Die Dimensionen der Nachhaltigkeit im Bauwesen
Für André Ullal, Dozent an der Fachhochschule Fribourg HEIA bedeutet Nachhaltigkeit in erster Linie eine Reihe von Strategien, die darauf abzielen, die CO2-Emissionen des Bausektors zu reduzieren. Eine Darstellung in acht Kategorien.
Die Besorgnis über die Umweltauswirkungen von Gebäuden hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Architekturpraxis, was manche dazu veranlasst, Nachhaltigkeit als neues architektonisches Paradigma darzustellen.1 Dennoch bleibt diese Entwicklung fest im modernistischen Programm verankert, teilt fortschrittliche technologische und globale Perspektiven und hat, wie in früheren Erscheinungsformen, ihren Ursprung in den Antworten auf vorherrschende gesellschaftliche Veränderungen.
Für die nachhaltige Architektur steht der gesellschaftliche Wandel im Zusammenhang mit der Bedrohung durch den Klimawandel und der Erkenntnis, dass Gebäude eine umfassendere Rolle in der Entwicklung spielen sollten, die zur Eindämmung der globalen Erwärmung und zur Anpassung daran erforderlich ist.
In dieser Perspektive bedeutet Nachhaltigkeit keinen grundlegenden Wandel in der Architektur: Sie umfasst vielmehr eine Reihe sich ständig weiterentwickelnder Strategien, die darauf abzielen, die mit Gebäuden verbundenen CO2-Äquivalent-Emissionen zu reduzieren.
Ein Spektrum an Strategien
Das Spektrum an Strategien der ökologischen Architektur erweitert den Handlungsspielraum der architektonischen Praxis. Es beinhaltet eine Berücksichtigung von Produktionsprozessen, Lieferketten und den damit verbundenen Emissionen und führt zu neuen Parametern für die Materialwahl.
Damit entstehen auch neue Kategorien regenerativer und recycelter Materialien, und es wird die systematische Wiederverwendung von Bauteilen gefördert. Dieses Spektrum an Strategien setzt ein verstärktes Engagement der Architektinnen und Architekten für gebäudeintegrierte Systeme voraus, beispielsweise integrierte Photovoltaikanlagen.
Schliesslich erfordert es neue Entscheidungshilfen für Projekte, wie die Lebenszyklusanalyse und das demontagefreundliche Design. Die folgende Auswahl an Strategien verdeutlicht einige der neuen Erkenntnisse und Ansätze, die mit nachhaltiger Architektur einhergehen.
Reduzierung der CO2-Emissionen: ein überprüfbarer und aussagekräftiger Indikator
Als Reaktion auf berufsethische Anforderungen, neue technische Normen und sich wandelnde Bauvorschriften etabliert sich die Reduzierung der CO₂-Emissionen zunehmend als zentraler Parameter für die Gebäudeperformance. Weit davon entfernt, ein Merkmal zu sein, das einer bestimmten Gebäudekategorie vorbehalten ist, wird ökologische Nachhaltigkeit zu einer Anforderung, die für den gesamten Gebäudebestand gilt, ebenso wie strukturelle Integrität, Sicherheit, Komfort und andere Leistungskriterien. Sie ist ein notwendiger und überprüfbarer Indikator für die Planung und den Bau von Gebäuden.
Die grösste Herausforderung für Architektinnen und Architekten besteht daher heute darin, Strategien zur Emissionsreduzierung zu integrieren, die den gesellschaftlichen Erwartungen und gesetzlichen Anforderungen entsprechen und gleichzeitig die Qualität des architektonischen Entwurfs stärken.
Eine solche Integration schliesst isolierte Gestaltungsmassnahmen aus, wie beispielsweise die alleinige Verwendung einer Holzkonstruktion in Gebäuden, bei denen andere Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung vernachlässigt würden. Sie schliesst auch Gebäude aus, die zwar über hochleistungsfähige Gebäudehüllen und Energiesysteme verfügen, denen es aber ansonsten an architektonischer Qualität mangelt.
Die Integration der CO₂-Reduzierung in die Architektur sollte zu Gebäuden führen, die verschiedene Dimensionen der Nachhaltigkeit im Bauwesen ausloten, so wie jede hochwertige Architektur in unterschiedlichem Masse das Potenzial von Raum, Struktur und Materialität auslotet.
Ganzheitliches Verständnis der Nachhaltigkeit von Gebäuden
Solche Erkundungen der Nachhaltigkeit von Gebäuden erfordern, über rein technische Lösungen zur Reduzierung der CO₂-Emissionen hinauszugehen. Die Integration ökologischer Nachhaltigkeit in eine sinnvolle Planung setzt das Verständnis bestimmter konzeptioneller Grundlagen voraus, die diesen Strategien zugrunde liegen, sowie eine Analyse ihrer kulturellen, industriellen und wirtschaftlichen Auswirkungen.
Sie verlangt, dass sich Architekten und Ingenieurinnen nicht mehr damit begnügen, eine Lösung anzuwenden (eine Holzkonstruktion, den Einbau einer Wärmepumpe usw.), sondern ein ganzheitliches Verständnis für die grundlegenden Veränderungen und Chancen entwickeln, die sich aus der Gestaltung gebauter Umgebungen ergeben, die das Leben innerhalb der planetarischen Grenzen unterstützen können.
Der Kurs «Dimensions of Building Sustainability», der im Rahmen des Joint Master of Architecture Fribourg an der HEIA-FR angeboten wird, trägt dazu bei, die Integration von Nachhaltigkeit in eine hochwertige Architektur zu bewältigen. Er bietet den Studierenden einen Überblick über das aktuelle Spektrum an Strategien und Techniken zur Reduzierung von CO₂-Emissionen.
Der Kurs behandelt diese Strategien anhand von acht Dimensionen: Bewertung, Regulierung, Harmonie, Materialität, Langlebigkeit, Technologie, Kreislaufwirtschaft und Netzwerke. Diese Dimensionen bilden eine für den Kurs entwickelte Taxonomie, um die Vielfalt der Strategien und Techniken zu ordnen, die derzeit zur Regulierung und Reduzierung gebäudebedingter CO₂-Emissionen eingesetzt werden.
Jede Woche ist einer der Dimensionen gewidmet, wobei in den Sitzungen die grundlegenden Konzepte untersucht, die damit verbundenen Techniken erläutert und anschliessend die Ökobilanz herangezogen werden, um die relativen Auswirkungen dieser Techniken zu bewerten.
Beispiele für die Analyse nach Dimensionen
Die folgenden Beispiele spiegeln wider, wie diese Dimensionen im Kurs behandelt werden, und veranschaulichen den allgemeinen Ansatz.
Die Bewertung befasst sich mit verschiedenen Methoden zur Definition und Messung der Nachhaltigkeit von Gebäuden. Die Erforschung der grundlegenden Konzepte umfasst einen Überblick über die historische Entwicklung des Nachhaltigkeitsbegriffs und geht dabei auf bestimmte historische Meilensteine ein, wie beispielsweise die «Sylvicultura Oeconomica» von Hans Carl von Carlowitz (1713), die sich mit der Notwendigkeit befasste, der Erschöpfung der europäischen Wälder entgegenzuwirken, oder den Brundtland-Bericht (Unsere gemeinsame Zukunft), der 1987 von den Vereinten Nationen veröffentlicht wurde und die drei Säulen der sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Nachhaltigkeit einführte.
Die Analyse zeitgenössischer Zertifizierungslabels wie Minergie, SNBS, LEED, BREEAM, DGNB und HQE verdeutlicht die Vielfalt der unterschiedlich gewichteten Kriterien, die die aktuellen Definitionen und Prioritäten widerspiegeln. Die Erläuterung der Messverfahren umfasst eine Analyse der für die LEED-Zertifizierung erforderlichen Prozesse und Bewertungen sowie eine Einführung in die Ökobilanz (Ökobilanz) als Rahmen zur Bewertung der intrinsischen und betrieblichen CO₂-Emissionen.
Im letzten Teil dieser Dimension lernen die Studierenden den Umgang mit einem vereinfachten Ökobilanz-Rechner,2 der auf der KBOB-Datenbank3 basiert und anschliessend im gesamten Kurs verwendet wird, um die Auswirkungen verschiedener Techniken zur Emissionsminderung zu vergleichen.
Die Langlebigkeit umfasst Strategien zur Verlängerung der Lebensdauer von Gebäuden, sowohl in physischer als auch in funktionaler Hinsicht. Im Hinblick auf die funktionale Nachhaltigkeit beleuchten die Begriffe Gebrauchswert und Tauschwert die Debatte über die Obsoleszenz von Gebäuden sowie die wirtschaftlichen, technologischen und kulturellen Faktoren, die Entscheidungen über Renovierung oder Abriss zugrunde liegen.
Die Erläuterung der damit verbundenen Techniken konzentriert sich auf praktische Methoden zur Bewertung des Werts bestehender Gebäude, insbesondere die Abschreibung des Steuerwerts, die Zuweisung eines kulturellen Werts in den Denkmalschutzvorschriften und die Bewertung des Umweltwerts durch die Berechnung der amortisierten Lebenszyklusemissionen gemäss der Norm SIA 2032 Graue Energie (2020).
Der Vergleich der Auswirkungen auf die Emissionen zwischen Sanierung und Abriss/Neubau basiert auf der Analyse von Ökobilanz-Fallstudien, die die Emissionen in beiden Szenarien quantifizieren, wobei sowohl die intrinsischen Emissionsunterschiede als auch die Abweichungen in der funktionalen Leistung und Energieeffizienz zwischen neuen und sanierten Gebäuden berücksichtigt werden.
Die technologische Dimension umfasst Technologien zur Verbesserung der Energieeffizienz – einschliesslich der Gebäudehülle und der Energiesysteme – sowie die Erzeugung erneuerbarer Energien. Zu den behandelten Grundkonzepten gehören eine kritische Analyse von Technologietheorien wie Schumpeters «kreativer Zerstörung» (die den Prozess theoretisiert, durch den etablierte Industrien durch Innovationen verdrängt werden) und das «Solow-Swan-Modell» (das den technologischen Wandel als Motor des langfristigen Wirtschaftswachstums identifiziert) sowie klassische Modelle der Innovationsübernahme, wobei diese mit aktuellen Beispielen technologischer Entwicklung verglichen werden.
Zu den damit verbundenen Techniken gehören der aktuelle Stand der Technik bei Systemen wie gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV) und KI-gestützte Gebäudesteuerung, wobei ein breites Spektrum an Lösungen vorgestellt wird, von Low-Tech bis High-Tech. Die Bewertung der Auswirkungen in Bezug auf Emissionen basiert auf dem Vergleich der durch den Einsatz verschiedener Systeme erzielten Emissionseinsparungen über den gesamten Lebenszyklus hinweg anhand einer Ökobilanz-Fallstudie.
Jede der acht Dimensionen wird auf ähnliche Weise behandelt, wobei grundlegende Konzepte und operative Techniken miteinander verknüpft werden. Die Ökobilanz wird bereichsübergreifend eingesetzt, um die Auswirkungen der Emissionen zu vergleichen.
Die Anwendung des vereinfachten Ökobilanz-Rechners vermittelt den Studierenden Kompetenzen und ein leicht zugängliches Werkzeug, das während des gesamten Entwurfsprozesses eingesetzt werden kann, um die Lebenszyklusauswirkungen von Entscheidungen, beispielsweise in Bezug auf Materialien oder Bausysteme schnell und vergleichend zu bewerten.
Letztendlich zielt der Kurs darauf ab, den Studierenden das notwendige Wissen und die praktischen Kompetenzen für eine konsequente Integration der relevanten Nachhaltigkeitsaspekte in ihre Projekte zu vermitteln sowie die analytischen Fähigkeiten, die es ihnen ermöglichen, sich als Fachleute im Bereich der ökologischen Nachhaltigkeit kritisch zu positionieren.
Anmerkungen
1 Arup (2023). Exploring a new paradigm for architecture and design
2 Basierend auf MS-Excel
3 Koordinationskonferenz der Bau- und Liegenschaftsdienste öffentlicher Bauherren KBOB, kbob.admin.ch/fr
