere zielführende Ansätze für den Bausektor sind gefragt. Wald und Holz können einen wesentlichen Beitrag zur Minderung des Treibhauseffekts leisten. Die Lignatec-Trilogie zum Thema des klimaschonenden und energieeffizienten Bauens mit Holz der Lignum stellt die Grundlagen und die spezifischen Leistungen von Holz in dieser Hinsicht dar. www.kommunikation.unibe.ch/content/medien/medienmitteilungen/ news/2008/epica

1

Mehr Infos dazu finden sich u.a. in Boulouchos K. et al. 2008: Energy Strategy for ETH Zürich. ESC Energy Science Center, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

2

1.1 Wald und Holz als Wegbereiter eines nachhaltigeren Gebäudeparks Wie im Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› aufgezeigt, weisen Holzbauten ein günstigeres Umweltprofil auf als ein vergleichbares Gebäude aus anderen Materialien. Insgesamt lässt sich festhalten, dass Wald und Holz im Bauwesen klimatisch gleich mehrfachen Nutzen stiften: indem Holz zum ersten Kohlenstoff einlagert (Speichereffekt) und zum zweiten andere, energieintensiver hergestellte Materialien ersetzt (Substitutionseffekt), während im Wald laufend weiter CO2 in Holz gebunden wird.

Am sinnvollsten ist die Nutzung des hochwertigen Werkstoffs Holz in einer Kaskade: die thermische Nutzung erfolgt erst nach der stofflichen Nutzung und dem Recycling. Wie bei allen nachwachsenden Ressourcen darf die Biomasse Holz aber auch in der stofflichen Anwendung nicht verschwendet werden. So müssen z. B. Gebäude eine effiziente Hülle aufweisen, die den Wärmedurchgang möglichst tief hält und luftdicht ist. Auch gilt es die Energiekaskade zu beachten. Höherwertige Energieträger wie Elektrizität haben gegenüber Wärme Vorrang und sollten auch aus Biomasse in erster Instanz gewonnen werden.

Komplexe Mengenrechnung bei der Kohlenstoffbindung Holz besteht zu ca. 50 % aus Kohlenstoff. Auf internationaler Regierungsebene 3 gibt es Bestrebungen, den Netto-Zuwachs des Waldes als Kohlenstoffsenke auf

die Holzprodukte umzulegen – hauptsächlich mit dem Ziel, die CO2-Bilanz (engl. Carbon Footprint) genauer abzubilden. Analog kann man den Nettozuwachs bei den Holzprodukten auf neu produzierte Holzprodukte (Holzhäuser etc.) umlegen. Damit kann die Kohlenstoffbindung im Holz bei der Projektierung respektive bei der Materialwahl bewertet werden: Nebst der gegenüber anderen üblichen Bauweisen klimaschonenderen Erstellung von Holzbauten wird gleichzeitig ein Teil dieses Ausstosses durch die Kohlenstoffbindung reduziert. Der Holzbau verzeichnet in der Schweiz insbesondere beim mehrgeschossigen Wohnungsbau steigende Marktanteile. Da zurzeit das Nutzungspotential im Schweizer Wald noch bei weitem nicht ausgeschöpft wird, nimmt das Kohlenstofflager sowohl im Wald als auch in Holzobjekten zu, was sich positiv auf das Klima auswirkt. Auf nationaler Ebene betrachtet, gilt es dabei jedoch zu beachten, dass nur die NettoÄnderungen des gesamten Kohlenstofflagers – also der Kombination der Kohlenstofflager in Wald, Holzprodukten und Gebäuden – klimarelevant sind (als Zunahme oder Abnahme).

Auch in der Schweiz

3

5 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

1.2 CO2-Bank: Kommunikationsmittel für die Klimaleistung von Holz Die CO2 -Bank Schweiz macht die Klimaleistungen des in der Schweiz verbauten Holzes sichtbar. Die internetbasierte Datenbank bietet in erster Linie ein Berechnungstool, welches nach Eingabe von Holzart und -werkstoffen die CO2 -Reduktion von Objekten dank dem Einsatz von Holz messbar macht. In Form des CO2 -Tonnen-Zählers wird diese Leistung kumuliert ausgewiesen. Betriebe der Holzwirtschaft und Planer (Architektur- oder Ingenieur-Büro, Holzbau- oder Schreinerbetrieb) können sich registrieren und ihren Beitrag berechnen lassen.

Die CO2 -Bank Schweiz ist eine Initiative der Wald- und Holzwirtschaft. Die Teilnahme ist kostenlos, unverbindlich und ohne Verpflichtungen. Die CO2 -Bank wird durch den Schweizerischen Verband für geprüfte Qualitätshäuser VGQ verwaltet. Die Aktivitäten werden vom Selbsthilfefonds der Schweizerischen Wald- und Holzwirtschaft SHF unterstützt. 4 Weitere Informationen finden sich auf der Website der CO2-Bank Schweiz (www.co2-bank.ch).

4

Figur 1 : Zertifikat der CO2-Bank

1.3 Bewertung der Nachhaltigkeit

Figur 2 : Die Einstiegsseite der CO2-Bank Schweiz.

Die internetbasierte Datenbank ist einfach strukturiert und übersichtlich.

Ist einmal der Betrieb registriert, sind die Objekteingaben rasch gemacht.

Jedes Objekt wird direkt zum Gesamtzähler kumuliert, der somit die Klimaleistung der Holzwirtschaft widerspiegelt.

Wie im Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› in Kapitel 3.4 detailliert beschrieben, stehen für die Bewertung der Nachhaltigkeit eines Gebäudes verschiedene Werkzeuge zur Verfügung. In den folgenden Kapiteln wird anhand von drei verschiedenen Neubauten und einer Sanierung aufgezeigt, wie Gebäude nach dem Merkblatt SIA 2040 ‹SIAEffizienzpfad Energie› – welches sich durch eine gesamtenergetische Betrachtung auszeichnet – zu bewerten sind. Die aufgezeigten Beispiele stehen exemplarisch für ihren jeweiligen Gebäudetyp.

Nicht nur weil die Berechnungen in der Regel komfortabel am Computer durchgeführt werden können, ist es wichtig, dass nach den Berechnungen Plausibilitätsstudien gemacht werden. Denn in der Anwenderpraxis solcher Systeme lauern Gefahren, die die Resultate signifikant verfälschen können. Dabei sind in erster Linie Fehler bei der Produktauswahl zu nennen: Bekanntes Beispiel ist die Wahl von ausschliesslich luftgetrocknetem Holz für ein Holzindustrieprodukt wie z. B. einen Brettstapel. Bei solchen Produkten ist das verwendete Holz zusätzlich häufig kammergetrocknet, und es muss entsprechend so ausgewählt bzw. berechnet werden.

Ein weiteres Beispiel ist Stahlbeton: Dort muss darauf geachtet werden, dass die Armierung realistisch eingesetzt wird. Auch sieht man häufig, dass falsche Produktnutzungsdauern bei den Berechnungen eingegeben werden: Die Angaben der Grauen Energie und Treibhausgasemissionen müssen i. d. R. auf ein Jahr bezogen erfolgen, und die vorgeschriebenen Nutzungsdauern müssen berücksichtigt werden. Bei der KBOB-Liste muss zudem ein Auge auf die gewählten Materialrohdichten geworfen werden. Denn obwohl in der KBOB-Liste die Primärenergieangaben und Treibhausgasemissionen auf die Masse bezogen werden, werden darin keine Rohdichten deklariert. Daher müssen Rohdichten angenommen werden. Das verlangt genaues Vorgehen, da eine falsch eingesetzte Rohdichte das Resultat entstellen kann. Immer gilt es zu beachten, welchen Einfluss eine Zahl auf das System haben kann. So kann z. B. bei der

Auswirkung der Rohdichte von Holz auf die Umwelteinwirkung einerseits von einer Korrelation der Dichte und der Umweltwirkung ausgegangen werden (bei gleicher Verarbeitung), denn Gewicht (interne und zum Teil externe Transporte) und Widerstand bei der Bearbeitung (Stromverbrauch, Trocknungsaufwand) hängen massgeblich von dieser Eigenschaft ab. Anderseits gibt es auch einen Teil der Umweltauswirkungen, der nicht direkt mit der Rohdichte korreliert, wie z. B. das Sägen und Hobeln. Auch bei den externen Transporten ist häufig das Volumen ausschlaggebend.

Holzbau leistet tatsächlich viel mehr Wie bei den Vergleichsberechnungen im Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› werden auch in dieser Publikation die Gebäude komplett bilanziert. Das heisst: Konform mit dem Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› werden die Zahlen einschliesslich der massiven Keller, der Fundamente und zum Teil sogar der Tiefgaragen berechnet und dargestellt. Bekanntlich haben diese Bauteile, wie in den Tabellen zu den Beispielen in Kapitel 3 ersichtlich, einen enormen Einfluss auf das Gesamtergebnis. Trotz dieser schweren Hypothek schliessen Holzbauten durchs Band gut ab, wenn auch mit zum Teil relativ kleinem Vorsprung vor anderen Bauweisen. Anders realisiert, würden die Bauten jedoch die Zielwerte gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› häufig verfehlen, speziell bei den Treibhausgasemissionen.

Der Holzbau spielt in dieser Hinsicht oft gleichsam die Rolle des ‹Züngleins an der Waage›. Indessen leistet er tatsächlich viel mehr. Würde etwa nur der ab Unterkante Bodenplatte ausgeführte Teil bilanziert und verglichen oder ein direkter Bauteilvergleich in verschiedenen Ausführungen unternommen, wiese der ausserordentlich energieeffiziente, grauenergie- und treibhausgasarme Holzbau massiv eindeutigere Pluspunkte auf.

6 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

2

Hintergründe und Konzeption von klimaschonenden Gebäuden

2.1 Die 2000-Watt-Gesellschaft als Zielvorstellung Wie in Kapitel 1 erläutert, streben Bundesrat und Parlament angesichts der fortschreitenden Klimaerwärmung in der beschlossenen Revision des CO2-Gesetzes an, die Emissionen an Treibhausgasen bis 2020 gegenüber 1990 um 20 % zu verringern. Noch weiter geht hier der SIA und mit ihm z. B. die Stadt Zürich: Bis ins Jahr 2050 soll die Bevölkerung in der Schweiz zwei Drittel weniger Energie verbrauchen als heute, die Emissionen aus Treibhausgasen sollen gar auf einen Viertel gesenkt werden.

Das Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› und die zugehörige SIA-Dokumentation D0236 bilden die Basis für die Umsetzung dieses Etappenziels für das Jahr 2050 der 2000-Watt-Gesellschaft im Gebäudebereich.

Der Beitrag der Bauwirtschaft ist bei dieser Zielsetzung nicht zu unterschätzen: Heute verschlingt das Bauen,

2.2

Instandhalten und Betreiben von Gebäuden rund die Hälfte der gesamten Energie und emittiert fast die Hälfte der Treibhausgase in der Schweiz. 5 Auch in Zukunft bleibt nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› für den Gebäudebereich in etwa die Hälfte der Energie und Treibhausgasemissionen reserviert. Wenn also beim Bauen und Betreiben von Gebäuden die Weichen richtig gestellt werden, ist ein ganz wichtiger Schritt in die richtige Richtung getan. Oder anders formuliert: Wenn die Kehrtwende im Gebäudebereich nicht gelingt, so bleibt die 2000-Watt-Gesellschaft eine Utopie.

Bundesamt für Energie BFE, ‹Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2005›, www.admin.ch/bfe

5

Energie und Treibhausgasemissionen

Das Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› zeichnet sich durch eine gesamtenergetische Betrachtung aus: Neben der Betriebsenergie werden auch die Graue Energie und die standortabhängige Mobilität einbezogen. Als entscheidende Neuerung gegenüber der Vorgängerdokumentation ist es gelungen, auch Zielwerte für die Treibhausgasemissionen anzugeben.

Sie sind wegen der Klimaauswirkungen eine zentrale umweltrelevante Grösse und nehmen, neben der nicht erneuerbaren Primärenergie, einen zumindest gleichrangigen, wenn nicht sogar höheren Stellenwert ein. Soll das Etappenziel der 2000-Watt-Gesellschaft für das Jahr 2050 im Bau erreicht werden, so müssen beide Zielwerte, der energetische wie auch jener für die Treibhausgasemissionen, berücksichtigt werden. Das neue Instrument des SIA gilt für Neubauten wie auch für Umbauten und Sanierungen. Die Zielwerte sind dabei die Summe des Energieverbrauchs und der Emissionen aus den drei Bereichen Erstellung, Betrieb und Mobilität. Die Einhaltung der Zielwerte ist die einzige Vorgabe im Effizienzpfad, Kompensationen zwischen den drei Bereichen sind erlaubt. Der Weg zur Zielerreichung bleibt völlig offen. Das erlaubt die Berücksichtigung projektspezifischer Rahmenbedingungen und führt zu innovativen Lösungen. Bereits nach den Zielwerten des Merkblatts SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› realisierte Bauten zeigen denn auch, dass der Einbezug der Bereiche Erstellung und Mobilität neben der Betriebsenergie zu eher mehr denn zu weniger Spielraum für Planer führt.

2.2.1 Graue Energie / Primärenergie nicht-erneuerbar Der Begriff ‹Graue Energie› ist ausschliesslich für den Bereich ‹Erstellung› reserviert. In den Bereichen ‹Betrieb› und ‹Mobilität› spricht man von ‹Primärenergie nicht-erneuerbar›. Auch ‹Graue Energie› ist aber ‹Primärenergie nicht-erneuerbar› (vgl. ‹Bereich Erstellung› im nachstehenden Kapitel 2.3). In dieser Lignatec-Trilogie wird im

Bereich ‹Erstellung› konsequent ‹Graue Energie› aufgeführt, weil dieser Begriff bekannt ist. In den Bereichen ‹Betrieb› und ‹Mobilität› wird konsequent ‹Primärenergie nicht-erneuerbar› als einheitlicher Begriff aufgeführt.

2.2.2 Amortisation Sämtliche Produkte an einem Bau haben eine Amortisationszeit, welche in Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› festgelegt ist.6 Die Graue Energie bzw. die Treibhausgasemissionen von Bauteilen etc. werden in der Regel auf die korrespondierende Amortisationszeit berechnet. Wenn nicht explizit darauf hingewiesen wird, sind alle angegebenen Zahlen in dieser LignatecReihe amortisierte Werte und beziehen sich somit auf ein Jahr.

Die Festlegung der Amortisationszeiten in diesem Merkblatt beruht auf diversen Tabellen für die Lebens- und Nutzungsdauern. Jedoch hat die Kommission SIA 2032 die Amortisationszeiten im Anhang C bewusst nicht gleich den Nutzungsdauern festgelegt. Bei kurzlebigeren Bauteilen entspricht die Amortisationszeit zwar in etwa der Nutzungsdauer. Bei der Tragstruktur wurden aber kürzere Amortisationszeiten eingesetzt, um zu verhindern, dass künftige Generationen übermässig mit der Abschreibung heutiger Investitionen belastet werden.

6

7 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 3 : Kreislauf von Holzprodukten innerhalb des Bereichs Erstellung

2.2.3 Zielwerte Bereich Erstellung Die Graue Energie umfasst den kumulierten Energieaufwand für die Produktion von Baustoffen, die Erstellung von Gebäuden, allfällige Ersatzinvestitionen und die Entsorgung der Gebäude. Auf die gleiche Weise werden auch die Treibhausgasemissionen über diesen Baustoffkreislauf aufsummiert. Graue Energie ist Primärenergie, und zwar nicht-erneuerbare Primärenergie.

Die Definition und Berechnungsmethodik zur Grauen Energie ist im Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› festgehalten.

Die Graue Energie und die Treibhausgasemissionen können auf die Bauteilfläche bezogen werden.

Im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› werden der Energieaufwand und die Treibhausgasemissionen eines Gebäudes auf die Energiebezugsfläche des Gebäudes bezogen und mit den einzelnen Bauteilen zugewiesenen Amortisationszeiten auf jährliche Werte umgerechnet.

Figur 4: Der Bereich Betrieb umfasst Raumwärme, Warmwasser, Lüftung / Klimatisierung, Beleuchtung und Betriebseinrichtungen.

Bereich Betrieb Der Betrieb von Gebäuden umfasst alle Energieverbräuche in den Verwendungszwecken Raumwärme, Warmwasser, Lüftung / Klimatisierung, Beleuchtung und Betriebseinrichtungen. Diese Energieverbräuche fallen in Endenergie an. Im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› werden sie mittels Primärenergiefaktoren und Treibhausgasemissionskoeffizienten der jeweiligen Energieträger in Primärenergie nicht-erneuerbar und in Treibhausgasemissionen umgerechnet. Bezugsgrösse ist auch hier immer die Energiebezugsfläche des Gebäudes.

Figur 5 : Der Bereich Mobilität umfasst die Alltagsmobilität und die Infrastruktur (Fahrzeuge, Strassen, Gleise etc.).

Bereich Mobilität Die Mobilität umfasst die vom Standort eines Gebäudes abhängige Alltagsmobilität für den Personenverkehr und die Infrastruktur. Je nachdem, wo ein Gebäude steht (ob in einer dichten Kernstadt oder in eher ländlichem Gebiet) und wie gut der Standort mit dem öffentlichen Verkehr erschlossen ist 7, werden die Nutzer dieser Gebäude mehr oder weniger grosse Distanzen zurücklegen und dies mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln tun. Der Energieverbrauch der Mobilität in Abhängigkeit vom Gebäudestandort ist im Merkblatt SIA 2039 ‹Mobilität – Energiebedarf in Abhängigkeit vom Gebäudestandort› definiert, und die Berechnungsmethodik ist ebenda festgelegt. Im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› wird die standortabhängige Mobilität in Primärenergie nicht-erneuerbar und in Treibhausgasemissionen abgefragt und auf die Energiebezugsfläche des Zielgebäudes bezogen. öV-Güteklassen gemäss http://map.are.admin.ch

7

8 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

2.3

Die drei Bereiche Betrieb, Erstellung und Mobilität

2.3.1 Einflussfaktoren beim Betrieb Energieeffizienz im Betrieb ist dank den Labels von Minergie, dem Gebäudeenergieausweis der Kantone (GEAK) oder auch behördlichen Vorgaben eine gut verankerte und wohlbekannte Forderung. Die Rezepte, um den Energieverbrauch und die Emissionen im Betrieb zu senken, sind weitgehend bekannt: eine günstige Gebäudehüllzahl in Kombination mit einer gut gedämmten Gebäudehülle und hohen solaren Gewinnen senkt den Wärmebedarf, energieeffiziente Geräte und Beleuchtungssysteme senken den Strombedarf. Der verbleibende Bedarf wird weitgehend durch erneuerbare Energieträger gedeckt.

2.3.2 Einflussfaktoren bei der Erstellung Energie- und Ressourceneffizienz bei der Erstellung oder Erneuerung von Bauten dagegen ist erst seit wenigen Jahren als Forderung anerkannt. Wie im Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› in Kapitel 3.5 detailliert beschrieben, berücksichtigen die Graue Energie und die Treibhausgasemissionen den kumulierten Aufwand an nicht-erneuerbarer Primärenergie zur Herstellung und Entsorgung von Baustoffen. Dabei werden alle vorgelagerten Prozesse – vom Rohstoffabbau über Transport und Herstellung bis zur Verarbeitung – wie auch die nachgelagerten Prozesse wie die Entsorgung einbezogen. Dasselbe gilt sinngemäss für die Treibhausgasemissionen. Im Bereich Erstellung sind die relevanten Stellgrössen zur Senkung des Energieverbrauchs und der Emissionen noch wenig bekannt: grosse und kompakte Baukörper, welche im Verhältnis zur generierten Fläche wenig Gebäudehüllfläche benötigen, starten mit guten Voraussetzungen.

Einfache Tragsysteme mit geradliniger Lastableitung und angemessenen Spannweiten reduzieren den Materialaufwand. Vor allem was die Treibhausgasemissionen betrifft, kann auch die Wahl der Bauweise das Resultat beeinflussen: Die Holzbauweise profitiert, insbesondere wenn der Baustoff aus lokaler Produktion stammt, von vergleichsweise kleiner Herstellungsenergie und kurzen Transportwegen. Holzkonstruktionen sind in der Regel leichter als massive Konstruktionen – als einfache Faustregel gilt, dass leichte Konstruktionen besser abschneiden als konventionelle schwere Systeme (vgl.

Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen›, Kapitel 4.3.3). 8 Um beim mehrgeschossigen Bauen die positiven Eigenschaften von Holz als Baumaterial allerdings nicht zu dezimieren, gilt es sich in der Planung intensiv mit den einschlägigen Parametern zu beschäftigen: Grosse Spannweiten, erhöhte Anforderungen an den Schallschutz oder den Brandschutz führen beim mehrgeschossigen Holzbau oft zu zusätzlichen, ressourcenintensiven Schichten, die es durch kluge Lösungen und Konzepte zu optimieren gilt. Unter Umständen kann sich auch eine Mischbauweise als vorteilhafter erweisen.

2.3.3 Einfluss des Gebäudestandortes Der dritte Bereich im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie›, der standortbedingte Energieverbrauch für die Mobilität, ist wohl am wenigsten bekannt. Berücksichtigt werden dabei die Energie, welche für den Personenverkehr eingesetzt wird, und die durch den Betrieb der Fahrzeuge emittierten Treibhausgase. Die Mobilitätsenergie umfasst aber auch die Graue Energie und die Treibhausgasemissionen für die Herstellung der Fahrzeuge und die Bereitstellung der Verkehrsinfrastruktur. 9 Im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› wird nur jener Anteil der Mobilität betrachtet, welcher direkt dem Standort eines Gebäudes zugeordnet werden kann. Der Bereich Mobilität erklärt sich über die auffällige Korrelation zwischen dem Gebäudestandort und dem Mobilitätsverhalten der Benutzerinnen und Benutzer der Gebäude. Die grösste Stellschraube im Bereich Mobilität ist denn auch die Standortwahl: Die Projektwerte bei der Mobilität sind bei gegebenem Standort weitgehend vorbestimmt. Standortfaktoren, wie sie in der Rechenhilfe 10 zum Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› angewählt werden können, sind in der Regel auch nicht unabhängig voneinander: Wer in einer Kernstadt baut, profitiert meist auch von einem gut ausgebauten öffentlichen Verkehrsnetz, von nahe gelegenen Einkaufsmöglichkeiten und von Parkplatzverordnungen, die eine gegenüber weniger gut erschlossenen Standorten kleinere Parkplatzzahl zulassen. All dies beeinflusst die Resultate im Bereich Mobilität positiv.

Leichte Materialien / Bauweisen können auch ein bedeutend ungünstigeres Nachhaltigkeitsprofil aufweisen als schwere, wie beispielsweise Aluminium-Leichtbau im Vergleich zu einer Stampflehm-Bauweise.

8

Methodische Grundlage gemäss Merkblatt SIA 2039 ‹Mobilität – Energiebedarf in Abhängigkeit vom Gebäudestandort›

9

‹SIA-Tool 2040 Effizienzpfad Energie›: http://www.energytools.ch

10

9 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

2.4 Besonderheiten im Planungsprozess Im Prinzip gelten für die Planung von Bauten, welche die Ziele des Merkblatts SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› erfüllen sollen, die gleichen Grundregeln wie für jeden gut geführten Planungsprozess. Die wichtigsten Entscheide werden bereits in den Phasen Vorstudie und Vorprojekt gefällt. Insbesondere für den Bereich Erstellung sind die ersten Schritte im Entwurfsprozess massgebend. Form, Grösse und Kompaktheit des Baukörpers, die innere Organisation der Raumfolgen und die sich daraus ergebende Tragstruktur werden in diesen frühen Phasen des Bauablaufs festgelegt. Die Einflussnahme in den späteren Phasen ist deutlich kleiner.

Die Erfahrung zeigt, dass ein Bauprozess dann am besten gelingt, wenn er sich durch einige wichtige Eigenschaften auszeichnet: Es braucht eine klare Position der Bauherrschaft respektive des Investors für das Bauen nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› bzw. im Sinne der 2000-Watt-Gesellschaft. Diese Positionierung dient als Richtschnur bei wichtigen Entscheiden und hat für alle Beteiligten programmatischen Charakter.

Nicht jedes Bauvorhaben eignet sich für die Umsetzung der Vorgaben. Oft setzt der Standort enge Rahmenbedingungen. Eine Machbarkeitsstudie ist die Grundlage für eine erste Kontrollrechnung mit der Rechenhilfe ‹SIA-Tool 2040 Effizienzpfad Energie›.

Dieses einfache Tool erlaubt es, bereits in der frühesten Planungsphase eine einigermassen zuverlässige Aussage über die Chancen des Projektes zu erhalten.

Die Vorgaben des Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› müssen für die Auswahl eines Projektes mitentscheidend sein. Dieser Input hat in der Vorprojektphase zu erfolgen, bei Wettbewerben in Form des Programms, bei Direktaufträgen als Teil des Projektpflichtenhefts.

Interdisziplinäre Fachkompetenz ist Voraussetzung für den Erfolg. Dies gilt auch und vor allem für die ersten Entwurfsschritte. Gefordert ist ein Team, keine einsamen Einzelkämpfer.

Relevant für die Beurteilung eines Projektes ist der ganze Lebenszyklus. Dies berücksichtigt die Erstellung, den Betrieb, Erneuerung, Instandsetzung und Rückbau.

Eine Qualitätssicherung über alle Phasen der Planung und der Realisierung kontrolliert bei wichtigen Meilensteinen die Zielerreichung, berät und motiviert die Beteiligten.

2.5 Der Begriff ‹Nachhaltigkeit› Ökologisches Bauen, nachhaltiges Bauen, energieeffizientes Bauen – der Namen sind viele, und die Begriffe werden oft recht sorglos als Synonyme gebraucht. Das wird der Sache nicht gerecht. Aber eine saubere Abgrenzung ist nicht so einfach, weil die Bedeutung der Begriffe, je populärer sie werden, um so vielschichtiger wird. Am schlimmsten ist es wohl dem Begriff der Nachhaltigkeit ergangen. Wer heute in den Medien blättert, begegnet dem Wort ‹nachhaltig› so oft, dass der geneigte Leser sich durchaus fragen darf, ob das Wort eigentlich noch eine definierte Bedeutung hat. Dabei ist die ‹nachhaltige Entwicklung› auch heute wohl noch am besten mit dem Dreikreisemodell 11 zu erfassen, welches im Nachlauf und basierend auf der Konferenz von Rio 12 entwickelt wurde: Eine nachhaltige Entwicklung zielt demnach auf einen haushälterischen Umgang mit den Ressourcen (Umwelt), auf eine solidarische Gesellschaft und auf wirtschaftliches Wohlergehen. Alle drei Kreise – Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft – müssen berücksichtigt werden, sie nehmen aufeinander Bezug und überschneiden sich in wesentlichen Teilen. Das Bundesamt für Raumentwicklung ARE 13 umschriebt

diese Verbindung wie folgt: ‹Wirtschaftliches Wohlergehen ist ebenso wie die Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlagen Voraussetzung für die Befriedigung unserer materiellen und immateriellen Bedürfnisse. Und nur eine solidarische Gesellschaft ist in der Lage, die erworbenen wirtschaftlichen Güter gerecht zu verteilen, die gesellschaftlichen Werte zu pflegen sowie mit den natürlichen Ressourcen haushälterisch umzugehen.› Neben dem Dreikreisemodell werden auch das ‹Dreisäulenmodell› und ‹Triple Bottom Approach› bzw. ‹Triple Bottom Line› als gängige Begriffe genannt.

11

Weltkonferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro 1992 (engl. United Nations Conference on Environment and Development (UNCED))

12

Bundesamt für Raumentwicklung, Bern, Koordinationsplattform des Bundes für die Politik der Nachhaltigen Entwicklung in der Schweiz, www.are.admin.ch

13

10 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 6 : Nachhaltige Entwicklung berücksichtigt Kriterien aus den Bereichen Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft gleichermassen. Sie nimmt dabei eine langfristige und globale Perspektive ein und fragt nach den Auswirkungen unseres heutigen Handelns auf künftige Generationen.

Dreikreisemodell von Rio

Nord Wirtschaftliches Wohlergehen

Gesellschaft

Generation Heute

Generation Morgen

Umwelt

Wirtschaft

Solidarische Gesellschaft Haushälterischer Umgang mit den Ressourcen Nord – Süd Heute – Morgen

Süd

Der Begriff ‹Ökologie› plaziert sich im Umweltbereich der Nachhaltigkeit. Ökologie zielt auf einen umfassenden Umweltschutz. Weil auch der Mensch Teil des Ökosystems ist, greift die Ökologie auch in den gesellschaftlichen Bereich der Nachhaltigkeit ein. Dabei werden vor allem individuelle Bedürfnisse tangiert,

2.6

wie jenes nach ausreichend und gesunder Nahrung, Luft und Wasser oder ein für die gesunde Entwicklung des Menschen notwendiges Lebensumfeld.

Das Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› im Kontext

Da ohne Energie auf der Welt nichts geht und Klimaveränderungen aufgrund der Treibhausgasemissionen zu einem teilweisen oder sogar grösseren Kollaps der Weltwirtschaft und vieler gesellschaftlicher und politischer Strukturen führen könnten, greift das Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› die Themen auf, welche für eine nachhaltige Entwicklung die notwendige und zwingende Voraussetzung bilden: Im Dreikreisemodell der nachhaltigen Entwicklung deckt es innerhalb des Bereichs Umwelt den haushälterischen Umgang mit der wichtigsten Ressource Energie weitgehend ab.

Der zweite Kreis, die gesellschaftliche Dimension der Nachhaltigkeit, bildet das Instrument des SIA nur geringfügig ab: Die Nutzungsqualität, soziale, räumliche und architektonische Werte oder die Qualität der Innenraumluft und andere gesundheitsrelevante Aspekte lassen sich nicht in Energie und Treibhausgasemissionen erfassen.

Ein bewusster Umgang mit den Ressourcen bei der Erstellung von Bauten führt zu einfachen, kompakten und gut strukturierten Baukörpern mit hoher

Flexibilität. Damit ist auch im Bereich der Wirtschaft – dem dritten Kreis im Dreiklang der nachhaltigen Entwicklung – eine gute Grundlage gelegt: Diese Massnahmen führen zusammen mit regionaler Wertschöpfung und Ressourcennutzung zu qualitativ hochstehenden, kostengünstigen Bauwerken in der Erstellung und im Betrieb.

Mit dieser gesamtenergetischen Betrachtungsweise unter Einbezug der Grauen Energie und der Mobilität und insbesondere der Formulierung von Zielwerten auch für die Treibhausgasemissionen ist der ‹SIA-Effizienzpfad Energie› nach Merkblatt SIA 2040 einzigartig, und zwar sowohl in der Schweiz als auch im nahen Ausland. Die gesamtenergetische Betrachtung unter Einbezug der klimarelevanten Treibhausgasemissionen wird sich in Zukunft durchsetzen und einseitige Betriebsenergiebetrachtungen ablösen.

11 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3 Umsetzung von klimaschonenden Gebäuden nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Beispiel für die Gebäudekategorie Wohnen / Neubau Figur 7 : Gartenstadt-Siedlung Grünmatt mit Loggien und Aussenwänden in Holzrahmenbauweise mit hinterlüfteter Holzbekleidung. Visualisierung: architron, Zürich

3.1 Siedlung Grünmatt – Holzbau macht’s möglich Städtebau / Quartier Der Friesenberg in Zürich liegt am Fuss des Üetlibergs und ist mehrheitlich locker mit Häuserreihen bebaut.

Die Familienheim-Genossenschaft Zürich FGZ vermietet in diesem Quartier rund 2200 Wohnobjekte. An der Grünmatt-, Baumhaldenstrasse werden 155 Wohneinheiten errichtet. Das Projekt von Graber Pulver Architekten ersetzt 64 Reiheneinfamilienhäuser aus dem Jahr 1929, welche in einem schlechten baulichen Zustand sind, energetisch nicht mehr heutigen Anforderungen entsprechen und bezüglich Wohnqualität und Behaglichkeit den heutigen Bedürfnissen nicht mehr genügen.

Projekt Das Projekt ging aus einem Studienauftrag hervor. Die FGZ erwartete ‹eine zukunftsweisende Interpretation zum Thema Gartenstadt›, verlangte also explizit ein gutes Angebot an öffentlichen und privaten Aussenräumen. Graber Pulver Architekten ordneten dreizehn Bauten in vier leicht gebogenen Gebäudezeilen an, was stark an die Lage der vormaligen Reihenhäuser erinnert. Gelobt wurde das Projekt im Jurybericht als ‹eine innovative Weiterentwicklung von Zeilenbau und Reihenhaus›. Energetisch wurden im Studienauftrag keine spezifischen Vorgaben formuliert.

Betrachtet wird hier das Haus 4, angeordnet im Südwesten der Parzelle. Es handelt sich dabei um einen viergeschossigen Baukörper mit jeweils vier Wohnungen pro Geschoss, die über zwei Treppenhäuser erschlossen sind. Die Grundrisse zeichnen sich durch einen Tages-

bereich aus, der sich über die ganze Gebäudetiefe erstreckt. Diesem ist jeweils im Süden – und damit hangseitig – eine grosszügige private Loggia vorgelagert. Ein leicht geneigtes Pultdach öffnet sich gegen die Sonnenseite. Im Sockelgeschoss sind einzelne Individualzimmer und alle Nebenräume der Wohnungen untergebracht.

Parkgelegenheiten finden sich in einer grossen gemeinsamen Einstellhalle für alle 13 Häuser zwischen den beiden oberen Zeilen. Für die Berechnung wird hier 10 % dieser Einstellhalle dem Haus 4 zugeordnet. Dies entspricht dem proportionalen Anteil des Hauses an der gesamten Geschossfläche in der Siedlung.

Das Energiekonzept in den FGZ-Siedlungen am Friesenberg ist im Umbruch. Bis Mitte 2012 wird der Wärmebedarf der Siedlungen der FGZ noch mit einer Ölheizung gedeckt. Die Genossenschaft kann in Zukunft diese Heizung durch Abwärmenutzung umliegender Grossbetriebe, kombiniert mit lokalen Wärmepumpen, ersetzen. Die Siedlung Grünmatt ist die erste Siedlung der FGZ, welche an diese gut verfügbare und bisher kaum genutzte Wärmequelle angeschlossen wird. Sie macht damit den Auftakt für den Ausbau des Anergienetzes am Friesenberg.

12 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.1.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität Erstellung Die relativ kleinen und schlanken Volumen der Siedlung bieten keine guten Voraussetzungen für wenig Graue Energie und wenig Treibhausgasemissionen. Dank der kompakten Gebäudeform mit vorgesetzter Balkonschicht und der gewählten Holzbauweise gelingt hier trotzdem ein beachtliches Resultat. Über dem teilweise in den Hang geschobenen Sockelgeschoss in Massivbauweise wird der dreigeschossige Gebäudeteil über Terrain bis auf die Treppenhäuser in Holzbauweise ausgeführt. Bereits im Studienauftrag wurde diese Bauweise durch die Architekten vorgeschlagen. Stirnseitig sind die Häuser aus architektonischen Gründen durch eine massive, über alle Geschosse verlaufende Betonscheibe begrenzt. Als Deckenkonstruktion kommt ein Holz-Beton-Verbunddecken-System (HBV) Figur 8 : Schnitt durch die Fassade

zum Einsatz. Der Brettstapel an der Deckenuntersicht bleibt sichtbar, dadurch erübrigt sich eine aufwendige Verkleidung. Fassaden und Wände in einfacher Holzrahmenbauweise sind im Werk vorgefertigt und lassen sich, dank aussteifender OSB-Platte, auch in grossen Elementgrössen transportieren. Die Fassaden sind mit abwechselnd horizontalen und vertikalen Holzschalungen bekleidet. Eine grosse Herausforderung auf der Baustelle ist die Koordination der Baumeisterarbeiten (Untergeschosse, Treppenhäuser und die als Betonscheiben ausgeführten Stirnfassaden) mit dem ungleich präziseren Holzbau: Millimetergenau werden die Häuser ausgemessen und die Elemente entsprechend produziert.

Dachaufbau von aussen: Substrat 100 mm Abdichtungsbahn Dämmung 200 mm Dampfsperre OSB 15 mm Brettstapel 160 mm

Deckenaufbau von oben (über EG): Bodenbelag 10 mm Zementunterlagsboden 80 mm Trittschalldämmung 2 x 20 mm Holz-Beton-Verbunddecke:

Stahlbeton 100 – 120 mm

Brettstapel 100 – 120 mm

Aufbau Aussenwand von innen: Gipskartonplatte 15 mm OSB 15 mm, Stösse abgeklebt Ständer 280 mm / Dämmung Diffusionsoffene, mitteldichte Holzfaserplatte 15 mm Fassadenbahn Lattung 40 mm Holzschalung 20 mm

ekcednegaragfeiT na ssulhcsnA

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13 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Betrieb Das Haus erreicht mit einer Mineralfaserdämmung von 280 mm an den Fassaden und 200 mm EPS-Dämmung auf den Dächern hervorragende U-Werte: 0,14 und 0,12 W/m2K. Mit dieser gut gedämmten Gebäudehülle wäre ein tiefer Wärmebedarf zu erwarten. Die Ausrichtung der Gebäude mit der Südseite gegen den Uetliberg führt aber zu nur kleinen solaren Gewinnen.

Der Heizwärmebedarf bleibt knapp 15 % unter der gesetzlich erlaubten Vorgabe.

Das ganze Quartier der FGZ wird ab Sommer 2012 sukzessive mit einer Ringleitung mit Abwärme von umlie-

Figur 9 : Die Abwärme umliegender Grossbetriebe wird in eine Ringleitung eingespeist und direkt genutzt oder, vor allem im Sommer, in Erdspeichern eingelagert.

In den kälteren Monaten des Jahres kann die eingelagerte Wärme wieder bezogen werden. Quelle: Amstein + Walthert AG

Geplante Wärmeversorgung der FGZ

genden Grossbetrieben versorgt. Im Sommer wird deren überschüssige Abwärme in Erdspeicher eingelagert. Lokal wird diese dann in den kälteren Jahreszeiten mit Wärmepumpen auf die notwendige Temperatur angehoben.

Fotovoltaikmodule auf den Dächern der Siedlung decken einen Teil des Strombedarfs. Für den notwendigen Luftwechsel in den Wohnungen sorgen Luftboxen in den Aussenwänden, welche die Luft zuführen; die Abluft wird zentral in den Nasszellen abgesogen.

14 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Mobilität Die Siedlung Grünmatt entsteht in der Kernstadt Zürich und ist mit dem öffentlichen Verkehr sehr gut erschlossen. Einkaufsmöglichkeiten finden sich in naher Gehdistanz. Dies sind gute Voraussetzungen für ein energieeffizientes Mobilitätsverhalten der Bewohnerinnen und Bewohner der Siedlung. Ein Wermutstropfen ist die grosse Anzahl Parkplätze, welche auf dem Areal erstellt werden müssen: Obwohl die FGZ das Minimum an Parkplätzen gemäss geltender Park-

Figur 10 : Lage der Siedlung Grünmatt im Stadtkern von Zürich. öV-Güteklasse A gemäss http://map.are.admin.ch

Fussnoten der Figur 11, Seite 15

platzverordnung erstellt, ergibt dies 0,85 Parkplätze pro Wohnung. Die grossflächige Tiefgarage ist nicht nur kosten- und ressourcenintensiv in der Erstellung, ein grosses Parkplatzangebot führt erfahrungsgemäss auch zu mehr Fahrzeughaltern. In der Stadt Zürich verfügen dank dem sehr gut ausgebauten öffentlichen Verkehr nur 42 % der Haushalte über ein eigenes Auto. Die FGZ geht denn auch davon aus, dass nicht alle Parkplätze vermietet werden können.

Ort Grünmatt-, Baumhaldenstrasse, Zürich Bauherrschaft FGZ Familienheim-Genossenschaft Zürich Architektur Graber Pulver Architekten AG, Zürich Bauingenieur Freihofer & Partner, Zürich Holzbauingenieur Pirmin Jung Ingenieure für Holzbau AG, Rain Gebäudetechnik Advens AG, Zürich und Amstein + Walthert AG, Zürich Holzbau ARGE Blumer-Lehmann AG, Gossau, und Kost Holzbau AG, Küssnacht am Rigi Baukosten BKP 2 CHF 62,45 Mio. (Gesamtprojekt inkl. Tiefgarage) davon BKP 214 CHF 11,14 Mio. (Gesamtprojekt inkl. Tiefgarage) Grundstücksfläche SIA 416 31 799 m2 (Gesamtprojekt inkl. Tiefgarage) Geschossfläche SIA 416 32 574 m2 (Gesamtprojekt inkl. Tiefgarage), 27 400 m2 (Gesamtprojekt), 1980 m2 (Haus 4) Energiebezugsfläche SIA 416/1 1667 m2 (Haus 4) Gebäudevolumen SIA 416 102 919 m3 (Gesamtprojekt inkl. Tiefgarage), 84 642 m3 (Gesamtprojekt), 5990 m3 (Haus 4) Gebäudehüllzahl SIA 416/1 1,29 (Haus 4) Kompaktheit (gesamte Gebäudehülle zu Geschossfläche) 1,40 Kubikmeterpreis SIA 416 (BKP2) CHF 607.– Bauzeit Haus 4 2010 – 2012, ganze Siedlung bis 2014

Graue Energie wird nach kWp bemessen.

Elektrische Hilfsenergie für Raumwärme und Warmwasser, bei Wärmepumpen bereits enthalten in der Leistungszahl ε.

16 Der Bedarf für die Zirkulation im Anergienetz wird hier geschätzt.

17 Wo in einem Minergie-Nachweis der Strombedarf der Lüftung angegeben wird, kann in einer ersten Phase auf diese Werte zurückgegriffen werden.

18 Der Strombedarf der Luftboxen-Anlage wird hier geschätzt: Etwas besser als eine voll ausgebaute Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, welche im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› mit Standardwert Vorprojekt von 6 MJ/m2 angegeben wird.

19 Bei der Fotovoltaik wird der zu erwartende Jahresertrag eingesetzt. Aber nur, wenn ein Gebäude auch wirklich direkt beliefert wird und diese erneuerbare Elektrizität nicht beispielsweise über eine kostendeckende Einspeisevergütung KEV weiterverkauft wird. Sonst würde sie doppelt gezählt, weil ein anderer Haushalt diese Elektrizität wieder kaufen könnte. Zeiträume im Tagesablauf, bei denen überschüssige Photovoltaik-Elektrizität ins Netz geliefert und umgekehrt dafür zu einem anderen Zeitpunkt Elektrizität aus dem Netz bezogen wird, werden als Nullsummenspiel angesehen.

20 Besucherparkplätze müssen nicht mitgerechnet werden.

14 15

15 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 11 : Die Systemgrenze bildet das ganze Gebäude plus einen Anteil an der Tiefgarage. Dieser liegt bei 10 % der gesamten Tiefgarage und ist damit proportional zur Geschossfläche des Hauses 4 an der gesamten Geschossfläche der Siedlung Grünmatt.

3.1.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Berechnung der Primärenergie nicht-erneuerbar und der Treibhausgasemissionen von Haus 4, Grünmatt Primärenergie Treibhausgasnicht-erneuer- emissionen Erstellung bar [MJ/m2] [kg/m2] 11 0,9 Anteil Tiefgarage (10 %) 330 m2 Bodenplatte, 330 m2 Dach unter Terrain 13 1,1 Gebäude unter Terrain 480 m2 Bodenplatte, 230 m2 Betonwand gedämmt 6 0,3 Aussenwand 780 m2 Holzrahmenbau, Holzschalung 2 0,2 175 m2 Betonscheiben, Innenwärmedämmung 19 1,4 Fenster, Balkone 314 m2 3-IV-Holzmetallfenster, 366 m2 Balkone 5 Decken, Innenwände 990 m2 Holz-Beton-Verbunddecken 0,4 495 m2 Betondecke 3 0,3 1310 m2 Innenwände (Beton, Leichtbau, Holz) 5 0,4 19 1,1 Dach 490 m2 Brettstapel geneigt, Flachdachaufbau 17 1,2 Innenausbau 1480 m2 Bodenbelag mit UB, 700 m2 Gipsverkleidungen Haustechnik Anergienetz, Wärmepumpe Erdsonde, Elektro, Sanitär, Lüftung 23 1,5 14 0,9 Eigenproduktion Fotovoltaik 24 kWp installierte Leistung auf Dach 14 Total Erstellung 137 9,7 Richtwert Erstellung 110 8,5

Betrieb Heizwärme Warmwasser Hilfsenergie 15 Lüftung 17 Beleuchtung Betriebseinrichtungen Eigenproduktion Total Betrieb Richtwert Betrieb

Mobilität Siedlungstyp Gebäudestandort Verfügbarkeit Dauerabonnement Personenwagenverfügbarkeit Parkplätze pro Haushalt 20 Distanz zum Einkaufen in km Total Mobilität Richtwert Mobilität Gesamtbilanz Projektwert Zielwert Wohnen / Neubau

Q h = 101 MJ/m2, Abwärme/Wärmepumpe Qw = 50 MJ/m2, Abwärme/Wärmepumpe Anergienetz Abwärme 16 einfache Zu- und Abluftanlage 18 Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040 Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040 240 m2 Fotovoltaik-Anlage auf Dach 19

Kernstadt sehr gut erschlossen, öV-Güteklasse Klasse A Schweizer Durchschnitt

εSPF [–] 4,0 2,1

Endenergie [MJ/m2] 25 24 2 4 12 25 –62

66 63 5 11 32 66 –163 80 200

1,0 1,0 0,1 0,2 0,5 1,0 –2,6 1,2 2,5

107 130

5,5 5,5

324 440

16,4 16,5

Korrekturfaktor 1,0 5,0 0,25

Schweizer Durchschnitt

0,65

ca. 132 Parkplätze für 155 Haushalte Coop, Schweighofstrasse

0,85 0,3

16 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Das Haus 4 der Siedlung Grünmatt erfüllt die beiden Zielwerte gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› bei der nicht-erneuerbaren Primärenergie äusserst komfortabel, bei den Treibhausgasemissionen nur knapp. Diese Konstellation ist für Neubauten typisch. Die Reduktionsvorgabe gegenüber heute ist mit Faktor 4 bei den Treibhausgasemissionen deutlich schärfer als die Vorgabe bei der Primärenergie mit einem Reduktionsfaktor von 3.

Die Siedlung Grünmatt profitiert von den guten Standortbedingungen bei der Mobilität. Die Richtwerte werden in diesem Bereich, selbst mit der grossen Parkplatzzahl, ohne weitere Massnahmen eingehalten. Im Betrieb zeigt sich die Kombination einer Abwärmenutzung mit Wärmepumpen und einer Deckung des daraus entstehenden Strombedarfs mit eigens auf dem Dach produziertem Fotovoltaikstrom als zielführend: Die Projektwerte im Betrieb sind deutlich tiefer als die orientierenden Richtwerte. Der hohe Heizwärmebedarf von jährlich 101 MJ/m2 ist einerseits auf das kleine beheizte Volumen mit der eher ungünstigen Gebäudehüllzahl (thermische Gebäudehüllfläche zu Energiebezugsfläche) von 1,29 zurückzuführen. Andererseits wird der Bedarf auch nicht durch das gewählte Lüftungssystem entlastet: Die Anlage verfügt zwar über eine Wärmerückgewinnung aus der Abluft, diese wird aber dem Wärmebedarf für das Warmwasser zugewiesen, was aufgrund der deutlich höheren Temperaturen in diesem Verwendungszweck den Energiebedarf nur marginal zu senken vermag.

Bei der Erstellung liegen die Werte deutlich über den Richtwerten. Das liegt vor allem am kleinen Gebäudevolumen des betrachteten Hauses mit einer Kompaktheit (gesamte Gebäudehülle inkl. Anteil Tiefgarage zu Geschossfläche) von 1,40. Erschwerend kommt hinzu, dass von der insgesamt zu erstellenden Geschossfläche von 2260 m2 (inkl. Tiefgaragenanteil) nur gerade 72 % als beheizte Fläche genutzt werden. Das ungünstige Verhältnis zwischen Geschossfläche und Energiebezugsfläche wirkt sich negativ aus, weil letztere die Bezugsgrösse für alle Berechnungen ist. Als geschickt und richtig erweist sich dagegen die Wahl der Bauweise.

Insbesondere bei den Treibhausgasemissionen können dank der Holzbauweise die entscheidenden Einsparungen erzielt werden.

Das Haus 4 in der Siedlung Grünmatt ist mit vier Geschossen der grösste Gebäudetyp in der vierzeiligen Anlage. Es hat damit die besten Voraussetzungen, die Ziele zu erreichen. Trotz an sich kompakter Gebäudeform mit vorgesetzten Balkonen und ressourcenschonendem Holzbau dürften die kleineren Haustypen auf dem Gelände die Zielwerte nicht erreichen. Sie starten in einer äusserst schwierigen Ausgangslage: Kleine Volumen weisen immer ein ungünstiges Verhältnis zwischen Gebäudehüllfläche und Geschossfläche auf. In den ersten Phasen des Entwurfsprozesses kann mit wenig Aufwand sehr viel erreicht werden. Später das Ruder herumzureissen, ist nicht einfach, weil die grössten Einflussmöglichkeiten bereits vergeben sind. Klare Vorgaben des nachhaltigen Bauens beziehungsweise einer fortschrittlichen Energieeffizienz fehlten im Programm zum Studienauftrag bei der Siedlung Grünmatt – entsprechend war Energieeffizienz auch kein Kriterium im Auswahlverfahren. In der Projektierung waren erhebliche Aufwendungen notwendig, um eine gute Positionierung im Thema der Energieeffizienz im nachhinein zu erreichen. Dass nun die grössten Gebäudetypen innerhalb der Siedlung als 2000-Watt-kompatibel gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› gelten dürfen, ist – gemessen an der schwierigen Ausgangslage – ein grosser Erfolg.

17 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.1.3 Exkurs: Decken Als gute Lösung zeigen sich an diesem Bau die von unten sichtbaren Holz-Beton-Verbunddecken. Auch wenn es überraschen mag: Die Einsparung an Grauer Energie und Treibhausgasemissionen einer einfachen Bekleidung einer Holzkonstruktion lässt sich – wenn

Figur 12 : Graue Energie und Treibhausgasemissionen von vier Rohdeckenkonstruktionen (Herstellung und Entsorgung, nicht amortisiert), gerechnet mit Grisli 21

Vergleich von vier typischen Deckenkonstruktionen für den mehrgeschossigen Holzbau

Betondecke CEM II 300 kg/m3, Bewehrung 90 kg/m3, Untersicht mit Deckenputz und Anstrich, Gesamtstärke 240 mm

762

Treibhausgasemissionen [kg/m2] 75,9

Holz-Beton-Verbunddecke Brettstapel 130 mm, Beton 90 mm, Bewehrung 2,7 kg/m2, Untersicht mit Anstrich, Gesamtstärke 220 mm

494

40,4

Holz-Beton-Verbunddecke Brettstapel 130 mm, Beton 90 mm, Bewehrung 2,7 kg/m2, biegeweiche Unterdecke Gipskarton 15 mm, verputzt und gestrichen, Gesamtstärke 260 mm

606

47,6

Kastendecke mit Beschwerung Beplankung mit Dreischichtplatten 27 mm, Hohlraumbedämpfung/Beschwerung 80 kg/m2, biegeweiche Unterdecke Gipskarton 15 mm, verputzt und gestrichen, Gesamtstärke 300 mm

550

32,8

Graue Energie [MJ/m2]

Rohdecken werden in der Regel mit einem Bodenaufbau mit Trittschalldämmung und Fliessestrich ergänzt.

Um eine Grössenordnung für den – bei allen Decken in

Figur 13 : Graue Energie und Treibhausgasemissionen eines typischen Bodenaufbaus (Herstellung und Entsorgung, nicht amortisiert), gerechnet mit Grisli

man nur den Quadratmeter Bauteil betrachtet – sehen. Als Vergleich sind hier die klassische Betondecke, die Holz-Beton-Verbunddecke ohne und mit unterer Bekleidung und eine Kastendecke mit unterer Bekleidung einander gegenübergestellt:

etwa gleichen – Aufbau zu erhalten, ist in Figur 13 ein typischer Bodenaufbau dargestellt:

Typischer Bodenaufbau bei mehrgeschossigen Holzbauten Bodenaufbau (für alle vier Decken identisch) Trittschalldämmung 40 mm, Unterlagsboden 70 mm, Bodenbelag Parkett 10 mm

493 MJ/m2

35,3 kg/m2

18 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 14 : Graue Energie in MJ bezogen auf den m2 Bauteilfläche von vier Rohdeckenkonstruktionen (Herstellung und Entsorgung, nicht amortisiert), gerechnet mit Grisli

Figur 15 : Treibhausgasemissionen in kg bezogen auf den m2 Bauteilfläche von vier Rohdeckenkonstruktionen (Herstellung und Entsorgung, nicht amortisiert), gerechnet mit Grisli

Vergleich Graue Energie von vier Deckenkonstruktionen 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Holz-Beton-Verbunddecke Betondecke

Holz-Beton-Verbunddecke mit Unterdecke aus Gipskarton 15 mm

Hohlkastendecke mit Unterdecke aus Gipskarton 15 mm

Vergleich Treibhausgasemissionen von vier Deckenkonstruktionen 70 60 50 40 30 20 10 0 Holz-Beton-Verbunddecke Holz-Beton-Verbunddecke Betondecke mit Unterdecke aus Gipskarton 15 mm

Hohlkastendecke mit Unterdecke aus Gipskarton 15 mm

Das Weglassen der unteren Bekleidung vermindert bei der Holz-Beton-Verbunddecke den Wert bei den Treibhausgasemissionen um rund 15 %. Diese scheinbar einfache Massnahme bedingt im Bauablauf aber einen Mehraufwand, wie das Beispiel ‹Grünmatt› zeigt. So muss die Unterseite der Brettstapel sauber gehobelt sein, damit keine Überzähne den ruhigen Eindruck der Decke stören. In der Siedlung ‹Grünmatt› wird die Untersicht weiss lasiert. In der Zeitspanne bis zum Anstrich müssen die Räume sorgfältig abgedunkelt werden, um Verfärbungen durch direkte Sonnenbestrahlung auf dem Holz zu verhindern.

Die Unterschiede in den Werten der verschiedenen Deckenkonstruktionen sind in diesem Vergleich recht gross.

Dies soll nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Deckenkonstruktion in der Bilanz der Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen eines gesamten Gebäudes nur 3–7 % ausmachen. Es sei hier daran erinnert, dass die Werte gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› auf die Energiebezugsfläche bezogen und amortisiert, d. h. durch die jeweilige Amortisationszeit der Konstruktionen geteilt, betrachtet werden. Innere Verkleidungen wie die erwähnten Deckenverkleidungen werden gemäss Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› mit einer Amortisationszeit von 30 Jahren eingesetzt, die tragende Deckenkonstruktion hingegen mit 60 Jahren. Es wird also damit gerechnet, dass De-

ckenverkleidungen während der Nutzungsdauer der tragenden Deckenkonstruktion einmal erneuert werden.

Am Beispiel ‹Grünmatt› lässt sich damit zudem exemplarisch aufzeigen, wie unterschiedliche projektspezifische Rahmenbedingungen das Gesamtresultat beeinflussen.

Die grosse Tiefgarage, welche in der Siedlung erstellt wird, belastet das Resultat im Bereich ‹Erstellung› stark: rund 10 % der gesamten Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen gehen auf deren Konto. Auch im Bereich ‹Mobilität› verschlechtert sich die Bilanz durch die relativ hohe Parkplatzzahl. Um die Zielwerte trotzdem zu erreichen, sind Kompensationen in den anderen Bereichen notwendig. Die Wahl von Holz-Beton-Verbunddecken leistet hier einen Beitrag. Auf das Bauteil bezogen ist dieser Beitrag (Reduktion um fast 40 % gegenüber Betondecke) bedeutend. Auf das gesamte Gebäude bezogen verringert sich das Resultat im Bereich ‹Erstellung› dank der Holz-Beton-Verbunddecken immerhin noch um 1 % bei der grauen Energie und 3 % bei den Treibhausgasemissonen. Diese Verbesserung gegenüber einer klassischen Betondecke scheint klein. Dass solche marginalen Veränderungen aber entscheidend sein können, zeigt das gewählte Beispiel: Das Haus 4 der Siedlung ‹Grünmatt› würde mit Betondecken den Zielwert der Treibhausgasemissionen verfehlen.

Grisli, Instrument zur Berechnung der Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen von ganzen Gebäuden oder Bauteilen, http://www.grisli.net

21

19 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.2 Mehrfamilienhaus Segantinistrasse, Zürich – Umbau schlägt Neubau Beispiel für die Gebäudekategorie Wohnen / Umbau Figur 16 : Das sanierte Mehrfamilienhaus an der Segantinistrasse in Zürich mit Aufstockung in Holzelementbauweise.

Bild: kämpfen für architektur ag

Städtebau / Quartier Das Gebäude aus dem Jahr 1954 könnte überall in der Schweiz stehen: Gebäude in ganz ähnlicher Form finden sich im ganzen Land in sehr grosser Zahl und in unterschiedlichen städtebaulichen Umgebungen. Das durch kämpfen für architektur ag umgebaute Gebäude an der Segantinistrasse steht an bester Lage in der Stadt Zürich, profitiert von einer ruhigen Umgebung und schönem Ausblick dank Hanglage am Hönggerberg.

Projekt Das Mehrfamilienhaus aus der Nachkriegszeit genügte aus verschiedener Hinsicht den Bedürfnissen der Bewohnerschaft nicht mehr. Die Bausubstanz hingegen ist in gutem Zustand. Auch im Hinblick auf den sorgsamen Umgang mit Ressourcen entschied sich die private Bauherrschaft für einen Umbau und eine Aufstockung statt für einen Abbruch und Ersatzneubau. Die Sanierung erweitert den Wohnraum, vergrössert die Fensterflächen und erhöht damit die Wohnqualität entscheidend. Obwohl der Eingriff gross ist und das Gebäude durch den Aufbau eines Attikageschosses das maximale Volumen eines Ersatzneubaus erreicht, bleibt der Umbau dank dem Erhalt der Bausubstanz die kostengünstigere Variante als ein Neubau.

Trotzdem ist eine solch tiefgreifende Sanierung nur mit einer deutlichen Wertsteigerung zu finanzieren. Die Mietzinserträge der neuen, rund 100 m2 grossen Attikawohnung decken einen überproportionalen Teil der Baukosten, so dass die bestehenden Wohnungen finanziell entlastet werden können. Aber auch die bestehenden Wohnungen profitieren von etwas mehr Wohnfläche:

Drei der fünf bestehenden Wohnungen können mit zusätzlichen 8 m2 Wohnfläche erweitert werden, alle Wohnungen erhalten grosszügigere Fensterflächen und private Aussenräume. Die Wohnqualität im Mehrfamilienhaus erreicht den Stand von Neubauwohnungen.

Der Gesamteindruck des Baus nach der Sanierung erinnert nicht mehr an die typischen Merkmale der Nachkriegsarchitektur. Eher überrascht erkennt man an einigen Details, dass sich hinter der modernen und zeitgenössischen Architektur eine über 50jährige Bausubstanz behauptet.

Das dreigeschossige ursprüngliche Gebäude wurde in einer für seine Zeit üblichen Massivbauweise erstellt.

Zur energetischen Ertüchtigung wurde nun dem bestehenden Mauerwerk eine vorgefertigte, 250 mm dick gedämmte Holzkonstruktion mit Aussenputz vorgesetzt. Im Bereich der ehemaligen Balkone konnte der Wohnraum erweitert werden. Neue, grosszügige Balkone wurden als selbsttragende Stahl-Beton-Konstruktion vor die Fassade gestellt. Das ursprüngliche Satteldach, ausgebildet als Kaltdach, wurde abgerissen und durch ein neues Wohngeschoss in vorgefertigter Holzelementbauweise ersetzt.

Das Energiekonzept des Gebäudes setzt auf einen kleinen Wärmebedarf dank sehr gut gedämmter Gebäudehülle und auf erneuerbare Energieträger. Die Sonne liefert dabei nicht nur thermische Wärme für das Warmwasser, sondern deckt auch – dank der auf dem Dach installierten Fotovoltaikanlage – einen grossen Teil des Elektrizitätsbedarfs im Haus.

20 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.2.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität Erstellung Die Bausubstanz des Mehrfamilienhauses wird umfassend erhalten. Die Gebäudehülle dagegen wird komplett neu eingekleidet: Auf das massive, verputzte Mauerwerk der bestehenden Fassade werden vorgefertigte Elemente in Holz montiert. Sie integrieren nicht nur die Wärmedämmung, sondern führen auch die Zuluftkanäle für die kontrollierte Lüftung und enthalten die Stoffmarkisen für den sommerlichen Wärmeschutz.

Das bestehende Dachgeschoss wurde abgerissen und ein neuer Holzbau aufgesetzt. Wände und Dach der neuen Attikawohnung wurden in vorgefertigten Holzelementen erstellt. Dass hierfür ein Holzbau gewählt wurde, liegt auf der Hand: Bauten aus der Nachkriegszeit verfügen

Figur 17 : Anschluss der ertüchtigten Aussenwand an die Zwischendecke

statisch in der Regel kaum über Reserven; dank dem Holzbau wird die bestehende Decke nicht stärker belastet als vorher. Zudem stehen die Wände der neuen Dachwohnung exakt in einer Linie über den bestehenden Wänden der darunter liegenden Geschosse, was für eine geradlinige Lastableitung sorgt. Die Aufstockung ist mit rund 320 mm Mineralwolle hervorragend gedämmt.

Aufbau Aussenwand von innen: Innenputz 10 mm Backstein 120 mm Aussenputz 20 mm Zellulosefaser 20 mm Ständer 180 mm / Zellulosefaser-Wärmedämmung Holzfaserplatte 40 mm Aussenputz 10 mm U-Wert = 0,18 W / m2K

Deckenaufbau von oben: Bodenbelag 10 mm Zementunterlagsboden 50 mm Trittschalldämmung 30 mm Beton (bestehend) 160 mm gegen unbeheizt: Wärmedämmung 200 mm Putz 10 mm

21 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Betrieb Durch die Dämmung der Gebäudehülle, die neuen Fenster und die Eliminierung diverser Wärmebrücken kann der Heizwärmebedarf des bestehenden Gebäudes von jährlich rund 290 MJ/m2 auf rund 59 MJ/m2 gesenkt werden. Das sanierte und neu bekleidete Mauerwerk erreicht einen U-Wert von 0,18 W/m2K, die Aussenwand des neuen Dachgeschosses gar 0,12 W/m2K. Dies trotz der Störungen der Aussenwand durch die eingelegten Lüftungskanäle. Die Wärme wird mit einer Erdwärme-

Figur 18 : Thermische Kollektorenanlage auf dem Dach des Attikageschosses.

Bild: kämpfen für architektur ag

sonde und Wärmepumpe produziert. Sonnenkollektoren und eine Fotovoltaikanlage nutzen die Sonnenenergie. Energetisch erreicht das umgebaute Gebäude den Standard Minergie-P und ist ein bilanziertes NullHeizenergie-Haus.

22 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Mobilität Der Standort des Objekts in der Stadt Zürich ist mit öV-Güteklasse B gut erschlossen, und doch liegt das Haus in ruhiger Umgebung, mit einem Naherholungsgebiet auf dem Hönggerberg. Für die sechs Wohnungen stehen nur wenige Parkplätze zur Verfügung.

Figur 19 : Lage des Objekts Segantinistrasse in der Stadt Zürich. öV-Güteklasse B gemäss http://map.are.admin.ch

Fussnoten der Figur 20, Seite 23

Ort Segantinistrasse 200, Zürich Bauherrschaft privat Architektur kämpfen für architektur ag, Zürich Bauingenieur APT Ingenieure GmbH, Zürich Holzbauingenieur Timbatec GmbH, Zürich Gebäudetechnik Naef Energietechnik, Zürich Holzbau Bächi Holzbau AG, Embrach Baukosten BKP 2 CHF 1 833 000.– davon BKP 214 CHF 42 5000.– Grundstücksfläche SIA 416 1062 m2 Geschossfläche SIA 416 789 m2 Energiebezugsfläche SIA 416/1 657 m2 Gebäudevolumen SIA 416 2160 m3 Gebäudehüllzahl SIA 416/1 1,64 Kubikmeterpreis SIA 416 (BKP 2) CHF 849.– Sanierung und Aufstockung 2009, Baujahr 1954

Graue Energie wird nach kWp bemessen.

Elektrische Hilfsenergie für Raumwärme und Warmwasser, bei Wärmepumpen bereits enthalten in der Leistungszahl ε.

16 Der Bedarf für die Zirkulation im Anergienetz wird hier geschätzt.

17 Wo in einem Minergie-Nachweis der Strombedarf der Lüftung angegeben wird, kann in einer ersten Phase auf diese Werte zurückgegriffen werden.

18 Der Strombedarf der Anlage wird hier geschätzt: Etwas besser als eine voll ausgebaute Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, welche im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› mit Standardwert Vorprojekt von 6 MJ/m2 angegeben wird.

19 Bei der Fotovoltaik wird der zu erwartende Jahresertrag eingesetzt. Aber nur, wenn ein Gebäude auch wirklich direkt beliefert wird und diese erneuerbare Elektrizität nicht beispielsweise über eine kostendeckende Einspeisevergütung KEV weiterverkauft wird. Sonst würde sie doppelt gezählt, weil ein anderer Haushalt diese Elektrizität wieder kaufen könnte. Zeiträume im Tagesablauf, bei denen überschüssige Photovoltaik-Elektrizität ins Netz geliefert und umgekehrt dafür zu einem anderen Zeitpunkt Elektrizität aus dem Netz bezogen wird, werden als Nullsummenspiel angesehen.

20 Besucherparkplätze müssen nicht mitgerechnet werden.

14 15

23 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 20 : Die Systemgrenze bildet das ganze Gebäude.

3.2.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Berechnung der Primärenergie nicht-erneuerbar und der Treibhausgasemissionen des Mehrfamilienhauses an der Segantinistrasse

Erstellung Gebäude unter Terrain Aussenwand Fenster, Balkone Decken, Innenwände Dach Innenausbau Haustechnik Eigenproduktion

kein Eingriff 267 m2 neu gedämmt, Trägerplatte verputzt 138 m2 neue Holzelemente, Holzschalung 191 m2 3-IV-Holzmetallfenster, 54 m2 Balkone 28 m2 neue Betondecke 69 m2 neuer Dachaufbau, 132 m2 neues Dach 160 m2 Bodenbelag mit UB, 225 m2 Dämmung gegen unbeheizt Wärmepumpe Erdsonde, Verteilung nicht neu, Sanitär, Lüftung 12 m2 Solarkollektoren 15 kWp installierte Leistung Fotovoltaik 14

Total Erstellung Richtwert Erstellung

Betrieb Heizwärme Warmwasser Hilfsenergie 15 Lüftung 17 Beleuchtung Betriebseinrichtungen Eigenproduktion Total Betrieb Richtwert Betrieb

Mobilität Siedlungstyp Gebäudestandort Verfügbarkeit Dauerabonnement Personenwagenverfügbarkeit Parkplätze pro Haushalt 20 Distanz zum Einkaufen in km Total Mobilität Richtwert Mobilität Gesamtbilanz Projektwert Zielwert Wohnen / Umbau

Qh = 59 MJ/m2, Wärmepumpe Qw = 50 MJ/m2, ⅓ Wärmepumpe, ⅔ Solarkollektoren Anergienetz Abwärme 16 einfache Zu- und Abluftanlage 18 Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040, neu erstellte Beleuchtung Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040, erneuert 115 m2 Fotovoltaik-Anlage auf dem Dach 19

Kernstadt gut erschlossen, öV-Güteklasse Klasse B Schweizer Durchschnitt

εSPF [–] 3,9 2,0

Primärenergie Treibhausgasnicht-erneuer- emissionen bar [MJ/m2] [kg/m2] 0 0,0 8 0,4 2 0,2 22 1,6 1 0,1 13 0,7 9 0,6 26 1,7 3 0,2 17 1,0 100 6,4 60 5,0

Endenergie [MJ/m2] 15 10 0 2 12 12

40 26 0 5 32 32

0,6 0,4 0,0 0,1 0,5 0,5

25

66

1,0

–71

–186 10 250

–2,9 0,1 5,0

108 130

5,5 5,5

218 440

12,0 16,5

Korrekturfaktor 1,0 4,0 0,25

Schweizer Durchschnitt

0,65

2 Parkplätze für 6 Haushalte Coop / Migros, Meierhofplatz

0,3 0,75

24 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Entscheidend für das hervorragende Abschneiden des Projektes bezüglich Zielwerterreichung ist der Bereich Betrieb. Die bestens gedämmte Gebäudehülle reduziert den vormaligen Wärmebedarf um mehr als Faktor 5.

Der verbleibende Wärmebedarf wird konsequent mit erneuerbaren Energien gedeckt, die lokal auf dem Grundstück genutzt werden. Die sonnige Lage am Hönggerberg eignet sich bestens für die Nutzung von Solarenergie. Dass sie in diesem Projekt zur Produktion von Strom und von Wärme genutzt wird, zeigt den Willen, möglichst unabhängig von externen Bezügen den eigenen Bedarf zu decken.

Im Bereich Erstellung werden die Richtwerte bei der nicht-erneuerbaren Primärenergie um mehr als 60 %, bei den Treibhausgasemissionen um rund 20 % überschritten. Der Eingriff in die bestehende Baustruktur ist mehrheitlich auf die neue Bekleidung der Gebäudehülle und die teilweise Erneuerung der Gebäudetechnik beschränkt. Die hohen Projektwerte in der Erstellung erstaunen deshalb auf den ersten Blick. Bedenkt man aber, dass das neue Dachgeschoss ein kompletter Neubau ist, werden die im Vergleich zu den Richtwerten für Umbau erhöhten Projektwerte erklärbar und relativieren sich stark: 20 % der Energiebezugsfläche des Gebäudes gehen auf das Konto des Neubaus. Werden die Richtwerte Neubau und Umbau aus dem Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› entsprechend gewichtet, so erhält man Richtwerte in der Grössenordnung, wie sie an der Segantinistrasse realisiert werden.

Im Bereich Mobilität bildet sich die gute Standortqualität in den Projektwerten ab: Die Richtwerte werden erfüllt. Entscheidend trägt zu diesem guten Ergebnis bei, dass die Parkplatzzahl mit zwei Abstellplätzen für sechs Wohnungen tief gehalten wird (Besucherparkplätze werden nicht eingerechnet).

Zum zweiten Mal wurde hier die von Empa, FHNW und HSLU in der Theorie entwickelte CCEM-RetrofitSanierungsmethode angewendet. 22 Durch den Einsatz von vorfabrizierten Fassadenelementen mit integrierten Fenstern und Lüftungskanälen wurde ein neuer, effizienterer Bauprozess getestet. Die Methode soll durch Standardisierung und Vorfabrikation die Bauzeit verkürzen und eine Sanierung in bewohntem Zustand ermöglichen. Trotz nicht optimal strukturiertem Bauprozess konnte das Potential der Methode an diesem Beispiel aufgezeigt werden.

3.2.3 Exkurs: Sanierung kontra Neubau Das kleine Mehrfamilienhaus an der Segantinistrasse erreicht die Zielwerte problemlos. Insbesondere bei den Treibhausgasemissionen positioniert sich das Gebäude rund 23 % unter dem Zielwert. Diese Beobachtung kann ein Stück weit verallgemeinert werden: Sanierungen und Umbauten haben in einer gesamtenergetischen Betrachtungsweise einen Vorteil.

Umbauten profitieren bei einer Betrachtung gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› vom deutlich kleineren Aufwand an Grauer Energie und kleineren Emissionen bei der Erstellung: Ein Grossteil der ressourcenaufwendigen Primärkonstruktion ist bereits erstellt und belastet die Bilanz nicht mehr. Dies gilt insbesondere auch für die Arbeiten unter Terrain, welche nicht nur kosten-, sondern auch energieintensiv sind. Zudem bleibt – wenn der Umbau mit vernünftigem Eingriff geschehen kann – auch ein Grossteil der Primärstruktur (Decken, tragende Innen- und Aussenwände, Stützen) unangetastet. Die beiden Kategorien ‹Gebäude unter Terrain› und ‹Primärstruktur› machen, je nach Gebäudegrösse, rund 35 % der Grauen Energie und 40 % der Treibhausgasemissionen bei der Erstellung aus. Wenn beispielsweise beim Innenausbau (innere Decken- und Wandbekleidungen, Bodenaufbauten inkl. Unterlagsboden) ebenfalls nur die Hälfte der Flächen erneuert werden, können bei einem kleinen Mehrfamilienhaus – das Haus an der Segantinistrasse ist ein typischer Vertreter – die Werte in der Erstellung im Vergleich zum Neubau glatt halbiert werden. Dies obwohl die gesamte Gebäudehülle neu gedämmt und bekleidet, die Fenster ersetzt und die gesamte Gebäudetechnik erneuert wird.

CCEM-Retrofit Advanced Energy Efficient Renovation of Buildings: http://www.fhnw.ch/habg/ivgi/forschung/ccem-retrofit

22

25 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 21 : Berechnung der Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen eines kleinen Mehrfamilienhauses in Mischbauweise mit 1000 m2 Geschossfläche (4 Geschosse inkl.

Untergeschoss, Mischbauweise, 35 % Fensteranteil), gerechnet mit Grisli

Vergleich der ökologischen Auswirkungen zwischen Neu- und Umbau Neubau Umbau Treibhausgasemissionen Graue Energie Graue Energie [MJ/m2] [kg/m2] [MJ/m2] Gebäude unter Terrain 13 1,3 Primärstruktur 24 2,4 Aussenwand / Dach 17 1,0 Fenster, Balkone 18 1,2 Innenausbau 20 2,1 Haustechnik 21 1,3 Total 113 9,3

Figur 22 : Graue Energie eines kleinen Mehrfamilienhauses (1000 m2 Geschossfläche, Mischbauweise). Grau eingefärbter Sektor entfällt bei einem Umbau in der Regel. Im Vergleich zu einem Neubau (100 %) beansprucht ein umfassender Umbau nur rund 60 % Graue Energie.

Vergleich Graue Energie Umbau / Neubau

12 %

Umbau

20 %

19 %

16 %

9%

15 %

Gebäude unter Terrain Primärstruktur Innenausbau ½

Figur 23 : Treibhausgasemissionen eines kleinen Mehrfamilienhauses (1000 m2 Geschossfläche, Mischbauweise).

Grau eingefärbter Sektor entfällt bei einem Umbau in der Regel. Im Vergleich zu einem Neubau (100 %) verursacht ein umfassender Umbau nur rund 50 % Treibhausgasemissionen bei der Erstellung.

0 0 17 18 10 21 66

Treibhausgasemissionen [kg/m2] 0 0 1,0 1,2 1,1 1,3 4,6

9%

Innenausbau ½ Aufbau Aussenwand und Dach

Fenster Gebäudetechnik

Vergleich Treibhausgasemissionen Umbau/Neubau

Umbau

14 %

14 %

13 %

11 %

26 % 11 %

Gebäude unter Terrain Primärstruktur Innenausbau ½

11 %

Innenausbau ½ Aufbau Aussenwand und Dach

Fenster Gebäudetechnik

26 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Für den Entscheid ‹Umbau statt Ersatzneubau› waren an der Segantinistrasse verschiedene Rahmenbedingungen ausschlaggebend: Das erneuerte Haus ist gleich gross wie der maximale Ersatzneubau. Da mit einem Neubau keine Mehrausnutzung hätte realisiert werden können, entfiel der wohl wichtigste Grund, den Abbruch der bestehenden Baute zu forcieren.

Arbeiten unter Terrain entfiellen an der Segantinistrasse vollständig.

Die bestehende Bausubstanz war in einem guten Zustand und eine statische Ertüchtigung trotz Aufstockung nicht notwendig.

Der Heizwärmebedarf konnte mit einfachen Massnahmen an der Gebäudehülle drastisch gesenkt werden.

Im Falle eines Neubaus hätten an der Segantinistrasse zudem deutlich mehr Parkplätze erstellt werden müssen. Da die Parzelle nicht gross ist, wären diese vermutlich unter Terrain angeordnet worden, was den Neubau nicht nur energetisch, sondern auch finanziell belastet hätte.

Figur 24 : Das sanierte Mehrfamilienhaus an der Segantinistrasse in Zürich mit Aufstockung in Holzelementbauweise.

Bild: kämpfen für architektur ag

Der Entscheid ‹Umbau oder Abbruch / Neubau› ist nicht immer einfach. Aus energetischer Sicht lassen sich aber ein paar Merksätze verallgemeinern:

Sanieren und Umbauen lohnt sich dann, wenn durch einen Neubau keine markante Vergrösserung des Gebäudevolumens und der Nutzflächen realisieren lassen, wenn die bestehende Bausubstanz eine Erneuerung ohne Eingriffe in die Primärstruktur zulässt, wenn sich der Heizwärmebedarf mit Massnahmen an der Gebäudehülle senken lässt und wenn sich die Wohnqualität an die heutigen Bedürfnisse anpassen lässt.

All dies trifft auf das Mehrfamilienhaus Segantinistrasse zu. Da sich Gebäude in der Art des Hauses an der Segantinistrasse in der Schweiz wie eingangs erwähnt in grosser Zahl finden, ist eine Übertragung der gewonnen Erkenntnisse und der gewählten Sanierungsmassnahmen denkbar und wünschenswert.

27 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.3 Hughaus – Geschicktes Energiekonzept Beispiel für die Gebäudekategorie Büro / Neubau Figur 25 : Das Hughaus mit Eingangsbereich und Baukörper in Mischbauweise mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzbauweise mit hinterlüfteter Bekleidung. Bild: Renggli AG, Sursee

Städtebau / Quartier Die Hug AG produziert seit über 130 Jahren Backwaren. Der wachsende Raumbedarf für Arbeitsplätze in der Administration und für Repräsentationszwecke am Standort wird mit einem Neubau gedeckt. Das neue Bürogebäude steht in unmittelbarer Nähe zu den Produktionsanlagen und gleichzeitig in naturnaher Umgebung: auf über 10 000 m2 Fläche wechseln sich Teichlandschaften und nährstoffarme Mager- und Blumenwiesen ab. Der strenge, rechteckige Baukörper behauptet seine spezielle Funktion auf dem Gelände und erscheint als Solitär.

Projekt Das Gebäude ist mit einer Länge von 45 m und einer Breite von 23,5 m ein recht grosser Baukörper. Dank einem Oblicht in der Dachfläche über dem Treppenhaus erhält auch die Mitte des Gebäudes mit dieser beachtlichen Gebäudetiefe ausreichend Tageslicht. Von der Eingangsseite her erscheint das Bürogebäude zweigeschossig. Das Erdgeschoss hat weitgehend öffentlichen Charakter; hier empfängt die Firma Hug Gäste im Besucherzentrum und dem ‹Chnusperladen›. Eine offene Treppe führt in das eigentliche Bürogeschoss.

Im Haus können 80 Arbeitsplätze angeboten werden.

Dank der offen und flexibel gestalteten Bürolandschaft erscheinen die Räume trotz der relativ hohen Dichte an Arbeitsplätzen grosszügig. Das teilweise in das Erdreich gesetzte Sockelgeschoss hat dienenden Charakter: Hier sind vorwiegend Lagerräume angeordnet.

Es handelt sich um eine klassische Mischbauweise mit tragenden Stützen, Wänden und Decken in Beton und einem nichttragenden, vorgefertigten Holzelementbau bei den Fassaden. Dass mit Holz und mit regionalen Unternehmern gebaut werden soll, war für die Bauherrschaft von vornherein klar. Ein bewusster Umgang mit Rohstoffen ist im Firmenleitbild als Grundsatz verankert. Folgerichtig wurde auch mindestens ein Minergie-Standard für die Gebäudehülle gefordert, und es sollten so weit wie möglich lokale Energiequellen genutzt werden. So wurde an diesem Gebäude ein aussergewöhnliches Energiekonzept umgesetzt. Der Bürobau nutzt die Abwärme der Backöfen und Kühlanlagen der nahen Fabrikationsgebäude (Nahwärmenetz).

28 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.3.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität Erstellung Das neue Bürogebäude ist ein einfacher Kubus und erreicht eine günstige Kompaktheit von 1,14 (gesamte Gebäudehülle über und unter Terrain geteilt durch Geschossfläche).

Die grossen Spannweiten führen zu einer Mischbauweise: Das Untergeschoss, die Geschossdecken, Stützen, Treppenhaus und Nasszonen sind betoniert. Dagegen sind die nichttragenden Fassaden in Holzrahmenbauweise ausgeführt. Als Fassadenbekleidung wird unprätentiös eine Schalung in Schweizer Tannenholz gewählt. Im Sockelbereich übernimmt eine äussere Betonschale den Übergang ins Erdreich.

Figur 26 : Schnitt durch die Fassade

Im Gebäudeinnern wurde auf eine klare Systemtrennung geachtet: Leitungen werden offen geführt, und auf abgehängte Decken wird weitgehend verzichtet. Die horizontalen Leitungen der Lüftungsanlage bleiben damit jederzeit zugänglich für Anpassungen oder Reinigung.

Dachaufbau von aussen: Extensive Begrünung 80 mm Drainagevlies Dachbahnen Wärmedämmung 220 mm Dichtungsbahn Stahlbetondecke 360 mm Lattung 30 mm / Akustikdämmung Akustikplatte 25 mm

Deckenaufbau von oben: Bodenbelag 10 mm Anhydrit-Unterlagsboden 70 mm Trennlage Trittschalldämmplatte 20 mm Wärmedämmung 40 mm Stahlbetondecke 360 mm Lattung 30 mm / Akustikdämmung Akustikplatte 25 mm

Aufbau Aussenwand von innen: Gipskartonplatte 12,5 mm Dampfbremse Flachpressplatte 15 mm Ständer 220 mm / Dämmung Flachpressplatte 15 mm Lattung 50 mm Schalung 22 mm

29 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Betrieb Das Haus erreicht mit einer Mineralfaserdämmung von 220 mm an den Fassaden U-Werte von 0,19 W/m2K. Im Baujahr 2006 entsprach der Heizwärmebedarf von 138 MJ/m2 (Standardluftwechsel) bzw. 106 MJ/m2 (mit effektivem Luftwechsel) dem Standard Minergie für die Gebäudehülle.

Das Energiekonzept ist auf lokal verfügbare Energiequellen ausgelegt. Der Wärmebedarf wird zu 80 % mit der Abwärme aus den Kältemaschinen der nahen Tartelettes-Produktionsanlage gedeckt. 20 % der notwendigen Wärmeproduktion übernimmt als Spitzendeckung allerdings eine bestehende Ölheizung. Der Weiterbetrieb dieser bestehenden und noch nicht amortisierten

Figur 27 : Innenansicht Hughaus.

Bild: Renggli AG, Sursee

Anlage kann durchaus für eine begrenzte Zeitspanne Sinn machen. Das Warmwasser, welches nur an wenigen Zapfstellen im Haus zur Verfügung steht, wird dezentral mit Elektroboilern erwärmt. Die Raumkühlung wird mit Grundwasser über die Bodenheizung und mit wenigen zusätzlichen Kühlelementen an den Decken realisiert (‹stille Kühlung›).

30 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Mobilität Der Bürobau steht auf dem Firmengelände des Backwarenherstellers in Malters, rund 300 m vom Bahnhof entfernt. Trotzdem kommt ein Grossteil der Mitarbeiter mit dem eigenen Auto zur Arbeit.

Malters ist mit dem öffentlichen Verkehr nur mittelmässig gut erschlossen (öV-Güteklasse C). Es werden keine speziellen Massnahmen zur Unterstützung eines energieeffizienten Mobilitätsverhaltens getroffen.

Gemäss SIA 380 / 1 ‹Thermische Energie im Hochbau› wurde bis ins Jahr 2007 für überhohe Räume eine Raumhöhenkorrektur eingerechnet: Räume mit einer Geschosshöhe > 3 m erhielten einen Zuschlag zur Energiebezugsfläche.

23

Figur 28 : Standort des Hughauses in Malters. öV-Güteklasse C gemäss http://map.are.admin.ch

Fussnoten der Figur 29, Seite 31

Ort Neumühlestrasse 4, Malters Bauherrschaft Hug AG Architektur Renggli AG, Sursee Bauingenieur Berchtold + Eicher, Zug Holzbauingenieur Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See Gebäudetechnik Gloor + Sehringer GmbH, Reinach AG Holzbau Renggli AG, Sursee Baukosten BKP 1 – 9 CHF 6,5 Mio. davon BKP 214 CHF 0,58 Mio. Grundstücksfläche SIA 416 ca. 4000 m2 Geschossfläche SIA 416 3180 m2 Energiebezugsfläche SIA 416/1 2166 m2 (bzw. 2809 m2 mit Höhenkorrektur) 23 Gebäudevolumen SIA 416 12 688 m3 Gebäudehüllzahl SIA 416/1 1,45 (bzw. 1,12 mit Höhenkorrektur) 23 Kompaktheit (Gesamte Gebäudehülle zu Geschossfläche) 1,14 Kubikmeterpreis SIA 416 (BKP 2) CHF 512.– Bauzeit März – Dezember 2006

Elektrische Hilfsenergie für Raumwärme und Warmwasser, bei Wärmepumpen bereits enthalten in der Leistungszahl ε.

Wo in einem Minergie-Nachweis der Strombedarf der Lüftung angegeben wird, kann in einer ersten Phase auf diese Werte zurückgegriffen werden.

Besucherparkplätze müssen nicht mitgerechnet werden.

15 17 20

31 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 29 : Die Systemgrenze bildet das ganze Gebäude.

3.3.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Berechnung der Primärenergie nicht-erneuerbar und der Treibhausgasemissionen des Hughauses

Erstellung Gebäude unter Terrain Aussenwand Fenster, Balkone Decken, Innenwände Dach Innenausbau Haustechnik Total Erstellung Richtwert Erstellung

Betrieb Heizwärme

Primärenergie Treibhausgasnicht-erneuer- emissionen bar [MJ/m2] [kg/m2] 13 1,2 4 0,4 1 0,2 10 0,7 18 1,7 3 0,3 20 1,5 16 1,2 25 1,6 110 8,6 130 10,0

1060 m2 Bodenplatte, 320 m2 Wand gegen Erdreich Beton 720 m2 Holzrahmenbau, Holzschalung 150 m2 Betonsockel, Innenwärmedämmung 290 m2 3-IV-Holzmetallfenster, 48 m2 Dachfenster 2120 m2 Betondecken 58 Betonstützen, 630 m2 Betonwände 1010 m2 Beton, Flachdachaufbau 1600 m2 Bodenbelag mit UB, 680 m2 Gipsverkleidungen Nahwärmenetz, Elektro, Sanitär, Lüftung

Endenergie [MJ/m2] 0 22 6 2 14 27 28

0 27 16 5 38 71 74 232 300

0,0 1,8 0,2 0,1 0,6 1,1 1,2 5,0 4,0

Total Mobilität Richtwert Mobilität

246 230

12,8 11,5

Gesamtbilanz Projektwert Zielwert Büro / Neubau

588 660

26,4 25,5

Warmwasser Hilfsenergie 15 Lüftung 17 Beleuchtung Betriebseinrichtungen Total Betrieb Richtwert Betrieb

Qh = 106 MJ/m2, davon 80 % Nahwärme und 20 % Spitzenabdeckung mit Heizöl Qw = 5 MJ/m2, dezentral elektrisch Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040 gemäss Nachweis Minergie (EBF bereinigt) gemäss Nachweis Minergie (EBF bereinigt) Standardwert Vorprojekt gemäss SIA 2040

εSPF [–] 1,0 0,9 0,85

Mobilität Bauzone Gebäudestandort Verfügbarkeit Dauerabonnement Personenwagenverfügbarkeit Verfügbarkeit Parkplätze 20 Firmenauto

kleine lokale Arbeitszone mässig erschlossen, öV-Güteklasse C Schweizer Durchschnitt verfügbar 55 Parkplätze für 80 Mitarbeitende Elektroauto

Korrekturfaktor 0,4 0,0 0,22 1,0 0,69 5 % der Fahrten

32 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Das Gebäude aus dem Jahr 2006 wurde hinsichtlich eines effizienten Betriebs optimiert. Eine Optimierung hinsichtlich Energieverbrauch für die Erstellung oder die Mobilität war im Prozess noch kein Thema. Trotzdem erreicht das Gebäude den Zielwert für die Graue Energie problemlos. Der Zielwert für die Treibhausgasemissionen dagegen wird verfehlt: Der Projektwert liegt rund 3 % über dem Zielwert.

Obwohl der grösste Teil des Heizwärmebedarfs geschickt mit Abwärme aus den eigenen Produktionsanlagen gedeckt werden kann, sind die Resultate in Bereich Betrieb eher enttäuschend. Eine genauere Betrachtung

Figur 30 : Darstellung verschiedener Gesamtbilanz-Projektwerte in Abhängigkeit von drei unterschiedlichen Varianten zur Spitzendeckung des Heizwärmebedarfs (Ersatz Ölheizung). Zudem eine Variante mit Strom-Eigenproduktion und unveränderter Heizung. Die Systemgrenze bildet jeweils das ganze Gebäude.

zeigt, dass insbesondere die Spitzendeckung von 20 % des Heizwärmebedarfs mit der bestehenden Ölheizung ein empfindlicher CO2-Treiber ist. Wenn diese zur Zeit des Neubaus bereits bestehende Ölheizung in Zukunft ersetzt und die Spitzendeckung mit einem erneuerbaren Energieträger bewältigt würde, kann auch wie in Figur 30 dargestellt der Zielwert für die Treibhausgasemissionen erfüllt werden.

Gesamtbilanz-Projektwerte am Beispiel Hughaus

Projektwert mit Spitzenabdeckung Heizwärmebedarf mit Holzschnitzeln Projektwert mit Spitzenabdeckung Heizwärmebedarf mit Pellets Projektwert mit Spitzenabdeckung Heizwärmebedarf mit Wärmepumpe Grundwasser Projektwert mit Eigenproduktion von Strom: 200 m2 Fotovoltaikmodule Zielwert Büro / Neubau

Diese Situation ist im Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› explizit vorgesehen: ‹Als SIA-Effizienzpfadfähig gelten Bauten, welche so konzipiert sind, dass mit Massnahmen im Bereich der Gebäudetechnik die beiden Zielwerte erreicht werden können.› Der Weg vom SIA-effizienzpfadfähigen zum SIA-effizienzpfadkompatiblen Bau ist dabei konkret darzulegen. Die in Figur 30 als Varianten ausgewiesenen Zahlen zeigen, dass mit einer Spitzendeckung des Wärmebedarfs mit Holzschnitzeln, Pellets oder einer Wärmepumpe das Ziel erreicht wird. Alternativ könnte auch die grosse Dachfläche des Gebäudes mit Fotovoltaikmodulen bestückt werden: schon 200 m2 Fotovoltaikpanels mit einer Leistung von rund 20 kWp reichen aus, um den Projektwert im Betrieb auf das notwendige Mass zu senken.

Bewusster Umgang mit Rohstoffen ist wie erwähnt Teil des Firmenleitbildes. Lokale Baustoffe wurden entsprechend bevorzugt: Hug setzt auf Holzelementbau an den Aussenwänden und eine Fassadenbekleidung in Holz. Dies und der Umstand, dass eine einfache, funktionale Gebäudeform gewählt wurde, widerspiegelt sich in den hervorragenden Werten in der Erstellung des Hughauses. Der Richtwert für die Treibhausgasemissionen in der Erstellung wird um rund 13 % unterschritten. Dass in Publikationen zu diesem Gebäude vor allem das spannende Energiekonzept genannt wird, verkennt, dass der Bau in seiner Schlichtheit und seinem ökonomischen Materialverbrauch wohl seinen grössten Beitrag zur Energieeffizienz leistet.

Primärenergie nicht-erneuerbar [MJ/m2]

Treibhausgasemissionen [kg/m2]

562 566 573 492 660

24,6 24,8 24,7 25,3 25,5

Zwei kleine Massnahmen verhelfen zu einem bewussteren Umgang mit der Mobilität trotz ungünstiger Ausgangslage: Auf dem Firmengelände stehen Fahrräder zur Verfügung, die offenbar auch für den Weg zum Mittagessen rege gebraucht werden. Seit Jahren gehört zum Geschäft zudem ein kleines Elektroauto.

Trotz diesen Massnahmen werden die Richtwerte im Bereich Mobilität deutlich verfehlt.

Mit dem hervorragenden Abschluss im Bereich Erstellung kann das Manko bei der Mobilität kompensiert werden. Im Betrieb scheint ein Effort in die Gebäudetechnik naheliegend: Eine bessere Abdeckung des Heizwärmebedarfs mit der Nahwärmeversorgung scheint zurzeit nicht möglich, da die Abwärme vom jeweiligen Produktionsprogramm und den Produktionszeiten abhängig ist. Wenn über den Jahreswechsel nicht produziert wird und damit keine Abwärme anfällt, müssen die Büroräume vollständig mit der Ölheizung geheizt werden. Vermutlich ohne allzu grossen Aufwand wäre dagegen wohl eine Spitzendeckung ohne fossile Energieträger möglich – Holz oder Pellets würden sich anbieten – oder die Installation von Fotovoltaik-Modulen auf dem Dach. Das Hughaus ist ‹SIA-effizienzpfadfähig›.

33 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.3.3 Exkurs: Energieträger Der Einfluss der Energieträger ist für das Resultat im Bereich Betrieb gross, oftmals grösser als der Einfluss eines tiefen Heizwärmebedarfs dank besser gedämmter Gebäudehülle (vgl. Lignatec ‹Klimaschonend und

energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen›, Kapitel 4.3.3). Die folgende Zusammenstellung zeigt dies am Beispiel der Spitzendeckung des Heizwärmebedarfs von 20 MJ/m2 am Hughaus.

Figur 31 : Berechnung der Primärenergie nicht-erneuerbar und der Treibhausgasemissionen verschiedener Energieträger.

Nutzungsgrade, Primärenergiefaktoren und Treibhausgasemissionskoeffizienten gemäss Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie›

Ressourcenaufwand für die Spitzendeckung der Raumwärme am Beispiel Hughaus Primärenergie nicht-erneuerbar [MJ/m2] mit Heizöl (Nutzungsgrad η 0,9) 27 mit Biogas in Erdgasqualität (Nutzungsgrad η 0,9) 8 mit Pellets (Nutzungsgrad η 0,75) 5,6 mit Grundwasser-Wärmepumpe (Jahresarbeitszahl 4,1) 13 mit Holzschnitzeln (Nutzungsgrad η 0,75) 1,6

Figur 32 : Primärenergie nichterneuerbar in MJ/m2 für die Spitzendeckung von 20 MJ/33 m2 bei unterschiedlichen Energieträgern.

Vergleich Primärenergie nicht-erneuerbar unterschiedlicher Energieträger

Treibhausgasemissionen [kg/m2] 1,8 1,0 0,3 0,2 0,08

25 20 15 10 5 0 Heizöl

Figur 33 : Treibhausgasemissionen in kg/m2 für die Spitzendeckung von 20 MJ/m2 bei unterschiedlichen Energieträgern

Biogas

Pellets

Wärmepumpe Grundwasser

Holzschnitzel

Wärmepumpe Grundwasser

Holzschnitzel

Vergleich Treibhausgasemissionen unterschiedlicher Energieträger 1.60 1.20 0.80 0.40 0.00 Heizöl

Biogas

Pellets

34 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Die Differenzen bei gleichbleibendem Heizwärmebedarf und unterschiedlichen Energieträgern sind gross.

Bei der nicht-erneuerbaren Primärenergie beträgt der Unterschied zwischen einer Ölheizung im Vergleich zu einer Holzschnitzelheizung Faktor 17, bei den Treibhausgasemissionen gar Faktor 23. Auffallend in der Reihe ist die Wärmepumpe, welche mit dem schweizerischen Strommix gespeist wird: Elektrizität, insbesondere Atomstrom, braucht zur Erzeugung relativ viel Energie, emittiert aber vergleichsweise wenig Treibhausgase.

Die grosse Bedeutung der Wahl des Energieträgers und gleichzeitig die im Vergleich zur Gebäudehülle deutlich kürzere Lebensdauer der Gebäudetechnik kann eine gestaffelte Investition in die Gebäudehülle und in die Gebäudetechnik im Sinne des SIA-Effizienzpfad-fähigen Bauens rechtfertigen. Gerade wenn auf eine noch bestehende und allenfalls noch nicht amortisierte Heizung zurückgegriffen werden kann oder wenn es die Finanzen erfordern, ist es legitim, Neuerungen an der Gebäudetechnik zurückzustellen. Voraussetzung ist allerdings, dass das Nach- oder Umrüsten der Gebäudetechnik zu einem späteren Zeitpunkt bereits beim

Figur 34 : Innenansicht Hughaus.

Bild: Renggli AG, Sursee

Neu- oder Umbau mitgeplant wird, so dass diese Massnahme im gegebenen Zeitpunkt einfach umgesetzt werden kann und nicht an einer falschen Gebäudekonzeption scheitert. Eine klare Systemtrennung zwischen Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur, wie sie am Hughaus umgesetzt wurde, ist deshalb immer anzustreben.

Dass beim Hughaus auch ein Weiterbetrieb der Ölheizung möglich ist, die hohen Treibhausgasemissionen dieser Heizung aber durch eine Stromproduktion auf der grossen Dachfläche kompensiert werden könnten, ist ein Beispiel für die Flexibilität, welche dem SIA-Effizienzpfad-Denken eigen ist.

35 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.4 Schulhaus Eichmatt – Einmal gross statt zweimal klein Beispiel für die Gebäudekategorie Schule / Neubau Figur 35 : Schulhaus Eichmatt mit Fassade aus vorgefertigten, nichttragenden und hochwärmegedämmten Elementen aus Holz mit beid-seitiger Lärchenbekleidung Bild: Hannes Henz

Städtebau / Quartier Die beiden Einwohnergemeinden Cham und Hünenberg veranstalteten einen Projektwettbewerb in zwei Stufen mit der Vorgabe, dass der Standard Minergie-P eingehalten werden musste und die Graue Energie optimiert werden sollte (SNARC 24). Schon im Projektwettbewerb setzte sich der Ansatz von Bünzli & Courvoisier eindeutig als effizientester Weg durch. Im Wettbewerb, aber auch im Projektierungsprozess wurde bei wichtigen Meilensteinen eine Berechnung der Grauen Energie durchgeführt und eine entsprechende Optimierung erreicht. Das frühe Lenken der Projektierung hin zu einem energieeffizienten Ansatz hat die anspruchsvolle Ausführung erleichtert.

Die Massnahme mit dem grössten Einfluss auf die Nachhaltigkeit wurde von den beiden Einwohnergemeinden Cham und Hünenberg schon im Vorfeld des Wettbewerbs getroffen: Die Kooperation der beiden Einwohnergemeinden führte zum Entscheid, auf gemeinsam erworbenem Grund statt zwei kleinere Schulhäuser ein grosses zu bauen. Städtebaulich ist das neue Schulhaus auf die neue Eichmattstrasse ausgerichtet. Das markante, langgezogene Volumen gibt dem Ort und dem Gebäude eine der öffentlichen Nutzung angemessene Identität. Der Neubau nutzt das Gelände geschickt aus, indem er gegen Westen zum Pausen- und Schulsportplatz nur zweigeschossig, gegen Osten zur öffentlichen Begegnungszone hin dreigeschossig in Erscheinung tritt.

Projekt Der Neubau ist geprägt durch die Ambivalenz zwischen der äusseren Erscheinung als kompaktes Volumen und der durch das vielfältige Raumprogramm bestimmten Gliederung in unterschiedliche Nutzungseinheiten.

Grosszügige Eingangshallen verbinden die Eingänge und erschliessen die Raumeinheiten. Drei kleine, gegen oben offene Lichthöfe dienen als Orientierungspunkte, geben Durchblicke frei und sorgen trotz der grossen Gebäudetiefe für ausreichend Tageslicht in den innen liegenden Räumen. Das rund 110 m lange und rund 25 m breite Gebäude umfasst ein Unter- und zwei Obergeschosse.

Es handelt sich um eine spezielle Bauweise: Wände und Decken sind in Massivbauweise erstellt. Die Lastableitung der Decken bei den Fassaden erfolgt über Brettschichtholz- und nicht etwa über Betonstützen. Dies ist neu und zeigt eine innovative Anwendung des Rohstoffs Holz in der Mischbauweise. Die Fassade besteht aus vorgefertigten, nichttragenden und hochwärmegedämmten Elementen aus Holz mit beidseitiger Lärchenschalung.

Geheizt und gekühlt wird mit einer Erdsonden-Wärmepumpe in Kombination mit einer Bodenheizung. Sämtliche Geräte sind von bester Effizienzklasse. Die Fotovoltaikanlage auf dem Dach liefert Strom ans Netz und wird nicht dem Gebäude zugeschrieben. Das Gebäude erreicht den hohen Standard Minergie-P und erhielt das Label ‹Gutes Innenraumklima›.

SIA-Dokumentation D0200 ‹SNARC – Systematik zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Architekturprojekten für den Bereich Umwelt›; 2004. http:// www.eco-bau.ch

24

36 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

3.4.1 Erstellung, Betrieb und Mobilität Erstellung Der kompakte, langgezogene Baukörper ist rhythmisch konsequent durchstrukturiert. Die Befensterung überspielt den Rhythmus der Tragstruktur, so dass sich die tragenden Stützen zum Teil hinter Fenstern, zum Teil

eingebettet in die nichttragenden Holzelemente zeigen. Die Doppelturnhalle wird von Brettschichtholzträgern über die gesamte Gebäudetiefe überspannt.

Figur 36 : Die Lastableitung der Decken bei den Fassaden erfolgt über Brettschichtholzstützen.

Bild: Hannes Henz

Figur 37: Schnitt durch die Fassade

Deckenaufbau von oben: Anhydritfliessmörtel 60 mm Trittschalldämmplatte 20 mm Stahlbeton 280 mm Gipslochplatte abgehängt 140 mm

Aufbau Aussenwand von innen: Schalung in Lärche geölt 20 mm Lattung 41 mm Dampfbremse Dreischichtplatte 19 mm Riegel 120 mm / Dämmung Riegel 260 mm / Dämmung Riegel 120 mm / Dämmung Fassadenbahn Lattung 30 mm Schalung in Lärche 20 mm

0 0.1

0.5

1m

37 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Betrieb Der Heizwärmebedarf des neuen Schulhauses ist mit 39 MJ/m2 ausserordentlich tief. Erreicht wird dies durch ein dickes Dämmpaket an den Fassaden (340 bis 500 mm, U-Werte von 0,1 bis 0,07 W/m2K) und auf dem Dach. Geheizt und gekühlt wird mit einer

Energieflussdiagramm Schulhaus ‹Eichmatt›

165 000 kWh

Raumheizung Lüftung 119 000 kWh

Schule Turnhalle Wohnung Hauswart

Brauchwarmwasser 46 000 kWh

Erdsonden Kühlen 113 000 kWh

Elektrizität 37 000 kWh

Wärmepumpe Leistungszahl ε: 4,5

Erdsonden Heizen 128 000 kWh

Figur 38 : Mit einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe wird die Erdwärme in nutzbare Wärme für das Heizen und die Erwärmung des Brauchwarmwassers umgewandelt. Im Sommer wird überschüssige Wärme in den Boden zurückgeführt. Quelle: Meierhans + Partner AG

Erdsonden-Wärmepumpe in Kombination mit einer Bodenheizung. Eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung sorgt für einen ausreichenden Luftwechsel und kleine Wärmeverluste.

38 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Mobilität Der Standort an der Grenze zwischen den beiden Gemeinden entwickelt sich, ist aber zurzeit noch ein Randgebiet. Es wird öV-Güteklasse C erreicht. Der Bereich Mobilität ist bei Schulen von weniger grosser Bedeutung als bei anderen Gebäudekategorien: Schülerinnen und Schüler verfügen meist noch nicht über motorisierte Verkehrsmittel und legen die Wege zu

Figur 39 : Standort des Schulhauses auf dem Boden der Gemeinden Cham und Hünenberg. öV-Güteklasse C gemäss http://map.are.admin.ch

Fussnoten der Figur 40, Seite 39

Fuss oder mit dem Velo zurück. Lehrpersonen und Eltern, die ihre Kinder mit dem Auto zur Schule bringen, sind für den grössten Teil des Energieverbrauchs für die Mobilität bei Schulbauten verantwortlich.

Ort Chamerstrasse 11, Hünenberg Bauherrschaft Einwohnergemeinde Cham und Einwohnergemeinde Hünenberg Architektur Bünzli & Courvoisier, Zürich Baumanagement b + p baurealisation ag, Zürich Bauingenieur Aerni + Aerni, Zürich Holzbauingenieur Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See Gebäudetechnik Meierhans + Partner AG, Schwerzenbach Holzbau ARGE Xaver Keiser Zimmerei, Zug, und Burkart AG Trilegno, Auw Baukosten BKP 1 – 9 CHF 29,2 Mio. davon BKP 214 CHF 1,65 Mio. Grundstücksfläche SIA 416 19 079 m2 Geschossfläche SIA 416 8580 m2 Energiebezugsfläche SIA 416/1 8119 m2 (bzw. 11 000 m2 mit Höhenkorrektur) 23 Gebäudevolumen SIA 416 38 160 m3 Gebäudehüllzahl SIA 416/1 1,10 (bzw. 0,81 mit Höhenkorrektur) 23 Kompaktheit (gesamte Gebäudehülle zu Geschossfläche) 1,15 Kubikmeterpreis SIA 416 (BKP 2) CHF 639.– Bauzeit Februar – Oktober 2009

Wo in einem Minergie-Nachweis der Strombedarf der Lüftung angegeben wird, kann in einer ersten Phase auf diese Werte zurückgegriffen werden Besucherparkplätze müssen nicht mitgerechnet werden.

17 20

39 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 40 : Die Systemgrenze bildet das ganze Gebäude inkl. Turnhallen.

3.4.2 Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Berechnung der Primärenergie nicht-erneuerbar und der Treibhausgasemissionen des Schulhauses Eichmatt Primärenergie Treibhausgasnicht-erneuer- emissionen Erstellung bar [MJ/m2] [kg/m2] 15 1,2 Gebäude unter Terrain 3640 m2 Bodenplatte gedämmt, 757 m2 Betonwand gedämmt, 103 m2 Dach unter Terrain Aussenwand 2190 m2 Holzelementbau, Holzschalung 4 0,2 11 0,7 Fenster, Balkone 1440 m2 3-IV-Holzmetallfenster (teilweise Holz, teilweise Metall) 6 0,7 Decken, Innenwände 4740 m2 Betondecken 13 1,0 6920 m2 Innenwände aus Beton 18 1,5 Dach 3280 m2 Beton, Flachdachaufbau 12 0,7 Innenausbau 7180 m2 Bodenbelag mit UB, teils ohne UB Haustechnik Wärmepumpe Erdsonde, Elektro, Sanitär, Lüftung 24 1,4 Total Erstellung 103 7,4 Richtwert Erstellung 110 9,0

Betrieb Heizwärme Warmwasser Lüftung 17 Beleuchtung Betriebseinrichtungen Total Betrieb Richtwert Betrieb

Qh = 39 MJ/m2, Wärmepumpe Qw = 14 MJ/m2, Wärmepumpe gemäss Nachweis Minergie-P gemäss Nachweis Minergie-P Zusammenstellung effektiver Geräte

Mobilität Bauzone Gebäudestandort Verfügbarkeit Dauerabonnement Verfügbarkeit Veloabstellplatz Verfügbarkeit Parkplätze 20 Total Mobilität Richtwert Mobilität Gesamtbilanz Projektwert Zielwert Büro / Neubau

keine reine Arbeitszone mässig erschlossen, öV-Güteklasse C Schweizer Durchschnitt verfügbar 55 Parkplätze für 80 Mitarbeitende

εSPF [–] 4,3 2,0

Endenergie [MJ/m2] 9 7 16 36 6

24 18 42 94 15 193 180

0,4 0,3 0,6 1,9 0,2 3,0 2,5

54 60

2,9 3,0

350 350

13,3 14,5

Korrekturfaktor 0,0 0,0 0,22 1,0 0,69

40 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Das Schulhaus erreicht die Zielwerte. Ausserordentlich gut schliesst es im Bereich Erstellung ab, speziell bei den Treibhausgasemissionen. Dies erklärt sich durch das grosse, kompakte Volumen und die gewählte Mischbauweise. Im Vergleich zu den anderen Gebäudekategorien sind die Räume in Schulhäusern oft überhoch und generieren damit im Verhältnis zum Volumen wenig Energiebezugsfläche. Der dadurch auf die Fläche bezogene grössere Energieaufwand in der Erstellung wird aber durch die in Schulbauten typische grossräumige Struktur wieder wettgemacht.

Im Bereich Betrieb wird der Richtwert trotz des sehr hohen Standards der Gebäudehülle verfehlt: Der Stromverbrauch für die Lüftung, Beleuchtung etc. bleibt – typisch für ein Schulgebäude – hoch. Die auf dem Dach installierte Fotovoltaikanlage speist ihren Ertrag nicht in das Schulhaus ein und kann deshalb dem Gebäude auch nicht angerechnet werden. 19 Nichtsdestotrotz wird auf dem Schulhausdach eine Fläche zur Stromproduktion zur Verfügung gestellt, von der die beiden umliegenden Gemeinden profitieren und welche, rein theoretisch, einen grossen Teil des Elektrizitätsbedarfs im Schulhaus decken könnte.

Im Bereich Mobilität werden die Richtwerte unterschritten. Für Schulbauten ist das nicht aussergewöhnlich, stehen sie doch meist in der Nähe von Wohnquartieren und sind als zentrale öffentliche Gebäude mit dem öffentlichen Verkehr oft gut erschlossen.

Zudem nimmt der Bereich Mobilität bei Schulbauten allgemein einen kleineren Stellenwert ein, weil sich der Energiebedarf für die Mobilität auf relativ wenige Lehrkräfte pro Fläche verteilt.

Figur 41 : Berechnung der Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen von unterschiedlichen Fassadenbekleidungen.

Bekleidungen werden jeweils mit Hinterlüftungsebene direkt auf das gedämmte Holzelement montiert (ohne äussere Dämmschicht). Mit zunehmendem Gewicht der Bekleidung steigt der Materialeinsatz bei den Unterkonstruktionen.

Herstellung inkl. Entsorgung, nicht amortisiert.

Gerechnet mit Grisli

3.4.3 Exkurs: Fassaden Fast in allen hier präsentierten Projekten wurde nicht nur für die tragende Konstruktion Holz gewählt, sondern auch als äussere Bekleidung. Die äussere Holzbekleidung als Witterungsschutz schneidet sowohl bei der Grauen Energie als auch bei den Treibhausgasemissionen im Vergleich verschiedener Bekleidungen am besten ab. Viel trägt dazu bei, dass auch als Unterkonstruktion Holz gewählt werden kann. Ein Vergleich verschiedener Bekleidungen, bezogen auf den Quadratmeter Fassade, zeigt eine grosse Spannweite bei der Ressourcenintensität. Als Amortisationszeit für die verschiedenen hinterlüfteten Fassadenbekleidungen wird gemäss Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› immer 40 Jahre eingesetzt – im Unterschied zu nicht hinterlüfteten Systemen, welchen eine Amortisationszeit von 30 Jahren zugeschrieben wird.

Selbstverständlich handelt es sich auch hier um Vereinfachungen: Eine Holzschalung wird, insbesondere wenn sie gestrichen oder lasiert ist, mehr Unterhaltsarbeiten brauchen, um wirklich 40 Jahre lang ihren Dienst zu tun, als eine Fassadenbekleidung von hoher Witterungsbeständigkeit wie Faserzementplatten, Glasfaserbetonplatten oder Metallfassaden.

Graue Energie und Treibhausgasemissionen von sechs unterschiedlichen Fassadenbekleidungen Graue Energie [MJ/m2] Holzschalung auf Bekleidung 41 Holzunterkonstruktion Unterkonstruktion 60 Total 101 Faserzement Bekleidung 85 kleinformatig auf Unterkonstruktion 60 Holzunterkonstruktion Total 145 Trägerplatte Bekleidung 185 verputzt auf HolzUnterkonstruktion 60 unterkonstruktion Total 245 Glasfaserbetonplatten Bekleidung 255 auf Unterkonstruktion Unterkonstruktion 120 in Metall Total 375 Titanzinkblech auf Bekleidung 417 Holzschalung, Unterkonstruktion 60 Holzunterkonstruktion Total 477 Metallfassade AluBekleidung 660 Verbund auf spez. LeichtUnterkonstruktion 255 metall-Unterkonstruktion Total 915

Treibhausgasemissionen [kg/m2] 3,4 3,3 6,7 8,5 4,6 13,1 8,9 4,6 13,5 15,2 8,6 23,8 25,3 4,6 29,9 43,5 19,2 62,7

41 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 42 : Graue Energie in MJ/m2 für unterschiedliche Bekleidungen inkl.

Unterkonstruktion, Gerechnet mit Grisli

Figur 43 : Treibhausgasemissionen in kg/m2 für unterschiedliche Bekleidungen inkl. Unterkonstruktion, Gerechnet mit Grisli

Vergleich Graue Energie von Fassadenbekleidungen 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Holzschalung FaserzementTrägerplatte schiefer verputzt Unterkonstruktion Bekleidung

Vergleich Treibhausgasemissionen von Fassadenbekleidungen 60 50 40 30 20 10 0 Holzschalung FaserzementTrägerplatte schiefer verputzt Unterkonstruktion Bekleidung

Die grossen Unterschiede bei den auf das Bauteil bezogenen Werten der Fassadenverkleidung wiegen in Abhängigkeit von der Gebäudegrösse und dem Verhältnis Fassade / Fenster beim Bereich ‹Erstellung› 5–10 % auf.

Am Beispiel des Schulhauses ‹Eichmatt› würden sich die

Glasfaserbetonplatte

Titanzinkblech auf Holz

Alu-VerbundPlatte

Glasfaserbetonplatte

Titanzinkblech auf Holz

Alu-VerbundPlatte

Resultate im Bereich ‹Erstellung› sowohl bei der Grauen Energie als auch bei den Treibhausgasemissionen um rund 5 % verschlechtern, wenn statt einer Lärchenschalung eine Bekleidung mit Alu-Verbund-Platten eingesetzt würde.

42 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

4

Umsetzung Energiegenerierung und intelligente Gebäudetechnik

4.1

Primärenergiebedarf und Treibhausgasausstoss

Ressourcenschonende und klimafreundliche Gebäude sind nicht nur das Ergebnis energetisch optimierter Baustandards, sondern ebenso häufig auch auf eine aktive Energiegewinnung vor Ort angewiesen. So zeigen die Wohnsiedlung Grünmatt (vgl. Kapitel 3.1) und das Verwaltungsgebäude der Bäckerei Hug (vgl. Kapitel 3.3), wie sich die Anforderungen an ein 2000-Watttaugliches Objekt durch ein integrales Konzept erfüllen lassen. Im ersten Fall wird Abwärme benachbarter Gewerbe- und Dienstleistungsbetriebe genutzt; im zweiten Fall liefert die eigene Produktionsstätte Energie für das Beheizen. Zur dezentralen Wärmeversorgung eignen sich neben den vielfach nicht ausgeschöpften Abwärmequellen aber auch die Sonnenenergie, die Geothermie (Erdwärmepumpen) sowie der nachwachsende Brennstoff Holz. Bereits die Hälfte der Wärme, die im Inland aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, liefern die einheimischen Wälder. Im Jahr 2010 sind insgesamt 7 TWh Wärme produziert worden. Gegenüber fossilen Brennstoffen und im Vergleich zu einer Wärmeeinheit, die mit Hilfe der Sonne oder der Umgebungswärme erzeugt wird, besitzt thermisch genutztes Holz einen äusserst geringen Anteil an nicht-erneuerbarer Primärenergie, weshalb sie zur angemessenen Wärmeversorgung von nachhaltigen Gebäuden gehört.

Nicht nur Baustoffe belasten das Reservoir an endlichen Ressourcen: Auch die Energiesysteme sind hinsichtlich des Primärenergiebedarfs und der Treibhausgasemissionen zu bewerten. Emissionsneutrale oder -arme Energieträger wie Wind, Sonne und Biomasse belasten

Figur 44 : Quelle: Primärenergiefaktoren von Energiesystemen V2.2, ESU 2011

Primärenergiefaktoren und Treibhausgaskoeffizienten Energieträger

Heizöl (Extra Leicht) Erdgas Erdsondenwärmepumpe Abwasser (Jahresarbeitszahl 3,4) Fernwärme (Kehrichtverbrennungsanlage) Fernwärme (Holz) Holz (Stückholz) Holz (Holzschnitzel) Holz (Pellets) Biogas Sonnenkollektor (Raumheizung und Warmwasser) * Erdwärme (Jahresarbeitszahl 3,9) * Umgebungsluft (Jahresarbeitszahl 2,8) * * am Ausgang des Energiewandlers gemessene Energie

spätestens bei der aktiven Gewinnung und Umwandlung mit Feuerungsanlagen, Wärmepumpen oder Sonnenkollektoren ihrerseits die Umwelt und wirken sich auf das Klima aus. Gemäss Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› sind für die Energiesysteme daher sowohl der nicht-erneuerbare Primärenergiebedarf als auch die Treibhausgasemissionen zu erfassen. Beim Energieholz geschieht dies dadurch, dass der kumulierte Energieaufwand für den Ernteprozess im Wald, den Transport und die Aufbereitung in eine nutzbare Form erhoben wird. Primärenergiefaktoren setzen den Energieinhalt des Brennstoffs in ein Verhältnis zum Gesamtenergieaufwand für die Verarbeitungskette (siehe Figur 44). Da der Prozess zur Herstellung von Holzpellets zum Beispiel aufwendiger ist als für gehackte Holzschnitzel oder Stückholz, erhöht sich deren Primärenergiefaktor.

Analog bestimmen die spezifischen Treibhausgasemissionskoeffizienten das Mengenverhältnis zwischen verbrauchter Endenergie und den im Verarbeitungsprozess ausgestossenen Treibhausgasen, inklusive Verfeuerung in der Heizungszentrale. 25 Die Primärenergiefaktoren und die Treibhausgasemissionskoeffizienten der Energiesysteme werden wissenschaftlich erhoben (‹Primärenergiefaktoren von Energiesystemen, Version 2.2, April 2011›, ESU Services) und sind Bestandteil der ‹Ökobilanzdaten im Baubereich›, die vom Koordinationsorgan der öffentlichen Bauherrschaften (KBOB) laufend aktualisiert werden (vgl. Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen›, Kapitel 3.4.1).

25

Primärenergiefaktor (nicht-erneuerbar) [–] 1,23 1,11 1,00 0,05 0,10 0,05 0,06 0,21 0,37 0,24 0,70 0,95

Treibhausgasemissionskoeffizient [kg/MJ] 0,083 0,066 0,022 0,001 0,013 0,004 0,003 0,01 0,045 0,011 0,016 0,018

43 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

4.2 Holzfeuerungen: Vielfältiges Einsatzspektrum Die Wahl der Brennstoffart ist auf die betrieblichen Anforderungen abzustimmen. Hackschnitzel und Holzpellets eignen sich besonders für automatische Feuerungsanlagen mit grossem Leistungsbedarf (vgl.

Figur 46). Letztere bieten sich ebenso als Brennstoffvariante für kleinere Wohnhäuser an. Der Einsatz von Stückholzheizungen bleibt dagegen auf den Einsatz in Einfamilienhäusern beschränkt. Die Anlagen – von der Gebäudeheizung bis zum Zimmerofen – werden von Hand beschickt; ein einmaliges Füllen des Heizkessels pro Tag genügt. Werden sie zudem mit einem Energiespeicher kombiniert, liefern sie einen flexiblen und ergänzenden Beitrag zur primären Wärmequelle. Ein derart kombiniertes Energiekonzept versorgt das kompakte Einfamilienhaus Nyffeler in Hüttwilen, das vom Bauatelier Metzler im Passivhausstandard erstellt worden ist: Den hauptsächlichen Anteil an Wärmeenergie liefert die kleine Wärmepumpe mit

einer Leistung von lediglich 500 W. Zusätzlich ist ein Holzspeicherofen eingebaut, dessen Leistung zwischen 1 und 5 kW variiert und der nach Bedarf sowie in Übergangszeiten unmittelbar in Betrieb genommen werden kann (vgl. Figur 45). Theoretisch liessen sich damit auch Heizkörper oder das Wassererwärmungssystem versorgen. Um die Haustechnik im Wohnhaus Nyffeler einfach zu halten, wird darauf jedoch verzichtet. Im zweigeschossigen Wohnhaus lässt sich die Speichervariante dagegen mit einem Satelliten räumlich problemlos erweitern. Das im tragenden Holzbau ausgeführte Projekt des Bauateliers Metzler erfüllt höchste Energieeffizienzstandards. Der Heizwärmebedarf des Wohnhauses Nyffeler entspricht einem 2-Liter-Haus, berechnet in Heizöl-Äquivalenten pro Quadratmeter. Dieses tiefe Niveau ist dem Schulhaus ‹Eichmatt› vergleichbar (vgl. Kapitel 3.4).

Figur 45 : Zimmerspeicheröfen als ergänzendes Element zur Versorgung von energieeffizienten Wohnhäusern; Ansicht aus dem Einfamilienhaus Nyffeler.

Bild: Bauatelier Metzler

Figur 46 : Wahl der Brennstoffarten versus Leistungsbedarf der Holzheizung

Anlagenvariante Automatischer Heizkessel

Handbeschickter Heizkessel

Zimmer (-Speicher-) ofen

Pellets kleine und grosse Wohnhäuser (EFH, MFH); Verbundanlagen und Quartierheizzentralen selten; kleine Wohnhäuser (EFH)

Zusatzheizung; kleine Wohnhäuser (EFH) mit guter Dämmung

Stückholz nicht erhältlich

Hackschnitzel grosse Wohnhäuser (MFH); Verbundanlagen und Quartierheizzentralen

kleine Wohnhäuser (EFH, MFH)

nicht erhältlich

häufigste Anwendung

nicht erhältlich

44 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

4.3

Biomasse: Energie im Hochtemperaturbereich

Holzheizungen und Feuerungsanlagen erlauben jeweils bei unterschiedlichem Lastbedarf einen effizienten Betrieb. Holzfeuerstätten, die sich zur Versorgung von Niedrigenergiehäusern eignen und daher eine niedrige Nennleistung (maximal 10 kW) aufweisen, sind mit eigenem Minergie-Modul zertifizierbar. Wichtige Gründe, Holzfeuerungen einzusetzen, sind jedoch die Wärmeversorgung im Hochtemperaturbereich und oft auch der Heizungsersatz in bestehenden Gebäuden, deren Hülle aus denkmalpflegerischen oder anderen architektonischen Gründen nicht allzu sehr verändert werden darf. Die Zürcher Baugenossenschaft Zurlinden BGZ, bislang als Pionier für mehrgeschossige, 2000-Watt-kompatible Wohnsiedlungen im tragenden Holzbau bekannt, beweist in einem aktuellen Erneuerungsprojekt, dass die Wahl der Hochtemperaturvariante ‹Holz› auch ökonomisch von Vorteil sein kann. Die Sihlweid-Hochhäuser, im südlichen Zürcher Stadtquartier Leimbach gelegen, werden umfassend umgebaut und saniert. Damit der Heizungskreislauf und auch die Heizkörper in den 170 Wohnungen belassen werden können, wird der Erdgasanschluss gekappt und durch eine neue Holzheizzentrale ersetzt. Das Verfeuern von Pellets wird die weiterhin benötigten hohen Vorlauftemperaturen für das Beheizen der Wohnungen und die Warmwasseraufbereitung liefern.

Die neue Pelletsfeuerungsanlage soll nicht nur die beiden Hochhäuser, sondern auch die unmittelbare Nachbarschaft, ein Einkaufszentrum und ein Hallenbad, versorgen. Die Erneuerung der zwei 33 Jahre alten Hochhäuser dauert bis 2013; danach werden die Zielwerte des 2000-Watt-Effizienzpfads (vgl. Lignatec ‹Klimaschonend

4.4

und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen›, Kapitel 4) erfüllt. Neben dem Heizungsersatz ist die Gebäudehülle energetisch zu verbessern. Die beiden Türme erhalten rundum eine Solarfassade, womit pro Gebäude 48 000 kWh Strom erzeugt wird. Diese Menge deckt in etwa die Hälfte des Gesamtbedarfs ab. Der Holz-Nahwärmeverbund profitiert seinerseits davon, dass Lagervolumen vorhanden ist und die ursprünglichen Heizöltanks im Untergeschoss der Hochhäuser umgenutzt werden können.

Die Berücksichtigung einer Holzfeuerung in Kombination zur Gebäudesanierung ist nur möglich, wenn ausreichend Platz für den Brennstoff vorhanden ist. Vor zwei Jahren hat sich die Gemeinnützige Wohnbaugenossenschaft Winterthur GWG entschieden, die Ölheizung aus Umweltschutzgründen auszutauschen. In die Praxis umgesetzt werden konnte dies aber nur, weil der Tankraum im Keller der GWG-Siedlung mit 24 Wohnungen zum einen gross genug ist, um auch Holzpellets zu lagern, und zum anderen direkt neben dem alten und neuen Heizungsraum liegt, was die störungsanfällige Förderstrecke minimiert. Die neue Holzheizung funktioniert seither pannenfrei. Zur Erhöhung der Betriebseffizienz ist sie mit einer thermischen Solaranlage kombiniert, welche jeweils für Warmwasser sorgt.

Die Genossenschaftsverwaltung hat jedoch einen im Vergleich zur Ölheizung leicht höheren Betriebsaufwand für die Pelletsheizung festgestellt. Sehr oft werden solche Anlagen daher in einem Contractingverfahren durch spezialisierte Firmen oder Energieversorger betrieben.

Holzfeuerungen im Wärmecontracting

In unmittelbarer Nachbarschaft zu den Sihlweid-Hochhäusern gehört der Baugenossenschaft Zurlinden eine weitere grosse Wohnsiedlung: Vor sechs Jahren ist der Komplex ‹VistaVerde› mit 117 Wohnungen und im Minergiestandard erstellt worden (vgl. Figur 47). Die Energieversorgung erfolgt mit dem Angebot vor Ort: dem Duo Sonne und Holz. Die Sonnenkollektoranlage auf der 225 m2 grossen Dachfläche erzeugt 107 MWh Wärme pro Jahr, was rund einem Viertel des Bedarfs für die Warmwasseraufbereitung entspricht. Die Siedlung wird

zur Hauptsache mit einer 350-kW-Holzschnitzelanlage beheizt. Zur Abdeckung der Spitzenlasten sowie als Ergänzung im Sommer dient ein zusätzlicher Gaskessel.

Die Heizanlage wird in einem Wärmecontracting betrieben: Verantwortlich dafür sowie für den technischen Unterhalt ist das Holzbauunternehmen, welches auch den Brennstoff liefert. Der Brennstoff muss im übrigen aus dem benachbarten Wald stammen.

45 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 47 : Ansicht der Siedlung ‹VistaVerde›, die seit sechs Jahren mit Holzschnitzeln beheizt wird. Das Warmwasser wird mit Sonnenkollektoren erzeugt, und zur Spitzenabdeckung wird ein zusätzlicher Gaskessel betrieben. Die Heizanlage wird in einem Contractingverfahren betrieben.

Bild: Holzenergie Schweiz Figur 48 : Silobefüllung der Siedlung ‹VistaVerde› mit Holzschnitzeln.

Bild: Holzenergie Schweiz

Auch regionale Strom- oder Erdgasversorger haben begonnen, ihre Aktivitäten auf das Contracting mit Holzfeuerungsanlagen auszuweiten. Für Investoren ist dies oft ein willkommenes risikoarmes Angebot, denn der Contractor erstellt und finanziert solche Anlagen und kassiert im Gegenzug die Entschädigung für die Wärmeerzeugung sowie -abgabe. Neue Projekte werden etwa im Mittelland realisiert: Das solothurnische Versorgungsunternehmen AEK erschliesst die bestehende Grossüberbauung ‹Leuenfeld› in Oensingen sukzessive

4.5

Erneuerbare Energie im vernetzten System

Das Stadtwerk Winterthur zeigt beispielhaft, wie wichtig die Sicherung der Versorgungskette für den Betrieb einer Heizzentrale ist. Auf Stadtgebiet werden ein halbes Dutzend unterschiedlich grosser Feuerungsanlagen zwischen 69 kW und 900 kW betrieben und eine Vielzahl grosser Wohn- und Geschäftsbauten mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser versorgt. Das Holz dafür stammt ausschliesslich aus stadteigenem Wald. Die grösste Anlage wird derzeit zur Versorgung von drei Gewerbebetrieben und rund 700 Wohnungen im Quartier Gern betrieben. Das neuste Winterthurer Verbundprojekt ‹Holzschnitzel-Heizzentrale mit Nahwärmenetz Wyden› ist zudem baulich innovativ. Erstmals ist die Betriebszentrale, die im Herbst 2011 gestartet worden ist, unterirdisch unter einem neu gebauten Schulhaus plaziert. Aus Effizienzgründen handelt es sich um ein bivalentes System: Die angeschlossenen öffentlichen Bauten und das angrenzende Wohnquartier werden mit Wärmeenergie bedient, welche zu 70 % aus Holz und zu 30 % mit Erdgas erzeugt wird. Der fossile Brennstoff deckt jeweils die Bedarfsspitzen und die reduzierte Nachfrage im Sommer ab. Der Trend, lokal verfügbares Holzenergiepotential hauptsächlich im Grossver-

Figur 49 : Quelle: Holzenergie Schweiz

durch einen Holzschnitzel-Wärmeverbund. Rund fünf Millionen Franken werden investiert, um die Energieversorgung für rund 250 Wohneinheiten von einer mit Öl betriebenen Heizzentrale auf die Holzschnitzelanlage umzustellen. Im Endausbau soll die Leistung der AEKVerbundfeuerungsanlage rund 2500 kW betragen. Am weitverzweigten Holzwärmeverbund beteiligt ist auch die Bürgergemeinde – als zukünftige Holzlieferantin.

Lufthygienische Anforderungen an Holzheizungen Kesselvariante Leistungsbereich Kohlenmonoxid Stückholz bis 300 kW 600 mg/m3 Hackschnitzel bis 300 kW 300 mg/m3 Pellets bis 300 kW 250 mg/m3

bund und in vernetzten Versorgungssystemen besser auszuschöpfen, zeichnet sich deutlich ab: Bereits heute wird der grösste Anteil an Energieholz in automatischen Holzfeuerungen ab einer Leistung von 50 kW verbrannt. Die Grossanlagen nahmen zuletzt mit einer Rate von fast 30 % zu. Neue Wärmeverbundnetze sind sowohl in ländlichen Gegenden als auch in städtischen Wohnquartieren gefragt. Ökologisch und ökonomisch machen Grossanlagen durchaus Sinn: Die Staubabscheidetechnik von grossen Feuerungen ist ausgereift und reduziert die spezifischen Feinstaubemissionen gegenüber einzelnen Gebäudeheizungen (vgl. Figur 49). Der weitere Vorzug einer Verbundanlage ist die Wärmerückgewinnung, weil die Abgase von feuchtem Brennstoff (Wassergehalt grösser als 45 %) zur Kondensation verwendet werden. Tiefe Rücklauftemperaturen (unter 50 °C) und eine hohe Temperaturspreizung erlauben, die feuchten Abgase zur Vorerwärmung des Rücklaufs zu benutzen. Die Abgasnutzung steigert den Energiegewinn um rund 20 % und verringert somit Brennstoffbedarf und Heizkesselleistung.

Kohlenwasserstoffe 20 mg/m3 15 mg/m3 10 mg/m3

Feinstaub 50 mg/m3 60 mg/m3 40 mg/m3

Wirkungsgrad 83 % 85 % 85 %

46 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

4.6 Polyvalente Versorgungskonzepte Vernetzte Versorgungskonzepte verwenden oft mehrere Energieträger, weil sich dadurch die Betriebseffizienz der Verbundanlage verbessern lässt. Ein typisches Beispiel dafür ist die Kombination von Holzfeuerungen, die den energetischen Hauptanteil liefern, mit fossilen Heizkesseln, welche die Spitzenlast in der Heizperiode abdecken und den Schwachlastbetrieb im Sommer sichern sollen.

Dass der ergänzende Wärmeanteil allerdings auch mit erneuerbaren Energien gedeckt werden kann, demonstriert der Wärmeverbund Blaufuhren in der Emmentaler Gemeinde Sumiswald. Die Energieholznutzung wird mit Solarenergie ergänzt, was den Solarpreis 2011 der Solaragentur Schweiz eingetragen hat. Das Projekt wird in Selbsthilfe realisiert: Am Netz sind bislang 24 Wohnliegenschaften angeschlossen und die Eigentümer als Anlagenbesitzer eingetragen. Die 200-kW-Holzfeuerung liefert den Grundlastbedarf im Winter; dafür wird je-

weils der zentrale Energiespeicher mit einem Volumen von 7000 Litern geladen. Ausserhalb der Heizperiode wird die Heizzentrale jedoch nur zwei Stunden pro Tag in Betrieb gesetzt, um nicht mit der zusätzlichen thermischen Solaranlage zu konkurrieren. Zum einen ist die 75 m2 grosse Dachfläche auf der Heizzentrale mit Sonnenkollektoren abgedeckt; zum anderen besitzen die angeschlossenen Einfamilienhäuser dezentrale Anlagen, um sich selber mit Solarwärme einzudecken. Die Verbundlösung soll privaten Hausbesitzern den ökologischen Ersatz für ihre bisherigen Öl- oder Elektroheizungen ermöglichen. Vor zwei Jahren ist das Verbundnetz in Angriff genommen worden; der Endausbau ist noch nicht in Sicht. Anschlusswillige Liegenschaftsbesitzer haben ihrerseits eine eigene thermische Solaranlage zu installieren (vgl. Figur 50 und Figur 51).

Figur 50 : Aussen- und Innenansicht der Heizzentrale des Holzwärmeverbunds Blaufuhren mit thermischer Solaranlage.

Bilder: Sommerheizungen

Figur 51 : Bisheriger Netzplan mit den einzelnen Anschlüssen im Wohnquartier von Wasen BE. Quelle: Sommerheizungen

Netzplan Wohnquartier Wasen

Anschluss erfolgt

Anschluss bis ca. 2014

Anschluss bis ca. 2018

47 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Eine ungleich komplexere Vernetzung von Energielieferanten und -verbrauchern wird dereinst im Zürcher Friesenbergquartier realisiert. Auch hier spielt die Energieholznutzung eine wichtige Rolle: In wenigen Jahren wird aus Biomasse Energie mit hohem Wärmeniveau erzeugt und primär dem erweiterten Stadtspital Triemli zur Verfügung stehen. Dieses soll die Zielwerte der 2000-Watt-Gesellschaft erfüllen. Weil der Spitalbetrieb selber viel Energie und zudem unterschiedliche Wärmeniveaus benötigt – vom heissen Wasser (160 °C) für hygienische Ansprüche bis zur Niedertemperaturwärme (38 °C) für das Beheizen der Patientenzimmer –, wird vor Ort sehr viel Wärmeenergie selber produziert. Neben der neuen Holzschnitzelanlage ist dazu vor allem ein Erdsondenfeld erforderlich, das mit Hilfe

von Wärmepumpen genutzt werden kann. Allfällige Überschüsse werden zudem als Abwärme konsequent weitergenutzt. Doch nicht nur intern ist das Stadtspital vernetzt: Die neue Energiezentrale mit Holzschnitzelanlage soll dereinst auch an das Abwärmenetz mit Speicherfeld angeschlossen werden, womit das benachbarte Wohnquartier rund um den Ersatzneubau ‹Grünmatt› versorgt werden soll (vgl. Kapitel 3.1.1, Figur 9).

5 Energiekennzahlen als Messgrössen der Energiereduktion Zur Reduktion des Energieverbrauchs wurden nach der Energiekrise in den 1970er Jahren in erster Linie maximale Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) für Aussenbauteile in den bautechnischen Regelwerken vorge-

schrieben. Die U-Werte wurden über die Jahre immer weiter nach unten angepasst, um so die Energieverluste der Gebäude zu reduzieren.

5.1 Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes Einen weiteren Schritt stellte die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes eines Gebäudes dar. Dabei werden sämtliche Energieverluste über Aussenbauteile addiert, wodurch erstmals das komplette Gebäude charakterisiert werden konnte. Mit fortschreitender Verbesserung des thermischen Standards der Gebäudehülle wurde offensichtlich, dass für die Energiebilanz eines Gebäudes weitere Faktoren massgebend sind, wie z. B. Lüftungswärmeverluste. Bei einem gut gedämmten Haus sind jene Verluste, die durch den aus hygienischen Gründen erforderlichen Luftwechsel entstehen, grösser als die Transmissionswärmeverluste durch die Gebäudehülle. Mit der Etablierung von Niedrigergiehäusern, die heute z. B nach dem Standard Minergie erstellt werden, wurde dieser Entwicklung Rechnung getragen. Als zielführende Verbesserungsmassnahme wird bei Niedrigenergiehäusern in der Regel eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingebaut. Damit können Lüftungswärmeverluste reduziert und zusätzlich der Nutzerkomfort durch gesicherte Frischluftzufuhr noch weiter erhöht werden. Aus diesen Überlegungen resul-

tiert auch die mittlerweile selbstverständliche luftdichte Bauweise, welche neben dem reduzierten Heizwärmebedarf auch der Bauschadensfreiheit dient. Weiterführende Informationen zu dieser Thematik finden sich in Kapitel 4.1.2 in Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen›.

48 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

5.2 Der Gebäudeenergieausweis nach Merkblatt SIA 2031 ‹Energieausweis für Gebäude› Die Energiekennzahlen, die im Gebäudeenergieausweis GEA angegeben werden, sind der Heizwärmebedarf bzw. der Endenergiebedarf, bezogen auf die Energiebezugsfläche. Der Heizwärmebedarf stellt wie in Figur 52 gezeigt eine Energiebilanz aus Gewinnen und Verlusten dar. Dabei werden den Transmissions- und Lüftungswärmeverlusten die Energiegewinne, etwa durch Sonneneinstrahlung oder interne Lasten, gegenübergestellt und

Figur 52 : Der Heizwärmebedarf stellt die Differenz aus Gewinnen und Verlusten dar. Quelle: HFA

in die Berechnung mit einbezogen. Der Heizwärmebedarf ist dann jene Energiemenge, die benötigt wird, um das Gebäude in der Heizperiode auf der gewünschten Innentemperatur zu halten.

Energiebilanz aus Gewinnen und Verlusten Verluste

Gewinne

Lüftung / Transmission Intern / Solar

Heizwärmebedarf

– 60

– 50

– 40

– 30

– 20

– 10

Wie in den vorgängigen Kapiteln aufgezeigt, ist der Heizwärmebedarf eine Teilmenge des Betriebs nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie›. Anders als beim Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› geht es jedoch beim Gebäudeenergieausweis nach Merkblatt SIA 2031 ‹Energieausweis für Gebäude› um die gesamte Primärenergie (erneuerbar und nicht-erneuerbar). Das darf nicht verwechselt werden, schneidet doch bei dieser Betrachtungsweise z. B. Biomasse als Brennstoff in einer gesamtheitlichen Betrachtung, wie sie in Kapitel 4.3.4 in Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› aufgezeigt wird, anders ab, da der Energieinhalt eines Energieträgers ebenfalls mit eingerechnet wird.

Allerdings ist auch beim GEA wesentlich, wie die Energie für den ausgewiesenen Wärmebedarf und die Beleuchtung/Betriebseinrichtung aufgebracht wird. Der Energiebedarf wird dazu unter Berücksichtigung der jeweiligen Energieträger in den Primärenergiebedarf umgerechnet, welcher jene Energiemenge darstellt, die durch vorgelagerte Prozessketten ausserhalb der Systemgrenze bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung des Energieträgers benötigt wird. Dabei wird vom Endenergiebedarf ausgegangen, der jene Energiemenge umfasst, die beim Endverbraucher ankommt, und somit die Effizienz des Haustechniksystems mit berücksichtigt (netto gelieferte Energie). Der Endenergiebedarf ist jene Kennzahlebene zur Charakterisierung

0

10

20

30

40

der energetischen Qualität eines Gebäudes, die von der Richtlinie 2002⁄ 91⁄eg gefordert wird. 26 Multipliziert man nun den Endenergiebedarf je nach Energieträger mit dem entsprechenden Primärenergiefaktor, so erhält man den Primärenergiebedarf bzw. die netto gelieferte Primärenergie, die von obiger Richtlinie zwar nicht explizit gefordert, aber durchaus gutgeheissen wird.

Dieser jährliche Primärenergieverbrauch stellt gemeinsam mit den CO2-Emissionen und aufgrund der Einbeziehung der primären Energieträger wie Wind, Sonne, Gas etc. sowie der Umwandlungsverluste die letzte und aussagekräftigste Ebene von Energiekennzahlen dar. Auf Basis des jährlichen Primärenergieverbrauchs kann der Anteil an Primärenergie erneuerbar, welche z. B. durch Wind, Sonne, Biomasse erzeugt wird, in Prozenten zusätzlich ausgewiesen werden.

Für das Objekt ‹Segantinistrasse› (vgl. Kapitel 3.2) wird exemplarisch der Gebäudeenergieausweis GEA des Verbands für geprüfte Qualitätshäuser VGQ dargestellt.

Der VGQ-GEA basiert auf dem Merkblatt SIA 2031 ‹Energieausweis für Gebäude› (Ausgabe 2009).

Richtlinie 2002 ⁄ 91 ⁄ eg des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 2002 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden

26

49 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Figur 53 : Gebäudeenergieausweis des VGQ. Eine übersichtliche Darstellung und nachvollziehbare Berechnungen geben rasch Aufschluss über die Energieeffizienz eines Gebäudes, was auch eine spätere Erfolgskontrolle in der Betriebsphase ermöglicht.

Die Energiekennzahl ist der Heizwärmebedarf bzw. der Endenergiebedarf.

Quelle: VGQ

In Figur 54 werden für die vier Objekte aus Kapitel 3 die Kennwerte entsprechend dem Gebäudeenergieausweis des VGQ zusammengestellt.

Figur 54: Werte pro Quadratmeter Energiebezugsfläche und Jahr. Berechnet nach Merkblatt SIA 2031 ‹Energieausweis für Gebäude›, Ausgabe 2009. Zur besseren Vergleichbarkeit mit den Werten nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIAEffizienzpfad Energie› wurde bei allen Objekten der Bedarf für die Beleuchtung und die Betriebseinrichtungen analog den Annahmen in Kapitel 3 berücksichtigt und für die Elektrizität mit dem Schweizer Verbrauchermix gerechnet. Für das Objekt mit gemischter Nutzung (Hughaus) wurden die Standardwerte proportional zu den Flächenanteilen festgelegt.

Kennwerte und Klassierung der vier Gebäude aus Kapitel 3 Siedlung Mehrfamilienhaus Bürogebäude Grünmatt Segantinistrasse Hughaus 98 251 Primärenergieverbrauch [MJ/m2] 143 Anteil erneuerbare Primärenergie Standardwert nach SIA 2031 Primärenergie-Kennwert

[%]

Heizwärmebedarf QH

15

Schulhaus Eichmatt 212

15

12

15

[MJ/m2] 570

570

464

340

[%]

17 (A)

54 (B)

62 (B)

[MJ/m2] 101

59

106

39

Standardwert nach SIA 2031 Heizwärmebedarfs-Kennwert

[MJ/m2] 116

160

128

124

[%]

37 (A)

83 (B)

31 (A)

Treibhausgasemission

[kg/m2] 2,07

1,42

5,01

3,08

TreibhausgasemissionsKennwert

[%]

5 (A)

22 (A)

18 (A)

25 (A)

87 (B)

7 (A)

50 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

Die Primärenergie-Kennwerte der vier Objekte liegen unter Berücksichtigung der gesamten Primärenergie (erneuerbar und nicht-erneuerbar) in den Klassen A und B. Damit die Daten besser mit der Gesamtbeurteilung nach Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› vergleichbar sind, wurden beim Objekt Grünmatt betreffend dem Energiebedarf für die Zirkulation im Anergienetz und die Abwärmenutzung die gleichen Annahmen wie in Kapitel 3 getroffen. Beim Hughaus bleibt daher die Nutzung der Nahwärme unberücksichtigt. Infolge des sehr tiefen Heizwärmebedarfs und der Nutzung der Solarenergie erreicht das Objekt Segantinistrasse den besten Wert.

Die Heizwärmebedarfs-Kennwerte der Objekte Segantinistrasse und Eichmatt liegen in der A-Klasse. Beide Objekte erreichen den Standard Minergie-P, was sich auch im Gebäudeenergieausweis niederschlägt. Die Objekte Grünmatt und Hughaus haben einen Heizwärmebedarf von 80–90 % des Standardwertes (Grenzwert gemäss Norm SIA 380/1 ‹Thermische Energie im Hochbau›) und liegen somit in der B-Klasse.

Die vier Objekte erreichen auch bei den Treibhausgasemissions-Kennwerten sehr gute Resultate. Sie liegen alle in der A-Klasse. Die Objekte Grünmatt, Segantinistrasse

Figur 55 : Anhand der CO2- Bank Schweiz berechnete CO2Reduktionseffekte durch Holzzuwachs sowie komplementär die absoluten Treibhausgasemissionen aus Erstellung und Betrieb der in dieser Ausgabe behandelten Referenzobjekte.

und Eichmatt verfügen alle über Wärmepumpen und Solaranlagen. Das Objekt Hughaus nutzt zur Deckung von 80 % des Heizwärmebedarfs die Abwärme aus den Kältemaschinen der Tartelettes-Produktion, welche analog Kapitel 3 nicht in die Berechnungen einfliesst.

Exkurs CO2-Reduktion: Einfacher Ansatz für ein klares Bild Wie in Kapitel 1.2 erwähnt, kann ausgehend von der verbauten Holzmenge anhand des Kommunikationsmittels CO2-Bank der CO2-Reduktionseffekt während der Wachstumsphase des Holzes berechnet werden. In Figur 55 wird dieser Effekt für die in Kapitel 3 beschriebenen Objekte beziffert. Zum Grössenvergleich werden diese Werte den absoluten Treibhausgasemissionen durch die Erstellung und den jährlichen Treibhausgasemissionen während des Betriebs gegenübergestellt. Dabei ist zu beachten, dass nach Merkblatt SIA 2032 ‹Graue Energie von Gebäuden› die kumulierte Menge der Treibhausgase (CO2, Methan, Stickoxide und weitere klimawirksame Gase) als äquivalente CO2-Emissionsmenge ausgedrückt wird (vgl. Kapitel 2.2).

CO2-Reduktionseffekte und absolute Treibhausgasemissionen Treibhausgasemissionen CO2-Reduktionseffekt durch Holzzuwachs [t CO2] durch die Erstellung [t CO2] Siedlung Grünmatt 184 554 Mehrfamilienhaus 39 122 Segantinistrasse Bürogebäude Hughaus 78 724 Schulhaus Eichmatt 378 2230

Bei der Siedlung Grünmatt wurden beim Zuwachs des verbauten Holzes rund 33 % der durch die Erstellung verursachten Treibhausgasemissionen reduziert. Diese reduzierte Menge entspricht den Treibhausgasemissionen während einer Betriebsdauer von 92 Jahren.

Bei den Gebäuden Hughaus und Eichmatt wurde die Tragkonstruktion weitgehend aus Beton erstellt. Dadurch ist der CO2-Reduktionseffekt durch den Holzeinsatz geringer.

Die reduzierte Menge CO2 der Aussenwände und Fassaden in Holz entsprechen dennoch 10 –17 % der absoluten Treibhausgasemissionen der Erstellung.

Treibhausgasemissionen im Betrieb [t CO2 pro Jahr] 2,00 0,07 10,8 24,4

Das Mehrfamilienhaus Segantinistrasse in Zürich ist ein Gebäude in Massivbauweise aus den fünfziger Jahren. Die vorgehängten Fassadenelemente zur Sanierung der Gebäudehülle und das neue Attikageschoss in Holzbauweise führen zu einem CO2-Reduktionseffekt von 39 t. Dies entspricht rund einem Drittel der Treibhausgasemissionen, die durch die Erstellung verursacht wurden.

6 Ausblick Die Vision der Politik, der Stimmbürger 27 und der Wissenschaftler ist ein Weg in die Zukunft, welcher unsere Emissionen auf einem klimakompatiblen Niveau stabilisiert. Gemäss dem Energy Science Center (ESC) der ETH Zürich heisst das, dass gegen Ende des 21. Jahrhunderts

die Nachfrage nach Primärenergie zwischen 4 und 6 kW pro Person liegen sollte. Der genaue Wert hängt unter anderem vom Fortschritt und den Entwicklungen der Energieeffizienz ab sowie von dem Anteil Elektrizität, der aus CO2-freier Primärenergie (Primärenergie erneuerbar)

51 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung

hergestellt wird. 28 Der Einsatz von Schweizer Holz leistet bereits heute einen grossen Beitrag dazu, dieses Ziel zu erreichen. Denn Schweizer Holz wirft nebst den in der ersten Publikation dieser Lignatec-Trilogie und dieser zweiten Publikation aufgezeigten Vorteilen zusätzlich den Pluspunkt sehr kurzer Transportwege in die Waagschale. Mit ihrer Innovationskraft ist die Schweizer Holzwirtschaft auf dem besten Weg, sich als wichtiger Zweig einer regionalen und globalen ‹Eco-Economy› zu etablieren.

Dieses neue, globale Wirtschafts- und Arbeitsfeld bietet einen grossen Strauss an Möglichkeiten und wird durch intensive Forschung und Entwicklung unterstützt.

Umfeld Die vorliegende Publikation zeigt, dass eine der ersten übergeordneten Fragen, die es beim nachhaltigen Bauen zu stellen gilt, diejenige nach den zu erwartenden Veränderungen im Umfeld ist. Nicht nur weil die Antwort häufig unklar ist, müssen die Systemgrenzen offen sein, eine (spätere) Vernetzung und Adaptierung muss möglich sein. Bauen mit Holz bietet eine sehr grosse Flexibilität. Es lassen sich z. B. einerseits grosse Spannweiten (und entsprechend flexible Räume) realisieren, anderseits ist z. B. auch der Umbau von Holzkonstruktionen einfach möglich. Im Umfeld der Sanierung bestehender Gebäude sind durch das geringe Gewicht des Baustoffs Aufstockungen mit Holz möglich, und es ist selbsterklärend, dass die energetische Sanierung älterer Gebäudehüllen mit vorgefertigten Wandelementen eine Anwendung von Holzkonstruktionen mit grossem Wachstum ist. 29 Der Holzbau zeichnet sich dabei als äusserst effizient aus. Bekanntlich kann die Materialeffizienz entweder dadurch verbessert werden, dass weniger Rohstoffe für ein Endprodukt verwendet werden, oder es wird der Materialaufwand auf der Produktionsseite reduziert. Beides erfüllt Holz bereits heute: Das leichte Material führt zu schlanken und effizienten Strukturen, und durch seine einfach Bearbeitbarkeit ist der Ressourcenaufwand in der Produktion tief. Zudem können Reststoffe thermisch genutzt werden.

Gesetzliche und freiwillige Vorgaben Die Treibhausgasemissionen, insbesondere die CO2-Emissionen, die auf die Nutzung fossiler Energieträger zurückzuführen sind, sollen international vermindert werden mit dem Ziel, einen Beitrag zu leisten, den globalen Temperaturanstieg auf weniger als 2 °C zu beschränken. Dieses Ziel ist nach dem Fahrplan für die globale Klimapolitik, den die Klimakonferenz in Durban im Dezember 2011 aufgestellt hat, kaum mehr erreichbar. Das spricht jedoch nicht gegen Ehrgeiz in der Klimapolitik – denn die Problematik des Treibhauseffekts wird durch Verzögerungen in den Massnahmen zu seiner Begrenzung nicht kleiner, sondern grösser.

In der Schweiz sollen gemäss dem revidierten Bundesgesetz über die Reduktion der CO2-Emissionen, das die Schlussabstimmungen in den Räten in der Wintersession

2011 passiert hat, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 gegenüber 1990 gesamthaft um 20 % vermindert werden. 30 Das revidierte CO2-Gesetz sieht dabei vor, dass die Reduktion im Inland erfolgen soll, und zwar unter Einbeziehung der Klimaleistung von verbautem Holz.

Artikel 14 hält explizit fest: ‹Die Leistung der Senken von verbautem Holz ist anrechenbar.› Wie im Lignatec ‹Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Grundlagen› sowie in der vorliegenden Publikation aufgezeigt, gibt es zur Erreichung der von der Klimapolitik vorgegebenen Ziele im Gebäudepark, bzw. zum Teil auch zur Erreichung noch höherer Ziele, Instrumente mit Ziel- oder Grenzwerten. So schreibt z. B. der SIA in seinem Merkblatt SIA 2040 ‹SIA-Effizienzpfad Energie› Maximalwerte für die Graue Energie und die Treibhausgasemissionen vor. Solche Zielwerte sind grundsätzlich noch freiwillig, und es wird sich in den nächsten Jahren zeigen, wie sich die Umsetzung nach den verschiedenen Vorgaben bewährt. Wie im Bundesgesetz jedoch explizit erwähnt, sollen zur Reduktion auch freiwillige Massnahmen beitragen. Auch wenn die aktuell verfügbaren Berechnungshilfen unter Umständen und in gewissen Situationen auch einmal praxisferne Resultate liefern mögen, tut dies dem ganzheitlichen Ansatz doch keinen Abbruch. Die Arbeitsmittel werden mit den Erfahrungen verfeinert und verbessert.

Bei der Anwendung der Massnahmen und der Umsetzung von klimaschonenden und energieeffizienten Gebäuden muss die Lösungsfindung immer, gerade weil eine gesamtheitliche Betrachtungsweise dahinter steht, genauso erfolgen: Jede Detaillösung hat Einfluss aufs Gesamte und muss berücksichtigt und klug gelöst werden. Wie in dieser Publikation aufgeführt, können z. B. mit der Wahl des Fassadensystems bei einem Schulhaus ca. 120 t CO2-Äquiv. über 40 Jahre eingespart werden, wenn dieses aus Holz statt Aluminium ausgeführt wird. Diese Differenz entspricht ca. dem CO2-Ausstoss einer Person über 20 Jahre.

Zumindest in den Regionen, wo es in der Schweiz diesbezüglich bereits Abstimmungen gegeben hat, so etwa in der Stadt Zürich. Dort hat sich die Mehrheit der Stimmberechtigen Ende 2008 dafür ausgesprochen, die Vision der 2000-Watt-Gesellschaft in die Gemeindeordnung aufzunehmen.

27

Anders als die 2000-Watt-Gesellschaft schlägt das ESC nicht ein oberes Limit für die Primärenergie, sondern für die CO2-Emissionen vor. Dieser CO2Zielwert, der nach ESC pro Person nicht überschritten werden darf, liegt bei einer Tonne CO2, was langfristig nur mit einer wesentlichen Solarnutzung als Energiequelle erreicht werden kann.

28

Ein Beispiel ist das aktuelle Forschungsprojekt TES-EnergyFacade der Technischen Universität München.

29

Bundesgesetz über die Reduktion der CO2-Emissionen vom 23. Dezember 2011

30

Impressum Lignatec Die technischen Holzinformationen der Lignum Herausgeber Lignum, Holzwirtschaft Schweiz, Zürich Christoph Starck, Direktor Koordination Olin Bartlomé, dipl. Holzing. FH, Lignum, Zürich Bildnachweis Alle Figuren ohne Quellenangabe in der Publikation stammen von den Autoren und der Lignum.

Gestaltung und Realisation BN Graphics, Zürich Administration / Versand Andreas Hartmann, Lignum, Zürich Druck Kalt-Zehnder-Druck AG, Zug

Die Schriftenreihe Lignatec informiert zu Fachfragen bezüglich der Verwendung von Holz als Bau- und Werkstoff.

Lignatec richtet sich an Planer, Ingenieure, Architekten sowie an die Ver- und Bearbeiter von Holz. Lignatec wird zunehmend in der Ausbildung auf allen Stufen eingesetzt.

Ein Sammelordner ist bei Lignum erhältlich.

Mitglieder der Lignum erhalten ein Exemplar jeder Lignatec-Ausgabe gratis.

Weitere Einzelexemplare für Mitglieder CHF 15.– Einzelexemplar für Nichtmitglieder CHF 35.– Sammelordner leer CHF 10.– Preisänderungen vorbehalten Das Copyright dieser Publikation liegt bei Lignum, Holzwirtschaft Schweiz, Zürich. Eine Vervielfältigung ist nur mit ausdrücklicher schriftlicher Genehmigung des Herausgebers zulässig.

Haftungsausschluss Die vorliegende Publikation wurde mit grösster Sorgfalt und nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Die Herausgeber und Autoren haften nicht für Schäden, die durch die Benützung und Anwendung der vorliegenden Publikation entstehen können.

LIGNUM Holzwirtschaft Schweiz Mühlebachstrasse 8, 8008 Zürich Tel. 044 267 47 77 Fax 044 267 47 87 info@lignum.ch www.lignum.ch Lignatec 26 / 2012 Klimaschonend und energieeffizient bauen mit Holz – Umsetzung Erschienen im Juni 2012 Auflage deutsch: 5000 Exemplare ISSN 1421-0320