Sustainable Design Process & Integrated Facades

Nachhaltigem Bauen, im Sinne der Anwendung der Prinzipien einer nachhaltigen Entwicklung auf das Bauwesen, kommt aufgrund der enormen Stoff- bzw. Energieströme und den damit verbundenen Umweltwirkungen eine Schlüsselrolle zu. Ziel ist hierbei Bauwerke ganzheitlich aus der Lebenszyklusperspektive derart zu planen, zu errichten und zu betreiben, dass diese ein Kapital für künftige Generationen und keine Altlast darstellen. Der aktuelle Trend zu immer energieeffzienteren Gebäuden, rückt einerseits Gebäudehüllen, andererseits aber auch die Baukonstruktionen und die darin enthaltenen Bauprodukte aufgrund deren „grauer“ Energie bzw. „grauen“ Treibhausgasemissionen verstärkt in den Fokus. Eine ganzheitliche, integrale Betrachtungsweise auf der Gebäudeebene erfordert darüber hinaus die Zusammenführung der unterschiedlichen Anforderungen und Funktionen einzelner Elemente im Kontext eines größeren Ganzen. Hierzu bedarf es spezifischer Strategien zur Erfüllung dieser komplexen Anforderungen. Ergänzt werden funktionale und bautechnische Anforderungen durch das Bestreben Gebäude zu „Energieerzeugern“ zu machen, was die Integration von aktiven Elementen, wie Photovoltaik oder Solarthermie erfordert.Im Forschungsprojekt UNAB stellte sich diesen Herausforderungen ein interdisziplinäres, interfakultäres Forschungsteam der TU Graz mit dem Ziel, neue, integrale und hybride Gebäudehüllen unter besonderer Berücksichtigung der Nachhaltigkeit und der Umsetzung in Planungsprozesse zu entwickeln. Durch das Zusammenführen zweier sich ergänzender Forschungsansätze und die Integration unterschiedlicher Forschungsmethoden der Bereiche Entwerfen, numerische Simulationen, Ökobilanzierung, Risikoanalyse und systemische Betrachtung konnte so ein Meilenstein zur Operationalisierung (Bewertbarkeit) geleistet werden. Der erste Ansatz zielt dabei auf die systemische Betrachtungsweise von Nachhaltigkeitsanforderungen ab. Die Kenntnis der Zusammenhänge wesentlicher Nachhaltigkeitsanforderungen in Abhängigkeit der Zielpräferenzen der Stakeholder soll künftig die Planbarkeit und die Steuerung von Immobilienqualitäten aus ganzheitlicher Sicht ermöglichen. Der zweite Ansatz umfasst die konstruktive Umsetzung von Nachhaltigkeitsanforderungen in der Gebäudehülle. Die Gestaltung der Fassade als selbsttragende, hocheffiziente Tragkonstruktion mit neuen Methoden der Umform- und Fügetechnik aus dem Maschinenbau sowie die Integration gebäudetechnischer Systeme in die Gebäudehülle, stellt die konstruktive, statische, bauphysikalische und gerätetechnische Durchbildung vor eine Reihe neuer Herausforderungen, die nur durch die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit der beteiligten Fachgebiete gelöst werden kann.Zur Umsetzung in die Baupraxis wurde ein Building Sustainability Quest Tool entwickelt, welches den Planenden eine Hilfestellung bei der Etablierung von relevanten Nachhaltigkeitsprozessen auf Basis der Methode der Reifegradbewertung bietet. Mit dem entwickelten Prozessmodell können Nachhaltigkeitsziele identifiziert, mögliche Auswirkungen von Entscheidungen im Planungsprozess- u. Projektsteuerungsprozess sowie auch der Status der Umsetzung der projektspezifischen Nachhaltigkeitsanforderungen bewertet und visualisiert werden. Damit sollen alle Beteiligten im Hinblick auf potentielle, mannigfaltige Einflüsse der ganzheitlichen Optimierung sensibilisiert werden. Künftig soll das Prozessmodell zur Reduktion des zeitlichen Mehraufwands (welcher in der Baupraxis oft zu einem Abweichen von den gesetzten, ganzheitlichen Nachhaltigkeitszielen führt) beitragen. Der Einsatz eines Prozessmodells ermöglicht die Reduktion der Komplexität und gleichzeitig eine planungs- und baubegleitende Qualitätssicherung. Ob und in wie weit hier das Wunderkind „BIM“ (Building Information Modeling) durch seinen integralen, kooperativen Ansatz unterstützen wird können, muss noch erforscht werden. Aus derzeitiger Sicht zeichnet sich ab, dass Österreich seine internationalen Klima- und andere Verpflichtungen – wenn überhaupt – nur unter großen Anstrengungen, d.h. durch deutlich ambitioniertere, konkrete und richtungssichere Maßnahmen erfüllen wird können.