Planungsgrundlagen für nachhaltiges Bauen

Bei einem nachhaltig geplanten Gebäude spielen zahlreiche Komponenten eine Rolle. Zum einen geht es bereits bei der Errichtung wie auch im Betrieb um einen schonenden Umgang mit Energie und Ressourcen, zum anderen muss das Bauwerk auch optisch und gestalterisch bestimmte Anforderungen bestimmen. Denn nur ein Gebäude, in dem sich Menschen wohlfühlen und das seinen Zweck erfüllt, wird auch entsprechend genutzt. Die effektive Auslastung zu ermöglichen, ist ebenfalls ein wichtiger Teil der Nachhaltigkeitsstrategie.

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Wenn Nachhaltigkeit, dann konsequent

Nachhaltigkeit betrifft immer gesamte Systeme, dies gilt auch in Hinsicht auf Gebäude. Das Ziel beim nachhaltigen Bauen liegt darin, den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes umweltgerecht, ressourcensparend und wirtschaftlich zu gestalten. Bereits in der Entwurfsphase werden dazu die wichtigsten Weichen gestellt und optimale Voraussetzungen geschaffen. Gebäudeform, Ausrichtung in Bezug auf Sonneneinstrahlung und Windströmung, Belüftungsmöglichkeiten oder auch die Wahl der Heizungsanlage in Abstimmung mit der Grundrissform beeinflussen die spätere Nachhaltigkeit des Bauwerks. Der Großteil der Kriterien betrifft den Energiebedarf im fertigen Gebäude. Ebenso spielen jedoch auch die gewählten Baustoffe und deren Umweltverträglichkeit eine große Rolle.

Die drei Säulen der Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit heißt nicht einfach nur, umweltfreundlich zu bauen. Der Begriff der Nachhaltigkeit splittet sich in drei Bereiche auf, die auch als Säulen bezeichnet werden. Im Baubereich lassen sich diese Säulen folgendermaßen definieren:

  • Die ökologische Nachhaltigkeit zielt darauf ab, natürliche Ressourcen und die globale und lokale Umwelt zu schonen.
  • Die ökonomische Nachhaltigkeit betrifft Kapital und Werte und zielt auf die Minimierung der Lebenszykluskosten, die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und den Werterhalt eines Gebäudes ab.
  • Die soziokulturelle Säule der Nachhaltigkeit schließlich betrifft den Nutzer sowie dessen Gesundheit und Zufriedenheit und ebenso die Funktionalität und den kulturellen Wert eines Bauwerks. 

An diesen drei Aspekten zeigt sich bereits, worauf es beim nachhaltigen Bauen ankommt, nämlich auf die Vernetzung der Einzelkomponenten und -anforderungen und die Berücksichtigung von gegenseitigen Abhängigkeiten und Wechselwirkungen. Damit dieses Ziel erreicht wird, muss von Anfang an ganzheitlich und integrativ geplant werden.

Die technische Qualität – Auch diese hat mit Nachhaltigkeit zu tun

Die technische Ausführung eines Bauwerks und seiner einzelnen Teile gehört ebenfalls in eine nachhaltige Betrachtungsweise, da davon die Langlebigkeit und Nutzungsmöglichkeit abhängt. Folgende Aspekte müssen mindestens mit einbezogen werden:

  • Standsicherheit
  • Brandschutz
  • Schallschutz
  • Feuchteschutz
  • Wärmeschutz
  • Reinigung und Instandhaltung
  • Rückbaufähigkeit 

Im Einzelfall ergeben sich noch weitere Aspekte, die von der Nutzung und Konstruktion eines Bauwerks abhängen. Dazu gehören zum Beispiel Ausbaureserven zur Vergrößerung der Nutzungs- und Anpassungsmöglichkeiten.

Nachhaltige Baustoffe

Die Auswahl der verwendeten Baustoffe hat ebenfalls einen wichtigen Anteil an der Nachhaltigkeit eines Bauwerkes. Dabei muss es sich nicht immer um ökologische Baustoffe handeln. Wichtig ist auch hier, dass alle Aspekte der Nachhaltigkeit berücksichtigt werden. Sicher sind hohe ökologische Standards wünschenswert, allerdings können auch Aspekte wie regionale Verfügbarkeit und kurze Transportwege die Nachhaltigkeitsbilanz eines Baustoffes deutlich verbessern. Unterstützend bei der Auswahl wirken die Umweltproduktdeklarationen (EPD), die mittlerweile für zahlreiche Baustoffe aus allen Gewerken verfügbar sind. Die Deklarationen enthalten Informationen zur Ökobilanz eines Baustoffes, so zum Beispiel Angaben zur Umweltwirkung, zum Primärenergiebedarf oder zur Ressourcennutzung.

Das Nutzerverhalten – wichtiger Teil der nachhaltigen Gebäudeplanung

In Wohn- aber auch in öffentlichen Gebäuden ist das Nutzerverhalten wichtiger Aspekt einer nachhaltigen Planung. Je nach Verhalten der Bewohner kann der Energiebedarf um bis zu 15% nach unten oder oben variieren. Um hier optimale Ergebnisse zu erzielen, sollte der Lebens- und Nutzungsrhythmus bereits in der Planung analysiert werden und miteinfließen. Nutzerprofile, die zum Beispiel durch Checklisten oder Fragebögen erstellt werden, können hier gute Dienste leisten. So wird es zum Beispiel möglich, von Anfang an eine bestimmte Lichtsteuerung oder einen idealen Sonnenschutz miteinzuplanen.

Nachhaltigkeit im Städtebau

Blickt man über den Tellerrand der Gebäudeplanung hinaus, bezieht sich Nachhaltigkeit ebenso auch auf das Umfeld, insbesondere im Städtebau. Für die Stadt und deren Bewohner nützliche Ziele, möglichst geringe Flächenversiegelung oder die Minimierung von Erschließungsflächen und -kosten sind nur einige Punkte, die im Städtebau berücksichtigt werden müssen. Auch die Umwelt- und Naturschutzvorgaben fließen in die Planung mit ein, Bestandsgebäude werden im Sinne der Nachhaltigkeit wenn möglich umgenutzt anstatt abgerissen. Auch andere funktionierende und bestehend Strukturen und Einrichtungen sollten immer im Hinblick auf einen Erhalt betrachtet werden. Nachhaltigkeit im Städtebau bedeutet ebenso, dass Neubauten harmonisch in das Umfeld eingegliedert werden, auch hier spielen Ausrichtung und Gebäudeform eine wichtige Rolle.

Energiebedarf und Nachhaltigkeit

Für Wärmeschutz und einen optimierten Energiebedarf im nachhaltig geplanten Gebäude sind einige Punkte besonders zu berücksichtigen. So geht es auf der einen Seite darum, Transmissions- und Lüftungswärmeverluste zu minimieren, andererseits müssen solare und innere Gewinne optimal genutzt werden:

Der Transmissionswärmeverlust

Der Transmissionswärmeverlust ist umso größer, je ungünstiger das Verhältnis zwischen Hüllfläche und Volumen eines Bauwerks ist. Deshalb ist bereits in der Planungsphase darauf zu achten, dieses Verhältnis so klein wie möglich zu halten.

Lüftungswärmeverluste

Lüftungswärmeverluste entstehen in Folge von mangelhafter Bauausführung. Zur Minimierung ist eine hohe Qualität in Planung und Bauablauf anzustreben. Mit einem abschließenden Luftdichtheitstest (Blower Door Test) lässt sich die Dichtigkeit kontrollieren. Weitere Maßnahmen zur Reduktion der Verluste ist zum Beispiel der Einbau einer kontrollierten Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. 

Solare Gewinne

Solare Gewinne können den Heizwärmebedarf eines Gebäudes reduzieren. Dazu ist es nötig, dass Fensterflächen nach Süden orientiert werden, die solaren Gewinne können dann für die Raumwärme genutzt werden. Zu berücksichtigen ist dann ebenfalls der sommerliche Wärmeschutz. Einer Überhitzung kann durch geeignete Verschattungsmaßnahmen vorgebeugt werden.

Interne Energiegewinne

Vor allem in gewerblichen und anderen nicht fürs Wohnen genutzte Gebäude fallen häufig interne Energiegewinne an. Diese resultieren aus einer hohen Anzahl von Personen im Gebäude, aber ebenso durch den Betrieb von elektrischen Geräten und Maschinen, die im Betrieb Abwärme erzeugen. Auch hier ist zu beachten, dass diese Zusatzwärme zwar im Winter die Heizung entlastet, im Sommer die Räume jedoch aufheizt und eventuell eine zusätzliche technische Kühlung erfordert.

Gebäudeausrichtung und Wärmegewinne

Durch ein ideal ausgerichtetes Gebäude können Wärmegewinne erzielt werden. Diese wiederum reduzieren die Energiekosten für Heizung und Warmwasser. Allerdings dürfen die Gewinne nicht überschätzt werden. Generell und in Abhängigkeit von Gebäudeform und Fensterflächenanteil können pro m² und Jahr etwa 4 bis 8 kWh erreicht werden. Fällt dies bei herkömmlichen Bauwerken nur unerheblich ins Gewicht, können beim Passivhaus mit seinem maximal zulässigen Heizwärmebedarf von 15 kWh/(m²a) relevante Einsparungen erzielt werden. Durch eine Ausrichtung der Aufenthaltsräume nach Süden profitieren diese auf jeden Fall von der direkten Sonneneinstrahlung.

Die Gebäudeform

Ein wichtiges Maß für die Energieverluste in einem Gebäude ist das sogenannte A/V-Verhältnis. Es drückt das Verhältnis der Hüllfläche zum Volumen aus. Je kleiner dieses Verhältnis ist, umso geringer ist der jeweilige Energiebedarf pro m³ beheizten Raums. Das kleinste A/V-Verhältnis erreicht eine Kugel, je zergliederter eine Hüllfläche ist, umso größer und damit ungünstiger wird der Wert. Der A/V-Wert ist generell von zwei Aspekten abhängig, nämlich der absoluten Größe eines Körpers sowie seiner Ausformung. In nachhaltigen Gebäuden wird deshalb darauf geachtet, dass die Baukörper jeweils möglichst großvolumig und wenig durch Erker, Gauben oder Vorsprünge zergliedert sind. Folgende Grundsätze für günstige A/V-Verhältnisse lassen sich also im Überblick festlegen:

  • Je mehr das Gebäude einem Würfel ähnelt, umso günstiger ist das A/V-Verhältnis.
  • Kugelähnliche Baukörper verringern das A/V-Verhältnis nur in geringem Maß, erhöhen aber dafür überproportional die Baukosten und den Aufwand.
  • Satteldächer und Pultdächer begünstigen kleine A/V-Werte und sind deshalb für Niedrigenergiehäuser gut geeignet.