Zirkularität in der Gebäudetechnikplanung - Möglichkeiten, Kosten und Geschäftsmodelle

AI Quick Summary

Um künftig kreislauffähige Gebäudetechnikkonzepte anbieten zu können, wurde ein Kaskadenmodell für die Planung von zirkulärer Gebäudetechnik entwickelt. Mit diesem Innovationsprojekt soll der Prototyp dieses Modells weiterentwickelt und an einem realen Objekt auf theoretischer Ebene überprüft werden. Am Ende des Projekts sollen Aussagen darüber gemacht werden können, wie sich die Anwendung des Kreislaufgedankens bei der Gebäudetechnikplanung auf Kosten, Ökobilanz und Geschäftsmodelle auswirkt. Erste Pilotprojekte haben eindrucksvoll gezeigt, dass die Vision des zirkulären Bauens umsetzbar ist. Obwohl die Gebäudetechnik bei der Erstellung eines Neubaus bis zu einem Drittel an die Graue Energie beiträgt (SYGREN, Settembrini et al., 2021), hat sie bei diesen Pilotprojekten bisher eher eine untergeordnete Rolle gespielt. Damit die Branche dem Ziel von Netto-Null-Gebäuden entscheidende Schritte näher kommt, sollten bei der Fachplanung der Gebäudetechnik vermehrt und konsequent die Ansätze des zirkulären Bauens verfolgt werden.Mit der Unterstützung des "NTN Innovation Booster Circular Building Industry" soll wertvolle Grundlagenarbeit ermöglicht werden, damit der interessierten Bauherrschaft künftig kreislauffähige Projektvarianten angeboten werden können. Basierend auf den 5R des Materialmanagements wurde ein Prototyp eines Modells für die Planung von zirkulärer Gebäudetechnik entwickelt. Dieses Kaskadenmodell soll weiterentwickelt und an einem realen Projekt überprüft werden. Dazu wird parallel zu einem laufenden konventionellen Gebäudetechnikprojekt ein zweites, kreislauffähiges Konzept erstellt. Die beiden Varianten werden anschliessend miteinander verglichen. Beim Vergleichsobjekt handelt es sich um ein MFH oder ein Gebäude mit Mischnutzung (Wohnen/Gewerbe).Im Fokus des Innovationsprojekts steht die Verifizierung der Anwendbarkeit des Kaskadenmodells zirkuläre Gebäudetechnik. Es sollen Aussagen darüber gemacht werden können, wie sich dessen Anwendung auf das Gebäude, den Planungsprozess sowie die Lebenszykluskosten und die Ökobilanz auswirkt und ob/welche Hindernisse auftreten. Erlaubt es der Projektverlauf, soll zusätzlich geprüft werden, welche Geschäftsmodelle sich für die Skalierung von kreislauffähiger Gebäudetechnikplanung eignen.Welches Problem löst die Idee?Es fehlen grundlegende Methodiken für die gesamtheitliche Anwendung des Kreislaufgedankens bei der Planung von gebäudetechnischen Anlagen. Diese sind aber die Grundlage dafür, dass Ingenieurinnen und Planer proaktiv oder reaktiv mit Lösungen auf Anforderungen von der Bestellerseite reagieren und damit die Wertschöpfungskette gleich zu Beginn mit dem Thema bedienen können.Wer sind die Kunden und wie werden sie von der Lösung profitieren?Hauptkunden sind Bauherrschaften und nachhaltigkeitsorientierte Investoren. Sie profitieren bei kreislauffähigen Gebäudetechniklösungen von einer höheren Investitionssicherheit und einer höherer Werterhaltung. Zudem ist zu erwarten, dass kreislauffähige Lösungen bei der Erreichung von Gebäude-Nachhaltigkeitslabels stärker in den Fokus rücken werden.Gebäudetechnikkomponenten weisen in der Regel eine kürzere Lebensdauer auf als die Gebäudekonstruktion. Eine kreislaufgerechte Planung zielt damit auf tiefere Kosten bei Unterhalt und Nutzungsänderungen.Weitere Stakeholder in der Wertschöpfungskette sind Architekturbüros, Lieferanten und das Facility Management.Zukunftsgerichtete Architekturbüros profitieren von Partnern mit Know-How in der Planung von kreislauffähiger Gebäudetechnik. So können von Beginn weg gesamtheitliche und zirkuläre Gebäude geplant werden.Lieferanten von kreislauffähigen Gebäudetechnikkomponenten profitieren davon, dass ihre kreislauffähigen Produkte und Konzepte im breiten Markt berücksichtigt werden.Tiefere Kosten heisst das Ziel im FM, weil mit einer kreislauffähigen Gebäudetechnik auch ein tieferer Unterhalts- und Wartungsaufwand angestrebt wird.Welche Personen/Unternehmen sind Teil des Teams und welche Rolle spielen sie?HHM: Implementierungspartner, Konzept, FachplanungDie Zusammenstellung des Teams mit Fachpersonen aus Forschung und Innovation läuft zurzeit. Folgende Rollen sind vorgesehen:Zirkular, Kerstin Müller: Fachperson Zirkuläres Bauen und GeschäftsmodellePraxiserfahrung ins Projekt einbringenHSLU, Gianrico Settembrini: Fachperson Graue Energie GebäudetechnikPriorisierung der Gebäudetechnikkomponenten nach UmweltverträglichkeitFachperson Daten / LCC und LCAZusammenstellung der Daten für gehaltvolle Aussagen am ProjektendeFachperson NormenEinfluss der Normen auf den Bau von zirkulärer GebäudetechnikWie wirkt sich die Idee positiv auf die Umwelt aus?Die bereits in sehr frühen Planungsphasen (Strategische Planung, Vorstudien, Anfang Vorprojekt) getroffenen Entscheidungen beeinflussen die Umweltverträglichkeit und die Lebenszykluskosten des Gebäudes massgeblich. Setzen zirkuläre Gebäudetechnikkonzepte bereits dort an, dann verringert dies den Einsatz von Primärrohstoffen und führt gleichzeitig zu einer Verbesserung der CO2-Bilanz.Die Gebäudetechnik trägt bis zu einem Drittel an die Graue Energie eines Neubaus bei, der Hebel für CO2-Einsparungen bei der Gebäudetechnikplanung ist entsprechend gross. Das Denken und Planen in Kreisläufen ist der schnellste Weg zu einem Netto-Null-Gebäude! Mit der Anwendung und Weiterentwicklung des Kaskadenmodells für zirkuläre Gebäudetechnikplanung soll die Umweltverträglichkeit des Baus von gebäudetechnischen Anlagen verbessert werden.Das Innovationsprojekt soll konkretere Aussagen zu LCC und LCA ermöglichen.Wurde die Idee bereits getestet? Wenn ja, wie?Es gibt am Markt noch keine kreislauffähigen Gesamtgebäudetechnikkonzepte. Gewisse Ansätze wie das Design-for-Disassembly wurden in der NEST-Unit UMAR (Urban Mining & Recycling) bereits angewendet. Die Erkenntnisse daraus sollen in das geplante Innovationsprojekt miteinfliessen.Woran würdet ihr während der Booster-Förderung arbeiten?Weiterentwicklung und Proof-of-Concept des Kaskadenmodells für zirkuläre GebäudetechnikplanungErstellung eines kreislauffähigen Gebäudetechnikkonzepts für ein reales Objekt (MFH oder Mischnutzung Wohnen/Gewerbe)Vergleich der beiden Projektvarianten mit dem Ziel, Grundlagen für Geschäftsmodelle zu schaffenDatenerstellung (LCA und LCC)Analyse der Auswirkungen auf den PlanungsprozessAnalyse von möglichen Hindernissen (bspw. Normen, Produktverfügbarkeiten)GeschäftsmodelldesignAnmerkung: Je nach Projektverlauf, im Vordergrund stehen die zuvor aufgeührten Teilprojekte.Was werdet ihr am Ende des Booster-Programms als Endprodukt der Förderung vorlegen?Projektbericht (Proof-of-Concept, Ergebnis-Vergleich, Analysen)Konzept zirkuläre GebäudetechnikGeschäftsmodelldesignÜberblick über nächste Schritte der ImplementierungWas erhofft ihr euch vom Booster?Finanzielle Unterstützung als Beitrag an die Initialisierung des Innovationsprojekts und die Möglichkeit des Einbezugs von Projektpartnern mit ihrem Know-How. Mit der Förderung aus dem Booster wird sichergestellt, dass das Projekt aufseiten des Implementierungspartners breit abgestützt ist und mit Priorität vorangetrieben werden kann.Kaskadenmodell Zirkuläre GebäudetechnikWelche Gebäudetechnikkomponenten können weggelassen werden? (Refuse - No-Tech)Welche Komponenten können vereinfacht werden? (Reduce - Low-Tech)Welche Komponenten sind gut geeignet, um von einem Rückbau übernommen zu werden? (Reuse)Welche Komponenten sind aus Sekundärrohstoffen hergestellt oder mit Cradle2Cradle-Zertifizierung verfügbar? (Recycle)Welche Komponenten sind aus naturbasierten Materialien hergestellt? (Rot)Alle Komponenten sollen nach dem Prinzip des "Design-for-Disassembly" geplant werden.

Project Idea Metadata

• Project Idea Name: Zirkularität in der Gebäudetechnikplanung - Möglichkeiten, Kosten und Geschäftsmodelle
• Date: 12/16/2021 1:48:30 PM
• Administrators:
  • Lukas Brugger

Project Idea Description

Erste Pilotprojekte haben eindrucksvoll gezeigt, dass die Vision des zirkulären Bauens umsetzbar ist. Obwohl die Gebäudetechnik bei der Erstellung eines Neubaus bis zu einem Drittel an die Graue Energie beiträgt (SYGREN, Settembrini et al., 2021), hat sie bei diesen Pilotprojekten bisher eher eine untergeordnete Rolle gespielt. Damit die Branche dem Ziel von Netto-Null-Gebäuden entscheidende Schritte näher kommt, sollten bei der Fachplanung der Gebäudetechnik vermehrt und konsequent die Ansätze des zirkulären Bauens verfolgt werden.

Mit der Unterstützung des "NTN Innovation Booster Circular Building Industry" soll wertvolle Grundlagenarbeit ermöglicht werden, damit der interessierten Bauherrschaft künftig kreislauffähige Projektvarianten angeboten werden können. Basierend auf den 5R des Materialmanagements wurde ein Prototyp eines Modells für die Planung von zirkulärer Gebäudetechnik entwickelt. Dieses Kaskadenmodell soll weiterentwickelt und an einem realen Projekt überprüft werden. Dazu wird parallel zu einem laufenden konventionellen Gebäudetechnikprojekt ein zweites, kreislauffähiges Konzept erstellt. Die beiden Varianten werden anschliessend miteinander verglichen. Beim Vergleichsobjekt handelt es sich um ein MFH oder ein Gebäude mit Mischnutzung (Wohnen/Gewerbe).

Im Fokus des Innovationsprojekts steht die Verifizierung der Anwendbarkeit des Kaskadenmodells zirkuläre Gebäudetechnik. Es sollen Aussagen darüber gemacht werden können, wie sich dessen Anwendung auf das Gebäude, den Planungsprozess sowie die Lebenszykluskosten und die Ökobilanz auswirkt und ob/welche Hindernisse auftreten. Erlaubt es der Projektverlauf, soll zusätzlich geprüft werden, welche Geschäftsmodelle sich für die Skalierung von kreislauffähiger Gebäudetechnikplanung eignen.

Welches Problem löst die Idee?

Es fehlen grundlegende Methodiken für die gesamtheitliche Anwendung des Kreislaufgedankens bei der Planung von gebäudetechnischen Anlagen. Diese sind aber die Grundlage dafür, dass Ingenieurinnen und Planer proaktiv oder reaktiv mit Lösungen auf Anforderungen von der Bestellerseite reagieren und damit die Wertschöpfungskette gleich zu Beginn mit dem Thema bedienen können.

Wer sind die Kunden und wie werden sie von der Lösung profitieren?

Hauptkunden sind Bauherrschaften und nachhaltigkeitsorientierte Investoren. Sie profitieren bei kreislauffähigen Gebäudetechniklösungen von einer höheren Investitionssicherheit und einer höherer Werterhaltung. Zudem ist zu erwarten, dass kreislauffähige Lösungen bei der Erreichung von Gebäude-Nachhaltigkeitslabels stärker in den Fokus rücken werden.

Gebäudetechnikkomponenten weisen in der Regel eine kürzere Lebensdauer auf als die Gebäudekonstruktion. Eine kreislaufgerechte Planung zielt damit auf tiefere Kosten bei Unterhalt und Nutzungsänderungen.

Weitere Stakeholder in der Wertschöpfungskette sind Architekturbüros, Lieferanten und das Facility Management.

Zukunftsgerichtete Architekturbüros profitieren von Partnern mit Know-How in der Planung von kreislauffähiger Gebäudetechnik. So können von Beginn weg gesamtheitliche und zirkuläre Gebäude geplant werden.

Lieferanten von kreislauffähigen Gebäudetechnikkomponenten profitieren davon, dass ihre kreislauffähigen Produkte und Konzepte im breiten Markt berücksichtigt werden.

Tiefere Kosten heisst das Ziel im FM, weil mit einer kreislauffähigen Gebäudetechnik auch ein tieferer Unterhalts- und Wartungsaufwand angestrebt wird.

Welche Personen/Unternehmen sind Teil des Teams und welche Rolle spielen sie?

• HHM: Implementierungspartner, Konzept, Fachplanung
• Die Zusammenstellung des Teams mit Fachpersonen aus Forschung und Innovation läuft zurzeit. Folgende Rollen sind vorgesehen:
• Zirkular, Kerstin Müller: Fachperson Zirkuläres Bauen und Geschäftsmodelle
• Praxiserfahrung ins Projekt einbringen
• HSLU, Gianrico Settembrini: Fachperson Graue Energie Gebäudetechnik
• Priorisierung der Gebäudetechnikkomponenten nach Umweltverträglichkeit
• Fachperson Daten / LCC und LCA
• Zusammenstellung der Daten für gehaltvolle Aussagen am Projektende
• Fachperson Normen
• Einfluss der Normen auf den Bau von zirkulärer Gebäudetechnik

Wie wirkt sich die Idee positiv auf die Umwelt aus?

Die bereits in sehr frühen Planungsphasen (Strategische Planung, Vorstudien, Anfang Vorprojekt) getroffenen Entscheidungen beeinflussen die Umweltverträglichkeit und die Lebenszykluskosten des Gebäudes massgeblich. Setzen zirkuläre Gebäudetechnikkonzepte bereits dort an, dann verringert dies den Einsatz von Primärrohstoffen und führt gleichzeitig zu einer Verbesserung der CO2-Bilanz.

Die Gebäudetechnik trägt bis zu einem Drittel an die Graue Energie eines Neubaus bei, der Hebel für CO2-Einsparungen bei der Gebäudetechnikplanung ist entsprechend gross. Das Denken und Planen in Kreisläufen ist der schnellste Weg zu einem Netto-Null-Gebäude! Mit der Anwendung und Weiterentwicklung des Kaskadenmodells für zirkuläre Gebäudetechnikplanung soll die Umweltverträglichkeit des Baus von gebäudetechnischen Anlagen verbessert werden.

Das Innovationsprojekt soll konkretere Aussagen zu LCC und LCA ermöglichen.

Wurde die Idee bereits getestet? Wenn ja, wie?

Es gibt am Markt noch keine kreislauffähigen Gesamtgebäudetechnikkonzepte. Gewisse Ansätze wie das Design-for-Disassembly wurden in der NEST-Unit UMAR (Urban Mining & Recycling) bereits angewendet. Die Erkenntnisse daraus sollen in das geplante Innovationsprojekt miteinfliessen.

Woran würdet ihr während der Booster-Förderung arbeiten?

• Weiterentwicklung und Proof-of-Concept des Kaskadenmodells für zirkuläre Gebäudetechnikplanung
• Erstellung eines kreislauffähigen Gebäudetechnikkonzepts für ein reales Objekt (MFH oder Mischnutzung Wohnen/Gewerbe)
• Vergleich der beiden Projektvarianten mit dem Ziel, Grundlagen für Geschäftsmodelle zu schaffen
• Datenerstellung (LCA und LCC)
• Analyse der Auswirkungen auf den Planungsprozess
• Analyse von möglichen Hindernissen (bspw. Normen, Produktverfügbarkeiten)
• Geschäftsmodelldesign
• Anmerkung: Je nach Projektverlauf, im Vordergrund stehen die zuvor aufgeührten Teilprojekte.

Was werdet ihr am Ende des Booster-Programms als Endprodukt der Förderung vorlegen?

• Projektbericht (Proof-of-Concept, Ergebnis-Vergleich, Analysen)
• Konzept zirkuläre Gebäudetechnik
• Geschäftsmodelldesign
• Überblick über nächste Schritte der Implementierung

Was erhofft ihr euch vom Booster?

Finanzielle Unterstützung als Beitrag an die Initialisierung des Innovationsprojekts und die Möglichkeit des Einbezugs von Projektpartnern mit ihrem Know-How. Mit der Förderung aus dem Booster wird sichergestellt, dass das Projekt aufseiten des Implementierungspartners breit abgestützt ist und mit Priorität vorangetrieben werden kann.

Kaskadenmodell Zirkuläre Gebäudetechnik

1. Welche Gebäudetechnikkomponenten können weggelassen werden? (Refuse - No-Tech)
2. Welche Komponenten können vereinfacht werden? (Reduce - Low-Tech)
3. Welche Komponenten sind gut geeignet, um von einem Rückbau übernommen zu werden? (Reuse)
4. Welche Komponenten sind aus Sekundärrohstoffen hergestellt oder mit Cradle2Cradle-Zertifizierung verfügbar? (Recycle)
5. Welche Komponenten sind aus naturbasierten Materialien hergestellt? (Rot)

Alle Komponenten sollen nach dem Prinzip des "Design-for-Disassembly" geplant werden.

Um künftig kreislauffähige Gebäudetechnikkonzepte anbieten zu können, wurde ein Kaskadenmodell für die Planung von zirkulärer Gebäudetechnik entwickelt. Mit diesem Innovationsprojekt soll der Prototyp dieses Modells weiterentwickelt und an einem realen Objekt auf theoretischer Ebene überprüft werden. Am Ende des Projekts sollen Aussagen darüber gemacht werden können, wie sich die Anwendung des Kreislaufgedankens bei der Gebäudetechnikplanung auf Kosten, Ökobilanz und Geschäftsmodelle auswirkt.