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CO2-optimiert (weiter-) bauen und (Bestands-) Gebäude nutzen

Nutzen-Kosten-Simulation (NUKOSI) von Ökonomie und Ökologie

Gemäß §7 Landeshaushaltordnung (LHO 2014) des Landes Rheinland-Pfalz sind für finanzwirksame Maßnahmen angemessene Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen durchzuführen. Zur internen Steuerung von Planungs- und Bauleistungen (Controlling) soll die Wirtschaftlichkeit von Baumaßnahmen über den Lebenszyklus des Landesbetrieb für Liegenschafts- und Baubetreuung (LBB) des Landes Rheinland-Pfalz nachgewiesen werden.

Das Forschungsprojekt zur Nutzen-Kosten-Simulation (NUKOSI) mit den Projektpartnern Hochschule Mainz und LBB hat das Ziel, ein Berechnungsmodell der Lebenszykluskosten, Energieeffizienz und Umweltwirkung für Gebäude monetär in Anlehnung an die DIN-Norm Nutzungskosten von Hochbauten (DIN 18960 2020-11) zu entwickeln.

Der Rechnungshof Rheinland-Pfalz hat auf die strategische Bedeutung des Projektes bereits in seinem Jahresbericht 2018 (S. 81 f) hingewiesen.

Wirtschaftlichkeit ist hier nicht auf ökonomische Fragen begrenzt.

NUKOSi ist ein für den LBB zugeschnittenes Modell zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Umweltwirkung von Baumaßnahmen bei Neubauten oder Bestandsgebäude (gegebenenfalls auch Denkmälern). Die Ausführungsart einzelner Bauteile wird vom Projektstart berücksichtigt. Die Berechnungstiefe steht in Abhängigkeit zur Planungstiefe der Haushaltsunterlage Bau (HU-Bau) und findet planungsbegleitend mit zunehmenden Detaillierungsgrad (Schärfegrad) statt. Die Forderung nach Bauteilorientierung stellt eine Besonderheit in Deutschland dar, die besondere Chancen zur Ökobilanzierung bietet, da auch die Komponenten der Bauteile mit ihren individuellen Lebensdauern und Stoffbilanzen berücksichtigt werden können. So können bei Investitionen in Neubauten und vorhandenen Bestandsgebäude auch CO2-Emmissionen und die Energieeffizienz nach der Portfoliostrategie des Landesbetrieb für Liegenschafts- und Baubetreuung (LBB) des Landes Rheinland-Pfalz für lange Betrachtungszeiträume zielorientiert optimiert werden.

NUKOSi ist daher ein Berechnungsmodell der dynamischen Investitionsrechnung, Energie- und Umweltbilanz. Geld-, Energie- und Stoffflüsse werden über den zu definierenden Zeitraum bis zu 100 Jahren nach Festlegungen u.a. der Diskontierungsfaktoren und Zinssätze (z.B. Energiepreissteigerung) eines Projektes prognostiziert. Grundlage hierfür ist stets das konkrete Gebäude (soweit bekannt) und typische Raumprogramme, Referenzgebäude und -bauteile. Die Berechnungen können auch mit wenigen Angaben zu dem Gebäude begonnen werden (Twenty is plenty).  Maßnahmen (energetische Modernisierungen), Betriebskosten, Instandsetzungskosten, Erträge oder interne Leistungsverrechnungen werden für jedes Jahr einzeln geplant, die jeweiligen Ersatzzeitpunkte der vorhandenen oder geplanten Bauteile werden unter strategischen Gesichtspunkten berücksichtigt.

Die Anforderungen wurden zunächst (2018) in einem .xls-Tool umgesetzt. In dem erweiterten Forschungsauftrag wurden die Anforderungen für eine Web-fähige Datenbanklösung beauftragt. Die Datenbanklösung umfasst die Prozesse von der Bestandserfassung bis zum Portfoliomanagement. So ist es möglich, mehrere Projekte nach Geldflüsse, Energieflüsse sowie Stoffflüsse für ein definiertes Portfolio auszuwerten und mittels Varianten und Szenarien zu optimieren.

Ein Schwerpunkt der Weiterentwicklung liegt daher u.a. in der neuen Funktion der vereinfachten Endenergiebilanzierung in Verbindung mit der Optimierung von CO2-Einsparpotenzialen mittels einer Zielwertberechnung. Zur Verfügung stehende Budgets können so im Hinblick auf eine größtmögliche CO2-Einsparung zielgerichtet eingesetzt werden.

Die Da­ten­bank-Lösung

In der Datenbank-Lösung zur Nutzen-Kostenberechnung und -simulation von Ökonomie und Ökologie (NUKOSi) werden nun 2 Säulen der Nachhaltigkeit berücksichtigt: Ökonomie und Ökologie. Die Datenbanklösung ermöglicht u.a. die fundierte Überprüfung der Restwerte bei Bestandsgebäuden, der (Folge-)Kosten sowie die Umweltwirkung des Gebäudebedarfs (u.a. Energiebedarf, CO2-Fußabdruck einschließlich grauer Energie*) auf Basis definierter Bauteile und der Ausführungsart (z.B. Holz- oder Massivbau) eines Neubaus oder (denkmalgeschützten) Bestandsgebäudes. Die Datenbanklösung umfasst die Module 0 bis 8, die in nachfolgender Grafik dargestellt sind (siehe Abb. rechts). Die Abfolge der Module entspricht dem systematischen Vorgehen.

Die Methodik lässt sich auch auf denkmalgeschützte Gebäude anwenden. Hierzu sind ggf. weitere, für denkmalgeschützte Gebäude typischen Bauteile zu definieren. 

Die Aktualisierung und Fortschreibung der Beschaffungsvarianten (Verkauf, Bau, Kauf, Miete), Budgetplanung oder des Portfoliomanagements erfolgt situativ oder automatisch durch eigenes oder fremdes Personal hinsichtlich Ökonomie und Ökologie.

NUKOSi ermöglicht eine aktive, bauteilorientierte Nutzungskostenminimierung sowie eine Modernisierungs- und Instandhaltungsplanung. Ebenso ist eine Energie-/CO2- und Wertmaximierung möglich. Die Möglichkeit, die Gebäudenutzung zu simulieren und Szenarien zu berechnen, runden das Bild ab.

Mainz, den 10.8.2021, Prof. Dr. Ulrich Bogenstätter, Projektleiter der Hochschule Mainz

* Anmerkung: "Als graue Energie wird die Primärenergie bezeichnet, die notwendig ist, um ein Gebäude zu errichten. Graue Energie umfasst Energie zum Gewinnen von Materialien, zum Herstellen und Verarbeiten von Bauteilen, zum Transport von Menschen, Maschinen, Bauteilen und Materialien zur Baustelle, zum Einbau von Bauteilen im Gebäude sowie zur Entsorgung." Baunetz_Wissen_ (Hrsg.): Graue Energie, Glossar; Internet: https://www.baunetzwissen.de/glossar/g/graue-energie-664290, Abruf am 29.6.2022.

Beitrag zur Einheitsfeier am 2. und 3. Oktober 2017

Der Video-Beitrag (Stand: 11/2020)

Die Module

Eckdaten

Auftraggeber:
Landesbetrieb für Liegenschafts- und Baubetreuung (LBB)

Zeitraum:
2015–2016, Fortführung 2017–2018 (.xls-Lösung), Fortführung 2019–2020 (Datenbanklösung).

Beteiligte:
Hochschule Mainz

Pilotprojekt

Publikationen

[Bogenstätter, U. (2016)] Bogenstätter, Ulrich: Nutzungskostenberechnung und –szenarien bei einem Landesbetrieb; Stuttgart 2016, S. 388–398 in Mesago Messe Frankfurt (Hrsg.): Messe und Kongress für Facility Management und Industrieservice: Frankfurt a.M., 23. - 25.2.2016: inserv.de; Tagungsband; Berlin 2016.

[RH-RLP (2018)] Rechnungshof Rheinland-Pfalz (Hrsg.): Jahresbericht 2018, 2018, URL: https://rechnungshof.rlp.de/fileadmin/rechnungshof/Jahresberichte/2018/Jahresbericht_2018.pdf (letzter Aufruf: 21.2.2019), S. 81f.

[GReENEFF (2020)] GReENEFF (Hrsg.): Bauen mit Weitblick in Rheinland-Pfalz – NUKOSI-Datenbank, URL: https://www.greeneff-interreg.eu/perch/resources/20200629-newslettergreeneffjuni.pdf (letzter Aufruf 7.9.2020), S. 7.

Kontakt

Tobias Julian Breinlinger
Wiebke Herner, Rapahel Walter, Projektmitarbeiter
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