The future of modernist housing estates.
The “Refurbish vs. Replace” dilemma in the context of urban densification and the European Performance of Buildings Directive (EPBD)
Aleksandar Tepavcevic, Dipl.-Ing.
Status: abgeschlossen
Betreuer: Prof. Brian Cody
Abstract
Das Hauptziel dieser Dissertation bestand darin, die unterschiedlichen Ansätze der Sanierung und des Ersatzes modernistischer Wohnsiedlungen vor dem Hintergrund der Herausforderungen der städtischen Verdichtung und der Notwendigkeit einer verstärkten Nachhaltigkeit zu untersuchen. Die Ergebnisse der Studie geben Aufschluss darüber, welche Politik einen größeren Nutzen für die Umwelt bringt, und bieten Einblicke in die potenzielle Rolle und die Position modernistischer Wohnsiedlungen in zukünftigen Stadtlandschaften.
Aufbauend auf dem etablierten Bewertungsrahmen Refurbish vs. Replace erweitert diese Forschung die Umweltkomponente durch die Integration von Verdichtungs- und Nachhaltigkeitsfaktoren als Kontrollmechanismen in die Grenzen des Vergleichssystems. Im Mittelpunkt der Methodik steht die Lebenszyklusanalyse (LCA), die durch zusätzliche vorbereitende Schritte ergänzt und so kalibriert wurde, dass sie mit globalen Richtlinien und Praktiken übereinstimmt. Diese Schritte umfassten die Zusammenstellung von Entwurfsnormen, die Entwicklung von Gebäudematerialisierungs- und Stadtverdichtungskonzepten sowie die Sicherstellung, dass konkurrierende Sanierungs- und Ersatzszenarien zeitgemäße Nachhaltigkeitspraktiken widerspiegeln. Durch eine schrittweise Erhöhung des Bauvolumens sollte die Methodik die Kohlenstoffneutralität der vorgeschlagenen Lösungen an verschiedenen Kontrollpunkten bewerten und so die maximalen energieneutralen Konstruktionsgrenzen aufzeigen, die mit den aktuellen technologischen Fortschritten erreichbar sind. Diese Kontrollpunkte dienten auch als Referenzbasis für die umfassende Ökobilanz der beiden jeweiligen Einstiegsszenarien.
Die Methodik wurde anhand von zwei unterschiedlichen Ansätzen zur Erstellung von Szenarien (Erhalt vs. Abriss) an einem exemplarischen Grundstück in der Nordweststadt in Frankfurt getestet. Durch die spezifische Haltung bei der Gestaltung der Geometrie und der Präsentation des Ergebnisses können die Ergebnisse jedoch auf den gesamten modernistischen Wohnungsbestand in Deutschland übertragen werden.
Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Sanierungsoption bei allen analysierten Dichtepunkten überwiegt. Eine Sensitivitätsanalyse, die die erwarteten Reduzierungen der betrieblichen und verkörperten Kohlenstoffemissionen berücksichtigt und eine hypothetische Situation eines vollständig dekarbonisierten Netzes nach 2050 darstellt, unterstreicht die Überlegenheit der Sanierung und betont die Bedeutung der Minimierung der zukünftigen verkörperten Energieausgaben.
Abgeschlossen
2024
Schwerpunkt
Eine Umweltverträglichkeitsprüfung und ein Vergleich der Kohlenstoff- und Energieintensität verschiedener Verdichtungsszenarien, die auf den Grundsätzen der Wiederverwendung und des Ersatzes des vorhandenen Gebäudebestands basieren.
Hypothese
Die Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (Energy Performance of Buildings Directive, EPBD), die als zentrales Dokument für die Regulierung der Umweltleistung der Bauindustrie dient, schreibt für alle Neubauten ab 2020 einen nahezu Null-Energie-Gebäudestandard (nZEB) vor. Darüber hinaus wird angeregt, denselben Standard auch bei Sanierungen anzuwenden. Fortschritte bei Baumaterialien und Bausystemen haben die Schaffung von Null-Energie-Gebäuden sowohl bei Neubauten als auch bei der Nachrüstung bestehender Gebäude erleichtert.
Modernisierte Wohnsiedlungen sind ein Hauptbestandteil des nachgerüsteten Wohnungsbestands, der den nZEB-Standard erfüllt, was sie in eine zwiespältige Lage bringt. Sie können sich zu nZEB-Quartieren entwickeln, indem sie entweder umfassend renoviert oder abgerissen werden, um Platz für bessere Ersatzgebäude zu schaffen. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, welcher dieser Ansätze angemessener ist. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass beim Vergleich der Sanierungs- und Ersatzoptionen mit denselben Energielabels in der Regel die Sanierung aufgrund der geringeren Investitionen in die graue Energie bevorzugt wird. Der anhaltende Druck zur städtischen Verdichtung drängt jedoch dazu, die Messlatte von der Gebäude- auf die Stadtebene anzuheben, wo die Rolle der grauen Energie, insbesondere aufgrund des zusätzlichen Bauvolumens, wieder zu einem entscheidenden Faktor beim Vergleich der Umweltbilanzen der beiden Ansätze wird.
Schlüsselfrage
Welcher der beiden Ansätze - die Sanierung oder die Erneuerung modernistischer Wohnsiedlungen - weist im Vergleich auf der Ebene eines Stadtviertels und bei gleicher Dichte eine bessere Umweltbilanz über einen Ökobilanzzeitraum von 50 Jahren auf, und (wie) wirkt sich der Faktor der Dichteerhöhung auf die endgültige Entscheidung aus?
Zielsetzung
Ziel dieser Arbeit ist es, einen methodischen Rahmen zu entwickeln, der sich mit dem Umweltfaktor des Dilemmas "Sanieren oder Ersetzen" befasst und dazu beiträgt, festzustellen, ob modernistische Wohnsiedlungen einen Platz in den nachhaltigen Städten der Zukunft verdienen.
Veröffentlichungen
Tepavcevic, A.(2017): “Comparative analyses: urban quality, living standard, sustainability. Modernist housing estate vs 21st century city.” – in Conference Proceedings, at “World Sustainable Built Environment Conference 2017”, Hong Kong, 2017
Tepavcevic, A. (2019). The future of modernist housing estates: the ‘Replace vs Refurbish’ dilemma in the context of future urban densification. Journal of Physics: Conference Series, 1343, p.012187. doi:https://doi.org/10.1088/1742-6596/1343/1/012187
