Ökobilanzierung von Materialien, Konstruktionen, Gebäuden
Mit EnviCalC steht ein Werkzeug zur Verfügung mit dem die Umweltauswirkungen und die graue Energie für die Herstellungsphase von Baumaterialien und -produkten ausgewertet werden kann. Die Ökobaudat Version 2021-II sowie Daten aus eco-platform sind direkt im Werkzeug integriert. Die Datenbankeinträge sind gebrauchsfertig aufbereitet und um fehlende Daten, wie Wärmeleitfähigkeit oder Dichte, erweitert und ergänzt. Zudem können auch individuelle EPDs von Herstellern bewertet werden. Ich versuche dieses Lernwerkzeug so zu entwickeln, dass es auch unter macOS anwendbar ist.
Das ist EnviCalC
Im Programmbereich zum Umweltindikator werden die relevanten Daten der Umwelt-Produktdeklaration (EPD) ausgelesen mit den entsprechenden Werten für die Normalisierung und Gewichtung bewertet und darüber der Umweltindikator berechnet. Der Umweltindikator fasst die Umweltbelastung über alle Wirkkategorien in einer Kenngröße zusammen. Weitere Informationen zum Umweltindikator finden sich hier. Beachte bitte, dass der Bewertungsumfang derzeit nur die Herstellungsphase betrifft (A1-A3). Recycling- und Kreislauffähigkeit werden im System LENOZ an anderer Stelle bewertet. Es stehen die Bewertungen nach dem Luxemburger Nachhaltigkeitszertifizierungssystem LENOZ (2016) sowie nach der vorgesehen Version LENOZ 2.0 zur Verfügung - gemäß dem jeweils aktuellen Projektstand. Neben einer angepassten Bewertungsmethode fußen die Berechnungen auch auf verschiedenen Normversionen für die Umwelt-Produktdeklaration (EPD) nach EN 15804. Methodisch orientiert sich der neue Umweltindikator auch am Environmental Footprint - einem Projekt der Europäische Kommission im Kontext der European Platform on Life Cycle Assessment.
LENOZ 2.0 (voraussichtlich)
Berücksichtigte Indikatoren im Fall EN 15804+A2
- Treibhauspotenzial
- Ozonschichtabbaupotenzial
- Ozonbildungspotenzial
- Versauerungspotenzial
- Überdüngungspotenzial - Land
- Überdüngungspotenzial - Süßwasser
- Überdüngungspotenzial - Seewasser
- Abiotischer Abbau nicht fossiler Ressourcen
- Abiotischer Abbau fossiler Brennstoffe
- Wasserverbrauch
- Primärenergieverbrauch (PENRT)
LENOZ 1.0 (2016)
Berücksichtigte Indikatoren im Fall EN 15804+A1
- Treibhauspotenzial
- Ozonschichtabbaupotenzial
- Ozonbildungspotenzial
- Versauerungspotenzial
- Überdüngungspotenzial
- Primärenergieverbrauch (PENRT)
Bewertung eines Baumaterials
Im Fall von Dämmstoffen kann dazu die Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt werden und der Umweltindikator wird auf eine normierte Dämmeffizienz bezogen. Dadurch lassen sich Dämmstoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit miteinander vergleichen - da zur Erreichung eines bestimmten U-Wertes unterschiedlich viel Materialeinsatz erforderlich sein kann. Darüber hinaus werden der Primärenergiebedarf und die entstehenden CO₂-Emissionen bei der Materialherstellung (Phase A1-A3) berechnet und als Kenngröße ausgegeben. Die Zusammensetzung des Indikators wird in zwei verschiedenen Diagrammen dargestellt. Die Berechnung kann für unterschiedliche Bewertungsansätze durchgeführt werden.
Neben den Materialien der Gebäudestruktur können auch andere Komponenten wie technische Systeme, Beschichtungen, Fensterbeschläge usw. bewertet werden. Darüber lassen sich z.B. verschiedene Heizungssysteme direkt miteinander vergleichen. Der Indikator kann in bestimmten Fällen dann nicht mit der Bezugsgröße UI10/m³ angegeben werden, sondern pro Stück oder m². Hier kann es sinnvoll sein, das Ergebnis auf die Energiebezugsfläche des Gebäudes zu beziehen.
Zugriff auf integrierte Datenbank und individuelle Produkte
Für den leichten Zugriff auf die integrierte Datenbank mit EPDs steht ein einfaches Menü zu verfügung. Die Produkte der Datenbank werden nach verschiedenen Kategorien sortiert, um ein leichtes Auffinden der über 1.000 Produktdaten zu ermöglichen.
- Beschichtungen
- Dämmstoffe
- Gebäudetechnik
- Holz
- Komponenten von Fenstern und Vorhangfassaden
- Komposite
- Kunststoffe
- Metalle
- Mineralische Baustoffe
- Sonstige
Die Datenlage für EPDs nach EN 15804+A2 ist derzeit noch recht überschaubar. Liegen herstellerspezifische EPDs vor, so können die Werte der Wirkindikatoren in EnviCalC übertragen und der Umweltindikator für das individuelle Produkt berechnet werden. Es werden mehrere Links zu entsprechenden Online-Plattformen angeboten. Über die integrierte Laden-und Speichern-Funktion können die Daten und Ergebnisse einfach ausgetauscht und gesichert werden.
Zur besseren Einordnung der Ergebnisse wird jeweils ein Index für den Umweltindikator und den Primärenergiebedarf berechnet. Darüber kannst Du prüfen wie sich dein Produkt im Vergleich zu anderen einordnen lässt. Der Mittelwert über alle Produkte einer Kategorie entsprich einem Index von 100%. Geringere Indizes sind besser, höhere Indizes schlechter. Der Index steht derzeit nur für Dämmstoffe zur Verfügung.
Bewertung von Produktgruppen
Neben der Bewertung einer einzelnen EPD kann auch die gesamte Datenbank nach unterschiedlichen Kategorien ausgewertet und gesichtet werden. Darüber kann eine kategoriebezogener Vergleich von Bauprodukten durchgeführt werden. Die Navigation erfolgt über die integrierte Menüleiste.
Neben der Produktkategorie selbst stehen unterschiedliche Filter zur Verfügung. So können zum Beispiel nur Bauprodukte angezeigt werden, deren Bezugsgröße sich auf einen Kubikmeter umrechnen lassen. Das ist sinnvoll als Filterung für die Verwendung in einer U-Wert-Berechnung. Zudem lassen sich mit der integrierten Plausibilitätsprüfung umplausible EPDs ein- oder ausblenden.
Zur Auswertung über einen Produktbereich werden verschiedene Darstellungen angeboten. Neben einer tabellarischen Ausgabe, zeigt das Kuchendiagramm zum Beispiel die mittlere Zusammensetzung des Umweltindikators über alle betrachten Produkte - hier für das Beispiel Dämmstoffe nach EN 15804+A2. Neben dieser Darstellung steht auch ein grafischer Vergleich der Zusammensetzung für alle Produkte einer Kategorie zur Verfügung. Vergleicht man beispielsweise Dämmstoffe und Holzprodukte, erkennt man auf einem Blick wie sich der Umweltindikator über alle vorhandenen Datenbankeinträge zusammensetzt.
Importieren neuer Daten und Plausibilität
Aufgrund der Normumstellung von EN 15804:2012+A1:2013 (A1) auf EN 15804:2012+A2:2019/AC:2021 (A2) müssen EPDs nach neuen Kriterien bewertet werden (weiter Informationen dazu siehe hier). Nach Ablauf der Übergangsfrist sind EPDs basieren auf der neuen Normgrundlage zu bestimmen und diese Datenbasis wird sich dementsprechend auch stetig erweitern. Zum einfachen importieren stets aktueller Daten in EnviCalC wurde ein Werkzeug entwickelt, mit dem eine entsprechende Datenbank eingelesen werden kann (basierend auf dem Export-Format von soda4LCA, weitere Infos dazu hier, hier und hier). Das kann zum Beispiel die Datenbank Ökobaudat oder die von eco-platform sein. Im Rahmen der bisherigen Entwicklungsarbeiten zum neuen Umweltindikator für LENOZ 2.0 sind immer wieder Fehler und Unstimmigkeiten in den Datenbanken aufgefallen. Deshalb habe ich für das Lernwerkzeug EnviCalC einen Plausibilitätscheck entwickelt und integriert, sodass nur möglichst valide Daten importiert und verarbeitet werden.
Comming soon ...
Das Entwicklungsziel von EnviCalC ist der vollständig Ersatz des Werkzeugs NabCalC und die direkte Kopplung an EnerCalC, sodass die Bewertung der Baumaterialien und Konstruktionen direkt mit dem Energiebedarf des Gebäudes erfolgen kann. Hierfür wird EnviCalC um die folgenden Funktionen erweitert:
- Implementierung einer Konstruktionsdatenbank für Baustoffe
- U-Wert-Rechner für verschiedene Bauteiltypen
- Integration und Bewertung von Referenzierte für Vergleichskonstruktionen
- Automatisierte Kopplung an EnerCalC und Austausch relevanter Daten (U-Werte und Flächen → EnerCalC | Energiebedarf → EnviCalC)
- Bewertungssystematik für Konstruktionen
- Bewertungssystematik für Gebäude