Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

54. BetonTage Kongressunterlagen |
This contribution summarizes the assessment carried
out for envrinmental impact, adaptability and thermal
comfort.
The LCA of concrete buildings may be divided into the
shares of the load-bearing concrete structure and of fi nishing
components. The most signifi cant factors to optimize
the contribution of the concrete from an environmental
point of view are the optimization of quantities (in
particular cement and reinforcement ratios) and the consideration
of transport distances (in particular for precast
elements). In relation to the construction phase, the loadbearing
structure of a concrete building accounts for up to
two thirds of the total environmental impact. In relation to
the life cycle, however, this share is reduced if the load-bearing
structure is used as long as possible, i.e. for the whole of
its service life (cf. Fig. 2).
In terms of adaptability, calculation examples carried
out for both a conventional building and a building with a
fl exible design showed that an adaptable load-bearing
concrete structure can be implemented at only little extra
cost. This additional investment pays off as soon as the
fi rst signifi cant conversion to new use occurs. Fig. 2 includes
a comparison of both structures, assuming a life
cycle of 100 years with a conversion from offi ce to residential
use. For any change in use, the load-bearing structure
of the standard building needs to be demolished and newly
constructed. By contrast, the fl exible structure includes
a clear-span design and free routing of services within the
fl oor and thus allows for a conversion whilst preserving
the load-bearing concrete structure (see contribution on
“The reference – an offi ce building with underground car
park” in this issue). Over the entire life cycle, its relevant
parameters are thus considerably lower than documented
for the standard structure. In addition, fi nishing components
account for a share of 70% over the entire life cycle
and thus provide a signifi cant potential for optimization.
For this reason, any adaptable load-bearing structure
should be complemented by a modular fi nishing design
that is easy to divide and retrofi t, which would enable the
utilization of all components for as long a period as possible.
To assess thermal comfort, a method was proposed
that was based on the operating temperature trend over
the entire year. The use of the method to assess various
façade designs of the standard building demonstrated the
heat protection benefi ts in summer that may result from
the integration of thermal masses, such as concrete fl oors
or walls. The assessment method clearly refl ects the need
for an eff ective sunshading system.
BFT 02/2010
Golbal Warming Potential
Treibhauspotential (GWP)
[kg CO2-Äq.]
3.000.000
2.500.000
2.000.000
1.500.000
1.000.000
500.000
0
Standard building
Standard-Gebäude
Finishing/Ausbau
Load-bearing
structure/Tragstruktur
41%
59%
Adaptable structure
flexible Struktur
40%
60%
Construction stage
Erstellungsphase
Podium 1
Abb. 2 vergleicht die beiden Strukturen unter Annahme
eines 100-jährigen Lebenszyklus mit Umnutzung von Büros
zu Wohnen. Die Tragstruktur des Standardgebäudes
muss beim Nutzungswechsel abgerissen und neu errichtet
werden. Die fl exible Struktur erlaubt durch stützenfreien
Grundriss und freie Leitungsführung in der Decke
eine Umnutzung unter Beibehaltung der Betontragstruktur
(vgl. Beitrag „Das Referenzbeispiel – Bürogebäude mit
Tiefgarage“ in diesem Heft). Sie liegt daher, über den
Lebenszyklus betrachtet, deutlich unter der Standardkonstruktion.
Mit einem Anteil von 70 % am gesamten
Lebenszyklus liegt außerdem erhebliches Optimierungspotenzial
in den Ausbaukomponenten. Eine adaptive
Tragstruktur sollte daher durch ein modulares, trennbares,
gut nachrüstbares Ausbaukonzept ergänzt werden,
das eine möglichst lange Ausnutzung aller Komponenten
ermöglicht.
Für die Bewertung der Behaglichkeit eines Gebäudes
wurde ein Bewertungsverfahren anhand der operativen
Temperaturen im Jahresverlauf vorgeschlagen. Die Anwendung
auf unterschiedliche Fassadenkonzepte für das
Beispielgebäude zeigte, welche Vorteile die Ankopplung
thermischer Speichermassen, z. B. massiver Decken und
Wände, im sommerlichen Wärmeschutz bringen kann.
Die Notwendigkeit eines wirksamen Sonnenschutzes
wird durch das Bewertungsverfahren gut abgebildet.
Standard building
Standard-Gebäude
50%
50%
Adaptable structure
flexible Struktur
70%
30%
Life cycle (100 years) incl.
conversions to new uses
Lebenszyklus (100 Jahre)
inkl. Umnutzungen
1000
800
600
400
200
0
[kg CO2-Äq. / m² NGF]
GWP relative to floor space
flächenbezogenes GWP
Fig. 2 Share of the load-bearing concrete structure in the global
warming potential of an inner-city building with underground car
park.
Abb. 2 Anteil der Betontragstruktur am Treibhauspotential eines
innerstädtischen Gebäudes mit Tiefgarage.
17