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Cradle to Cradle (C2C) inspirierte Isolierung in der Gebäudetechnik

Die öffentliche Debatte um nachhaltige Dämmstoffe im Bezug auf Architektur ist bekannt. In der technischen Ausrüstung sind die Anforderungen an Werkstoffe größer und die Informationsquellen sind nicht erschöpfend.

Nun schauen wir uns technische Dämmung in der Anlagentechnik und der techn. Gebäudeausrüstung von Rohrleitungssystemen, Lüftungskanälen, Brandschutz sowie sonstigen Bauteilen aus Cradle to Cradle Sichtweise etwas genauer an.

Was bedeutet Cradle to Cradle für technische Isolierung

Cradle to Cradle bedeutet von der Wiege zur Wiege und ist auch als Kreislaufwirtschaft in Allermunde. Es wird davon ausgegangen, dass der Mensch einen positiven Fußabdruck haben kann. Das Ziel ist es mehr Mehrwert für das Quartier und Umwelt zu generieren.

Prof. Dr. Braungart spricht von der Intelligenten Verschwendung.

Demnach ist Verzicht und Einschränkung kein Ziel.

Dies können wir erreichen indem wir Produkte oder auch Gebäude und deren Komponenten vom Beginn an so Konzipieren, dass sie Mehrwert bringen.

Das C2C Konzept ist in erster Linie ein Designkonzept, das sich an 4 Prinzipien orientiert:

1. Alles ist Nährstoff

Bei C2C gibt es keinen Müll. Jedes Nebenprodukt, jeder Abfall, ist Nährstoff oder Rohstoff, aus dem etwas neues entstehen kann. Alle Materialien zirkulieren in kontinuierlichen Kreisläufen. Befreit von Abhängigkeit endlicher Ressourcen und schafft Müll ab.

2. Regenerative Energie

Sonne, Wind und Wasserkraft können im großen Maßstab genutzt werden

3. Vielfalt

Vielfalt ist gewollt. Vielfalt ist Überlebensstrategie. ist stabilisierender Faktor. Denn Systeme, egal ob natürliche, technische, gesellschaftliche oder wirtschaftliche, Systeme mit Vielfalt/Diversität sind resilienter/widerstandsfähiger gegen Störungen. Vielfalt findet mehr, individuellere, passendere, schlicht bessere Lösungen

  1. Allgemeinwohl

Was ist das Ziel allen Tuns auf der Erde? Das Allgemeinwohl. Ursprüngliche Ziel unseres Wirtschaftens, so wie es in vielen Verfassungen festgehalten ist: (C2C Regionalgruppe Hamburg, 2019)

Welche Anforderungen werden an Prozess- und Haustechnik gestellt und welche C2C Zertifizierte Produkte gibt der Markt her?

Die Zahl der zukunftsfähigen Unternehmen wächst stetig und wie die Recherche auf https://www.c2ccertified.org ergab, gibt es für jede vorstellbare Anwendung schon C2C Zertifizierte Produkte.

Anwendung Maßnahme C2C Produkte Baustoffklasse
Minimierung der Wärme-
verluste
Heizungs-
leitungen
Dämmung Thermaflex

ThermaSmart PRO Rohrisolierung

BL s1,d0 schwer-entflammbar
Minimierung der
Wärme-
abgabe
Kalt-wassersätze Dämmung Thermaflex

ThermaSmart PRO Rohrisolierung

BL s1,d0 schwer-entflammbar
Schall-
dämmung
Lüftungs-
anlagen
Dämmung von Kanälen ThermaSmart PRO Plattenware B s2,d0 schwer-entflammbar
Schall
übertragung
Befestigungs-mittel /

Schellen o. ä.

Hersteller: Würth VARIFIX®
Brand-
schutz
Lüftung in Flucht-bereichen Verkleidung B&N Knauf

Gipsplatten

A, nicht brennbar
Tauwasser-
vermeidung, Kondensat
Kaltgasleitung, Kühlaggregate Dämmung Thermaflex

ThermaSmart PRO Rohrisolierung

BL s1,d0 schwer-entflammbar
Frostsicherheit Anlagen mit Stillstands-zeiten Begleit-heizung Nicht verfügbar
Stoßfestigkeit Tiefgaragen, Technikräume Blechmantel RHEINZINK-prePATINA® A, nicht brennbar

Welche Materialien zur Isolierung von Rohrleitungen werden derzeit verwendet?

Johannes Stiglmair (C2C Regionalgruppe Berlin) hat mit seinem C2C Leitfaden für die Gebäudetechnik Pionierarbeit für die technische Gebäudeausrüstung geleistet. Hier ein Auszug aus dem Kapitel

Rohrleitungsisolierung

PE (Polyethylen):

Grundsätzlich könnte eine PE-Dämmung C2C-Kriterien erfüllen, da es sich zumeist um ein sortenreines Material handelt. Die im Markt vorhandenen PE-Isolierungen müssen aber hingehend der Materialzusammensetzung noch weiter optimiert werden; das Material darf keine giftigen Abgase bei Feuer abgeben und der Klebstoff bzw. die Verbindungsart (Schweißen) muss nach C2C-Kriterien optimiert werden. Es wäre auch noch eine Herstellung von PE aus nachwachsenden Rohstoffen zu betrachten.

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Leitfadens bietet lediglich die Firma Thermaflex eine C2C-zertifizierte Rohrleitungsdämmung an; die Dämmung “Flexalan 600” erreicht das Silber Level, und die Firma will auch alte Dämmungen dieses Systems zurücknehmen.

Steinwolle (mit Alu kaschiert):

Das Recycling von Stein-/Mineralwolle ist theoretisch möglich[1], erfordert jedoch eine spezielle Recyclinglogistik, die noch aufzubauen ist. Die Firma Rockwool nimmt Steinwolle nach der Nutzungsphase wieder zurück und macht neue Steinwolle daraus („Rock Cycle“); bisher ist dieser aber auf Material aus Flachdachprodukten beschränkt – für Rohrdämmungen gibt es jedoch noch kein Recycling dieser Art.

PUR (Polyurethan):

Rohrisolierungen aus PUR-Schaum besitzen eine Schalung aus PVC. Dies macht einen Einbau nach C2C-Kriterien nicht möglich, da PVC auf der „C2C-Banned List“ des PII für technischen und biologischen Kreislauf steht. PUR kann auf Basis von Erdöl oder nachwachsende Rohstoffen hergestellt sein; nach OEKOBAU.DAT: 2.4.01 kann PUR-Dämmung bisher jedoch nur verbrannt werden, wobei u. U. toxische Gase entstehen.

Kalziumsilikat:

Es gibt eine C2C Gold zertifizierte Dämmung (noch keine Rohrisolierung verfügbar), „Calsostat“ von Evonik; diese hat ähnliche Materialeigenschaften, ist aber frei von Giftstoffen und nach Herstellerangaben recyclingfähig.[2]

Kautschuk:

Bisher gibt es keine C2C-zertifizierte Kautschuk-Dämmung. Die Firma Armaflex entwickelt das System “Armaflex ultima”; die Firma wirbt mit PVC- und VOC-Freiheit und bietet lösungsmittelfreien Klebstoff an. Ob diese Produkte die C2C-Kriterien einhalten, kann derzeit noch nicht beurteilt werden und müsste in einer späteren Überarbeitung des Leitfadens eingearbeitet werden.

Sonstiges Isoliermaterial:

Als weitere Alternative können ökologische Dämmstoffe wie Stopfhanf gelten[3]; diese Naturprodukte können bedenkenlos eingebaut werden und entsprechen im unbehandelten Zustand auch dem C2C-Prinzip. Es ist dabei auf die Brandschutzklasse zu achten; je nach Hersteller wird die Brandschutzklasse nach DIN EN 13501-1[4] mit B2 oder B1 angegeben.

Klebstoff:

Neben dem Isoliermaterial selbst sind auch die häufig verwendeten Klebeverbindungen zu berücksichtigen; dabei ist neben der Art des Klebers zu beachten, dass die Recyclingfähigkeit durch die Einbauart nicht verringert werden darf. Kleber sind generell so effizient wie möglich einzusetzen.

Für die Rohrisolierung gibt es lösungsmittelfreie Klebstoffe auf Wasserbasis (Armaflex SF 990).

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Leitfadens gab es noch keinen C2C-zertifizierten Klebstoff.

Wer mehr dazu lesen will, findet auf der Arup Homepage mehr Informationen dazu.

https://www.arup.com/perspectives/publications/promotional-materials/section/guideline-for-building-services-design-inspired-by-cradle-to-cradle-concept?query=cradle

Natürlich spielen die Kosten in der Baubranche eine große Rolle. Darum werden in folgendem abschnitt

Die Preise (Einzelhandel) gelten für ein DN 20 er Rohr mit 100 % Dämmung nach EnEV.

  1. Mineralwolle Rohrisolierung

ca. 3 €/m

  1. Polyethylen Isolierschlauch

ca. 2 €/m

    1. Thermasmart Pro

Ca. 3,81 €

  1. Kautschuk Rohrisolierung

ca. 5 €/m

  1. PUR Isolierung mit PVC-Ummantelung ca. 2,5 €/m

Zu 2 muss erwähnt werden das die ThermaSmart Dämmung einen optimierten Wärmeleitkoeffizienten hat und somit weniger Energie verloren geht.

Für Technikschächte sind Einblasdämmung aus z.B. Steinwolle zugelassen. Die Dämmwerte werden verbessert und der Montageaufwand wird geringer. Folgende Produkte können für Installationsschächte angewendet werden.

  1. Seegras Installationsschacht Einblasdämmung

50 €/m²

  1. Zellulosedämmung

42 €/m³

Für erdverlegte Rohrleitungen oder extrem hohe Anforderungen an Diffusion und Belastbarkeit gibt es noch Rohrdämmschalen aus Glasschaum

  1. Foamglas Preis auf Anfrage

Was erwartet die Gebäude- oder Anlagen- Besitzer, wenn die Isolierung ausgedient hat?

Um den Anforderungen an Dämmstoffe zu genügen werden teils kritische Substanzen beigefügt.

Formaldehyd, Pentan, Hexan, künstliche Mineralfasern, Fluor Chlor Kohlenwasserstoffe (FCKW), Teerkork / Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) um nur einige der Schadstoffe von technischer Isolierung zu nennen. (Bundesministerium des Innern, 2020)

Künstliche Mineralfasern haben schonmal in der Geschichte unsere Gebäudenutzer gefährdet und kosten vermögen im zerstörungsfreien Rückbau (Asbest).

Die Kombination und das Verkleben unterschiedlicher Materialien zu Verbundstoffen kann nicht sortenfrei getrennt werden.

Die Isolierung ist nach Ihrer Nutzung Sondermüll

Den Kunden erwarten enorme Kosten bei der Entsorgung!

Welche Vorteile bringt ein Cradle to Cradle inspiriertes Gebäude?

Abbildung Darstellung von Karoline Habt C2C Hamburg

Die zahlreichen realisierten C2C Projekte glänzen durch

  1. Energieüberschuss
  2. Reinigen ihre Umgebung anstatt sie nur weniger zu Verschmutzen
  3. Einsparung durch „product as a service“
  4. Geringe Lebenszykluskosten
  5. Material Pass
  6. Weniger Lehrstand
  7. Weniger Krankheitstage
  8. Ansprechendes Design
  9. Gutes Image
  10. Hohe Rendite
  11. Materialrestwert bei Banken zur Finanzierung anerkannt

Interessant ist das die meisten Projekte nur 10 % höhere Investitionskosten aufwiesen. Das entspricht den Mehrkosten für ein Passivhaus.

Ökobilanzierte Indikatoren zur Nachhaltigkeitsbewertung

Es gibt nur wenige C2C zertifizierte Produkte. Die DIN EN ISO 14040 beschreibt die Ökobilanzierung und dessen Umweltauswirkungen aus dem Lebenzyklus eines Produktes. Herstellenergie oder auch graue Energie bezeichnet den Fußabdruck eines Produktes. In folgender Tabelle werden die Phasen von der Wiege bis zum Werkstor betrachtet und verglichen.

  1. Mineralwolle ist nicht aufwendig herzustellen, jedoch sind die Umweltauswirkungen enorm. Es versauert den Regen, überdüngt unsere Flüsse, hat Anteil am Ozonloch und es hat im Vergleich den größten Anteil am Treibhauseffekt. Der Abiotische Ressourcenverbrauch stellt die Verfügbarkeit des Rohstoffverbrauchs im Bezug auf das Weltweite vorkommen dar.
  2. Polyethylen Schaum ist rein fossil und energetisch auf Platz 3. Das C2C Zertifizierte Produkt aus diesem Material profitiert mit Sicherheit von den geringen Umwelt Auswirkungen. Polyethylen lässt sich gut recyceln, soweit die Materialmischung bekannt und es sortenfrei trennbar ist.
  3. Kautschukschaum benötigt im Vergleich die meiste Herstellenergie, aufgrund aufwendiger Rühr- und Aufbackvorgänge
  4. Polyurethan hat ein großes Treibhauspotential und trägt zum Sommersmog bei.
  5. Seegras Einblasdämmung ist schwer entflammbar und ist unbehandelt schädlingsresistent. Die Herstellenergie besteht hauptsächlich aus dem Sammeln der Neptun Bälle und dem Transport aus Tunesien und Spanien.
  6. Zellulosedämmung ist bilanzieller Gewinner, denn nach dem Verursacherprinzip fließt die Herstellt Energie des Papiers nicht in den Lebenszyklus der Dämmung ein. Zur Verbesserung des Brandschutzes werden Borsalze hinzugefügt zu dessen Gewinnung Enorme nicht zirkulierende Wasserressourcen verbraucht werden. So werden 2273 Liter Wasser für die Herstellung eines Kubikmeters Zellulosedämmung benötigt.
  7. Glasschaum wird mit einem großen Anteil erneuerbarer Energien verarbeitet. Das Material muss langsam abkühlen, wodurch lange Heizstrecken auf den Förderbändern erforderlich sind. Es ist nicht brennbar und Diffusionsdicht. Zusätzlich extrem hart. Glasschaum hat nach dem Bewertungsgssystem für nachhaltiges Bauen des Bundes die höchste Nutzungsdauer mit ca. 50 Jahren bis es wieder recycelt werden kann.

Die Daten stammen aus der ökobaudat 2009 und aus Veröffentlichungen des Instituts für Bau und Umwelt e.V. – kurz IBU. Das Exceltool ökobil kann gratis unter http://green-energy-scout.de/download1/ heruntergeladen werden

Fazit

Es zeigt sich klar, dass ein nachhaltiges Produkt zwar teurer ist, jedoch ein Gebäude, wenn es von Anfang an unter einem guten Leitgedanken steht nicht soviel Mehrinvestition aber dafür Mehrwert für Kapital und Bewohner bietet.

Wenn Sie sich für solche Thematiken interessieren, sind Sie herzlich willkommen an der Design, Energie und Geld (DEG Bau) Architekturveranstaltung im September teilzunehmen, bei der wir uns mit der Frage befassen: Muss nachhaltiges Bauen teurer sein. Anmeldung unter www.green-energy-socut.de

Cradle to Cradle bietet ein ehrgeiziges Ziel. Die Nachfrage nach nachhaltigem Wohnraum sowie repräsentativen Gewerbeimmobilien ist sehr groß. Es lohnt sich, sich mit dem Thema Kreislauffähigkeit zu beschäftigen und den zahlreichen Regionalgruppen in Deutschland macht es gleichzeitig sehr viel Spaß die Vielfalt zu feiern und positive Lösungen zu finden.

Nähere infos unter www.c2c.ngo

  1. (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2014)
  2. (Evonik Resource Efficiency GmbH, 08.17)
  3. (Hanffaser Uckermark eG, o. J.-b)
  4. (Hanffaser Uckermark eG, o. J.-a)

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