Luthe Energetische Bilanzierung von Baustoffen für den Holzhausbau

1. Auflage 2008
ISBN: 978-3-8366-5621-4
Verlag: Diplomica Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: 0 - No protection

E-Book, Deutsch, 146 Seiten

Reihe: Nachhaltigkeit

In Design und Bau von umweltfreundlichen Gebäuden spielt die Betrachtung von Werkstoffen unter ökologischen Gesichtspunkten eine zunehmend bedeutende Rolle. Nicht nur die energetische Performance des fertiggestellten Hauses geht in die Bilanz ein, sondern der gesamte Lebenszyklus von der Herstellung bis zum Recycling. 

Ziel dieses Buchs ist der konkrete Vergleich einer bekannten und oft eingesetzten Zahl von Werkstoffen, um somit der Praxis konkrete Entscheidungsinformationen zu bieten. Dafür befasst sich die Studie mit der rein energetischen Betrachtung der Herstellung von Holzwerkstoffen, wie sie in das Energiebudget von Passiv- und Niedrigenergiehäusern als relevante Größen eingehen. In die Betrachtung und die Ergebnisse spielt auch die Speicherkapazität von Kohlendioxid mit hinein – ein hochaktueller Aspekt der Reduzierung klimaschädlicher Gase.

Zu fünf verschiedenen Werkstoffen und Bauteilen für den Einsatz im Holzhausbau werden Vergleiche mit ökologischer Aussage durchgeführt. Die bilanzierten Werkstoffe sind Fermacell, OSB (Oriented Strand Board), Fichte-3-Schicht Platte, Livingboard und Multiplex Top.Der methodische Ansatz der vorliegenden Studie beruht auf der Recherche nach Sekundärinformationen, die im Wesentlichen direkt bei den Herstellerfirmen in Form einer detaillierten Matrix erhoben wurden. Die Untersuchung zeigt Stärken und Schwächen dieser Methodik auf, die für darauf aufbauende Untersuchungen von Relevanz sind.

Autoren/Hrsg.

Luthe, Tobias

Inhaltsverzeichnis

1;Inhaltsverzeichnis;8
2;Tabellenverzeichnis;11
3;Abbildungsverzeichnis;13
4;1. Einleitung;16
5;2. Stand des Wissens;19
5.1;2.1 Grundlagen der ökologischen Bewertung;19
5.1.1;2.1.1 Methodik der Ökobilanzierung;19
5.1.2;2.1.2 Entstehung und Abgrenzung;20
5.1.3;2.1.3 Anwendungsmöglichkeiten;22
5.1.4;2.1.4 Normung der Ökobilanzierung;22
5.1.5;2.1.5 Inhalt und Aufbau von Ökobilanzen;23
5.2;2.2 Methodik bisher erstellter Ökobilanzen zu Holzprodukten;32
6;3. Methode und Material dieser Untersuchung;35
6.1;3.1 Zielsetzung;35
6.2;3.2 Untersuchungsrahmen;35
6.2.1;3.2.1 Produkte der Untersuchung;35
6.2.2;3.2.2 Datenrecherche und Eingrenzung;41
6.2.3;3.2.3 Beschreibung der Module;45
6.2.4;3.2.4 Datengrundlagen;53
6.2.5;3.2.5 Abschneidekriterien;53
6.2.6;3.2.6 Allokation;56
6.2.7;3.2.7 Funktionale Einheit;57
7;4. Ergebnisse;59
7.1;4.1 Produktgruppe Aussenbeplankung;59
7.1.1;4.1.1 Multiplex Top von Gutex;59
7.2;4.2 Produktgruppe Innenwandverkleidung;64
7.2.1;4.2.1 Livingboard V100 von Kunz;64
7.2.2;4.2.2 Kronospan OSB 3;72
7.2.3;4.2.3 Fichte-3-Schicht Platte von Tilly;78
7.2.4;4.2.4 Fermacell von Fels;84
8;5. Diskussion der Ergebnisse;91
8.1;5.1 Bezug der Energiebilanzen auf die Einbaustärken;91
8.2;5.2 Vergleich der Werkstoffe;92
8.2.1;5.2.1 Ressourcenverbrauch im Lebensweg der Holzwerkstoffe;98
8.2.2;5.2.2 Holzwerkstoffe als CO2-Senke;105
8.2.3;5.2.3 Rangfolge der untersuchten Werkstoffe in den verschiedenen Vergleichen;106
8.3;5.3 Informationsbereitstellung der Herstellerfirmen;107
8.3.1;5.3.1 Quantität, Qualität und Transparenz der Herstellerinformationen;107
9;6. Abschliessende Bewertung und Schlussfolgerung;111
9.1;6.1 Bewertung der Eignung des methodischen Ansatzeszum Erreichen des Zieles dieser Studie;111
9.2;6.2 Bewertung der Datenqualität und -quantität zum Erreichendes Zieles dieser Studie;112
9.3;6.3 Schlussfolgerung;117
10;7. Zusammenfassung;119
11;Anhang;122
12;Literaturverzeichnis;133
13;Der Autor;142
14;Reihe Nachhaltigkeit;143

Leseproben

Kapitel 4.2.4.1, Modul ‚Vorketten’

Laut IKP 1998 fällt bei der Herstellung von 1 KJ Strom unter anderem durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern 3,208E-6 kg Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen an. Dieser Gips ist ein Rest- oder Abfallstoff, weswegen er keinen ‚ökologischen Rucksack’ trägt (siehe Kapitel 2). Ausgehend von 35% REA-Gips Anteil werden 327,096 kg/m³ REA – Gips benötigt. Diese Menge Gips fällt bei einer Produktion von 101,9625935 GJ elektrischer Energie an.

Für die Kalzinierung von einer Tonne REA-Gips werden 0,280 MJ (MORSCHEID 2001) elektrische Energie aufgewendet. Bezogen auf einen Kubikmeter Fermacell ergeben sich 0,09158688 MJ bzw. 0,3042753488 MJ[Äq] Primärenergie.

Transportdaten standen zu diesem Submodul nicht zur Verfügung, weshalb von einer beispielhaften Entfernung von 100 km und einem LKW mit zulässigem Gesamtgewicht von 38 t bei einer Auslastung von 50 % (Hinweg 100%, Rückweg leer) ausgegangen wurde. Die benötigte Primärenergie ist in Tabelle 39 aufgeführt.

Submodul ‚Gipsabbau’:

Der Primärenergieaufwand zur Bereitstellung von 1 kg Naturgips ohne biologische und geologische Produktion beträgt 3,312 MJ [Äq] (KEA Datenbank, siehe Anhang 4). Entsprechend einem Naturgipsanteil von 65 % (607,464 kg) werden für einen Kubikmeter Fermacell 2011,920768 MJ [Äq] Primärenergie benötigt. Im kumulierten Energieaufwand sind Transporte als EU-Mittel bereits enthalten.

Submodul ‚Papierherstellung und Altpapierbereitstellung’:

Für die Bereitstellung von 1 kg Altpapier werden 0,432 MJ Primärenergie (KEA Datenbank) benötigt, dies entspricht 100,93248 MJ für 233,64 kg Altpapiereinsatz/m³ Fermacell. Im kumulierten Energieaufwand sind die anteiligen Energieinputs für die Papierherstellung und Transporte als EU-Mittel bereits enthalten.

Kapitel 4.2.4.2, Modul ‚Transporte’:

Die Transporte von Naturgips und Altpapier sind in den KEA Daten als gemittelte Werte für die EU bereits enthalten. Genaue Angaben zu Entfernungen und Transportmittel für die Altpapiersammlung und für den Gipstransport standen nicht zur Verfügung. Die Eingangsdaten für das Submodul ‚Transport der Fermacellplatten von Fels zu Wickert’ wurden mit Hilfe eines Routenplaners aus dem Internet generiert.

Kapitel 4.2.4.3, Modul ‚Produktion’:

Zur Produktion von einem Kubikmeter Fermacell werden 100 KWh oder 360 MJ elektrische Energie eingesetzt. Thermische Energie von 450 KWh wird zu je 50 % aus Erdöl und Erdgas hergestellt. Für die Bereitstellung von entsprechend 810 MJ Energie aus Erdgas werden 994,4046 MJ[Äq] Primärenergie, für 810 MJ Energie aus Erdöl 1016,9793 MJ[Äq] (Tabelle 12) benötigt.Insgesamt werden für den Produktionsprozess von 1m³ Fermacell 3207,397189 MJ Primärenergie aufgewendet.

Kapitel 4.2.4.4, Modul ‚Verwertung’:

Fermacell besteht zu etwa 80 % aus anorganischem Gips und ist als Platte trotz des zwanzigprozentigen Anteils an aufgeschlossenen Altpapierfasern nicht brennbar. Eine thermische Verwertung scheidet aus diesem Grund aus.

Stattdessen können Gipsplatten grundsätzlich vollständig in den normalen Produktionsprozess rückgeführt werden, vorausgesetzt, es sind keine störenden Kontaminationen vorhanden. Gipsabfälle werden nach dem Abfallartenkatalog der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall bzw. nach der Europäischen Abfallkatalog-Verordnung (EAKV) durch Schlüsselnummern klassifiziert (LAGA): Bei vielen Bauschuttaufbereitungsunternehmen werden heute bereits die stückigen Gipsplattenreste aussortiert und getrennt behandelt. Zur Rückführung des Materials in den Produktionskreislauf werden die Platten zunächst zerkleinert bzw. aufgemahlen, wobei sich Gips und Karton mechanisch weitestgehend trennen. Der weitere Verwertungsweg hängt von den sortenfremden Verunreinigungen ab.

Beschichtete oder angestrichene Platten bedingen Verunreinigungen vom Anstrich oder dem Beschichtungsmaterial. Hier bietet sich eine Weiterverwendung nach dem Müller-Kühne-Verfahren an (HAASE 1997). Nach Müller und Kühne wird Gips bzw. Calciumsulfat bei Temperaturen oberhalb von 700 0C reduzierend gespalten. Als Produkte entstehen Schwefelsäure und Zement, die bestimmungsgemäss in der chemischen Industrie und der Baustoffindustrie verwendet werden.

Falls die Plattenreste frei von Kontaminationen sind, kann auch direkt eine Wiederverwertung durch die Gipsindustrie erfolgen. Dazu erfolgt zweckmässig eine Trennung von Gips und Karton. Der Karton besteht aus einer zweiseitigen dünnen Schutzbeschichtung der Platten, aufgrund des äusserst geringen Massenanteils an einer Fermacellplatte wird dieser Anteil bei den Überlegungen zu einer möglichen thermischen Verwertung vernachlässigt. Es wird vermutet, dass der Aufwand zur Trennung des Kartons von der Platte nicht durch eine thermische Verwertung wettgemacht würde.

Ausgehend von diesen Informationen kann kein Energieoutput durch eine thermische Verwertung von Fermacell berechnet werden...