ZEBdemo - Entwicklung und Demonstration eines skalierbaren Zero Emission Buildings zur Realisierung von klimaneutralen Städten

Ausgangssituation/Motivation

Die Realisierung von Klimaneutralität in städtischen Gebäuden und Quartieren verlangt nach innovativen Lösungen, die eine hohe Gebäudequalität mit minimalem Ressourcenverbrauch und geringsten Emissionen im laufenden Betrieb verbinden. ZEBdemo adressiert diese Herausforderung durch einen ganzheitlichen Ansatz, der auf die Reduktion von CO2-äquivalenten(CO2-eq)-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus von Wohngebäuden abzielt.

Während passive Maßnahmen in der Nutzungsphase bereits zu signifikanten Emissionsreduktionen geführt haben, verursachen die für höhere Wärmedämmstandards erforderlichen Materialien und Prozesse erhöhte CO2-eq-Emissionen in der Bauphase. Studien zeigen, dass die vor der Nutzung freigesetzten Kohlenstoffemissionen zukünftig bis zu 50 % der Lebenszyklusemissionen eines Gebäudes ausmachen könnten, wodurch die Reduktion des eingebundenen Kohlenstoffs in Baumaterialien eine zentrale Rolle einnimmt.

Inhalte und Zielsetzungen

ZEBdemo fokussiert daher auf einen umfassenden Ansatz, der die CO2-eq-Emissionen bereits in der Baustoffproduktion und Konstruktion maßgeblich reduziert und gleichzeitig die Voraussetzungen schafft die operativen Emissionen durch aktive Lastverschiebung zu minimieren. Durch die gezielte Weiterentwicklung von Lehmziegel, Strohdämmung, hygrothermische Lehmdecke zur Heiz- und Kühlanwendung sowie wasserdurchlässige Fahrbahnbefestigungen werden CO2-eq-intensive Baustoffe wie Stahlbeton sowie mineralölbasierte Dämmstoffe und Straßenbeläge ersetzt.

Die eingesetzten CO2-eq-armen Baustoffe leisten einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion der bei der Herstellung ausgestoßenen Emissionen sowie zur Verbesserung der Kreislaufwirtschaft und regionalen Wertschöpfung. Gleichzeitig wird durch den Einsatz von Lehm in der Gebäude-Konstruktion und im Flächenheiz- und Kühlsystem eine hohe thermische Trägheit des Gesamtsystems sichergestellt.

Methodische Vorgehensweise

Die Reduktion der CO2-eq-Emissionen innerhalb der Betriebsphase wird durch ein neuartiges Building Emission Management erreicht. Es ermöglicht die Anpassung der Wärmepumpenleistung, sodass elektrische Energie nur in jenen Zeiten bezogen wird in denen geringe CO2-eq-Emissionswerte vorliegen (hoher Windenergieanteil im öffentlichen Netz oder lokal verfügbare Photovoltaik Erzeugung).

Zur Lastverschiebung wird die thermische Trägheit des Gebäudes ausgenutzt. Ergänzend werden die Integrationsmöglichkeiten von Flächenheiz- und Kühlsystemen, Verschattung, PV-Anlage, elektrischen Speichers etc. berücksichtigt. Darüber hinaus werden die Anforderungen an den thermischen Komfort mittels Constrain-Funktionen beachtet. Um die Skalierbarkeit zu erhöhen werden dazu datengetriebene Methoden (Data Driven Predictive Control Approach) eingesetzt.

Erwartete Ergebnisse

Die Evaluierung der entwickelten Materialien und Methoden erfolgt in einem Langzeittest in einem Demonstrationsgebäude, um die Effekte auf den hygrothermischen Komfort, die Vermeidung sommerlicher Überhitzung und die CO2-eq-Einsparpotenziale umfassend zu analysieren. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend auf den mehrgeschossigen Wohnbau übertragen, um deren Anwendbarkeit für die Schaffung klimaneutraler Städte zu demonstrieren und die Multiplizierbarkeit der Lösungen zu bestätigen.

Projektleitung

Forschung Burgenland GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Heizbär GesmbH
• OVUM Heiztechnik GmbH
• René Schuch GmbH
• RWT PLUS ZT GmbH

Magdalena Ringhofer
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