Anhand eines Bürogebäudes in Nordchina als Fallstudie zeigen die Ergebnisse, dass betriebliche Emissionen, insbesondere durch Heizung, die Gesamtemissionen dominieren, was unterstreicht, wie frühe Design- und Technologieentscheidungen den langfristigen Kohlenstoff-Fußabdruck von Gebäuden erheblich reduzieren können.
Gebäude weltweit sind für etwa ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs und der Kohlendioxidemissionen verantwortlich, die hauptsächlich durch Heizung, Kühlung und Materialproduktion verursacht werden. In China haben sich die baubedingten Emissionen seit Mitte der 2000 er Jahre mehr als verdoppelt, wodurch der Sektor in den Mittelpunkt der nationalen Dekarbonisierungsbemühungen gerückt ist. Im gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes entstehen Emissionen durch Materialproduktion und -transport, Bau, Betrieb und Wartung sowie Abriss. Die umfassende Quantifizierung der Emissionen über alle Stufen hinweg und deren Verknüpfung mit Designentscheidungen bleibt jedoch eine Herausforderung. BIM schließt diese Lücke durch die Integration geometrischer, materieller und betrieblicher Daten, sodass die Kohlenstoffbewertung direkt in den Gebäudeentwurfsprozess eingebettet werden kann.
A Studie (DOI:10.48130/een-0025-0014) Veröffentlicht in Energie- und Umwelt-Nexus Am 31. Dezember 2025 stellt das Team von Yujing Yang, die Shanxi-Universität, eine umfassende Methodik in der Entwurfsphase zur genauen Identifizierung und Priorisierung von Strategien zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen über den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden bereit, indem BIM in die Ökobilanz integriert wird.
Unter Verwendung eines integrierten Carbon Emission Estimation for Buildings (CEEB)-Frameworks, das auf BIM- und Ökobilanzprinzipien basiert, quantifizierte diese Studie zunächst die Kohlenstoffemissionen in der Materialproduktion und im Transportwesen, im Baubetrieb, in alternativen Heizszenarien und im gesamten Gebäudelebenszyklus durch Anwendung standardisierter Berechnungen Gleichungen und szenariobasierte Sensitivitätsanalysen. Um die Datenzuverlässigkeit und rechnerische Durchführbarkeit sicherzustellen, konzentrierte sich die Bewertung auf wichtige Baumaterialien wie Beton, Stahlverstärkung, Zement, Sand und Mauerwerksblöcke und simulierte den betrieblichen Energieverbrauch für Heizung, Kühlung, Beleuchtung und Warmwasser unter lokalen klimatischen Bedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der Materialproduktion Stahl die dominierende Kohlenstoffquelle war, 270,87 tCO? Äq ausstieß und 46% der produktionsbedingten Emissionen ausmachte, gefolgt von Beton (29%) und Zement (21%), was darauf hindeutet, dass die Emissionsreduzierung bei der Materialherstellung erfolgt sollte Stahl und Zement Vorrang einräumenIntensivprozesse. Im Gegensatz dazu wurden die Transportemissionen überproportional durch Sand verursacht, der trotz seiner vernachlässigbaren Produktionsfläche 40% der verkehrsbedingten Emissionen ausmachte, was die Logistik als entscheidenden Hebelpunkt für die Eindämmung hervorhebt. Die Sensitivitätsanalyse zeigte außerdem, dass eine Verkürzung der Transportwege und die Umstellung auf emissionsärmere Fahrzeuge die gesamten Materialtransportemissionen um bis zu 73,9% reduzieren könnten. Für die Betriebsphase ergaben BIM-basierte Energiesimulationen, dass kohlebasierte Heizung die Emissionen dominierte, wobei bituminöse Kohle allein fast 45% der betrieblichen Emissionen ausmachte und heizungsbezogene Aktivitäten für fast zwei Drittel der gesamten betrieblichen Kohlenstoffproduktion verantwortlich waren. Eine vergleichende Szenarioanalyse zeigte, dass der Ersatz von Kohleheizung durch Erdwärmepumpen die Heizemissionen um über 50% senken und die gesamten Lebenszyklusemissionen um fast 19% reduzieren könnte, wodurch Erdgas und Luft besser abschneiden würdenQuellenwärmepumpenalternativen in kalten Regionen. Schließlich bestätigte die Integration des Lebenszyklus, dass Betrieb und Wartung die Gesamtemissionen überwiegend dominierten (94,62%), während Materialproduktion und -transport etwa 9% beitrugen und Bau und Abriss vernachlässigbar waren. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass bei der Kohlenstoffminderung in Gebäuden betriebliche Energiesysteme, kohlenstoffarme Heiztechnologien, Materialeffizienz und lokalisierte Lieferketten Vorrang haben sollten, um sinnvolle Reduzierungen der Lebenszyklusemissionen zu erreichen.
Die Ergebnisse unterstreichen, dass sinnvolle Emissionsreduzierungen in Gebäuden weitaus stärker von betrieblichen Energiesystemen als von Bautätigkeiten allein abhängen. Durch die Integration der Kohlenstoffschätzung in BIM in der Entwurfsphase können Architekten und Ingenieure Materialien, Heiztechnologien und Lieferketten vergleichen, bevor mit dem Bau begonnen wird. Dies ermöglicht gezielte Strategien wie die Einführung erneuerbarer Heizungen, die Verbesserung der Gebäudehüllenisolierung, die Verwendung kohlenstoffarmer Materialien und die lokale Beschaffung von Materialien, um Transportemissionen zu minimieren.
###
Referenzen
DOI
Url der Originalquelle
https://doi.org/10.48130/een-0025-0014
