Tragwerk mit Wirkung – Potenziale zur ­Emissionsreduktion durch die Ökobilanz ­erkennen und nutzen

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Die Ökobilanzierung gewinnt als Instrument der tragwerksplanerischen Verantwortung zunehmend an Bedeutung. Der SOFiSTiK-Ökobilanz-Task ermöglicht Tragwerksplanenden das Global Warming Potential (GWP) direkt aus dem Berechnungsmodell zu bestimmen und Varianten gezielt im Hinblick auf ihre Klimawirkung zu vergleichen.

Ökobilanz – notwendiges Planungsinstrument der zukunftsfähigen Tragwerksplanung

Die Verantwortung für eine nachhaltige Bauweise liegt nicht allein bei Architekten oder Energieplanern. Da das Tragwerk 54 % der grauen Emissionen eines Gebäudes ausmacht [1], sollten Tragwerksplanende die Möglichkeit nutzen, durch eine Ökobilanz die zentralen CO₂-Treiber eines Entwurfs zu identifizieren und mit dieser Methode das GWP aktiv zu reduzieren.

Durchdachte Tragwerksplanung als Hebel zur Reduktion grauer Emissionen

Etliche Planungsentscheidungen, die direkt von Tragwerksplanenden getroffen werden oder auf die sie Einfluss nehmen, beeinflussen die ökologische Qualität eines Gebäudes. So steigt z. B. das GWP mit der Erhöhung der Betonklasse um ca. 10 %, während beim Baustahl das GWP unabhängig von der Festigkeit ist [2]. Bei Gebäuden in Massivbauweise entfallen rund 18 % der CO₂-Emissionen auf die Bewehrung [3]. Damit hat sie – trotz ihres geringen Volumens – einen signifikanten Einfluss auf das GWP des Tragwerks.

Fundierte statische Nachweise ermöglichen eine realistische Abbildung des Tragwerks, welche die Basis schafft, um Optimierungen – etwa durch effizienteren Materialeinsatz, angemessene Lastkonzepte und durchdachte Konstruktionen – frühzeitig zu erkennen und zu bewerten.

Vom Anspruch zur Praxis: Der SOFiSTiK-Ökobilanz-Task

Als Anbieter innovativer Software für die Tragwerksplanung stellt SOFiSTiK mit dem Ökobilanz-Task (seit Version 2025) ein inte­griertes Werkzeug bereit, das die direkte Bestimmung des GWPs aus dem Berechnungsmodell inklusive Bemessungsergebnissen, wie Bewehrung, ermöglicht. Auf Basis der verwendeten Materialien und Mengen werden die Treibhauspotenziale für die Lebenszyklusphasen A1–A3 (Herstellung), C3 (Abfallbehandlung) und optional D (Recyclingpotential) ermittelt. Über eine direkte Anbindung an die ÖKOBAUDAT-Datenbank können Materialdefinitionen automatisch mit passenden Umweltproduktdeklarationen (EPDs) verknüpft oder manuell angepasst werden. Als Ergebnis wertet ein detaillierter Bericht nach Materialien und mittels der SOFiSTiK-Gruppen auch z. B. nach Geschossen, Bauteilarten oder Kostengruppen aus.

Variantenvergleich als Schlüssel zu nachhaltigeren Entscheidungen

Die mit dem Ökobilanz-Task ermittelte Bilanz bezieht sich ausschließlich auf das Tragwerk und umfasst keine Ausbau- oder Gebäudetechnikanteile. Planende haben so die Möglichkeit, direkte Vergleiche unterschiedlicher Tragwerksvarianten im Hinblick auf deren ökologische Wirkung isoliert und unabhängig von anderen Disziplinen durchzuführen. Auf diese Weise können Nachhaltigkeitsaspekte der Tragstruktur bereits in frühen Phasen systematisch berücksichtigt werden.

Mit dem eingebautem Excel-Export lassen sich GWP-Ergebnisse zwischen verschiedenen Modellvarianten sichern und visuell gegenüberstellen. So entsteht mit minimalem Aufwand eine transparente Grundlage für den Variantenvergleich und die Bewertung der Tragwerkslösungen unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten.

Frühzeitige Bewertung von Tragwerksvarianten mittels intelligenter Schnittstellen

SOFiSTiK bietet eine vielfältige Möglichkeit bei der Wahl von Modellierungs- und Planungsplattformen. So ist eine komplett BIM-integrierte Tragwerksplanung mit Autodesk^® Revit^® durchführbar, in der die Ökobilanzparameter und -ergebnisse aus SOFiSTiK mit den Modelldaten verknüpft werden können. Dies erleichtert den regelmäßigen Austausch zur ökologischen Qualität mit anderen Planungsbeteiligten erheblich.

In frühen Planungsphasen werden oftmals parametrische Variantenuntersuchungen eingesetzt. Dafür bietet die SOFiSTiK mit den Schnittstellen zur 3D-Modellierungssoftware Rhinoceros und dem zugehörigen visuellen Programmierungstool Grasshopper die passenden Werkzeuge für durchgängige Prozessketten.

In dem auf der SOFiSTiK-Webseite verfügbaren Webinar wird gezeigt, wie in einer Excel-Tabelle definierte Variantenparameter die parametrische Modellierung in Grasshopper steuern können. Nach der statischen Bemessung und darauf aufbauenden Öko­bilanzierung in SOFiSTiK, werden die Varianten in der Excel-Tabelle ausgewertet, wodurch sich die GWP-Werte der Varianten ­direkt vergleichen und Optimierungspotenziale frühzeitig identifizieren lassen.

SOFiSTiK bietet somit durchgängige Werkzeuge, mit denen Tragwerke nicht nur effizient, sondern auch nachhaltig gedacht und gestaltet werden können. So trägt sie dazu bei, dass die Tragwerksplanung zum aktiven Hebel des zukunftsfähigen und ressourceneffizienten Bauens wird.

Literatur

1. Arup; WBCSD [eds.] Net-zero buildings – Where do we stand?
2. Attitude Building Collective e. V. (2024) Entwurfstafeln – Ökobilanzierung in der Tragwerksplanung
3. Weidner, S., Mrzigod, A., Bechmann, R. and Sobek, W. (2021) Graue Emissionen im Bauwesen – Bestandsaufnahme und Optimierungsstrategien. Beton- und Stahlbetonbau 116: 969–977.

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