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"Nachhaltige Gebäudesanierung durch lebenszyklusorientierte Bauproduktauswahl";
Betreuer/in(nen), Begutachter/in(nen): P. Maydl, W. Streicher, T. Bednar; Tu Graz, Bauingenieurwissenschaften, 2013; Rigorosum: 13.11.2013.

Nachhaltiges Bauen zielt auf die Erfüllung der langfristigen Funktionalität und Nutzerzufriedenheit mit minimalen Umweltwirkungen und optimierten Lebenszykluskosten ab und stellt einen Paradigmenwechsel im Bauwesen dar. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist, die langfristige Nutzung des Gebäudebestands durch ökoeffiziente Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen sicherzustellen.
Ziel der Arbeit ist es, das energetische Einsparpotential sowie die damit verbundene Reduktion von Umweltwirkungen bezogen auf den österreichischen Gebäudebestand durch thermische Sanierung
und energetische Modernisierung abzuschätzen.
Der österreichische Gebäudebestand wurde mit Referenz-Gebäuden entsprechend einem bottom-up-Ansatz modelliert und die Flächen der thermischen Gebäudehülle überschlagsmäßig ermittelt. Folglich
konnten gebäudespezifische Einflussfaktoren (Geometrie, Nutzungsart etc.) bei der Berechnung des Heizwärmebedarfs (HWB) für die jeweilige Bauepoche berücksichtigt werden. Des Weiteren wurden die solar nutzbaren Flächen für Photovoltaik (PV) und Solarthermie je Gebäudetyp und Bauepoche abgeschätzt. Im besten Fall kann durch eine umfassende Bestandssanierung mit Passivhaus- Komponenten ein jährlicher Nutzwärmeverbrauch von 35 PJ/a erreicht werden, dies stellt eine Absenkung um ca. 80 % im Vergleich zum unsanierten Gebäudebestand dar.
Nach Abzug der erforderlichen Flachkollektorflächen für die Erzeugung der maximal in das Energiesystem integrierbaren Wärmemenge wurden die restlichen Flächen für die Ermittlung des PVStromerzeugungspotentials
herangezogen. Maximal können jährlich 17,9 TWh erzeugt werden, dies
entspricht ca. 50 % der in Österreich mittels Wasserkraft erzeugten Strommenge.
Der stoffliche und energetische Aufwand zur Gebäudesanierung wurde anhand der Ökobilanz- Ergebnisse von über 180 Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen ermittelt. Für die Dissertation dienten die Ergebnisse daraus als Grundlage für bauteil- und bauepochenspezifische Vergleiche hinsichtlich wesentlicher Einflussfaktoren auf Bauteil-Ebene sowie zur Berechnung des erforderlichen Aufwands zur Sanierung bzw. Modernisierung des Bestands. Für die Berechnung des Einsparpotentials durch thermische Sanierungen und energetische Modernisierungen des österreichischen Gebäudebestands wurden die stofflichen und energetischen Aufwendungen von den solaren Energiegewinnen und dem eingesparten Energieverbrauch für Raumheizung abgezogen. Für den Indikator "Treibhauspotential (GWP)" wurde beispielsweise ein jährliches Einsparpotential von ca. 31 Mio.°t CO2-Äquivalente für die Variante "Sanierung mit Passivhaus-Komponenten, einschließlich PV und Solarthermie" ermittelt.
Das Verhältnis zwischen den erforderlichen Aufwendungen und den erreichbaren Erträgen wurde mit Hilfe von Dominanzanalysen aufgezeigt. Beispielsweise sind im günstigsten Fall ca. 1,8 Mio.°t CO2- Äquivalente pro Jahr für eine vollständige thermische Sanierung des österreichischen Gebäudebestands mit Passivhaus-Komponenten aufzuwenden, um im Gegenzug ein jährliches Einsparpotential von ca. 7,7 Mio.°t CO2-Äquivalente erreichen zu können. Im schlechtesten Fall wird das gleiche Einsparpotential mit einem 90 % höheren Aufwand erreicht. Dadurch wird aufgezeigt, dass durch die ständige Verbesserung der Gebäude-Energiestandards von Niedrigenergie- über
Passiv- hin zum Plusenergiehaus die lebenszyklusorientierte Auswahl von ökoeffizienten Sanierungsund Modernisierungsmaßnahmen immer mehr an Bedeutung gewinnt. Das Rest-Potential wurde mit statistisch erhobenen Verbrauchs- und Emissionskennzahlen für die jeweiligen Sanierungsvarianten ausgewertet. Im besten Fall kann durch die Sanierung des Gebäudebestands mit Passivhaus-Komponenten und Modernisierung mittels PV und Solarthermie der Ausstoß an Treibhausgasen deutlich unter das Kyoto-Ziel gesenkt werden.

Sustainable construction means to fulfill the user requirements with minimal environmental impacts and optimized life cycle costs and leads to a paradigm shift in the construction sector. An important
starting point is to ensure continuing use of existing buildings by sustainable renovation. The objective of this thesis is to estimate possible savings of energy and environmental impacts by improving the
energy efficiency of the Austrian building stock from low energy to plus energy standard.
The Austrian building stock was modeled with reference buildings according to a bottom-up approach to estimate the entire area of the thermal envelope and the usable area for solar energy production.
Therefore, building-specific factors (geometry, type of use, etc.) could be taken into account in the estimation of the energy consumption for heating of the Austrian building stock.
In best case an annual energy consumption for heating of 35 PJ per annum can be achieved by renovation with passive house components. This represents a reduction of approximately 80 % compared to of energy consumption for heating of the Austrian building stock in the year 2006. First of all the necessary flat collector areas for the generating of the useable solar heat relating to the Austrian building stock was assessed and the rest of the area was used for PV installations. A maximum of 17.9 TWh per annum can be produced, which represents approximately 50% of the amount of electricity generated by hydropower in Austria. The input of material and energy needed for renovation was determined with the results of life cycle assessment (LCA) of more than 180 construction details. The significant factors were identified by comparing the LCA results as a function of building period and constructive elements. The LCA results
were also used to calculate the input needed for renovation of the Austrian building stock. The potential savings of energy consumption and CO2-emissions were determined by subtracting the input needed for renovation from the benefits of solar energy production and the reduction of energy consumption for heating.
For example, the global warming potential (GWP) could be reduced by 31 million tons of CO2- equivalents per annum by renovating of the Austrian building stock renovation with passive house
components, PV and solar heat. The ratio between the input needed for renovation and the benefits are shown with ABC-analysis for
worst and best case scenarios. For example, the renovation of the Austrian building stock with passive house components will raise the global warming potential by 1.8 million tons CO2-equivalents per
annum in the best case, but possible savings of 7.7 million tonnes of CO2-equivalent will be achieved. In worst case the same savings are achieved but with a 90% higher CO2-output than the best case. As
a consequence of the ongoing improvement of energy efficiency, the use of eco-efficient construction and building materials and a life cycle oriented design becomes more and more important.
The remaining potential was evaluated for four renovation scenarios with statistical data about energy consumption and CO2-output. In best case, the emissions of greenhouse gases can be reduced below
the Kyoto target level by sustainable renovation of the Austrian building stock with passive house components, PV and solar heat.