Ökologisches und nachhaltiges Bauen und Planen – die USA holen auf!

Ausgelöst durch Klimakatastrophen und angetrieben durch knapper werdende Ressourcen, politische Konflikte und der dadurch in Zukunft immer schwieriger werdende Zugang zu Rohstoffen führte zu einer extremen Steigerung der Energiepreise in den USA. Die Strompreise für Haushalte sind in den letzten vier Jahren um 21 % angestiegen, Gaspreise um 33 % und die Benzinpreise im gleichen Zeitraum um 93 % [1].

Das Thema ökologisches und speziell energieeffizientes Bauen ist seither in aller Munde: Keine Konferenz findet statt, ohne einen Schwerpunkt auf „Green Building“ zu setzen. Über 30 % der Veröffentlichungen in den einschlägigen Fachmagazinen der Bauindustrie befassen sich mit dem Thema Energieeffizienz und ökologisches Bauen.

Die Energieeffizienz von Gebäuden wird in den USA auf den verschiedensten Ebenen behandelt. Neben den täglichen Energiespartipps auf CNN und den Heimwerkersendungen, die eher triviale Do-It-Yourself-Anleitungen für „Home-Improvement“ zur Energieeffizienz geben, gibt es sehr ernst zu nehmende Bewegungen. Selbst bei auf Rendite und Rentabilität ausgerichteten Bauherren und Investoren ist nachhaltiges Bauen und Energieeffizienz ein Thema geworden, denn Mieter und Käufer sind sensibilisiert.

Man muss allerdings auch zugeben, dass die Thematik im derzeitigen US-Wahlkampf bei allen Präsidentschaftskandidaten eine nur untergeordnete bis nahezu keine Rolle spielt.

Die Fakten zeigen deutlich, dass es in den USA ein enormes Potential aber auch eine dringende Notwendigkeit für Verbesserungen gibt [2]:

39 % des Gesamtenergieverbrauchs und der CO₂-Produktion fallen auf den Bereich der Gebäude (kommerziell genutzte und Wohngebäude); 29 % auf Industrie; 32 % auf Transport und Verkehr,

71 % des Stromverbrauchs fällt auf den Gebäudebereich; nur 29 % auf die Industrie,

30 % aller Rohmaterialien werden für Gebäude verwendet,

65 % des Abfallaufkommens stammt aus der Errichtung und dem Betrieb von Gebäuden,

12 % des Trinkwassers wird in Gebäuden verbraucht.

Die 39 % Gesamtenergieverbrauch für Gebäude machen knapp 10 % des weltweiten Energieverbrauchs aus, ausgehend von der Tatsache, dass die USA insgesamt 23 % des globalen Energieverbrauchs verbucht.

Die politischen Anforderungen steigen

Im Dezember 2007 unterschrieb US Präsident George Bush einen neuen Gesetzesentwurf zur Energieeffizienz [3]. Der wesentliche Ansatz dieses Gesetzes ist es, die USA vom Import von Energierohstoffen unabhängig und damit für zukünftige Generationen sicherer zu machen – in der aktuellen politischen Lage ein nachvollziehbares Ziel. Die Legislative fordert deshalb das Erreichen folgender Grenzwerte ein:

eine erhöhte Effizienz von Fahrzeugen mit einem Verbrauch von maximal ca. 7 l pro 100 km (35 Meilen pro Gallone) als Durchschnitt der Automobilindustrie bis zum Jahr 2020,

eine Versechsfachung der Verwendung von Ethanol bis 2022,

eine erhöhte Effizienz von Haushaltsgeräten wie Kühl- und Gefrierschränken, Geschirrspülern, etc., sowie eine Steigerung der Effizienz von Beleuchtungsmitteln um 70 %; sowie

eine Verbesserung der Energieeffizienz von öffentlichen Gebäuden und neue Energieeffizienz Standards für neue kommerziell genutzte Gebäude, mit dem Ziel dass diese soviel Energie produzieren wie sie verbrauchen.

Gemäß dem Weißen Haus [4] stellt dieses umfassende Energiegesetz „[...] einen bedeutenden Schritt in Richtung Ausbau der Produktion erneuerbarer Energien, Reduzierung der Abhängigkeit von Öl, sowie der Bekämpfung der globalen Erderwärmung dar. Es wird die Absicherung der Energiebereitstellung erhöhen, die Produktion erneuerbarer Energien erweitern, und Amerika für zukünftige Generationen stärker, sicherer und sauberer machen.“

„Abschnitt IV – Energieeinsparungen in Gebäuden und Industrie“ des Energiegesetzes beinhaltet eine „Null-Netto-Energie-Initiative“ für kommerziell genutzte Gebäude, die zum Ziel hat, Technologien, Praktiken und Richtlinien zu entwickeln und zu verbreiten, die zur Entwicklung und Markteinführung von Null-Netto-Energie-Gebäuden für

alle neu gebauten kommerziell genutzten (Nichtwohnungs-) Gebäuden in den USA bis 2030;

50 % des kommerziell genutzten Gebäudebestands bis 2040 und

alle kommerziell genutzten Gebäude bis 2050 beitragen.

Mit der Bezeichnung „Null-Netto-Energie-Gebäude“ werden im Gesetz kommerziell genutzte Gebäude benannt, die

bedeutend weniger Energie für den Betrieb benötigen;

den verbleibenden Energiebedarf aus erneuerbaren Energiequellen decken, die keine Treibhausgase produzieren;

in einer Netto-Null Emission von Treibhausgasen resultieren; und

wirtschaftlich realisierbar sind.

Im diesem Klartext stellt das neue Gesetz eine außerordentliche Herausforderung und zugleich eine einmalige Chance für die Vereinigten Staaten dar. Neue Gebäude sollen in den USA in rund 20 Jahren Treibhausgas neutral sein; weitere 20 Jahre später der gesamte Gebäudebestand, der einer kommerziellen Nutzung unterliegt. Damit wären 40 % des derzeitigen Erderwärmungsvolumens gelöst. Ein Hintertürchen hält man sich allerdings offen, denn alles muss wirtschaftlich realisierbar sein. Trotzdem ist diese Initiative der USA auch in einem weltweiten Vergleich als revolutionär und wegweisend zu bezeichnen.

Gleichzeitig muss das Ganze allerdings realistisch betrachtet und mit der entsprechenden Historie gesehen werden. Die Bauindustrie in den USA ist derzeit weder von Energieeffizienz noch von Innovationen geprägt. Gebäude und insbesondere die technischen Anlagen werden oft noch auf der Grundlage von Methoden, Standards und Technologien aus den letzten 30 Jahren geplant. Gab es seither keine Entwicklung in den entsprechenden Normen und Richtlinien?

US-Kollegen, Architekten und Ingenieure, reden vom „Twenty-Thirty Challenge“ – der Herausforderung bis im Jahr 2030 CO₂-neutrale Gebäude zum Standard zu machen. Dabei werden speziell bei den Berufsverbänden wie AIA (American Institute of Architects) und ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers) größtenteils ernst zu nehmende Ansätze diskutiert, die anschließend in die Richtlinienarbeit und Normung einfließen. Empfehlungen nur noch eingeschossige Gebäude zu errichten, um möglichst viel Dachfläche für Photovoltaikanlagen zu gewinnen, können zwar ebenfalls gehört werden, basieren aber nicht auf einem umfassenden Verständnis der Problematik und sind mit entsprechender Vorsicht zu behandeln. Diese unüberlegten Teillösungsansätze sind Schnellschüsse und für die Praxis untauglich.

Die Normen

Die gesetzlichen Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden in den USA werden in erster Linie durch den ASHRAE-Standard 90.1 – Energieeffizienz für Gebäude [5] bestimmt.

Die aktuellste Version des ASHRAE-Standard 90.1 wurde 2007 veröffentlicht. Gültig ist in der Regel die vorherige Ausgabe von 2004 (vereinzelt auch 2001 oder 1999), da die Staaten und Kommunen, in deren Zuständigkeitsbereich die Verordnung von Energiestandards liegt, in der Regel mehrere Jahre benötigen, um Aktualisierungen zu implementieren.

Die Anforderungen des ASHRAE-Standard 90.1 umfassen

a) die Gebäudehülle, für alle umschlossenen Bereiche die

von einem Heizungssystem beheizt werden, das eine spezifische Kapazität von mindestens 10,7 W/m² (3.4 Btu/ h ft²) oder

von einem Kühlsystem mit einer spezifischen Leistung von mindestens 15,8 W/m² (5 Btu/ h ft²) gekühlt werden sowie

b) die folgenden Systeme und Anlagen, in Verbindung mit Gebäuden:

Heizung, Lüftung und Klimatechnik,

Warmwasserbereitung

Stromverteilung und Zähler

Elektromotoren und Riemenantriebe sowie

Beleuchtung

Alles in allem eine sehr umfassende Betrachtung von Gebäuden, die in Deutschland erst mit der Einbeziehung der Kühlenergie und der Beleuchtung in die DIN V 18 599 realisiert wurden.

Der ASHRAE-Standard 90.1 beinhaltet allgemeine Regeln und verbindliche Bestimmungen und bietet zwei optionale Wege zum weiteren Nachweis der Übereinstimmung mit den Anforderungen.

vorgeschriebene Mindestanforderungen an die Effizienz oder

Bilanzierung der Energiekosten.

Die allgemeinen Regeln und verbindlichen Anforderungen der Norm sind auf jeden Fall zwingend einzuhalten. Im Bereich der Gebäudehülle gibt es Anforderungen an die Dämmung von Außenbauteilen wie Wände und Dächer, Dämmwerte und Strahlungstransmission für Fenster und andere transparente Bauteile sowie die Luftdichtigkeit des gesamten Gebäudes.

Für die Anlagentechnik werden verbindliche Anforderungen in Form von konkreten Werten für die Energieeffizienz folgender Systeme gegeben:

Klimaanlagen,

Wärmepumpen,

Raumklimageräte/Splitgeräte,

Kältemaschinen,

Brenner,

Kessel,

Rückkühler/Kühltürme.

Equipment und Systeme die nicht in dieser Liste aufgeführt sind oder für die die entsprechenden Anforderungen nicht zutreffen, sind nicht im Rahmen des Standards abgedeckt und können erst einmal ohne weitere Anforderungen an die Energieeffizienz eingesetzt werden.

Im weiteren Nachweisverfahren werden dann entweder die vorgeschriebene Mindestanforderungen zur Effizienz einzelner Systeme und/oder Komponenten nachgewiesen oder optional eine Bilanzierung der gesamten Energiekosten für ein Jahr durchgeführt.

Die optionale Bilanzierung der Energiekosten ist aufwändiger als der Nachweis der vorgeschriebenen Anforderungen, ermöglicht aber einen Ausgleich (trade-off) der Anforderungen zwischen verschiedenen Systemen, falls diese die Mindeststandards nicht einhalten sollten. So ist es zum Beispiel möglich, die Energieeffizienz des Beleuchtungssystems zu erhöhen, um damit mehr Freiheiten bei der Fassade zu erhalten.

Bei der optionalen Methode B. werden alle Energiekosten für das geplante Gebäude mit Hilfe einer Jahressimulation bilanziert. Die Kosten dürfen für ein Vergleichsgebäude mit exakt derselben Geometrie und Nutzung, allerdings mit baulichen und anlagentechnischen Komponenten und Systemen, die den Mindestanforderungen der Methode A. entsprechen, nicht übersteigen.

Bemerkenswert ist, dass diese Bilanzierung tatsächlich auf Basis von Kosten erfolgt, also eher einen ökonomischen als einen ökologischen Ansatz verfolgt. Primärenergieeinsatz und Treibhausgasemissionen werden damit außen vor gelassen. Der Bauherr bzw. Nutzer erhält aber eine für ihn in der Regel wesentlich besser verständliche Information in Form von Dollar-Beträgen.

Mit dem ASHRAE-Standard 90.1 existiert in den USA ein umfassendes und ausgereiftes Nachweisverfahren, das wie bereits erwähnt von vielen Staaten, Kommunen und Städten in den jeweiligen Bauordnungen referenziert wird. Allerdings fordern nur die wenigsten Behörden, dass diese Nachweise tatsächlich zur Prüfung und Genehmigung eingereicht werden, was dazu führt, dass die entsprechenden Anforderungen nicht eingehalten werden.

Aus diesem Grund bleibt abzuwarten, welche Auswirkungen die zukünftigen Versionen des Standards für die Energieeffizienz auf die Industriegebäuden haben werden. Für die nächste Version des ASHRAE-Standard 90.1, die 2010 erscheinen soll, ist gegenüber der Ausgabe von 2004 eine drastische Verschärfung der Anforderungen um rund 30 % angekündigt. Erreicht werden soll diese Verbesserung der Energieeffizienz indem Maßnahmen und Technologien die derzeit im Rahmen der “Advanced Energy Efficiency Guidelines” veröffentlicht werden, zum Stand der Technik erklärt werden. Weitere Ziele von ASHRAE sind eine weitere Reduzierung der Anforderungen zur Energieeffizienz von Gebäuden um 50 % bis 2020 und 60 % bis 2030; jeweils basiert auf der Ausgabe von 2004.

LEED als treibende Kraft für ökologisches Bauen

Das LEED^® (Leadership in Energy & Environmental Design) Green Building Rating System™ ist ein freiwilliger Standard, der hochwertige ökologische Gebäude definiert, die gesündere, umweltfreundlichere und profitablere Bauwerke darstellen. Mit einer aggressiven Marketingstrategie hat es das U.S. Green Building Council (USGBC), eine gemeinnützige Organisation in den USA geschafft, das Thema „Nachhaltiges Bauen“ und den Begriff „Green Building“ über nur wenige Jahre als Markenzeichen für Gebäude zu etablieren. Gemeinsam mit anderen unabhängigen Interessensvertretungen hat man ein Umdenken erreicht und die Akzeptanz bei vielen am Bau Beteiligten steigern können. Mittlerweile ist der LEED-Standard als Klassifizierung für Gebäude anerkannt und bringt eine weltweite Vergleichbarkeit mit sich.

Der LEED Standard zielt durch individuelle Systeme auf verschiedene Marktsektoren im Bereich der kommerziellen Gebäude und im Wohnungsbau:

Neubau / New Construction (LEED-NC)

Bestandsgebäude / Existing Buildings (LEED-EB)

Gewerblicher Ausbau / Commercial Interiors (LEED-CI)

Rohbau Bauvorhaben / Sore & Shell Development (LEED-CS)

Liegenschaftsentwicklung / Neighborhood Development (LEED-ND)

Eigenheime / Homes (LEED-H)

Eine LEED-Zertifizierung bestätigt dem Investor gegenüber Bewohnern, Interessenten und der Öffentlichkeit den ökologischen Wert seines Gebäudes. Nachhaltige Planungsprinzipien minimieren den Einfluss eines Gebäudes auf das ökologische System, schonen natürliche Ressourcen, reduzieren Betriebskosten, erhöhen den Nutzungskomfort, die Leistungsfähigkeit und Lebensqualität und erhöhen damit den Gesamtwert einer Immobilie. Eine Zertifizierung bewertet außerdem die Wertentwicklung eines Gebäudes durch die mögliche Quantifizierung der Kapitalrendite für ökologisches Design, Konstruktion, Systeme und Materialien.

Alle LEED Bewertungsverfahren vergeben Punkte in folgenden Bereichen:

Nachhaltige Baugelände / Sustainable Sites

Wassereinsparung / Water Efficiency

Energie und Atmosphäre / Energy & Atmosphere

Materialien und Ressourcen / Material & Resources

Komfort und Raumqualität / Indoor Environmental Quality

Innovationen / Innovations

Das LEED Bewertungsverfahren für Neue Gebäude (LEED-NC) vergibt auf Basis von insgesamt 69 möglichen Punkten folgende Zertifizierungsgrade:

52 – 69 Platin

39 – 51 Gold

33 – 38 Silber

26 – 32  Zertifiziert

Neben der minimalen Punktezahl der jeweiligen Zertifizierungsstufe müssen generell sieben zwingend erforderliche Basisvoraussetzungen erfüllt sein, die im Zertifizierungsverfahren beschrieben sind. Es können für einzelne Qualifizierungsbereiche immer nur gesamte Punkte erzielt werden. Kriterien sind somit eindeutig und gelten deshalb immer als erfüllt oder nicht erfüllt.

Aktuell sind unter den verschiedenen LEED-Systemen über 10 000 Projekte registriert und über 1300 Projekte bereits zertifiziert, davon rund 70 % in der Kategorie „Neue Gebäude“. In den USA bewirkt die LEED-Zertifizierung definitiv ein Umdenken in der gesamten Bauindustrie, da durch die verschiedenen Bewertungskriterien alle Projektbeteiligten gefragt sind und speziell der Ansatz der integralen Planung mit gewerke-übergreifenden Methoden erforderlich ist. Daraus entwickeln sich Planungslösungen, die Innovationspotential haben und auf Nachhaltigkeit ausgerichtet sind.

Grüne Aussichten für die Zukunft

Von CASBEE, HQE über BREEAM, Green Globe und Green Star – die Bandbreite an landestypischen Zertifizierungsstandards ist mittlerweise sehr groß, und auch in Deutschland wird gerade ein eigenes Zertifizierungsverfahren durch die DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) entwickelt. Im Gegensatz zu LEED hat sich jedoch bisher kein anderer Standard weltweit durchsetzen können.

Es ist nicht nur der zeitliche Vorsprung und das Erfahrungspotential mit dem LEED aufwarten kann, sondern speziell seine einfach gestrickte Struktur beispielsweise im Gegensatz zu BREEAM und die dadurch entstehende Vergleichbarkeit. Insbesondere international agierende Konzerne oder Real Estate-Unternehmen sind auf ein übertragbares und einheitlich anwendbares Bewertungssystem angewiesen. So ist die internationale Akzeptanz von LEED nicht nur durch das öffentlichkeitswirksame Marketing der USGBC in den letzten beiden Jahren stark angestiegen und hat zwischenzeitlich auch in Deutschland einen hohen Bekanntheitsgrad erreicht, sondern LEED hat sich zu dem Vorreiter in Sachen Zertifizierung von Green Building entwickelt und wird häufig als Synonym für diesen Begriff gesehen. Während LEED in einigen Ländern bedeutet hochgesteckte Ziele zu erfüllen und es in den USA zu einer Qualitätssteigerung in der Gebäudeplanung geführt hat, ist in anderen Ländern das technische Niveau fortgeschritten und das Erreichen der beiden unteren Zertifizierungsgrade stellt dort für Gebäude kein großes Hindernis bzw. keine allzu große Herausforderung dar.

Energieeffizienz ist in aller Munde und durch die weiter steigenden Energiekosten wird dies noch einige Zeit anhalten, aber man sollte sich auf dem Stand des Erreichten nicht ausruhen. Die USGBC hat die Zeichen der Zeit erkannt und arbeitet derzeit an der Anpassung und Weiterentwicklung Ihrer Zertifizierungsstandards für weitere Gebäudetypologien. Zeitlich begrenzte Zertifizierungen zur Sicherstellung von Mindeststandards sind im Gespräch, in Europa hingegen werden die Planer von neuen fachspezifischen, komplexen Richtlinien und Normen stetig gefordert. Seit Januar diesen Jahres müssen in Dubai Neubauten zwar keine LEED-Zertifizierung erreichen, aber zwingend speziell 32 der über 60 LEED-Kriterien erfüllen. Alle Tendenzen vereint die Ideologie, Gebäude nicht mehr aus dem Blickwinkel einzelner Gewerke oder Fachrichtungen zu sehen, sondern als eine Einheit über die gesamte Lebensdauer, das heißt über den Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg.

Fazit

Die aktuelle Situation in den USA im Bereich Energieeffizienz ist spannend! Mit dem LEED Zertifizierungssystem hat das USGBC bereits einen globalen Standard gesetzt, an dem kaum noch jemand vorbei zu kommen scheint; die Normierung ist methodisch auf einem hoch entwickelten Stand und auf dem besten Weg auch bei den Anforderungen anzuziehen; mit der stetigen Steigerung der Energiepreise entsteht langsam ein Umfeld, in dem Energieeinsparung wirtschaftlich wird; und die Politik stellt die Weichen neu und gibt die Marschrichtung vor. Was in den USA nicht unterschätzt werden darf ist der Wille einmal gesetzte Ziele zu realisieren – wie das Zero-Net-Energy-Gebäude dann tatsächlich aussehen wird bleibt abzuwarten.

[1] U.S. Department of Energy – Energy Information Administration; Short Term Energy and Summer Fuels Outlook, April 8, 2008 Release

[2] USGBC Website: www.usgbc.org

[3] U.S. Government; Energy Bill / Energy Independence and Securi- ty Act of 2007

[4] Statement White House

[5] ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1; Energy Standard for Buil- dings Except Low-Rise Residential Buildings