Deutsch

Diese Forschungsarbeit liefert sowohl ökobilanzielle Ergebnisse als auch Verbrauchs- und Aufwandswerte für die Errichtung, den Rückbau und Abbruch von Stahlkonstruktionen. Als Exkurs in den Bereich der Stahlbaufertigung werden zusätzlich Ergebnisse für die Schweißtechnik präsentiert. Diese bisher unerforschten Daten können für Umwelt-Produktdeklarationen (EPD) von Baustahlprodukten nach DIN EN 15804+A2 und für Ökobilanzen auf Gebäudeebene nach DIN EN 15978 verwendet werden. Eine umfassende Einführung in das Thema „Nachhaltiges Bauen“, die Besonderheiten des Stahlbaus, der aktuelle Stand der Normung sowie statistische Auswertungen und Marktanalysen bilden die Grundlage der Forschung. Auf dieser Basis wird eine Projektdatenbank mit umfassenden Informationen zu Errichtung und den potenziellen Rückbau und/oder Abbruch von real gebauten Stahlkonstruktionen erstellt. Mithilfe neuer Datenerhebungen zu Aufwandswerten von Stahlbauarbeiten wird die Aussagekraft der Datenbank verifiziert. Die Projektdatenbank wird anschließend ökobilanziell ausgewertet. Besonderheiten und typische Vorgänge sowie Umweltdaten für einzelne Geräte im Stahlbau werden elaboriert und dargestellt. Die Darstellung der Gesamtergebnisse für Errichtung, Rückbau und Abbruch erfolgt für eine Tonne Baustahl. Als Ergebnisse dieser Forschungsarbeit werden neben den für den Markt in Deutschland gültigen Kennzahlen auch nach Industrie- und Hallenbau sowie Geschossbau getrennt gültige Daten zur Verfügung gestellt. Zusätzlich sind die nötigen Sachbilanzdaten wie Strom- und Treibstoffverbrauch pro Tonne Baustahl aufgeführt. So können aus den Ergebnissen auch individuelle Ökobilanzen für spezielle Anwendungsfälle oder abgestimmt auf länderspezifische Gegebenheiten erstellt werden. Die aus den Forschungsergebnissen ersichtlichen Unterschiede bei Errichtung, Rückbau und Abbruch werden erläutert und begründet. Es zeigt sich, dass der Anteil von Errichtung und Rückbau zusammen im Vergleich zur Baustahlherstellung bei Treibhauspotenzial (GWP) mit 2,7 % und Primärenergieverbrauch (PET) mit 3,4 % eher gering ist, sie aber auch einzeln nicht unter das Abschneidekriterium der geltenden Normen fallen. Bei EPDs nach DIN EN 15804+A2 werden diese Angaben somit spätestens ab Oktober 2022 zur Pflicht. Bei anderen Umweltwirkungskategorien ist der Einfluss von Errichtung, Rückbau und Abbruch mit bis zu 26 % deutlich höher. Durch die Mitarbeit des Autors in CEN/TC 135 WG 17 “Product category rules complementary to EN 15804 for Steel and Aluminium structural products for use in construction works” ist der direkte Weg der Forschungsergebnisse in die Normung gegeben. Mit drei typischen Anwendungsbeispielen wird die Anwendung der neuen Kennzahlen gezeigt und die entstehenden Umweltwirkungen durch Vergleiche veranschaulicht. Ursprüngliche Fassung: dd2012.pdf, korrigierte Version vom 29.04.21: dd2012b.pdf

English

This research provides life cycle assessment results, as well as consumption and effort values, for the construction, dismantling and demolition of steel structures. As a brief digression into the field of steel manufacturing results for welding processes are presented. These previously unresearched datasets can be used for environmental product declarations (EPD) of structural steel products according to EN 15804+A2 and for life cycle assessments at building level according to EN 15978. A comprehensive introduction to the topic of sustainable building, the features of steel construction, the status of standardization as well as statistical evaluations and market analyses form the base of this work. On this basis a project database is created with varied information on the construction, potential dismantling or demolition of real built steel structures. The value of this database is verified by a survey on the effort values for steel construction processes. The project database is then used for a life cycle assessment. Characteristics and typical processes as well as environmental data for individual construction equipment are elaborated and displayed. The overall results for construction, dismantling and demolition are presented for one ton of structural steel. In addition to key figures valid for the market in Germany this research provides separate data for industry and single-storey constructions as well as multi-storey buildings. Furthermore, the necessary inventory data such as electricity and fuel consumption per ton of structural steel are listed. Thus, individual life cycle assessments for special applications or country-specific conditions can also be calculated from the presented results. The evident differences resulting from construction, dismantling and demolition are explained. The elaborated datasets show that the share of construction, dismantling and demolition in comparison to the production phase of structural steel is rather low. For global warming potential (GWP) it is 2,7 % and for primary energy consumption (PET) it is 3,4 %. But even individually the results are higher than the 1 % cut-off criterion of the valid standards. For other environmental impact categories, the influence of construction, dismantling and demolition, is significantly higher at up to 26 %. Thus, for EPDs according to EN 15804+A2, this information will be mandatory from October 2022. The participation of the author in CEN/TC 135 WG 17 “Product category rules complementary to EN 15804 for Steel and Aluminum structural products for use in construction works” provides the direct input of the results into the standardization. The benefits of the new figures are shown in three typical application examples and the results are exemplified.