Diplomarbeit - Bautechnik Fokus Ausführung

Bautechnik - Fokus Ausführung

Variantenstudien Variantenstudie 1 - Fassade
Die äussere Schale eines Bauwerkes, respektive eier Fassade ist charakterbestimmend für das zu bauende Objekt. Grundsatzfragen wie Materialisierung und Fassadenaufbau sind zentrale Elemente der Architektur. Mehrheitlich werden mehrgeschossige Bauten in Stahlbeton mit Aussenwärmedämmung (Kompaktfassade) erstellt. Die äussere Schicht ist dann ein Abrieb oder Verputz. Es gibt aber viele Möglichkeiten, wie eine solche Fassade gestaltet wird. Im folgenden Abschnitt werden drei Varianten aufgezeigt, wie die Fassade konstruiert sein kann. Fürs bessere Verständnis ist im Anhang je ein Fassadenschnitt von den Varianten einsehbar.

Einsteinmauerwerk
Bestehend aus nur einem Backstein, mit grösseren Abmessungen und mehreren Luftkammern, welche die Dämmung ersetzt, ist diese Konstruktion eine nachhaltige Alternative zu der Kompaktbauweise. Das Einsteinmauerwerk wird innen mit 15 mm Putz überdeckt, die äussere Schale wird mittels Netzeinbettung 3 cm plus Abrieb erstellt. Somit ist der Stein gegen Regenwasser geschützt und nimmt seine wärmedämmende Funktion voll und ganz wahr. Pro: Umweltfreundlich Sortenrein wiederverwertbar Kommt ohne Dämmstoffe aus Natürliches Klima im Rauminnern Langlebigkeit Kontra: Zur Erstellung sind Instruktionen vom Hersteller nötig Grösserer planerischer Aufwand Es gibt auch Steine mit Dämmung, dann ist der Vorteil der Sortenreinheit und das Auskommen ohne Dämmung hinfällig

Holzbau
Diese Variante wird mit vorgefertigten Holzelementen erstellt. Holz als nachwachsender, lokaler und CO2-neutraler Baustoff ist sehr nachhaltig. Pro: Nachwachsender Rohstoff Montagezeit auf Baustelle gering Natürliche Optik Kontra: Kosten - Holzelemente sind teurer als Kompaktfassade Der Wartungsaufwand ist grösser und bestimmt die Langlebigkeit Verfärbung/ Ergrauen der Holzkonstruktion

Kompaktfassade
Die Variante Kompaktfassade ist die meistverbreitete Variante einer Fassadengestaltung. Kostengünstig und schnell in der Erstellung sind die Hauptargumente dieser Bauweise. Bei der Massivbauweise besteht die innere Schale aus Beton oder Backstein, die äussere aus verputztem Dämmstoff. Die innere Schale wird ebenfalls verputzt. Pro: Einfache Bauweise Schutz der Tragestruktur Vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten Kontra: Dämmung ist reich an grauer Energie (Energie, die zur Herstellung verbraucht wird) Schlechte Wiederverwertbarkeit (Recycling-Möglichkeiten nehmen zu)

Nutzwertanalyse
Die Kriterien in der Nutzwertanalyse werden wie folgt bewertet: 1 = ungenügend / 2 = genügend / 3 = durchschnitt / 4 = gut / 5 = sehr gut  
Um eine grössere Differenzierung im Resultat zu erhalten, werden auch bei kleinen Unterschieden immer die nächsthöhere oder tiefere Punkteverteilung gewählt. Die gesamte Gewichtung beträgt 100%. Die Kriterien und deren Gewichtung sind unten ersichtlich und werden im folgenden Abschnitt erläutert. Kosten: 60%
Lebensdauer: 20%
Wiederverwertbarkeit:  05%
Umwelt: 10%
Planung: 05%

Kosten
Hierfür wurden die verschiedenen Fassadentypen auf die Kosten pro m2 anhand von Architool  ermittelt.
Einsteinmauerwerk: 300.-/m2
Holzelementbau: 310.-/m2
Kompaktfassade: 290.-/m2

Lebensdauer
Die Lebensdauertabelle von HEV-Schweiz  legt hier die Grundlage Einsteinmauerwerk:    
Verputzt    40 Jahre
Holzelementbau:        
Hinterlüftet    30 Jahre
Kompaktfassade:        
Verputzte Aussendämmung Mineralwolle    30 Jahre  

Wiederverwertbarkeit
Recycling, Upcycling, Weiterverwertung etc. sind Möglichkeiten, fast allen Baustoffen neues Leben einzuhauchen oder weiter zu verwerten. Laut einer Studie des BAFU  können Baumaterialien wie folgt weiterverwendet (ohne Prozess zur Reinigung oder Formveränderung), respektive recycelt werden: Einsteinmauerwerk: Backstein: 12%
Weiterverwendung / 90%
recyclebar Verputz: 0%
Weiterverwendung / 50%
recyclebar Holzelementbau: 15%
Weiterverwendung / 100% 
recyclebar Kompaktfassade: Beton/ Eisen        100%
recyclebar Dämmung: 3%
Weiterverwendung / 0%
recyclebar (verbrennen) Verputz: 0%
Weiterverwendung / 50% recyclebar

Planung
Einsteinmauerwerk: Mittelmässiger Planeraufwand. Es dürfen keine Spitzarbeiten an den Steinen vorgenommen werden. Gefahr der Lamellenzerstörung. Holzelementbau: Aufwändigere Planung, alle Einlagen von Elektro und evtl. Sanitär müssen vorgängig in die Elemente eingebaut werden. Kompaktfassade: Planung einfach. Standardlösungen für viele Details vorhanden.

Umwelt
Umweltverträglichkeit/ Nachhaltigkeit/ Graue Energie fallen in dieses Kriterium Einsteinmauerwerk:  
Wird der Stein in einer Produktion gewonnen, die die Abwärme der Produktion als Fernwärme weiter braucht, ist der Stein sicher nachhaltiger. Ansonsten ist er schon mit viel grauer Energie belastet.
Holzelementbau:
Sicher die umweltfreundlichste Variante, da Holz selbst klimaneutral ist und meistens ortsnah produziert werden kann, ist der graue Energieverschleiss unterdurchschnittlich tief. Kompaktfassade: Dämmung: Sicher die Variante mit dem grössten Verbrauch an grauer Energie. Steinwolldämmung oder Glaswolldämmung verbraucht in der Herstellung viel Energie, verzichtet aber im Vergleich zu EPS-Dämmungen auf ölbasierte Rohstoffe. Auch hier gilt das Argument der Fernwärme, wie beim Einsteinmauerwerk. Beton: Beton ist ebenfalls nur mit viel grauer Energie herzustellen. Jedoch ist es immer besser möglich Recyclingbeton zu verbauen. Dies mindert jedoch nicht den Bedarf an grauer Energie, aber Rohstoff wird so geschont.  

Auswertung und Entscheid Kriterien Gewichtung Einsteinmauerwerk Holzelementbau Kompaktfassade    
Punkte Wert Punkte Wert Punkte Wert  Kosten 60 4 2.4 3 1.8 5 3  Lebensdauer 20 4 0.8 3 0.6 3 0.6  Wiederverwertbarkeit 5 3 1.5 5 0.25 4 0.2  Umwelt 10 4 0.4 5 0.5 3 0.3  Planung 5 3 0.15 3 0.15 5 0.25  Punktezahl / Wert 100 18 3.9 19 3.3 20 4.35

Entscheid
Der Vorteil für dieses Objekt liegt klar bei einer Kompaktfassade. Die Gewichtung wurde entsprechend den Angaben der Bauherrschaft eingeteilt. Da es ein Renditeobjekt sein soll, sind dementsprechend die Kosten hoch bewertet. Würden die Kosten nicht berücksichtigt werden, sind aufgrund Wiederverwertbarkeit und Umwelt die beiden anderen Varianten vorzuziehen.