Wie wir ökologischer bauen können
Am 2. Juni 2015 ?ffnete das House of Natural Resources (HoNR) auf dem ETH-365体育直播_365体育投注-竞猜网投 H?nggerberg seine Pforten. Mit dem frisch eingeweihten Geb?ude, das uns als Forschungslabor dient, pr?sentieren wir einen Meilenstein im Bereich des nachhaltigen Bauens.
Nachhaltigkeit ist ein wichtiges Thema, insbesondere in der Baubranche. Schliesslich machen Geb?ude und Infrastruktursysteme etwa 30 bis 40 Prozent des globalen Ressourcenverbrauchs und 40 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs aus [1]. Durch ihren riesigen ?kologischen Fussabdruck steht die Branche deshalb unter Druck, nach Alternativen zu suchen, um umweltvertr?glicher und damit nachhaltiger zu werden.
Innovationen sind n?tig
Wenn es darum geht, soziale und umweltbezogene externe Effekte in ihre wirtschaftliche T?tigkeit zu integrieren, hat die Baubranche schon recht gute Fortschritte erzielt. Die Kosten für den Bau energieeffizienter Geb?ude bewegen sich heute auf einem ?hnlichen Niveau wie für konventionelle Bauten. In der Nutzung aber sind energieeffiziente Geb?ude deutlich günstiger. Doch obwohl die Branche schon zahlreiche Anstrengungen unternommen hat, ist ihre Umweltbilanz noch immer nicht befriedigend. Das weckt Rufe nach noch mehr Forschung und Innovation in diesem Bereich.
Vor diesem Hintergrund hat der Lehrstuhl für Holzbau am Institut für Baustatik und Konstruktion des Departements Bau, Umwelt und Geomatik (D-BAUG) in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Architektur und Geb?udesysteme des Departements Architektur (D-ARCH) der ETH Zürich auf dem ETH-365体育直播_365体育投注-竞猜网投 H?nggerberg das House of Natural Resources (HoNR) entwickelt. Um ein nachhaltiges Gesamtkonzept zu schaffen, haben wir für den Bau innovative Holz-Beton-Elemente und eine neue Fassadentechnologie genutzt. Ausserdem installierten wir Sensoren, die das Geb?udeverhalten überwachen.
Laubholz statt Stahl
2014 untersuchte Tai Ly am Lehrstuhl für Nachhaltiges Bauen der ETH Zürich in einer Masterarbeit die ?kobilanz von Holz-Beton-Konstruktionen im HoNR. Die Arbeit analysierte haupts?chlich Holz-Beton-Verbundelemente aus Buchenholz-Furnierplatten, die sowohl als Schalungselemente als auch als Armierung dienen. Um die Feuerbest?ndigkeit zu erh?hen, wird aber noch Armierungsstahl genutzt. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Holz-Beton-Konstruktion des HoNR zehn Prozent weniger CO2-Emissionen generiert als konventioneller Stahlbeton. Obwohl die Einsparungen bei diesem Prototyp noch nicht allzu hoch sind, ist das Verbesserungspotenzial vielversprechend. Mit der neuen Technologie k?nnte es m?glich werden, die Menge des für den Stahlbeton ben?tigten Stahls weiter zu reduzieren. Das würde die Umwelt deutlich entlasten, da der Stahl momentan für 20 Prozent des Treibhausgasausstosses verantwortlich ist, der bei der Produktion der Hybriddecke entsteht [2]. Ausserdem verfügt die Schweiz über reiche Holz-Ressourcen, w?hrend Stahl importiert werden muss und so die Umwelt wegen des erforderlichen Transports noch st?rker belastet.
Die Umweltvertr?glichkeit weiter erh?hen
Das laufende Projekt ?Concrete Solutions?, das vom SNF als Beitrag zum Nationalen Forschungsprogramm ?Energiewende? (NFP 70) gef?rdert wird, besch?ftigt sich nun mit dem Verbesserungspotenzial der Holz-Beton-Konstruktionen. Darin wollen wir die Eigenschaften der Buchenholz-Furnierplatten insbesondere bezüglich der Flammfestigkeit verbessern, um vollst?ndig auf die Stahlarmierung zu verzichten. Ausserdem wollen wir ein Verbindungssystem ohne Stahlverbinder entwickeln, indem wir hochwirksame Kleber für Verbundmaterialien untersuchen. Einen weiteren Fortschritt versprechen wir uns durch CO2-armem Beton, nun da die SIA einen Zementersatz von bis zu 65 Prozent zul?sst (SIA 2049). Durch all diese Verbesserungen würde eine lokale Holz-Beton-Hybriddecke m?glich, die im Vergleich zur momentan auf dem Markt erh?ltlichen, konventionellen Stahlbetonkonstruktion 50 Prozent weniger Treibhausgase verursacht [2].
Monitoring von Geb?ude und Nutzerkomfort
Das HoNR ist für uns ein spannender Versuch, nachhaltiges Bauen weiter voranzutreiben. Unsere innovativen Holzstrukturen versprechen nicht nur eine geringere Umweltbelastung als konventionelle Systeme. Das HoNR ist auch ein Forschungslabor, das aktuelle Informationen zum baulichen Zustand des Geb?udes, seiner Gesamtenergieeffizienz und zum Wohlbefinden der Nutzer bereitstellt. W?hrend Sensoren die messbaren Variablen wie Verformungen, Schwingungen und Spannungen überwachen, beziehen die Forscher auch die subjektive Wahrnehmung der Nutzer wie den Komfort oder gefühlte Erschütterungen mit in ihre Studien ein. Dies ist eine fortschrittliche Methode, um das Verhalten des Hauses im Alltag besser zu verstehen.
Weiterführende Informationen
Mehr zum House of Natural Resources erfahren Sie auf der Webseite des HoNR und in der Pressemitteilung der ETH Zürich.
Referenzen:
[1] UNEP, 2014. Greening the Building Supply Chain. United Nations Environmental Program: Sustainable Buildings and Climate Initiative.
[2] Tai Ly, 2014. Life Cycle Assessment of Wood-Concrete composite floor. Masterarbeit, ETH Zürich.
