Studie

Zukunftsfähige Fassadensysteme

Fassade
30.12.2022

Eine aktuelle Studie hat die lebenszyklusorientierte Bewertung gebräuchlicher Fassadensysteme im geförderten Wohnbau nach ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten untersucht.
Eine aktuelle Studie hat die lebenszyklusorientierte Bewertung gebräuchlicher Fassadensysteme im geförderten Wohnbau nach ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten untersucht.
Eine aktuelle Studie hat die lebenszyklusorientierte Bewertung gebräuchlicher Fassadensysteme im geförderten Wohnbau nach ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten untersucht.   , restricted_html

Im geförderten Wohnbau stellen nach wie vor die Herstellungskosten das entscheidende Kriterium für die Auswahl von Bausystemen dar, so auch bei der Wahl der Fassadenbekleidung. Daher sind Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) das am häufigsten zum Einsatz kommende Fassadensystem. Die Fokussierung ausschließlich auf den Preis ist im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung aber nicht mehr länger aufrechtzuerhalten. Auch im Regierungsübereinkommen ist eine verstärkte Zuwendung zum Bestbieterprinzip unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte vor-gesehen, sodass in Zukunft gefordert wird, auch Fassadensysteme ganzheitlich über den gesamten Lebenszyklus zu betrachten. Ziel der Studie war es, aufbauend auf in jüngster Zeit publizierten Studien und Forschungsarbeiten, Planerinnen und Planern, Bauträgern sowie Förderungsstellen objektive, belastbare und leicht überblickbare Informationen über die im geförderten Wohnbau gebräuchlichen Fassadensysteme bereitzustellen und deren Stärken und Schwächen lebenszyklusorientiert und ganzheitlich zu analysieren. Vor allem bei Betrachtung der Umweltwirkungen von Fassadensystemen rückt die Wahl des Dämmmaterials in den Fokus, zumal heute bei Fassadendämmungen durchwegs Dämmstoffdi-cken jenseits der 15 cm zur Ausführung kommen. Das bedeutet, dass nur Massendämmstoffe, die industriell in großen Mengen und preisgünstig hergestellt werden können, für Fassadendämmungen im geförderten Wohnbau infrage kommen, die alle ihre Vor-, aber auch Nachteile in ökologischer Hinsicht aufweisen.

Ziel der Studie war es, belastbare und leicht überblickbare Informationen über die im geförderten Wohnbau gebräuchlichen Fassadensysteme bereitzustellen und deren Stärken und Schwächen lebenszyklusorientiert und ganzheitlich zu analysieren.
Ziel der Studie war es, belastbare und leicht überblickbare Informationen über die im geförderten Wohnbau gebräuchlichen Fassadensysteme bereitzustellen und deren Stärken und Schwächen lebenszyklusorientiert und ganzheitlich zu analysieren.

Verschärfte Rahmenbedingungen für den Bausektor

Insbesondere auf europäischer Ebene wurden und werden die Rahmenbedingungen für den Bausektor zur Umsetzung der politischen Ziele verschärft. Beispiele dafür sind:

  • Klimaziele und Klima: u. a. Klimaneutralität bis 2050, Reduktion der Treibhausgasemissionen (THG) um 55 % gegenüber 1990 bis 2030, EU-weiter Zielpfad 2030 bis 2050 und nationale Anpassungsstrategien, Emissionshandel und Klimaschutzverordnung (alles in Übereinstimmung mit dem Green Deal).
  • Green Deal: Neue Industriepolitik zur Unterstützung des grünen Wandels mit den Schwerpunkten auf Klimaneutralität, Dekarbonisierung und Kreislaufwirtschaft, wobei der Bausektor als einer von vier ressourcenintensiven Wirtschaftssektoren identifiziert wurde.
  • EU-Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft: z. B. Kreislaufführung von Bauprodukten inklusive Wiederverwendung (Reuse), Lebenszyklusdenkens, Qualitätssicherung von Recyclingbaustoffen, Materialpasses für Gebäude.
  • Künftige Bauprodukteverordnung: Gemäß dem am 30. 3. 2022 veröffentlichten Kommissionsentwurf wird es künftig acht Grundanforderungen an Bauwerke geben mit zahlreichen neuen Vorgaben zur Leistungserklärung betreffend Umweltkennwerte, Referenzlebensdauer etc. 
  • New European Bauhaus: Eine auf Initiative der Europäischen Kommission entstandene kreative Bewegung, die "eine Verbindung zwischen dem Green Deal und unseren Lebensräumen" herstellen will, die allerdings erst am Beginn steht.
  • Europäische Normung: Seit 15 Jahren wurde ein umfassendes Regelwerk für nachhaltiges Bauen auf Basis eines Mandats der Europäischen Kommission mit einem harmonisierten Bewertungsrahmen auf ökologischer, ökonomischer und sozialer Ebene entwickelt, sowohl für Gebäude als auch für Ingenieurbauwerke.

Einen entsprechenden Niederschlag finden diese Vorgaben auch auf nationaler Ebene wie etwa im Regierungsübereinkommen, in der nachhaltigen Beschaffung, in der Klima- und Kreislaufwirtschaftsstrategie u. v. a. m.

Erhöhte Anforderungen an Fassaden

Neben den bekannten technisch-funktionalen Anforderungen wie Standsicherheit, Wärmeschutz, Schutz vor Niederschlägen, Brandeinwirkungen etc. werden künftig auch weitere zu beachten sein wie etwa:

  • Klimaresilienz und sommerlicher Wärmeschutz, der im Hinblick auf Speichermassen und Bauteilaktivierung nicht auf die Fassade reduziert werden kann
  • Emissionen in Herstellung, Betrieb und Rückbau
  • Ressourcenverbrauch (Stoffe, nichterneuerbare Energieträger)
  • Kreislauffähigkeit, d. h. Demontierbarkeit, Trennbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Rezyklierbarkeit
  • Wartung und Instandsetzung: Lebensdauer, Reparatur- und Austauschzyklen, Robustheit
  • Wirtschaftlichkeit: Lebenszykluskosten, also Herstellungs- und Folgekosten, Kosten für Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Austausch
  • Facility-Management: Integration von Teilen der technischen Gebäudeausrüstung, Photovoltaik, Solarpaneele

Untersuchte Aufbauten und Systeme

Der räumliche Bilanzierungsumfang der Studie umschloss die gesamte Fassadenkonstruktion ohne Wandbildner, als funktionales Äquivalent wurde der Quadratmeter Fassadenfläche festgelegt, weiters eine Nutzungsdauer von 50 Jahren.
Auf Wunsch der Bauinnung sollte auch ein monolithisches Mauerwerk (HLZ 38 MW-gefüllt) in die Betrachtung einbezogen werden, das nicht direkt mit den vorgehängten Fassaden verglichen werden kann, da in diesem Fall das HLZ-Mauerwerk einen Teil der Aufgaben der Fassade übernimmt. Zum Vergleich mit den anderen Systemen wurde daher für die jeweiligen Kennwerte jenes eines 25 cm-HLZ-Mauerwerks ohne MW-Dämmung abgezogen (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1: ausgewählte Wandaufbauten

Studienergebnisse

Eine vergleichende verbale Grobbewertung im Sinne einer ABC-Analyse (grün-gelb-rot) ist aus der Bewertungsmatrix am Ende des Artikels ersichtlich. Diese soll Praktikern stichwortartig einen raschen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften und Unterschiede der untersuchten Systeme vermitteln. Darüber hinaus ist Folgendes zu den einzelnen Eigenschaften anzumerken:

Umweltwirkungen (Emissionen)
Von den 25 in den EPDs (Umweltproduktdeklarationen) der Erzeuger ausgewiesenen Kennwerten wurden nur vier in die vergleichende Betrachtung einbezogen, nämlich Treibhauspotenzial, Primärenergiebedarf nicht erneuerbar, Ozonabbaupotenzial sowie Photooxidantienpotenzial. Eine Gegenüberstellung der ökologischen Kennwerte aus verschiedenen Quellen zeigte jedoch zum Teil nicht unerhebliche Unterschiede, weshalb auf eine weitergehende Interpretation verzichtet wurde.

Kreislauffähigkeit
Die Rückbaufähigkeit von Gebäuden und daher auch die Kreislauffähigkeit von Bauteilen und -produkten wird erheblich an Bedeutung gewinnen, sowohl in der Bewertung von Immobilien als auch in den Bauvorschriften (OIB-Richtlinien auf Basis der künftigen Bauprodukteverordnung). Sowohl für WDVS als auch für hinterlüftete Fassaden kommen als Massendämmstoffe derzeit nur EPS und Mineralwolle infrage. Beide sind nach aktuellem Stand der Technik nur sehr begrenzt stofflich rezyklierbar, was sich aufgrund intensiver Forschung seitens der Erzeuger in einigen Jahren ändern dürfte. Während sich bei WDVS die armierte Putzschicht nur unvollständig vom Dämmstoff trennen lässt und nicht verwertbar ist, ist die Demontierbarkeit und sortenreine Trennung der Bauteilschichten bei hinterlüfteten Fassaden unabhängig von den verwendeten Materialien gegeben. Die Bekleidungswerkstoffe sind allerdings zum Teil nicht oder nur schwer rezyklierbar.

Legende:  1) Gilt für EPS und Mineralwolle   2) Nadelholz unbehandelt, keine Unterscheidung Lärche/Fichte   3) Gilt für Holz, weich   4) Stahl galvanisch verzinkt   5) Nadelholz behandelt   6) Stahl verzinkt
Legende: 1) Gilt für EPS und Mineralwolle 2) Nadelholz unbehandelt, keine Unterscheidung Lärche/Fichte 3) Gilt für Holz, weich 4) Stahl galvanisch verzinkt 5) Nadelholz behandelt 6) Stahl verzinkt

Dauerhaftigkeit und Lebensdauer
Die Vorhersage (realistischer: Abschätzung) der Lebensdauer von Bauprodukten und Bauteil-schichten ist nach wie vor nicht allgemein gültig möglich, diverse "Nutzungsdauerkataloge" geben nur Richtwerte oder Bereiche an, unabhängig von Beanspruchung und Einbaubedingungen. Tabelle 2 (oben) gibt einen Überblick aus verschiedenen Quellen. Besonders krass ist dies bei WDVS, da hier die Planungs- und Ausführungsqualität sowie die (meist unterlassene) Inspektion, Wartung und Instandsetzung einen erheblichen Einfluss haben.

Schadenanfälligkeit
Alle untersuchten Fassadenarten können als ausgereifte Systeme angesehen werden, die unter günstigen Randbedignungen durchaus eine Lebens- und Nutzungsdauer (technische und wirtschaftliche Lebensdauer) von 50 Jahren und mehr erreichen können. Im Gegensatz zu vergleichsweise robusten Systemen wie monolithischen Ziegelmauerwerken und hinterlüfteten Fassaden sind WDVS mit ihrer dünnen, armierten zweilagigen Putzschicht extrem beanspruchte, fast Hightech-Produkte, die sorgfältige Planung und Ausführung sowie laufende Inspektion, Wartung und Instandsetzung benötigen.

Wirtschaftlichkeit und Lebenszykluskosten
Die Fokussierung bei der Auswahl von Bausystemen nur auf die Herstellungskosten ist nicht mehr zeitgemäß, weshalb zunehmend auch die Folgekosten bis zum Rückbau berücksichtigt werden müssen (bei allen damit verbundenen Unsicherheiten). In der Regel erfolgt dies als dynamische Investitionsrechnung mittels der Barwertmethode (Abzinsung von in der Zukunft liegenden Investitionen auf den heutigen Zeitpunkt). Da die Zukunft bekanntlich nicht vorhergesagt werden kann, sind notwendigerweise Annahmen zu treffen, insbesondere bezüglich Zinssatzes und Baupreissteigerungen, aber auch des Aufwands für Reinigung sowie Wartung bzw. Instandsetzung und Austauschraten einzelner Bauteile. Erschwert wurde dies durch die Erhebung aktueller Preise (Basis zweites Halbjahr 2021) für die Herstellung und Montage aufgrund der volatilen Baupreise. Für WDVS wurden zwei Szenarien zugrunde gelegt, nämlich "optimal", also laufende Reinigung, Wartung und Instandsetzung, sowie "real", nämlich keine Reinigung oder Wartung bei halbierter Nutzungsdauer (25 statt 50 Jahre). Die Ergebnisse sind dem Diagramm darunter zu entnehmen.

Diagramm: Zusammensetzung des Barwerts der einzelnen Systeme
Diagramm: Zusammensetzung des Barwerts der einzelnen Systeme

Schlussfolgerungen

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass aus langfristiger ökonomischer Sicht ein dringender Handlungsbedarf besteht, wie Herstellungs- und Folgekosten in künftige Finanzierungsmodelle bzw. in die Wohnbauförderung integriert werden können, zumal alle einschlägigen Förderungsmodelle auf die Herstellungskosten abgestimmt sind. Aufgrund der höchst unterschiedlichen Randbedingungen verschiedener Wohnbauprojekte lassen sich Folgekostenprognosen (besser: Einschätzungen) nur schwer präziser beziehungsweise "belastbarer" ermitteln. Im Sinne des in der Nachhaltigkeitsszene verbreiteten Slogans "nutzen statt kaufen" wäre zu prüfen, wie weit aus der TGA bekannte Contracting-Modelle nicht auf Fassaden erweitert werden könnten, zumal die Fassade den Energiebedarf eines Gebäudes neben dem Heizsystem erheblich mitbestimmt. 
Die künftig notwendige verstärkte Integration von Photovoltaik in die Fassaden könnte einen zusätzlichen Anreiz darstellen. Damit wäre das auch für Fassaden relevante Investor-Nutzer-Dilemma entschärft, da ein Anbieter ein klares Interesse haben muss, langfristig niedrige Kosten (Herstellung und Betrieb) sicherzustellen.
In diesem Zusammenhang ist auch darauf hinzuweisen, dass Fassaden, ins-besondere im Wohnbau, künftig neben den Funktionen Erscheinungsbild und (thermische) Gebäudehülle auch jene der Erzeugung erneuerbarer Energie erfüllen müssen. Neben der Kreislauffähigkeit wird bei entsprechender Orientierung auch die Integration von PV-Modulen in Neubau und Sanierung erheblich an Bedeutung gewinnen. Schließlich können Fassaden einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung von Green Deal, Klimaneutralität, Kreislaufwirtschaftsstrategie und anderen Initiativen beitragen. Dies wird bei der Weiterentwicklung bestehender Fassadensysteme zu beachten sein.
(bt)

Bewertungsmatrix
Bewertungsmatrix: Gegenüberstellung der wesentlichen Eigenschaften der einzelnen Fassadensysteme