Bauteiloptimierung

In der Bauteiloptimierung werden die Ökobilanzen von Bauteilen berechnet. Die Berechnung erfolgt über die Eingabe der Materialien und deren Masse. Weiter hat die Eigenschaft tragend/nichttragend einen Einfluss auf den Ökobilanzwert.

Die Ökobilanzwerte der Materialien können als Bezugsgrösse Kilogramm oder Quadratmeter haben. Im Fall der Bezugsgrösse pro Kilogramm wird das Gewicht des Materials aus den nutzerspezifischen Angaben berechnet. Aus den Angaben zu Stärke bzw. im Fall von Rippen aus Stärke, Breite und Achsenabstand wird mithilfe der materialspezifischen Dichte das Gewicht des eingesetzten Materials ermittelt. Bei Materialien, welche als Bezugsgrösse Quadratmeter haben, erfolgt kein weiterer Zwischenschritt. Hier stimmt die Bezugsgrösse bereits mit derjenigen im EcoTool überein.

Anschliessend werden in beiden Fällen die Ökobilanzwerte des Materials durch die Amortisationszeit dividiert (tragend: 60 Jahre, nichttragend 30 Jahre). Die Berechnungen erfolgen wie in den zwei folgenden Formeln a oder b.

a)      Ökobilanz Material pro Quadratmeter = Gewicht Material [kg] * Ökobilanzwert pro kg / Amortisationszeit Material

b)      Ökobilanz Material pro Quadratmeter = Ökobilanzwert pro m2 / Amortisationszeit Material

In einem nächsten Schritt werden die Einzel-Ökobilanzwerte der Materialien, welche sich zu einem Bauteil (z. B. Betonflachdecke) zusammensetzen, aufsummiert. Die Summe der Materialen, welche im Aufbau eines Bauteils verwendet werden, ergibt die Ökobilanz des Bauteils. Die Ökobilanz wird somit pro Jahr und Quadratmeter Bauteil ausgegeben.

Die Ökobilanz wird im EcoTool für die Messgrössen Treibhausgasemissionen [kg CO2-eq], nicht erneuerbare Primärenergie (Graue Energie) [kWh oil-eq] und Umweltbelastungspunkte (UBP21) berechnet.

Neben den Ökobilanzwerten wird auch der U-Wert [kWh/(K*m2)] eines Bauteils berechnet. Der U-Wert indiziert den Wärmeschutz eines Bauteils, welches auf mehreren Materialschichten bestehen kann. Für die Berechnung des U-Werts werden die Wärmedurchlasswiderstände (R-Werte) [m2*K/W] der einzelnen Materialien des Bauteilaufbaus benötigt. Der Wärmedurchlasswiderstand R ist der Widerstand, welcher ein homogenes Bauteil einem genau definierten Wärmestrom entgegensetzt. Die Wärmedurchlasswiderstände werden mithilfe der eingegebenen Materialstärke d [m] und der hinterlegten Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m*K)] des entsprechenden Materials berechnet, siehe Formel a. Wenn das Material eine Stärke gemäss Annahme aufweist (Bezugsgrösse pro Quadratmeter), entfällt der Berechnungsschritt a.

a)      R-Wert = d / λ

b)      U-Wert = 1 / (Summe R-Werte der einzelnen Materialien)