apa.at
Gastbeitrag / Maximilian Weigert, Leopold Winkler / Donnerstag 14.04.22

Auf dem Weg zur CO2-neu­tra­len Baustelle

Der Gebäu­de­sek­tor konn­te bereits star­ke Reduk­tio­nen bei den Treib­haus­gas­emis­sio­nen (THG) erzie­len. Trotz­dem bestehen nach wie vor der Bedarf und das Poten­zi­al für wei­te­re Ein­spa­run­gen. Um die Chan­cen und Hemm­nis­se einer kli­ma­neu­tra­len Bau­stel­len­füh­rung zu iden­ti­fi­zie­ren, haben Leo­pold Wink­ler und Maxi­mi­li­an Wei­gert vom For­schungs­be­reich Bau­be­trieb und Bau­ver­fah­rens­tech­nik an der TU Wien gemein­sam mit der Res­sour­cen Manage­ment Agen­tur (RMA) am Pro­jekt „CO2-neu­tra­le Bau­stel­le“ geforscht.

Die CO2-neu­tra­le Bau­stel­le stellt einen wich­ti­gen Bau­stein im Lebens­zy­klus eines Bau­werks dar, der in der Ver­gan­gen­heit noch nicht umfas­send betrach­tet wur­de. Bis zur Her­aus­ga­be der Stu­die exis­tier­te noch kein Regel­werk, um alle direk­ten und indi­rek­ten CO2-Emis­sio­nen auf einer Bau­stel­le zu iden­ti­fi­zie­ren und not­wen­di­ge Rah­men­be­din­gun­gen sowie Tech­no­lo­gien für deren Sub­sti­tu­ie­rung, Kom­pen­sa­ti­on oder Adap­ti­on auf­zu­zei­gen. Daher wur­de am Bei­spiel von vier fik­ti­ven urba­nen Bau­stel­len der jewei­li­ge IST-Zustand der THG-Emis­sio­nen auf Basis fest­ge­leg­ter Sys­tem­gren­zen ermit­telt. Die defi­nier­ten Sys­te­me für Neu­bau, Sanie­rung und Rück­bau beinhal­ten sowohl Pro­zes­se auf der Bau­stel­le als auch Trans­port­pro­zes­se von und zur Bau­stel­le. Bei den Bau­stel­len han­delt es sich um einen neu­en Hoch­bau, eine ther­mi­sche Sanie­rung eines Wohn­ge­bäu­des, urba­ne Asphal­tie­rungs­ar­bei­ten und einen Abriss eines Bürogebäudes.

Ergeb­nis­se

Die vier Mus­ter­bau­stel­len wur­den bau­be­trieb­lich rekon­stru­iert, um die CO2-Emis­sio­nen rech­ne­risch zu ermit­teln. Die wesent­li­chen Ener­gie­trä­ger am Bau und gleich­zei­tig ver­ant­wort­lich für sämt­li­che CO2-Emis­sio­nen sind Die­sel und elek­tri­sche Ener­gie. Die­sel wird in den Bau­ge­rä­ten sowie in den meis­ten Trans­port­fahr­zeu­gen zum Antrieb ver­wen­det, Strom fin­det für den Betrieb des Bau­con­tai­ners, Turm­dreh­krä­nen sowie in vie­len Fäl­len zum Betrieb der Bau­hei­zung Ein­gang in die Bilanz.

Um die Treib­haus­gas­emis­sio­nen der in der Stu­die betrach­te­ten Mus­ter­bau­stel­len zu redu­zie­ren, wur­den die Maß­nah­men zur Reduk­ti­on inner­halb zwei­er Sze­na­ri­en auf den rekon­stru­ier­ten Bau­ab­lauf ange­wen­det: ein kurz­fris­ti­ges und ein lang­fris­ti­ges Sze­na­rio, das tat­säch­lich CO2-neu­tral ist. Hier­durch wur­den die Emis­sio­nen in einem vier­stu­fi­gen Ver­fah­ren ver­rin­gert. Zunächst konn­ten durch orga­ni­sa­to­ri­sche Ver­ein­fa­chun­gen und die Opti­mie­rung der Wege und Abläu­fe Ein­spa­run­gen erzielt wer­den. Beim Bau­ab­lauf kamen opti­mier­te Maschi­nen und Gerä­te mit moder­nen und – wo mög­lich – alter­na­ti­ven Antrie­ben zum Ein­satz. Die zum Bau­ab­lauf benö­tig­te (elek­tri­sche) Ener­gie wur­de im Modell durch direkt auf der Bau­stel­le nach­hal­tig erzeug­te Ener­gie und der Rest durch zuge­kauf­ten „grü­nen Strom“ sub­sti­tu­iert. Die über­blei­ben­den Emis­sio­nen des kurz­fris­ti­gen Sze­na­ri­os müs­sen durch Kom­pen­sa­ti­ons­zah­lun­gen aus­ge­gli­chen werden.

Die effi­zi­en­tes­ten Maß­nah­men vari­ie­ren je nach Bau­stel­len­typ und müs­sen zudem auf jede ein­zel­ne Bau­stel­le abge­stimmt wer­den. Die Ein­spar­po­ten­zia­le der Mus­ter­bau­stel­len lagen für das kurz­fris­ti­ge Sze­na­rio zwi­schen 20 und 50 Pro­zent CO2-Äqui­va­lent. Die Elek­tri­fi­zie­rung grö­ße­rer Bau­ma­schi­nen ist der­zeit durch die tech­no­lo­gi­sche Ver­füg­bar­keit von Ener­gie­spei­cher­mög­lich­kei­ten limi­tiert. Hier sto­ßen die Maschi­nen­her­stel­ler sowohl an tech­ni­sche als auch an wirt­schaft­li­che Gren­zen. Bei klei­nen Gerä­ten kann das Kos­ten/­Nut­zen-Ver­hält­nis von Elek­tri­fi­zie­rung durch­aus posi­tiv aus­fal­len, wie Ergeb­nis­se der Stu­die zei­gen. Grund sind die nur mode­rat höhe­ren Anschaf­fungs­kos­ten (klei­ne Akkus) und gleich­zei­tig dras­tisch nied­ri­ge­re Kos­ten im Betrieb (Strom ist güns­ti­ger als Die­sel, gerin­ge­re Instand­hal­tungs­kos­ten durch gerin­ge­ren mecha­ni­schen Ver­schleiß bei Elektromotoren).

Im Rah­men einer beglei­ten­den Exper­ten­um­fra­ge wur­den Hemm­nis­se zur Umset­zung der erar­bei­te­ten Maß­nah­men erho­ben. Wenig über­ra­schend waren wirt­schaft­li­che Über­le­gun­gen der ent­schei­den­de Fak­tor. Die Ergeb­nis­se der Umfra­ge zei­gen jedoch deut­lich, dass der Wil­le, in der Bran­che etwas zu ver­än­dern, bei den meis­ten Umfra­ge­teil­neh­mern gege­ben war. Die der­zeit statt­fin­den­de digi­ta­le Trans­for­ma­ti­on in den Bau­un­ter­neh­men lässt zudem hof­fen, dass Ein­spa­run­gen durch Digi­ta­li­sie­rungs­maß­nah­men und die Ein­füh­rung von agi­len Pro­jekt­ma­nage­ment­me­tho­den in Zukunft Rea­li­tät wer­den kön­nen – selbst wenn Bau­un­ter­neh­men öko­no­mi­sche Aspek­te vor öko­lo­gi­sche Maß­nah­men stellen.

Umset­zung

Die Erkennt­nis­se der Stu­die, die im Rah­men des For­schungs­pro­gramms „Stadt der Zukunft“ ent­stand, sol­len als­bald in der Pra­xis getes­tet wer­den. Das vor­läu­fi­ge Ziel ist es nicht, gan­ze Bau­stel­len CO2-neu­tral abzu­wi­ckeln, son­dern ein­zel­ne Maß­nah­men in Demons­tra­ti­ons­pro­jek­ten zu über­prü­fen und die Aus­sa­gen der Stu­di­en durch wei­te­re Mess­da­ten gewerk­spe­zi­fisch hin­sicht­lich der Schwan­kungs­brei­ten zu vali­die­ren. Der Maß­nah­men­ka­ta­log umfasst dabei sie­ben Aspek­te, die von der Schaf­fung eines Kli­ma­ver­träg­lich­keits­be­auf­trag­ten auf der Bau­stel­le, der Imple­men­tie­rung von ver­ga­be­recht­li­chen und bau­ver­trag­li­chen Aspek­ten, der Kon­struk­ti­on eines ener­gie­aut­ar­ken Bau­stel­len­con­tai­ners bis hin zum Ein­satz neu­ar­ti­ger Bau­ma­schi­nen und Bau­ver­fah­ren, alter­na­ti­ver Logis­tik­kon­zep­te für Bau­stel­len­trans­por­te, der Erzeu­gung erneu­er­ba­rer Ener­gie auf Bau­stel­len und der voll­stän­di­gen Ver­wen­dung grü­nen Stroms reichen.

Hier­für befin­den sich der­zeit meh­re­re Bau­stel­len als „Rea­li­ty Check“ in Vor­be­rei­tung. Die­se Bau­stel­len wer­den von der Ver­ga­be an beglei­tet, um die zu tes­ten­den Maß­nah­men in die Bau­ver­trä­ge ein­flie­ßen zu las­sen. Gemäß Ein­schät­zung der Autoren soll­te der­zeit ca. 20 Pro­zent THG-Ein­spar­po­ten­zi­al vor Kom­pen­sa­ti­ons­maß­nah­men mög­lich sein – abhän­gig vom Bau­stel­len­typ etwas mehr oder weni­ger. In wei­te­ren Pro­jek­ten sol­len die Stu­di­en­ergeb­nis­se in die Pra­xis über­führt wer­den. Ein gro­ßer Fokus liegt auf der Imple­men­tie­rung der Bau­pha­se in ganz­heit­li­che Sys­te­me, um die Lücke zum CO2-neu­tra­len Lebens­zy­klus von Gebäu­den zu schließen.

Kurzportrait

Maxi­mi­li­an Wei­gert ist Bau­in­ge­nieur und seit 2020 Mit­ar­bei­ter am For­schungs­be­reich für Bau­be­trieb und Bau­ver­fah­rens­tech­nik am Insti­tut für inter­dis­zi­pli­nä­res Bau­pro­zess­ma­nage­ment der TU Wien. Er publi­ziert zu den The­men Digi­ta­li­sie­rung, bau­be­trieb­li­che Model­lie­rung und öko­ef­fi­zi­en­ter Bau­ab­lauf. Er war an der Erstel­lung der Stu­die „CO2 neu­tra­le Bau­stel­le – ein Bei­trag zum Kli­ma­schutz der öster­rei­chi­schen Bau­wirt­schaft“ betei­ligt und ist Mit­glied bei Arbeits­grup­pen der Öster­rei­chi­schen Bau­tech­nik Ver­ei­ni­gung (ÖBV) sowie der IG Lebens­zy­klus Bau.

Kurzportrait

Leo­pold Wink­ler stu­dier­te Bau­in­ge­nieur­we­sen an der TU Wien sowie an der Poli­té­c­ni­ca de Madrid und arbei­te­te für unter­schied­li­che Bau­un­ter­neh­men, bevor er am Insti­tut für inter­dis­zi­pli­nä­res Bau­pro­zess­ma­nage­ment pro­mo­vier­te. In sei­ner For­schung als Post-Doc an der TU Wien beschäf­tig­te er sich mit digi­ta­lem Bau­da­ten­ma­nage­ment und der nach­hal­ti­gen Bau­aus­füh­rung. Für Unter­neh­men und Start-ups betreu­te er die Eva­lu­ie­rung von Digi­ta­li­sie­rungs­po­ten­zia­len und die Imple­men­tie­rung von digi­ta­len Bau­stel­len­tools. Seit Beginn 2022 bringt er in kon­kre­ten Pro­jek­ten sei­ne Erfah­rung bei der digi­ta­len Unter­neh­mens­ent­wick­lung des Bau­un­ter­neh­mens Swie­tel­sky ein.

Stichwörter