Kontext: Nachhaltiges Bauen, aber wie?

Der Bausektor ist für fast 40% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Das muss sich ändern – sonst ist der Klimakollaps vorprogrammiert.

„Wir brauchen eine globale Bauwende“, sagt Hans-Joachim Schellnhuber, Gründer des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung. Würden wir ab sofort Stahlbeton durch Holz und andere nachwachsende Baustoffe ersetzen, könnten dadurch mächtige natürliche Kohlenstoffspeicher in unseren Städten entstehen. In Zukunft sind zirkuläre, polyzentrische und gemeinwohlorientierte Bauweisen gefragt, um Bauen nachhaltig und bezahlbar zu machen. Der urbane Holzbau spiel v. a. in Deutschland und Europa aufgrund seines Potentials, graue Emissionen erheblich zu reduzieren, eine zentrale Rolle bei der Transformation der Baubranche. Dieser Wandel stellt jedoch nicht nur Projektentwickler*innen und Planer*innen vor große Herausforderungen, sondern auch Städte und Kommunen, die den urbanen Holzbau durch Konzeptvergabeverfahren von öffentlichen Grundstücken regional verankern wollen.

Lösungsansatz: Interaktive Wissensvermittlung

Nachhaltiges Bauen ist keine einfache Aufgabe. Das nötige Know-how ist schwer zugänglich und die qualifizierte Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien während der Entwurfsphase hoch komplex. Der Timber Computer vermittelt entscheidendes Wissen auf zwei Ebenen: Das interaktive Webtool lässt Nutzer*innen anhand eines konfigurierbaren Typenhauses den CO2-Fußabdruck von gewählten Konstruktionsweisen und Bauteilen berechnen (Compute) und erläutert greifbar die dahinterstehenden Prinzipien und Mechanismen des nachhaltigen Bauens (Learn).

Compute

Welches Treibhauspotential besitzt ein Gebäude während seines gesamten Lebenszyklus? Wie können diese Emissionen im Bauprozess reduziert werden? Der Timber Computer veranschaulicht in seinem interaktiven Teil, wie Emissionen verringert oder gar Kohlenstoff langfristig gespeichert werden kann. So errechnen Nutzer*innen, inwieweit eine Holz- oder Hybridbauweise im Vergleich zu konventionellen mineralischen Bauweisen CO2-Emissionen einspart und welche Gewichtung entsprechende Entscheidungen im Planungsprozess je nach Bauteil haben. Die gewonnen Erkenntnisse können als Grundlage auf zukünftige konstruktive Entscheidungen in der frühen Entwurfsphase übertragen werden.

Learn

Der statische Teil des Timber Computers gibt einen niederschwelligen Einstieg in die Hintergründe und Mechanismen des klimagerechten Bauens. So werden u. a. die Grundpfeiler des Life-cycle Assessments (LCA) vermittelt, welches zur Berechnung und Benchmarking des Treibhauspotentials der Konstruktion und Bauteile dient. Insgesamt gibt das Format einen ganzheitlichen Überblick – von baukonstruktiven Voraussetzungen und Eigenschaften des Holzbaus bis zu relevanten städtebaulichen und politischen Mechanismen auf Policy-Ebene.

Funktionsweise und Typenhaus

Der Timber Computer basiert auf einem Typenhaus, das die konkrete Berechnung der Treibhauspotentiale von Bauteilen in realistischen Massenverhältnissen zulässt. Es handelt sich um ein marktrepräsentatives Mehrfamilienhaus, welches sowohl aus mineralischen Baustoffen, als auch aus Holzbaustoffen realisiert werden kann. Das generische Gebäude kann als Baustein für innerstädtische Nachverdichtungen oder Neubauquartiere fungieren. Durch die verschiedenen baukonstruktiven Varianten des Typenhauses wird kein konkreter Entwurf dargestellt, sondern eine abstrahierte Orientierungshilfe, die zukünftig im frühen Prozess eines Bauprojekts bewusste konstruktive Entscheidungen erleichtern soll.

Die spezifische Auswahl der Bauteilaufbauten spiegelt den aktuellen Stand der Technik wider; die entsprechenden Datensätze wurden aus ÖKOBAUDAT der offenen, vereinheitlichten Datenbasis für die Ökobilanzierung von Bauwerken des Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) abgerufen und integriert.

Zielgruppen

Planung und Projektentwicklung

Der Timber Computer bietet Planer*innen und Projektentwickler*innen ein praktisches Werkzeug zur Wissensvermittlung, um möglichst früh in der Konzeptions- bzw. Planungsphase fundierte baukonstruktive Entscheidungen hinsichtlich des CO2-Fußabdrucks des zukünftigen Gebäudes zu treffen.

Städte und Kommunen

In Zukunft wird die Vergabe von Grundstücken bei der Entwicklung nachhaltiger Neubauquartiere auch an konsistente ökologische Kriterien, wie z. B. das Treibhauspotential der Konstruktion sowie den Anteil an nachwachsenden Rohstoffen gekoppelt werden. Deshalb unterstützt der Timber Computer als digitales Werkzeug Städte und Kommunen dabei, Mindestkriterien bzw. Zielvorgaben für die Bewertung der konstruktiven und ökologischen Parameter von Architekturentwürfen während der Vergabe von öffentlichen Grundstücken zu definieren. Die Zielvorgaben sollen dabei im Rahmen einer (mehrstufigen) Konzeptausschreibung als Teil definierter Nachhaltigkeitsanforderungen Berücksichtigung finden.

Ausblick

Mit dem Timber Computer leisten wir einen Beitrag hin zu einem ganzheitlichen Verständnis von Nachhaltigkeit und entsprechenden konkreten Maßnahmen im Kontext der Baubranche. Um das Spektrum in Zukunft über den Fokus auf Holz als regional wichtigsten Klima-Baustoff für Deutschland und Europa hinaus zu erweitern, kann das Projekt um weitere nachwachsende Rohstoffe ergänzt werden. Mögliche weitere Ausbaustufen sind die Konfiguration spezifischer Bauvorhaben oder aktive Schnittstellen mit Bauteildatenbanken bzw. Planungssoftware.

Danksagung

Wir möchten uns herzlich beim Team des Prototype Fund (v. a. Marie und Patricia), dem DLR und dem BMBF für die ausdauernde Betreuung, konstruktive Unterstützung und überhaupt für die Ermöglichung des Vorhabens bedanken. Besonderer Dank gilt unserem erweiterten Team, Unterstützer*innen und Beitragenden des Projekts: Daniel, Julia, Carsten, Ghikhan, Thorsten, Raffael, Sebastian, Adrian, Tim und Johannes.