Ökobilanzierungs-Tools: Werkzeuge für nachhaltigeres Bauen

PCF, LCA, EPD, DPP, DoP – wer nachhaltig bauen will, kommt an diesen Abkürzungen nicht vorbei. Was bedeuten sie und welche Auswirkungen haben sie auf die Gebäudeplanung und Ausführung?

Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte spielen für Planer eine immer wichtigere Rolle, denn das umwelt- und ressourcenschonende Bauen gehört zu den wichtigsten Herausforderungen der nächsten Jahre. Zusätzlich zu bautechnischen, ökonomischen, sozialen oder städtebaulichen Faktoren müssen künftig auch Energie- und Rohstoffverbräuche, Emissionen und andere Umweltbelastungen während der gesamten Gebäude-Lebensdauer bereits bei der Konzeption und Planung berücksichtigt werden.

In CAD- und BIM-Programmen enthaltene LCA-Funktionen ermöglichen eine nachhaltigere Planung und Fertigung. © Shapecharge/Nicolas Hansen, Allplan

Vorteile nachhaltiger Gebäude

Bauherren und Investoren orientieren sich nicht nur an der Wirtschaftlichkeit, sondern zunehmend auch an der Öko- und Klimabilanz von Bauobjekten. Nachhaltige Gebäude haben niedrigere Betriebs- und Unterhaltskosten, sind werthaltiger und erzielen höhere Marktwerte. Auch Förderprogramme setzen häufig eine Nachhaltigkeitsbewertung und zertifizierung vor­aus. Dabei gewinnt die Baustoffauswahl und die gebäudetechnische Ausstattung immer mehr an Gewicht: Da Gebäude und Anlagen zur Heizung und Kühlung immer energieeffizienter werden und dadurch in der Nutzungsphase weniger CO2-Emissionen ausstoßen, nimmt der Anteil der Emissionen aus der Produktions- und Bauphase in der Relation zu. Die umweltbewusste Auswahl von Materialien, Bauprodukten, Bauweisen und der Gebäudetechnik ist deshalb eine wichtige planerische Leistung. Eine systematische, qualitative und quantitative Erfassung der Umweltauswirkungen von Bauprojekten erfüllt nicht nur Anforderungen des Gesetzgebers und des Marktes. Bauherren und Planern liefert sie eine wichtige Entscheidungsgrundlage, Bauprodukthersteller können kritische Umweltfaktoren, wie CO2-Emissionen, Wasserverbrauch oder Materialeinsatz quantifizieren und Einsparpotentiale im eigenen Unternehmen oder in der Produktions- und Lieferkette identifizieren.

Anhand von Ökobilanzen lassen sich die Umweltauswirkungen von Gebäuden und Bauteilen transparent vergleichen. © Xeometric

Rechtliche Rahmenbedingungen

Den rechtlichen Rahmen einer ökologischen Bauteilbewertung bilden derzeit mehrere, in den einzelnen EU-Ländern noch nicht vollständig umgesetzte Richtlinien und Verordnungen. Im Zentrum steht der „European Green Deal“. Mit diesem Maßnahmenpaket will die Europäische Union bis 2050 klimaneutral werden und die europäische Wirtschaft zu einer modernen, nachhaltigen, ressourcen- und energieeffizienten Wirtschaft transformieren – insbesondere auch den energie- und ressourcenintensiven Bausektor. Ein wichtiger Baustein dabei ist die EU-Taxonomie (Taxonomie-Verordnung), mit der wirtschaftliche Aktivitäten – und damit auch Bauaktivitäten – hinsichtlich ihrer ökologischen Nachhaltigkeit von Bauherren oder Investoren einheitlich bewertet werden können. Die EU-Verordnung für das Ökodesign nachhaltiger Produkte (Ecodesign for Sustainable Products Regulation, ESPR) ist ein zentrales Instrument, um Produkte und Produktionsprozesse auf eine Kreislaufwirtschaft vorzubereiten, die Rohstoffe und Produkte durch zirkuläres Wirtschaften intensiver nutzt, Abfälle minimiert und Ressourcen schont. In der 2025 novellierten EU-Bauproduktenverordnung (BauPVO), die EU-Anforderungen an Bauprodukte in der so genannten Leistungserklärung (Declaration of Performance, DoP) einheitlich definiert, werden ebenfalls Umwelt- und Nachhaltigkeitsanforderungen verstärkt berücksichtigt.

Je früher im Projekt eine Ökobilanzierung stattfindet, desto effektiver können die Umwelt-Auswirkungen beeinflusst werden. © DGNB

Vom CO2-Fußabdruck …

Für die Bewertung der Nachhaltigkeit und den Umweltauswirkungen von (Bau-)Produkten, Verfahren oder Dienstleistungen stehen verschiedene Instrumente und Standards zur Verfügung – vom CO2-Fußabdruck (Product Carbon Footprint, PCF), über die Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) und Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD), bis hin zum Digitalen Produktpass (Digital Product Passport, DPP). Der CO2-Fußabdruck beschreibt die Treibhausgasemissionen eines Produkts, vom Rohstoff bis zum Werkstor (Cradle to Gate), über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, bis zur Entsorgung (Cradle to Grave), respektive dessen Wiederverwendung oder -verwertung (Cradle to Cradle). Er fokussiert sich dabei ausschließlich auf das Treibhauspotenzial. Dagegen berücksichtigt die Lebenszyklusanalyse, auch Ökobilanzierung genannt, alle wesentlichen Umweltauswirkungen, wie Treibhausgas­emissionen, Energieverbräuche oder die Ressourcennutzung, während der gesamten Gebäude- und Produktlebensdauer. Dazu gehören gemäß ÖNORM EN 15978 die Herstellungsphase (Rohstoffbeschaffung, Transport und Produktion, A1-A3), die Errichtungsphase (Transport, Errichtung/Einbau, A4-A5), die Nutzungsphase (Nutzung, Instandhaltung, Reparatur, Austausch, Modernisierung, Energie- und Wasserverbrauch im Betrieb, B1-B7) sowie die Entsorgungsphase (Rückbau/Abriss, Transport, Abfallbehandlung und beseitigung, C1-C4). Separat betrachtet wird das Potenzial zur Wiederverwertung, Rückgewinnung und Recycling (D). Die Datengrundlage für die Berechnung der Ökobilanz oder des Energieverbrauchs von Gebäuden bilden Angaben in den Umweltproduktdeklarationen der verwendeten Produkte oder Materialien. Das ermöglicht in der Planungsphase Variantenvergleiche und Bewertungen der ökologischen Qualität, beispielsweise im Rahmen von Bewertungssystemen für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen (z.B. Klimaaktiv, ÖGNI, DGNB, BNB). Die für die Berechnung notwendigen EPD-Kenndaten werden im Idealfall von den Bauproduktherstellern zur Verfügung gestellt. Da in der Praxis aber noch relativ wenige produktspezifische EPDs zur Verfügung stehen, werden meist generische EPD-Datensätze für einzelne Baustoffe, wie zum Beispiel Beton, Kupfer oder Edelstahl etc. aus unterschiedlichen Datenbanken verwendet. EPDs werden in drei Deklarationstypen eingeteilt, wobei nur der Typ III auf einer Lebenszyklusanalyse basiert und den Anforderungen der ISO 14025, EN 15804 und ISO 21930 entspricht.

Der digitale Produktpass enthält auch maschinenlesbare Produktinformationen für Herstellung, Handel, Nutzung, Reparatur und Wiederverwertung. © BMUKN, BMU

… bis zum Digitalen Produktpass

Einen Schritt weiter in Richtung einer Produktdaten-Digitalisierung geht der Digitale Produktpass (DPP), der ab 2027 schrittweise unter anderem auch für Bauprodukte und Geräte eingeführt werden soll, wie zum Beispiel für Dämmstoffe, Heizungen, Lüftungsanlagen, Klimageräte oder Beleuchtungssysteme. Er ist ein zentraler Bestandteil der EU-Verordnung für das Ökodesign nachhaltiger Produkte (ESPR) und enthält neben EPD-Daten weitere Produktinformationen zur Herkunft, Herstellung, Nutzung, Sicherheit, Reparierbarkeit oder Entsorgung. Über ein digitales Produktlabel (QR-Code, NFC-Chip, FID-Tag etc.) können Produkte identifiziert und per Weblink zusätzliche digitale Produktdaten abgerufen werden, die auch maschinenlesbar sind und damit in Softwaresystemen weiterverarbeitet werden können. Werden die Produktdaten mit einem BIM-Gebäudemodell verknüpft, lassen sich künftig Gebäuderessourcenpässe weitgehend automatisiert generieren, Bauwerke präziser berechnen, hinsichtlich ihrer Umweltfolgen exakter einschätzen, Entwurfsvarianten einfacher vergleichen oder Rohstoff- und Materialverbräuche optimieren.

Für die Erstellung von Ökobilanzen für Bauprodukte gibt es inzwischen zahlreiche CAD-, BIM- oder GEG-basierende Softwarelösungen. © Allplan Deutschland

Werkzeuge für die Ökobilanzierung

Zahlreiche in CAD-, BIM-, Energieausweise- oder Bauphysik-Programmen integrierte Module, separate Software-Lösungen oder Online-Rechner bieten inzwischen eine digitale Unterstützung bei der Ökobilanzierung, der Bewertung von Umweltauswirkungen von Bauprojekten oder dem Vergleich von Varianten. Dabei werden auf der Grundlage von 2D-, 3D- oder BIM-Gebäudedaten, Ökobilanzierungsdaten, Herstellerdaten oder eigenen Datenbanken unterschiedliche Umweltwirkungen für Wohngebäude und/oder Nichtwohngebäude berechnet. Dazu gehören insbesondere das Treibhauspotential (Global Warming Potential, GWP) und der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf (Primary Energy Non-Renewable Total, PENRT). Berücksichtigt werden dabei sämtliche oder ausgewählte Lebenszyklusphasen und unterschiedliche Bewertungssysteme wie DGNB, QNG, BREEAM etc. Bei der Berechnung ordnet der Anwender Schritt für Schritt zunächst im importierten oder mit einem integrierten Editor erstellten Gebäudemodell die Schichtaufbauten zu, definiert die Anlagentechnik und weist diese den passenden Datenbankeinträgen mit der Anzahl/Menge und Nutzungsdauer zu. Das Programm berechnet daraufhin das Treibhausgaspotential und den Aufwand an nicht erneuerbarer Primärenergie. Die Software berücksichtigt dabei die gesamte Ökobilanz für die definierte Nutzungsphase, inklusive Herstellung, Austausch, Nutzung, Entsorgung und Recycling der Materialien. Aufgrund der unterschiedlichen Ansätze und Rechenmethoden können die Ergebnisse der einzelnen LCA-Pmrogramme voneinander abweichen. Vergleiche sind deshalb nur innerhalb einer Software möglich. Je früher eine Ökobilanzierung stattfindet, desto effektiver können die Umwelt-Auswirkungen des späteren Gebäudes reduziert werden. Beispiele für Ökobilanzierungsprogramme sind CAALA, CircularLCA, Eco2Soft, das EVEBI-Modul Ökobilanz, Eco-CAD, LCA online, Legep, Madaster, One-Click LCA, Scale und weitere.

Die Lebenszyklusanalyse (LCA) berücksichtigt alle Umweltauswirkungen im gesamten Produkt- oder Gebäudelebenszyklus. © Auxalia

Ökobilanzierung in der Bauplanung

Die Umweltwirkung von Gebäuden wird im Kontext von Ökobilanzen einerseits in den materialgebundenen Aufwand für die Herstellung von Baustoffen, Bauprodukten und anlagentechnischen Komponenten, deren Wartung und Entsorgung, andererseits in den nutzungsbedingten Energieaufwand für Beheizung, Warmwasserbereitung, Gebäudekonditionierung, Beleuchtung etc. unterschieden. Neben einem energiesparenden Gebäudebetrieb haben auch ein Verzicht, eine Minimierung und eine umweltbewusste Auswahl von Baumaterialien und Produkten einen großen Einfluss auf die Ökobilanz von Gebäuden. Mit einer optimierten Dimensionierung, Leitungsführung und Materialwahl lassen sich erhebliche Einsparungen und Verbesserungen der Ökobilanz erzielen. Dabei spielt nicht nur die Herstellung der Bauprodukte, sondern auch deren Langlebigkeit, Rückbau-, Recycling- und Wiederverwendungsfähigkeit eine entscheidende Rolle. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist, neben einer frühzeitigen Einbeziehung aller Gewerke, auch eine Umweltbewertung schon während der Grundlagenermittlung und Vorplanung. In dieser Phase werden wichtige Entscheidungen getroffen, die sowohl das Bauwerk und die Gebäudetechnik als auch die Ökobilanz maßgeblich beeinflussen und eine ökologisch und energetisch optimierte Planung anhand von Variantenvergleichen ermöglichen. BIM kann dabei die ökologischen Auswirkungen von Planungsentscheidungen transparent machen. Die modellorientierte Planungsmethode automatisiert die Berechnung von Ökobilanzen, vereinfacht Variantenerstellung und Bewertung verschiedener Materialien, Bauweisen oder Sanierungsoptionen und bildet eine verlässliche Datengrundlage für Nachweise und Dokumentationen. Für eine präzise Nachhaltigkeitsbetrachtung der Gebäudetechnik fehlt es allerdings noch an produktspezifischen Umweltproduktdaten. Datenbanken, wie Baubook, Ökobaudat, Wecobis oder IBU enthalten zwar auch Umweltdaten konkreter Produkte, die aber nur einen kleinen Teil des Marktangebots berücksichtigen. Die Datenbankinhalte beschränken sich auf große, namhafte Hersteller und auf ausgewählte Produkte. Das liegt unter anderem daran, dass die EPD-Erstellung (und Pflege) aufwendig und kostenintensiv ist, Know-how, Personalressourcen und eine Zertifizierung erfordert.

Ausgegeben werden unter anderem das Treibhauspotential oder der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf. © Hottgenroth/ETU

Ökobilanzierung als Teil der Gebäudeplanung

Vor dem Hintergrund steigender Umweltbelastungen und eines mit rund 40 bis 50 Prozent sehr hohen Anteils des Gebäudesektors an den globalen CO2-Emissionen, des Rohstofferbrauchs oder des Abfallaufkommens darf der Fokus bei der Gebäudeplanung und Ausführung nicht mehr ausschließlich auf bautechnischen, ökonomischen oder ästhetischen Faktoren liegen. In der Praxis müssen aber auch qualitative Aspekte von Gebäuden, wie Komfort, Behaglichkeit, Raumluftqualität oder Schallschutz berücksichtigt und in Planungsentscheidungen einbezogen werden. Die Aufgabe von Planern wird künftig deshalb darin bestehen, Umweltwirkungen mit allen anderen Aspekten in Einklang zu bringen und dabei projektspezifische Einflussfaktoren ebenso zu berücksichtigen wie die individuellen Anforderungen der Nutzer.

Text: Marian Behaneck

Kategorie: EDV, Kolumnen