In den letzten Jahren ist nachhaltiges Gebäudedesign von einem Nischenangebot zu einer zentralen Anforderung der AEC-Branche geworden. Der Klimawandel und seine Herausforderungen rücken immer mehr ins Zentrum der allgemeinen Aufmerksamkeit. Daher ist die Nachfrage nach Gebäuden erheblich gestiegen, die die negativen Auswirkungen auf den Planeten minimieren. Nachhaltiges Gebäudedesign soll diese Nachfrage erfüllen indem umweltfreundliche Maßnahmen in den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes integriert werden.
Was also macht ein nachhaltiges Gebäude aus? Gemäß der EPA ist umweltfreundliches oder nachhaltiges Bauen die Praxis der Schaffung von Strukturen und des Einsatzes von Prozessen, die während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes – von der ersten Idee über den Entwurf, den Bau, den Betrieb und die Instandhaltung bis hin zur Renovierung und zum Rückbau – umweltgerecht und Ressourcen-sparend sind. In dieser Praxis werden über die klassischen Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Nutzen, Haltbarkeit und Komfort hinaus weitere Zielsetzungen für das Bauen formuliert.
Alles in allem gilt ein Gebäude als nachhaltig, wenn ein Gleichgewicht zwischen den geringeren ökologischen Auswirkungen und dem größeren Wohlbefinden der Nutzer erreicht wird. Hierfür ist neben einer sorgfältigen Planung die Umsetzung verschiedener Strategien zur Priorisierung von Effizienz, Erhaltung und Innovation notwendig.
Dieser Leitfaden soll Ihnen dabei helfen, realistische Nachhaltigkeitsziele für Ihre Projekte zu formulieren. Er stellt Ihnen die zentralen Grundsätze und Strategien vor, mit denen Ihre Arbeit für die ökologischen Herausforderungen der Zukunft gerüstet ist.
So legen Sie Ziele für nachhaltige Entwürfe fest
Ein Projekt kann nur dann die ökologischen Vorgaben erfüllen, wenn für den Entwurf klare Nachhaltigkeitsziele gesetzt wurden. Aber wie genau legt man diese Ziele fest? Hierfür unterteilen wir den Vorgang in kleinere, überschaubare Schritte.
Bestimmung von KPIs für den Entwurf nachhaltiger Gebäude
Bestimmen Sie zu Beginn KPIs. Diese Kennzahlen sind messbare Werte, anhand derer Sie die Projektleistung in Bezug auf die Nachhaltigkeit nachverfolgen können. Wichtige KPIs sind beispielsweise ein geringer Energieverbrauch, eine niedrige Abfallmenge oder eine gesundheitsfördernde Innenraumgestaltung.
Aber wie finden Sie die richtigen KPIs für Ihr Projekt? Beachten Sie den Kontext des Projekts, also etwa den Standort und das Budget. Wenn sich Ihr Projekt in einer Region mit hohen Energiekosten befindet, wäre es sinnvoll, der Energieeffizienz die höchste Priorität einzuräumen. In Regionen mit der Gefahr von Wasserknappheit sollte entsprechend das Sparen von Wasser im Vordergrund stehen. Auf die konkreten Umstände maßgeschneiderte KPIs sind relevant und realistisch.
Entwicklung eines nachhaltigen Konstruktionsplans
Der nächste Schritt ist die Entwicklung eines nachhaltigen Konstruktionsplans für Ihr Projekt. Beginnen Sie mit einer klaren Definition Ihrer Ziele auf der Basis der ausgewählten KPIs. Binden Sie die Stakeholder wie Kunden und Mitglieder des Entwurfsteams mit ein damit der Plan auf die Erwartungen und die Projektziele abgestimmt werden kann. Führen Sie eine gründliche Standortanalyse durch, damit Sie die ökologischen Umstände kennen und Möglichkeiten zur Integration nachhaltiger Praktiken ermitteln können.
Nach der Definition der Ziele bestimmen Sie in einem nächsten Schritt die Strategie für die KPIs. (Einige wichtige Strategien werden weiter unten behandelt.) So können beispielsweise durch vor Ort beschaffte Baustoffe die Transportemissionen gesenkt werden, falls Sie dies beabsichtigen. Mit hocheffektiven Klimasystemen wiederum lässt sich der Energieverbrauch erheblich senken, falls dies Ihr Hauptanliegen ist.
Richten Sie zum Schluss ein System zur Überwachung des Fortschritts ein, bei dem auf der Basis von Leistungsdaten und Projektentwicklungsstatus Anpassungen vorgenommen werden können. Regelmäßige Energie-Audits helfen beispielsweise dabei, Verbesserungen im Blick zu behalten und weitere Einsparmöglichkeiten zu entdecken.
Grundsätze und Strategien für nachhaltige Designs
Nachdem Sie ein grundlegendes Verständnis für das Design nachhaltiger Gebäude etabliert haben, können wir uns jetzt darauf konzentrieren, umsetzbare Strategien in Ihre Projekte zu integrieren. Im Folgenden sind einige wichtige Strategien für nachhaltige Entwürfe sowie Methoden zur Umsetzung und Vorteile für die Gebäude und die Umwelt aufgeführt:
1. Integration von Systemen für erneuerbare Energie
Die Integration von Systemen für erneuerbare Energie in Ihr Design, wie etwa Solarzellen oder Windräder, in Ihren Entwurf kann eine zuverlässige und kostengünstige Energieversorgung ermöglichen. Diese Systeme funktionieren am besten in Kombination mit einer Passivbauweise, bei der natürlich vorhandene Energiequellen optimal genutzt werden – etwa, indem das Haus so ausgerichtet wird, dass die Sonneneinstrahlung so lange wie möglich genutzt werden kann.
Mit erneuerbaren Energien reduzieren Sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die Kohlenstoffemissionen. Dadurch wird nicht nur das Gebäude nachhaltiger, sondern langfristig lassen sich auch Kosten für Energie sparen.
Das Bullitt Center in Seattle (eines der größten Gebäude weltweit mit einem positiven Nettoenergiehaushalt) erzeugt beispielsweise über das Jahr gerechnet mehr Strom über Solarzellen, als es verbraucht.
Bullitt Center von Miller Hull. Foto: Joe Mabel, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons
2. Umsetzung von Strategien zur Energieeffizienz
Ausnutzung von Tageslicht und effiziente Beleuchtungssysteme
Wenn Sie das Gebäude so bauen, dass das Tageslicht optimal ausgenutzt werden kann, senken Sie den Bedarf an künstlicher Beleuchtung erheblich. Durch die strategische Positionierung der Fenster und die Nutzung von Lichtregalen (sog. „light shelves“) kann Tageslicht besser in die Räume gelangen. Darüber hinaus senken energiesparende Beleuchtungssysteme wie LED-Lampen und eine intelligente Beleuchtungssteuerung nicht nur der Energieverbrauch, sondern auch die anfallenden Abfallmengen.
Energieeffiziente Heiz- und Kühlsysteme
Eine weitere effektive Strategie ist die Umsetzung energieeffizienter Klimasysteme. Diese Systeme verbrauchen weniger Energie für die Klimatisierung und können den Gesamtenergieverbrauch von Gebäuden sowie die Emissionen deutlich senken. Achten Sie auf Systeme mit regelbaren Motoren, Hochleistungsfiltern und intelligenten Thermostaten.
The Edge von PLP Architecture. Foto: AValečka, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons
3. Auswahl nachhaltiger Baustoffe und -verfahren
Die richtigen Baustoffe können eine Menge ausmachen. Umweltfreundliche Materialien, wie zum Beispiel recycelte oder lokal beschaffte Baustoffe, reduzieren die Abfallmenge und fördern die Nachhaltigkeit. Der Einsatz von wiedergewonnenem Holz und recyceltem Metall senkt nicht nur die Umweltbelastung, sondern verleiht dem Gebäude auch einen einzigartigen Charakter.
Mit den fortschrittlichen Rendering-Funktionen von aktueller Architektursoftware können Sie einfach visualisieren, wie diese Baustoffe in Ihrem Design aussehen, und fundierte Entscheidungen für Ihre Projekte treffen.
Neben nachhaltigen Baustoffen sind auch nachhaltige Bauverfahren sehr wichtig. Eine gute Konstruktion von erfahrenen Profis steht für Langlebigkeit und Effizienz. Durch die Konzentration auf Präzision und Qualität in der Entwurfs- und in der Bauphase können Sie Probleme verhindern, die zu Verschwendung und Ineffizienz führen.
4. Praktiken zum Wassersparen und das Wassermanagement
Effiziente Wassersysteme und Wiederverwendung von Grauwasser
Wasser zu sparen, ist eine grundlegende Voraussetzung für Nachhaltigkeit. Durch effiziente Systeme mit Wasserspar-Armaturen kann der Wasserverbrauch erheblich reduziert werden. Systeme zur Wiederverwendung von Grauwasser, d. h. Abwasser aus Waschbecken und Dusche, das zur Bewässerung oder für die Toilettenspülung genutzt wird, senken den Wasserverbrauch zusätzlich und reduzieren damit die Auswirkungen des Gebäudes auf die Umwelt.
Umweltbewusstes Niederschlagsmanagement
Auch die Niederschlagsmanagement ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Wasserdurchlässiges Pflaster, begrünte Hausdächer und Rückhaltebecken erleichtern den Ablauf, mindern das Risiko von Überschwemmungen und tragen zur Stabilisierung des Grundwasserspiegels bei. Regenwasser kann besser aufgenommen und natürlich gefiltert werden. Außerdem wird es natürlich gefiltert. Davon profitieren die Umwelt und das Gebäude gleichermaßen.
Die Verrohrung für die Nutzung von Grauwasser kann sehr komplex sein und erhöht die Gefahr von Konflikten mit anderen Rohr- und Stromleitungen. Glücklicherweise hilft auch hier Technologie weiter. So lässt sich das Rohrleitungssystem mithilfe von Enscape MEP detailliert visualisieren und simulieren, sodass eine Lösung für die komplexen Probleme gefunden werden kann.
5. Schaffung von gesunden und produktivitätsfördernden Innenräumen
Maximale Ausnutzung des Tageslichts und der natürlichen Belüftung
Tageslicht und natürliche Belüftung können die Qualität der Raumluft verbessern und das Wohlergehen der Nutzer fördern.
Wenn diese Faktoren fehlen, sind die Auswirkungen deutlich wahrnehmbar. Einer aktuellen Studie zufolge beklagt sich mehr als ein Drittel der Arbeitnehmer über zu wenig Tageslicht am Arbeitsplatz. 47 % der Arbeitnehmer geben an, dass fehlendes Tageslicht oder ein Büroarbeitsplatz in weiter Entfernung von einem Fenster zu Müdigkeit oder sehr großer Müdigkeit führten. 43 % berichten, dass der Mangel an Licht sie bedrückt.
Hier lässt sich mit gestalterischen Maßnahmen wie Fenstern, die sich öffnen lassen, Oberlichtern und großen Räumen gegensteuern. Ein besonders gutes Beispiel für diese Herangehensweise ist das Amazon Spheres in Seattle. Die großen Glasflächen lassen sehr viel Tageslicht in das Gebäude, und die offene Architektur sowie die Pflanzen steigern die natürliche Belüftung.
Amazon Spheres von NBBJ. Foto: SounderBruce, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons
Management der Raumluftqualität und biophiles Design
Das Management der Raumluftqualität ist wichtig für die Gesundheit und Produktivität der Menschen in den Gebäuden. Durch den Einsatz von emissionsarmen, nachhaltigen Baustoffen und von Pflanzen im Innenraum kann die Luftqualität erheblich verbessert und für angemessene Belüftung gesorgt werden. Pflanzen filtern nicht nur Schadstoffe aus der Luft, sondern schaffen auch durch das Plus an Natürlichkeit eine angenehmere Umgebung.
Dieser architektonische Ansatz wird als biophiles Design bezeichnet. Dabei werden Innenräume durch natürliche Elemente wie Pflanzen, Tageslicht und Wasserspiele aufgewertet. Biophiles Design verbessert die Qualität der Raumluft, reduziert Stress und fördert einen Bezug zur Natur. Dies schafft letztlich Räume für das Wohlergehen von Menschen und für produktiveres Arbeiten.
6. Umsetzung von Systemen zur Abfallreduzierung
Effiziente Abfallmanagementsysteme
Richten Sie Systeme ein, die das Recycling und die Wiederverwendung erleichtern. Dazu gehören klar markierte Behälter für verschiedene Arten von recyclingfähigen Wertstoffen und Kompostierungsanlagen für organische Abfälle. Schulen Sie die Gebäudenutzer in richtiger Mülltrennung, damit möglichst viele mitmachen und das System so effektiv wie möglich funktioniert.
Optimale Nutzung von Baustoffen und Recycling von Bauabfällen
Planen Sie den Einsatz von Baustoffen genau, um Abfälle zu vermeiden, und recyceln Sie Bauabfälle. Durch Vorfertigung kann verhindert werden, dass viele Reststücke anfallen. Baustoffe wie Beton, Holz und Metall können recycelt oder einer neuen Verwendung zugeführt werden. Wenn Sie mehr Baustoffe mit Recyclinganteil nutzen, entsteht eine Kreislaufwirtschaft für Ihre Bauprojekte, die vom Anfang bis zum Ende für Nachhaltigkeit sorgt.
7. Maximierung des Standortpotenzials
Nutzung des Standorts und der natürlichen Begebenheiten
Die Auswahl eines Standorts, der die natürlichen Begebenheiten nutzt, kann einen positiven Effekt auf die Nachhaltigkeit haben. Wenn Sie an einem Standort bauen, auf dem sich bereits Bäume und Gewässer befinden, sind weniger Maßnahmen zur Landschaftsgestaltung erforderlich. Außerdem ist das Gebäude besser in die Umwelt integriert. Beim Entwurf eines neuen Gebäudes kann ein ausgefeiltes 3D-Architekturmodell der Umgebung eine gute Ausgangsbasis sein.
Klimagerechte Designstrategien
Die Berücksichtigung des lokalen Klimas beim Entwurf von Gebäuden kann zur Optimierung des Energieverbrauchs und zu einem höheren Nutzungskomfort beitragen. Der Einsatz von Beschattungsanlagen bei heißem Klima und die Speicherung von Wärme in kälteren Regionen können einen erheblichen Unterschied ausmachen.
Vergessen Sie nicht, dass Sie hier ebenfalls Technologie für eine ausführliche Analyse nutzen können.
So können Designer zum Beispiel bei Enscape mit Revit mit der Solar Study-Funktion die Auswirkungen von Sonnenlicht und Schatten auf das Gebäude visualisieren. So erhalten Sie einen Einblick, wie die Form des Gebäudes, der Standort und die Position der Fenster im Jahresverlauf mit dem Sonnenlicht interagieren. Auf dieser Grundlage können Sie fundierte Entscheidungen für mehr Energieeffizienz und Nutzerkomfort treffen.
Angepasste Neunutzung bestehender Gebäude
Die angepasste Neunutzung von Gebäuden wird als nachhaltiger Ansatz in der Stadtentwicklung zunehmend beliebter. Durch diese Vorgehensweise werden Abfallmengen reduziert, die Nachhaltigkeit gefördert und historische Gebäude bewahrt, weil sie auf eine neue Weise genutzt werden können.
Mit der steigenden Relevanz der angepassten Neunutzung kann die BIM-Technologie den Entwurfsprozess vereinfachen. BIM ermöglicht eine detaillierte Visualisierung und Planung und gibt Architekten damit die Möglichkeit, vorhandene Gebäude genau zu beurteilen und Änderungen zu planen. Alle Änderungen, wie die Ergänzung von Systemen und Anlagen sowie die Umgestaltung von Räumen, sind nahtlos in den vorhandenen Gebäuderahmen integriert. Das senkt das Risiko struktureller Probleme und erhöht die Chancen auf einen Erfolg des Projekts.
8. Entwürfe für Resilienz und langfristige Nachhaltigkeit
Wenn bei den Entwürfen Resilienz und langfristige Nachhaltigkeit im Mittelpunkt stehen, geht es darum, die Funktionalität und Effizienz des Gebäudes über die gesamte Nutzungsdauer zu erhalten. Dafür müssen widerstandsfähige Baustoffe eingesetzt werden, die extremem Wetter standhalten. Durch die Integration von Systemen für erneuerbare Energie wird die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Quellen reduziert. Flexible Entwürfe für die Raumnutzung ermöglichen eine einfache Anpassung an den zukünftigen Bedarf.
Fortschrittliche Technologien für die Überwachung und Instandhaltung von Gebäudesystemen können dazu beitragen, Probleme zu verhindern, und sorgen auf lange Sicht für einen effizienten Betrieb. Diese Herangehensweise trägt dazu bei, dass langfristig robuste und nachhaltige Gebäude entstehen.
Wenn Sie diese Nachhaltigkeitsstrategien verstehen und umsetzen, können Sie Gebäude schaffen, die nicht nur minimale ökologische Auswirkungen haben, sondern auch dem Wohlergehen ihrer Nutzer dienen. Durch diesen ganzheitlichen Ansatz leisten Ihre Projekte einen positiven Beitrag für Umwelt und Gesellschaft. Die geringeren CO2-Emissionen und die verbesserte Ressourceneffizienz helfen im Kampf gegen den Klimawandel.
9. Einsatz von Technologie für intelligente Entscheidungen in einer frühen Entwurfsphase
In diesem Leitfaden ist mehrmals die Bedeutung von Technologie bei der Festlegung und Erreichung der Nachhaltigkeitsziele betont worden – aus gutem Grund. Durch die frühzeitige Integration einer Analyse der Gebäudeleistung können Architekten fundiertere Entscheidungen treffen, die zu erheblich besseren Projektergebnissen führen. Für eine gute Analyse der Gebäudeleistung müssen Sie auf die richtigen Instrumente zurückgreifen.
Eine neue Spitzensoftware für diesen Zweck ist Enscape Impact. Enscape Impact, gemeinsam von IES und Chaos entwickelt, kombiniert Energiemodellierung und Real-Time Rendering. Architekten können so die Energieanalyse in ihren Design-Workflow integrieren und in einer frühen Phase Entscheidungen auf der Basis von Energieeffizienz, simuliertem Energieverbrauch und Daten zu Kohlenstoffemissionen treffen. Sie sehen in Real-time, wie sich die Auswahl verschiedener Baustoffe oder die Ausrichtung des Gebäudes auf die Gesamt-Energieeffizienz und die CO2-Bilanz des Entwurfs auswirken. Anschließend können sie sich für die Option entscheiden, die am besten die Nachhaltigkeits- und Entwurfsziele erfüllt.
Wenn Sie Enscape Impact ausprobieren möchten, können Sie sich hier zum Testen der Beta-Version anmelden.
Enscape Impact: Wie hoch ist der Anzeige des endgültigen Energieverbrauchs?
Zertifizierungen für nachhaltiges Bauen
Damit Ihr Gebäude hohe Nachhaltigkeitsstandards erfüllt, sollten Sie prüfen, ob es die Kriterien von allgemein anerkannten Zertifizierungen erfüllt. Für diese Zertifizierungen werden verschiedene Aspekte der Gebäudeleistung, angefangen bei der Energieeffizienz bis hin zum Wohlergehen der Nutzer, beurteilt. Zu den wichtigsten Zertifizierungen zählen:
- LEED (Leadership in Energy and Environmental Design): Die weithin anerkannte LEED-Zertifizierung beurteilt den Energieverbrauch, die Wassereffizienz und die Raumklimaqualität.
- BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method): Der Schwerpunkt dieser Zertifizierung liegt auf ökologischen Aspekten in Kategorien wie Energie, Gesundheit und Baustoffe.
- Green Star: Diese Zertifizierung ist insbesondere in Australien und Neuseeland verbreitet und beleuchtet Aspekte wie Wassereffizienz, Raumklimaqualität und Innovation.
- WELL Building Standard: Schwerpunkt dieser Zertifizierung sind die Gesundheit und das Wohlergehen der Nutzer. Dabei werden Faktoren wie Luft, Wasser, Licht und Komfort bewertet.
Mit diesen Zertifizierungen sorgen Sie dafür, dass Ihr Gebäude strenge Nachhaltigkeits- und Umweltstandards erfüllt und damit einen wichtigen Beitrag für Umwelt und Gesellschaft leistet.
Auf dem Weg in eine grünere Zukunft: Fazit
Die Erderwärmung und der Klimawandel sind die drängendsten Probleme, denen wir uns aktuell stellen müssen. Daher ist nachhaltiges Bauen nicht mehr bloß eine Option, sondern eine Notwendigkeit. Durch die Integration umweltfreundlicher Praktiken im Lebenszyklus eines Gebäudes können wir Strukturen schaffen, die die Auswirkungen auf die Umwelt minimieren und das Wohlergehen der Nutzer fördern. Die einzelnen Schritte, wie das Festlegen nachhaltiger Entwurfsziele mit klaren KPIs oder die Nutzung von Systemen für erneuerbare Energien und der Einsatz nachhaltiger Baustoffe, tragen dazu bei, unsere Welt grüner und gesünder zu gestalten.
Mithilfe von Technologie können Sie die Planung und Ausführung nachhaltiger Entwürfe deutlich erleichtern. Tools wie Enscape Impact machen eine frühe Analyse von Entwürfen möglich und sorgen dafür, dass gleich zu Beginn die richtigen Entscheidungen getroffen und Nachhaltigkeitsziele effizient und effektiv erreicht werden.
Enscape Impact is jetzt als kostenlose offene Beta-Version erhältlich. Hier erfahren Sie mehr.
