Modulbauweise für Studentenwohnheime. Vergleich unterschiedlicher Aspekte beim Einsatz elementierter Raumzellen

Inhaltsverzeichnis

1.EINFÜHRUNGIN DIE THEMATIK
1.1 PROBLEMSTELLUNG
1.2 HINTERGRÜNDE
1.3 FRAGESTELLUNG
1.4 METHODIK
1.5 ZIELSETZUNG

2. GRUNDLAGEN
2.1 GEBÄUDEARTEN
2.2 RAUMZELLENBAUWEISE
2.2.1 Beton
2.2.2 Holz
2.2.3 Frachtcontainer (ISO), Stahlrahmenkonstruktion
2.3 BAUKOSTENARTEN
2.3.1 Kostengruppen
2.3.2 Bauwerkskosten
2.3.3 Herstellungskosten
2.4 ENERGIEEINSPARVERORDNUNG (ENEV)
2.5 NACHHALTIGES BAUEN
2.5.1 Ökonomie
2.5.2 Ökologie
2.5.3 Soziales
2.6 ENERGIEFORMEN
2.6.1 Primärenergie
2.6.2 Sekundärenergie
2.6.3 Endenergie

3. EMPIRISCHER TEIL
3.1 RICHTPREISBERECHNUNG VON RAUMMODULEN
3.1.1 Anwendung der Richtpreisberechnung
3.1.2 Analyse der Richtpreisberechnung
3.2 EXPERTENBEFRAGUNG
3.2.1 Anwendung der Expertenbefragung zu Raummodulen
3.2.2 Analyse der Befragung zu Raummodulen

4.FAZIT

5.SCHLUSSFOLGERUNG

6.AUSBLICK

7.LITERATURVERZEICHNIS
7.1 MONOGRAFIEN
7.2 INTERNETQUELLEN

8. ABBILDUNGSVERZEICHNIS

9. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

10. ANLAGEN
10.1 A- Unterlagen zur Richtpreisberechnung
10.2 B - UNTERLAGEN ZUR EXPERTENBEFRAGUNG

Kurzzusammenfassung

Aufgrund von mangelndem Wohnraum steigt die Nachfrage nach dem Bau von Wohn­raum seit Jahren in Deutschland an. Für Studenten, die in Ballungsgebieten oder Univer­sitätsstädten wohnen möchten, gestaltet sich die Suche nach passendem, jedoch günsti­gem Wohnraum daher nicht einfach. Als Alternative zum Bau von Wohnraum für Stu­denten werden vermehrt schnelle und einfach Lösungen in der Bauausführung gesucht, bei der die Raummodulbauweise eine davon ist. Diese wissenschaftliche Untersuchung befasst sich mit dem Vergleich unterschiedlicher Raummodulbauweisen auf dem Woh­nungsmarkt, insbesondere für Studentenwohnheime. Dabei wird zunächst erklärt, wie ein Raummodul aufgebaut ist und welche Arten existieren. Hierbei werden ausführlicher die Raumodulbauarten aus Beton, Holz und Stahl definiert. Neben der Erklärung weiterer Fachbegriffe, die zum Verständnis der Bauarten kurz erläutert werden, wird im nächsten Schritt ein Vergleich der drei soeben genannten Raummodulbauarten vorgenommen. Der Vergleich erfolgt in Form einer Richtpreisberechnung unterschiedlicher Hersteller, des­sen Grundlage vorliegende Preislisten sind. Zudem werden im darauffolgenden Schritt drei Expertenbefragungen durchgeführt, um unterschiedliche Aspekte wie Baukonstruk­tion, Nachhaltigkeit oder Energiebedarf bei der Raummodulbauweise herauszufiltern und ebenso miteinander in den drei Variante Beton, Holz und Stahl zu vergleichen. Für die Expertenbefragung wurden jeweils ein Experte für die jeweilige Raummodulbauweise befragt, die durch eine Eigenbefragung des Verfassers ergänzt wurde.

Die Untersuchungen haben ergeben, dass Raummodule aus Stahl die günstigsten Varian­ten sind. Weshalb diese sich jedoch im Gegensatz zu Beton- oder Holzraummodulen we­niger auf dem Wohnungsmarkt für Studentenwohnheimen durchsetzen, ist noch nicht eindeutig belegt und kann nur vermutet werden. Im Vergleich zu konventionellen Bau­weisen liegt die Raummodulbauweise aus ökonomischer Sicht im selben Bereich, wobei spezielle Ausstattungen gemäß der hier vorhanden Richtpreisberechnung die Preise vari­ieren können. Letztendlich ist davon auszugehen, dass die modulare Bauweise in Zukunft aufgrund der schnellen Umsetzung, der Verlässlichkeit, den guten Energiewerten sowie der Einhaltung von energetischen Anforderungen eine zunehmende oder gar führende Rolle auf dem Wohnungsmarkt für Studentenwohnheime sein wird.

1. Einführung in die Thematik

Das Studium ist für viele Schüler nach dem Abitur der nächste konsequente Schritt, um den Grundstein für den eigenen beruflichen Werdegang zu legen. Mit der Immatrikula­tion beginnt oft ein neuer Lebensabschnitt, der auch oft mit dem Wechsel des Wohnortes einhergeht. Studenten benötigen an ihren neuen Studienorten Wohnraum, da sie fern weg von dem Heimatort studieren, keine lange Fahrtzeiten auf sich nehmen möchten oder auch andere Orte neu erkunden möchten. So nimmt die Anzahl der Menschen, die sich für ein Studium entscheiden, seit einigen Jahren immer mehr zu. Gleichzeitig wird der Wohnraum vor allem in den Ballungsgebieten Deutschlands durch die allgemein günstige Zinslage für Hypothekenkredite immer knapper. Begehrte Grundstücke werden tenden­ziell eher für teure Appartements oder Büro- und Gewerbeeinheiten verwendet, weshalb sich die Wohnungssuche für Studenten als kompliziert erweisen kann. Allerdings arbei­ten schon erste Baufirmen und Projektentwickler an schnellen und günstigen Konzepten zum Bau von Studentenwohnheimen, um der schwierigen Wohnungssuche für Studenten entgegen zu kommen. Diese Konzepte unterscheiden sich hinsichtlich der Kosten, der Bauzeiten, der Transportwege für Baumaterialien, der Umweltaspekte und des Primär­energiebedarfes. Genau diese Aspekte sollen in dieser wissenschaftlichen Untersuchung für drei unterschiedliche Arten der Raumzellenbauweise für Studentenwohnheime ver­gleichend analysiert werden. Um festzustellen, ob eine bestimmte Raumzellenbauweise hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit für Investoren lukrativ erscheint und damit den Bau von mehr Studentenwohnraum beschleunigt, werden die drei Raumzellenbauweisen mit­einander in den bereits genannten Themenschwerpunkten verglichen. Dieser Vergleich wird durch gängige empirische Methoden, die im späteren Teil dieser wissenschaftlichen Untersuchung konkretisiert werden, unterstützt und vervollständigt. Die drei zu untersu­chenden Raumzellenbauweisen unterscheiden sich in Modulbau aus Beton, aus Holz und aus klassischen Frachtcontainern. Ihre Art der Konstruktion wird ausführlich beschrie­ben, um die genauen Unterschiede der drei Raumzellenbauweisen besonders hervorzuhe­ben und Unstimmigkeiten bezüglich des Verständnisses der Bauweisen nicht aufkommen zu lassen. Im letzten Teil dieser wissenschaftlichen Untersuchung wird auf Grundlage der ausgewerteten Daten ein Fazit verfasst, dass auf mögliche Probleme und Lösungen des Untersuchungsgegenstandes, den Raumzellenbauweisen, eingeht. Darin werden die Er­gebnisse noch einmal zusammengefasst und in den Gesamtkontext des Themas gestellt.

1.1 Problemstellung

Die Einwohner Deutschlands interessieren sich zunehmend für Wohnraum in Städten, weshalb mehr Menschen vom Land in die Stadt ziehen. Speziell junge Menschen zieht es verstärkt in die großen Städte der Bundesrepublik während gleichzeitig Familien mit Kin­dern weniger Interesse an einem Eigenheim in ländlichen Gegenden haben (vgl. Siems, D., 2014, www.welt.de). Die steigenden Preise für Mieten von Wohnimmobilien und die gleichzeitige Wohnungsnot speziell in Ballungsgebieten führt dazu, dass Studenten auf­grund der oft niedrigen finanziellen Möglichkeiten lange nach bezahlbarem Wohnraum an ihren Studienorten suchen. Denn „In vielen Städten seien die Grundstücks- und Im­mobilienpreise im privaten markt einfach zu hoch, um ins studentische Budget zu passen, [...]“ (Streit, M., 2018, www.handelsblatt.com).

Studenten wird dadurch die Wohnungssuche erschwert, weshalb eine passende Wohnung oder sogar ein passendes Zimmer in einer Wohngemeinschaft erst kurzfristig gefunden wird. Den Zuschlag für begehrte Wohnungen in guter Lage bekommen oft Besserverdie­nende, die schon im Berufsleben stehen, da bei ihnen das Risiko für Mietausfälle geringer ist und die Wechselrate der Mieter nicht so hoch wie bei Studenten ist. Somit haben Stu­denten bei der Wohnraumsuche nicht nur Konkurrenten durch andere Studenten, sondern auch durch Berufseinsteiger und Familien mit berufsetablierten Eltern. Hinzu kommen noch Firmen, die sich in Ballungsgebieten ansässig machen möchten oder bei bereits vor­handener Ansässigkeit sich vergrößern wollen: „Der Kampf um die begehrtesten Innen­stadtlagen wird sich weiter verschärfen. Das heizt die Konkurrenz um Wohn- und Büro­flächen an.“ (Streit, M., 2019, www.handelsblatt.com).

Generell entdecken Investoren für sich auch das Studentische Wohnen als Anlage und investieren vermehrt in solche Wohnanlagen. Sie untersuchen einen möglichen Standort auf harte und weiche Faktoren, und lassen neben Gutachten auch Langzeitanalysen er­stellen bevor eine Investition getätigt wird. Allerdings weisen die Studentenwohnheime einige Unterschiede bezüglich Bauart, Anbieter, Ausstattung, Dienstleistungsangebot o­der Mietpreise auf (vgl. Gotzi, M., 2017, www.dasinvestment.com). Diese Unterschiede bremsen den Bau von Studentenwohnheimen in Ballungsgebieten, da der deutsche Markt für Student Housing¹ noch nicht so groß ist wie vergleichbare Märkte in Großbritannien oder den USA und damit noch keine großen Erfahrungswerte vorhanden sind.

1.2 Hintergründe

Weshalb sich die Wohnsituation für Studenten in den unterschiedlichen Ballungsgebieten Deutschlands so dramatisch zeigt, hat mehrere Gründe. Einer der Hauptgründe ist der zunehmende Anteil an Schulabgängern, die sich nach dem Erreichen der Hochschulreife grundsätzlich für ein Studium entscheiden: „In den vergangenen zehn Jahren ist die An­zahl der Studienanfänger in Deutschland um knapp 50 Prozent gestiegen. Diese Entwick­lung ist auch in den Stadtbildern zu erkennen.“ (Gotzi, M., 2017, www.dasinvest- ment.de). Damit entscheiden sich immer mehr Studenten gegen die Möglichkeit einer Berufsausbildung und mehr zum Erstreben eines akademischen Abschlusses. Der ohne­hin schon schwierige Wohnungsmarkt in begehrten Universitätsstädten wie beispiels­weise Würzburg, München, Berlin oder Köln wird dadurch noch einmal verstärkt. Des Weiteren genießt Deutschland unter Studenten weltweit einen guten Ruf, weshalb sich viele Studenten rund um den Globus für ein Studium in Deutschland entscheiden, sofern dies möglich ist. Anders als in anderen Ländern sind die Studiengebühren in Deutschland vergleichsweise gering. Weitere Gründe sind die hohe Qualität der Lehre und die Anzahl an Kursen, die auch auf Englisch angeboten werden (vgl. Siems, D. / Suermann, F., 2012, www.morgenpost.de).

Seitens des Wohnungsbaumarktes zeigt man sich grundsätzlich engagiert, da die Zinssi­tuation die Inanspruchnahme von günstigem Baugeld ermöglicht und die Nachfrage den fortlaufenden Bau von Wohnraum fördert. Nichtsdestotrotz schafft die Bauwirtschaft es nicht, der Nachfrage nach Wohnungen entgegenzuwirken. Insbesondere in Städten mit mehr als 200 000 Einwohnern ist die Wohnungsnot höher als sonst. Zudem werden dort Neubauwohnung im Bundesdurchschnitt nicht so schnell genehmigt (vgl. Öchsner, T., 2019, www.sueddeutsche.de). Dies führt insgesamt dazu, dass das Problem von Wohn­raum für Studenten erhalten bleibt oder sich sogar verstärkt.

1.3 Fragestellung

Im vorherigen Teil der wissenschaftlichen Arbeit wurde bereits die Wichtigkeit von be­zahlbarem Wohnraum für Studenten verdeutlicht. Verknüpfend mit dieser Thematik wird in dieser wissenschaftlichen Arbeit untersucht, ob und inwiefern Studentenwohnheime in modularer Bauweise für Investoren der Baubranche lukrativ und wirtschaftlich sind und es möglicherweise auch für die Zukunft bleiben werden. Die einzelnen Bauarten aus Be­ton, Holz und Frachtcontainern werden einzeln erläutert und mit Hilfe empirischer Me­thoden auf unterschiedliche Aspekte miteinander verglichen. Hinsichtlich der Unter­schiedlichkeit der Bauarten wird insbesondere auf die Konstruktionsart und Innenausbau eingegangen. Dem folgt im Gesamtkontext die Untersuchung der drei Bauarten auf Bau­kosten, Bauzeiten, Transportwege, Umweltaspekte und Primärenergiebedarf.

1.4 Methodik

Die Beantwortung der Fragestellung setzt den Einsatz einer passenden Methodik voraus, um zu einem wissenschaftlich fundierten Ergebnis zu kommen. Für die in dieser wissen­schaftlichen Untersuchung relevanten Thematik wird im ersten Schritt zunächst mit einer Richtpreisberechnung der Baukosten der drei Raumzellenbauarten begonnen, die im an­schließenden Teil miteinander verglichen werden. Die Berechnung dient dazu, nachzu­vollziehen, wieviel der Bau eines Quadratmeters der Wohnfläche für Studentenwohn­heime mit Raumzellenbauweise kostet. Die günstigsten Preise der Hersteller sollen den teuren Varianten gegenübergestellt werden. Der Berechnung folgt im zweiten Schritt eine Expertenbefragung mit Hilfe eines vorbereiteten und für alle Befragten absolut identi­schen Fragebogens. Als Experten bezeichnet man „[...] Personen, die aufgrund langjäh­riger Erfahrung (ab ca. 10 Jahren) über bereichsspezifisches Wissen/ Können verfügen.“ (Kurzrock, B., 2014, www.bauing.uni-kl.de). Die Ergebnisse aus der Expertenbefragung sollen die auf reinen Berechnungen basierenden Ergebnisse zusätzlich ergänzen und den Weg zu einer empirischen wissenschaftlichen Auswertung stützen.

1.5 Zielsetzung

Diese wissenschaftliche Arbeit soll Aufschluss darüber geben, ob und inwiefern sich qua­litativer, jedoch günstiger und ökologischer Wohnraum sowohl für Studenten als auch für die Investoren dauerhaft realisieren lassen kann. Es soll im speziellen herausgetragen werden, ob eine bestimmte Art der Raumzellenbauweise einer anderen Art in grundsätz­lichen Planungsüberlegungen aufgrund der Ergebnisse der zu untersuchenden Aspekte vorgezogen werden sollte. Bauträger und Projektentwickler können so zielgerichteter in der Beurteilung eines Bauprojektes Entscheidungen treffen. Diese wissenschaftliche Ar­beit soll keine Grundlage für solche Entscheidungen sein, jedoch einen Anhaltspunkt lie­fern, wie ein solches Bauprojekt alternativ geplant, umgesetzt und bewirtschaftet werden kann. Die Ergebnisse der Untersuchung sollen zudem den Bekanntheitsgrad und die Po­pularität von bestimmten Arten der Raumzellenbauweise, die gleichwertig auch als Raummodulbauweise bezeichnet wird, wiederspiegeln.

2. Grundlagen

In diesem Teil der Untersuchung wird auf die theoretischen Inhalte eingegangen. Dabei werden unbekannte Begrifflichkeiten erklärt sowie technisch anspruchsvolle Formulie­rungen detaillierter veranschaulicht. Dies dient dem Verständnis des empirischen Teils der wissenschaftlichen Untersuchung. Begonnen wird mit der Erklärung unterschiedli­chen Bauarten von Raumzellen. Folglich wird der Aufbau eines Gebäudes mit all seinen Bestandteilen dargestellt. Dem folgen die Unterteilung und Definition der verschiedenen Baukostenarten. Ergänzend dazu werden für die ökonomische sowie ökologische Ana­lyse Bezug sowohl zum nachhaltigen Bauen als auch zu den unterschiedlichen Energie­formen genommen. Damit wird das Verständnis dieser wissenschaftlichen Arbeit noch einmal vertieft. Im Anschluss dieses theoretischen Teils folgt die Anwendung der empi­rischen Untersuchungsmethoden, dessen Ergebnisse Grundlage für Analyse und Bewer­tung der zu Grunde liegen Daten bieten werden. Dort wird zum Verständnis Bezug auf die in diesem Kapitel vorliegenden theoretischen Inhalte genommen, um dessen Existenz in dieser wissenschaftlichen Untersuchung zu legitimieren.

2.1 Gebäudearten

Gebäude können grundsätzlich auf unterschiedliche Art und Weise fertiggestellt werden. Beim Bau von Gebäuden unterscheidet man diese nach Art der Baukonstruktion und nach Art der Nutzung. Im Bauwesen unterscheidet man Gebäude auch in die Teilgebiete Hoch­bau und Tiefbau. Liegt das Gebäude im Wesentlichen über der Geländelinie, so sind diese als Hochbau, unterhalb der Geländelinie als Tiefbau zu bezeichnen (vgl. Bischoff, E., 2019, www.bauwesen.de). Zudem bezeichnet man laut der Energieeinsparverordnung² Gebäude auch als Wohn- oder Nichtwohngebäude. Wohngebäude dienen nicht dem ge­werblichen Zweck und werden von Privatpersonen bewohnt, während als Nichtwohnge­bäude „Hotels, Schulen, Kliniken, Hallenbäder, Eishallen, Kindergärten, Verwaltungsge­bäude, gewerblich genutzte Gebäude“ (Bläsi, W., 2011, S. 42) gemeint sind. Bezüglich der Art der Baukonstruktion lassen sich die Gebäude grundsätzlich in eine Massivbau­weise oder einer Skelettbauweise unterscheiden. Bei einer Massivbauweise, die auch als Wandbau bezeichnet wird, werden die Lasten über die tragenden Wände abgeleitet. Beim Skelettbau hingegen „[...] werden die Gebäudelasten über stabartige, horizontale und vertikale Trageelemente zusammengeführt und an wenigen Stellen punktuell abgeleitet.“ (Neumann, D. et al, 2006, S. 53). Zwar werden die beiden Arten der Baukonstruktion getrennt betrachtet. Allerdings ist auch eine Kombination aus beiden Arten möglich, so­fern die Statik³ es zulässt.

2.2 Raumzellenbauweise

Je nach Anspruch auf Schnelligkeit der Fertigstellung eines Gebäudes werden unter­schiedliche Bauweisen während der Planung in Betracht gezogen. Die Raumzellenbau­weise, die auch parallel als Raummodulbauweise bezeichnet wird, ist eine davon. Sie ist als modulare Bauweise zu verstehen, bei denen zunächst einzelne Elemente fabrikähnlich hergestellt werden und anschließend im Werk oder auf der Baustelle zusammengebaut werden (vgl. Zimmermann, J., 2017, www.exporeal.net). Einzelne Elemente können Wand, Boden, Decke oder Stützen sein. Zusammen ergeben sie ein dreidimensionales Raummodul, welches in Einzelmodule, offene oder geschlossene Module und Bad- oder Küchenmodulen unterteilt werden kann (vgl. Isopp, A., 2017, S. 6). Somit sind als Raum­module immer vorgefertigte, vier, fünf oder sechsseitig geschlossene Räume zu verste­hen, die industriell hergestellt, zur Baustelle gebracht und vor Ort aufeinandergestapelt bzw. miteinander verbunden werden. Bei Gebäuden, die aus mehreren Raummodulen be­stehen, wird ein stabiler und fester Untergrund benötigt, um die Lasten korrekt in das Erdreich ableiten zu können. Voraussetzung für einen sicheren Untergrund ist eine zu­verlässige Baugrunduntersuchung. Diese wird durch einen Sachverständigen unternom­men und beinhaltet im Form eines Gutachtens die Beschreibung der Bodenarten und des Schichtenaufbaus, die Belastbarkeit des Baugrundes, die Beurteilung einer möglichen Grundbruchgefahr, die Risikoeinschätzung von benachbarten Gebäuden sowie die Grundwasserverhältnisse (vgl. Neumann, D. et al, 2006, S. 26). Eine positive Begutach­tung des zu bebauenden Grundstückes ermöglicht eine saubere Flächengründung⁴ durch Fundamente. Dies kann über Streifen-., Einzel- oder Plattenfundamente erfolgen. Die Raummodulbauweise hat wie andere Bauweisen auch entsprechende Vor- und Nachteile bzgl. der Planung, Abwicklung und nachträglichen Bewirtschaftung von Gebäuden. Ein wesentlicher Faktor für die Berücksichtigung dieser Bauweise gegenüber anderen Bau­weisen ist die Möglichkeit, alle Flächen und Anschlüsse mit hoher Qualität vorzufertigen, bevor sie in Segmenten oder ganzen Modulen zur Baustelle transportiert werden. Des Weiteren lassen sich Installationsanlagen im Vorhinein anbringen, was den gesamten Ab­wicklungsprozess des Baus beschleunigt (vgl. Isopp, A., 2017, S. 7).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Unterschiedliche Arten von Raummodulen. Quelle: Isopp, A., 2017, S.5.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Darstellung einer Aneinanderreihung und Stapelung von Raummodulen. Quelle: Schwerd- tner, P. et al, 2018, S.12.

Entscheidende Nachteile der Raummodulbauweise ergeben sich speziell bei der Planung und beim Transport der Raummodule hinsichtlich der Baulogistik. In der Planung können durch die standardisierten Raumzellen Grundrisse möglicherweise nicht optimal ausge­nutzt werden. Zudem müssen „[...] entsprechende Planungsleistungen beziehungsweise bestimmte Entscheidungen, die in den Vorfertigungsprozess eingebunden sind oder Schnittstellen zur Vorfertigung aufweisen [...], vor Beginn der Produktion abgeschlossen sein“ (Kotulla, B. et al., 1992, S. 49). Hinsichtlich der Baulogistik muss im Vorfeld die Größe der Raummodule oder ihrer einzelnen Elemente berücksichtigt werden, da ab be­stimmten Transportgrößen Genehmigungen für den Straßenverkehr benötigt werden. Die kleinste Transportgröße, bei der es keiner Genehmigung Bedarf, liegt bei den Maßen 2,55 m Breite, 2,90 m Höhe und 13,60 m Länge. Bei breiteren und längeren Modulen müssen für jeden Transport einzelne Genehmigung eingeholt werden, sofern die Maße für eine Dauergenehmigung überschritten worden sind (vgl. Isopp, A., 2017, S. 6). Je größer das Modul ist, desto mehr Sicherheitsmaßnahmen müssen getroffen werden, sodass unter Umständen ein Begleitfahrzeug oder sogar Polizeibegleitung benötigt wird (vgl. Europä­ischer Rat, 1996, S. 1 ff.).

2.2.1 Beton

Eine Variante der Raummodulbauweise ist der Bau mit klassischem Stahlbeton. Beton kann als künstlicher Stein gesehen werden, bei dem Gesteinskörnungen mit einem Leim aus Zement und Wasser miteinander reagieren (vgl. Weber, S. / Bruy, E., 2017, S. 115). Solange der Beton noch in Formen gegossen werden kann und damit noch die Möglich­keit der Verarbeitung besteht, wird dieser als Frischbeton bezeichnet. Der Beton dient dazu, Druckkräfte⁵ aufzunehmen während eine in Beton verarbeitete Bewehrung⁶ für die Aufnahme der Zugkräfte⁷ verantwortlich ist.Beton kann sich hinsichtlich seiner Beschaf­fenheit in seiner Begrifflichkeit unterscheiden. Neben der Unterscheidung zwischen Frisch- und Festbeton existiert eine weitere Unterscheidung in Leichtbeton, Normalbeton und Schwerbeton, bei denen die Trockenrohdichte in Kilogramm pro Kubikmeter ent- scheidend ist (vgl. Weber, S. / Bruy, E., 2017, S. 140). Als weitere Betone aus dem spe­ziellen Bereich können beispielsweise Spritzbetone, Unterwasserbetone, Strahlenschutz­betone, Vakuumbetone, oder selbstverdichtende Betone aufgezählt werden (vgl. Krass, J. / Mitransky, B. / Rupp, G., 2009, S. 285). Bei der Herstellung von Raummodulen aus Beton ist die Wahl der Betonart entscheidend für die Stabilität des gesamten Gebäudes sowie deren bauphysikalischen Eigenschaften, die mindestens die EnEV Standards ein­halten sollten. Um das Erscheinungsbild von Raummodulen aus Beton nicht zu monoton wirken zu lassen, werden diese stirnseitig modifiziert. So werden z.B. gedämmte Metall­ständerwende verwendet oder Furniersperrzolzplatten⁸ befestigt, die ebenfalls in einem Werk vorgefertigt und zur Baustelle für die schnelle Montage transportiert werden (vgl. Schittich, C., 2015, S. 320). Um das Gewicht der Betonraummodule zu reduzieren, wer­den diese mit möglichst dünnen Decken, Boden und Wänden geplant ohne das mit Ein­bußen der Energiesparwerte gerechnet werden muss. Eine etablierte Variante ist die Ver­wendung von Stahlbetonrippendecken und -böden, da einerseits eine Gewichtsersparnis erfolgt und andererseits Platz für horizontale Installationsebenen entsteht. Zudem sind innerliegende Wände aneinandergereiht, sofern die Raummodule direkt miteinander ver­bunden werden. Dadurch wird die Stärke der Wand praktisch erhöht und sie weist ver­besserte bauphysikalische Eigenschaften aus.

2.2.2 Holz

Neben dem Bau von Raummodulen aus Beton besteht auch die Möglichkeit, Raummo­dule aus unterschiedlichen Holzbauweisen herzustellen. Diese sind der Massivholzbau aus Brettsperrholz oder Brettstapeln, der Holzrahmenbau, die Mischbauweise oder eine hybride Bauweise (vgl. Isopp, A., 2017, S.6). Als einer der wenigen Baustoffe ist Holz ein nachwachsender Rohstoff, der eine positive CO2 Bilanz⁹ ausweist und somit eine grundsätzliche Bedingung der ökologischen Nachhaltigkeit erfüllt. Auch Raummodule aus Holz ordnen sich dem planerischen Ziel unter, den Vorfertigungsgrad so hoch wie möglich zu halten. Sie ermöglichen „[...] einen wesentlich höheren Vorfertigungsgrad und somit kostengünstigere und schnellere Produktion als bisher im Fertighausbau, da ein erheblicher Teil der zeit- und kostenintensiven Ausbauarbeiten und des Montagepro­zesses in die Vorfertigung verlegt werden kann.“ (Kessel, M., 1995, S. 31). Damit ist eine witterungsunabhängige, jedoch zeitlich schnelle Bauzeit gewährleistet. Bei dem Zu­sammenbau des Raummoduls im Werk wird speziell darauf geachtet, dass möglichst um­weltverträgliche, mineralische Verbundstoffe verwendet werden, um einen Rückbau zu erleichtern und ein einfaches Recycling¹⁰ zu ermöglichen. Bei Raummodulen aus Mas­sivholz werden die Lasten vertikal und horizontal über Wandscheiben abgetragen. Verti­kal werden die Raumzellen durch Distanzhölzer mit sogenannten Elastomerlagern¹¹ ver­bunden, um diese schallschutztechnisch voneinander abzukoppeln. Für die Baubranche relevante Holzarten bestehen entweder aus Nadelholz oder Laubholz. Sie unterscheiden sich grundsätzlich in Eigenschaften wie Farbe, Geruch, mittlere Rohdichte, Dauerhaf­tigkeit und Anwendungsbereich (vgl. Weber S. / Bruy, E., 2017, S. 66). Um den allge­meinen Witterungen zu bestehen, werden als Holzarten meist entweder Tanne als Nadel­holz oder Eiche als Laubholz in Deutschland verwendet (vgl. Hestermann, U. / Rongen, L., 2006, S. 191 f.). Allgemein genießt Holz als Baustoff unter dem Aspekt des Klima­wandels immer mehr Aufmerksamkeit, weshalb die Nachfrage nach Raummodulen aus Holz gleichzeitig steigt. Der Grund, warum bei Holz dennoch zurückhaltend agiert wird, ist die Anfälligkeit von Holz bei Feuchtigkeit: „Eine dauerhafte Feuchteeinwirkung, die mitunter durch Undichtigkeiten in wasserführenden Leitungen oder feuchtebeanspruch­ten Flächen (z.B. Duschen) auftritt, kann zu einem biologischen Abbau der Holsubstanz [...] führen.“ (Schickhofer, G., 2018, S. 788). Holz gilt als dauerhaft durchfeuchtet, so­fern die Durchfeuchtung über ein ganzes Jahr im Schnitt mindestens 25 Prozent beträgt. Durchfeuchtetes Holz ist schimmelanfällig und kann morsch werden. Eine durchfeuch­tete, tragende Holzwand in einem Raummodul kann somit statisch ein Risikofaktor wer­den und muss bei Bedarf saniert werden, um die Tragfähigkeit weiterhin zu gewährleis­ten. Die Wände eines solchen Raummoduls aus Holz werden je nach Bedarf mit bis zu 36 cm dickem Dämmmaterial ausgestattet, um die Wärmedämmwerte nach EnEV einzu­halten. Je nach Planung besteht sogar die Möglichkeit, eine Wärmepumpe¹² einzubauen, wodurch die Module sogar Passivhausstandard erreichen können (vgl. Wojciech, 2017, www.derstandard.at). Passivhäuser haben einen sehr geringen Energiebedarf, da sie auf­grund der hohen Dämmwerte und mit Hilfe von Wärmetauschern keine klassischen Heizsysteme benötigen. Der Passivhausstandard ist erreicht, sofern der Jahresheizwär­mebedarf eines Gebäudes von 15 kWh/(m2a) nicht überschritten wird, die Luftwechsel­rate bei einem Druck von 50 Pascal maximal bei 0,6 liegt, solaroptimierte Fenster mit Wärmeschutzglas und einem U-Wert¹³ von 0,6-0,8 W/m2K verbaut werden, eine Lüf­tungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingebaut wird und die Warmwasserbereitung hauptsächlich über solare Energie durch Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollekt­oren erfolgt (vgl. Passivhaus Institut, 2015, www.passiv.de).

2.2.3 Frachtcontainer (ISO), Stahlrahmenkonstruktion

Während Raummodule aus Beton oder Holz auf klassische Baustoffe zugreifen, sind Raummodule aus bestehenden Frachtcontainer zeitlich als revolutionär auf dem Markt zu sehen. Frachtcontainer sind Transportbehälter aus Stahl und dienen dem Transport von Gütern durch Schienen-, Binnen-, Schiff-, Flug-und Straßenverkehr. Die Länge der Con­tainer beträgt im Außenmaß zwischen 6,05 m bei der kleineren und 16,15m bei der größ­ten Variante. Die Breiten liegen mit 2,43 m und 2,59 m fast im einheitlichen Bereich. Das Leergewicht der Container liegt bei 2,33 t bzw. 5,0 t. Sie können das bis zu fünffache des Leergewichtes als Nutzlast zusätzlich aufnehmen. Neben den Standardgrößen existieren auch Sondergrößen sowie spezielle Kühl- oder Tankcontainern (vgl. Sietz, H., 2006, www.faz.net).Klassische Frachtcontainer aus Cortenstahl¹⁴ bieten durch ihre Maße somit eine weitere Möglichkeit der planerischen Gestaltung von Studentenwohnheimen mit Raummodulbauweise an. Die Container werden anschließend so vorbereitet, dass sie wohnungstauglich sind. Sie werden ein- oder zweiseitig geöffnet, um Eintrittsbereich und Fensterfronten einzubauen. Um eine geeignete Standfestigkeit zu gewährleisten, werden die Container auf teils verstärkten Streifenfundamenten aus Beton gestellt. An einigen Stellen werden die Container miteinander fest verankert und die Fugen zwischen den Containern winddicht verschlossen. Damit die Körperschallübertragung so gering wie möglich bleibt, werden die Container auf schalldämmende Polymerlager gelegt. Um den Wärmeschutz in den Winter- und Sommermonaten zu gewährleisten, werden die Contai- ner von innen mit Mineralwolle gedämmt und der Boden für die Container im Erdge­schoss mit Gussasphalt versehen (vgl. Widmann, V., 2013, www.zeit.de), da dieser mit 0,7 W/(mK) eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt und dadurch wenig Wärme übertra­gen wird (vgl. bga Beratungsstelle für Gussasphaltanwendungen e.V., 2007, S. 16). Als organische oder anorganische Dämmstoffe werden Stoffe bezeichnet, die bei fachgerech­ter Verarbeitung zu einem verbesserten Wärme- oder Schallschutz von Konstruktionen beitragen, ohne selbst eine tragende Funktion zu besitzen (vgl. Weber, S. / Bruy, E., 2017, S. 227). Werden auskragende Bauteile wie Balkone oder Container mit unterschiedlicher Länge verwendet oder gleichlange Container versetzt gestellt, so wird für eine verbesserte Dämmleistung eine Vakuumdämmung eingebaut. Die Container beinhalten vorab je nach Hersteller auch eine Edelstahlnasszelle und Leitungsöffnungen, um die Versorgungslei­tungen anzuschließen. Vor Ort werden dann „[...] die Stränge für Sanitär, Heizung und Elektro in den vorgefertigten Schächten verlegt sowie Bodenbeläge, Fliesen und Tapeten aufgebracht.“ (Greve, N., 2016, www.dbz.de). Entsprechende Grundrisse sowie Schnitte sind in Anlage 10.3, Teil C zu sehen. Die Container lassen sich aufgrund des modularen Systems problemlos miteinander kombinieren, sodass Einzelwohneinheiten für eine Per­son auch zu Zweier- oder Dreierwohneinheiten für bis zu drei bis vier Personen verbun­den werden können.

2.3 Baukostenarten

Der Bau eines Gebäudes setzt zum einen eine detaillierte Planung, zum anderen den Ein­kauf verschiedenster Gewerke¹⁵ voraus, um es vollständig und fehlerfrei fertigzustellen. Dabei entstehen für die Herstellung und Planung der Gebäudeteile Baukosten. Allgemein versteht man unter Baukosten Kosten, die während der Bauplanung und der Bauzeit dem Auftraggeber eines solchen Bauvorhabens entstehen (vgl. Linhardt, A., 2017, S. 41). Bau­kosten sind ein Teil der Gesamtkosten eines Bauvorhabens, die sich in Kosten für das Gebäude, der Außenanlagen und den Baunebenkosten unterteilen. Der andere Teil der Baukosten beinhaltet die Kosten des Baugrundstückes, auf dem das Gebäude errichtet wird. Sie bestehen aus dem Wert des Grundstücks, dessen Erwerbs- und Erschließungs­kosten (vgl. Krolkiewicz, H-J., 2015, S. 66). Eine genaue Auflistung ist aus Abbildung 3 zu entnehmen. Bezüglich der modularen Bauweise von Studentenwohnheimen ist im Vorfeld ebenfalls eine Baukostenkalkulation vorzunehmen, um den Bau wirtschaftlich zu gestalten und mögliche Einsparpotenziale, die bei einem gewöhnlichen Hochbau nicht entstehen, zu erkennen. Genauso ist mit Hilfe der Baukostenkalkulation herauszufinden, ob alle Kosten abgedeckt sind und die Finanzierung somit nicht gefährdet wird.

2.3.1 Kostengruppen

Eine Art der Einteilung der Baukosten ist der DIN 276-1 zu entnehmen. Sie unterteilt die Kosten im Bauwesen in sieben verschiedene Kostengruppen. Diese lauten Grundstück, Herrichten und Erschließung, Bauwerk - Baukonstruktion, Bauwerk - Technische Anla­gen, Außenanlagen, Ausstattung und Baunebenkosten (vgl. Linhardt, A., 2017, S. 42). Seit Dezember gilt die aktualisierte DIN 276, die einige Änderungen gegenüber der älte­ren Variante aus 2008 aufweist. Wurden in der DIN 276 aus 2008 Hochbau und Ingeni­eurbau getrennt behandelt, so sind sie in der aktualisierten Variante zusammengefasst worden (vgl. Ruf, H-U., 2019, www.dabonline.de). Zudem sind neben der Einführung neuer Begriffe und Grundsätze die Kostenermittlung neuformiert, der Detaillierungsgrad erhöht und die Kostengliederung verbessert worden. So beinhaltet die neue DIN-Norm mit der zusätzlichen KG 800 Finanzierung eine achte weitere Kostengruppe. Die Eintei­lung der Baukosten in die Kostengruppen stellt eine Grundlage für die Kostenermittlung sowie einem Kostencontrolling da und ist maßgebend für die Beurteilung von Investitio­nen.

2.3.2 Bauwerkskosten

Eines der größten Kostenpunkte eines Bauprojektes sind die Bauwerkskosten, die aus der Kostengruppe 300 Bauwerk - Baukonstruktion und 400 Bauwerk - Technische Anlagen bestehen (vgl. Linhardt, A., 2017, S. 42).Mit der Baukonstruktion sind im Wesentlichen die Kosten von Bauleistungen gemeint, deren Lieferung und Herstellung mitinbegriffen ist. Allgemein ist damit die tragende Baukonstruktion als Grundgerüst oder Rohbau ge­meint. Dazu gehört die Herstellung der Baugrube sowie die Gründung, gefolgt von Au­ßen- und Innenwänden, Decken, Dächern und Einbauten. Sofern der Bau der Baukon­struktion sowie deren Zusatzleistungen erfolgt ist, folgt der Ausbau. Ein Teil des Ausbaus sind die Technischen Anlagen wie beispielsweise Heizungs- und Sanitäranlagen oder die Elektroinstallation.

2.3.3 Herstellungskosten

Anders als bei den Bauwerkskosten finden die Herstellungskosten als Begriff in der DIN 276 keine Verwendung. Sie sind aber als äquivalent zu den Bauwerkskosten zu sehen, da sie sich ebenfalls mit den Kostengruppen aus KG 300 und KG 400 befassen. Allerdings beinhaltet diese ebenfalls einige Kostenpunkte der Kostengruppe 200 für Herrichten und Erschließen als auch 500 für Außenanlagen (vgl. Linhardt, A., 2017, S. 42).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Kostengruppen nach DIN 276, Fassung 2008-12. Quelle: Eigene Darstel­lung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Kostenaufstellung nach II. Berechnungsverordnung. Quelle: Linhardt, A., 2017, S. 41.

2.4 Energieeinsparverordnung (EnEV)

Aufgrund der immer knapperen Ressourcen zur Herstellung von thermischer und elektri­scher Energie, wurde zur effizienteren und sparsameren Nutzung von Energie die Ener­gieeinsparverordnung für Gebäude in Deutschland eingeführt. Sie trat 2002 das erste Mal in Kraft bevor sie 2016 das letzte Mal aktualisiert wurde, und beinhaltet „[...] Anforde­rungen an die energetische Qualität von Gebäuden, an die Anlagentechnik, und die (op­tisch etwas geänderten) Energieausweise.“ (Krolkiewiecz, H-J., 2015, S. 80). So sollen damit Impulse zur Einsparung von Energie gesetzt werden und sowohl die Importabhän­gigkeit von Rohstoffen reduziert sowie die allgemeine Versorgungssicherheit gewähr­leistet werden.

Die EnEV wurde zuletzt auf Basis der Richtlinie 2010/31/EU des europäischen Parla­mentes entwickelt und soll die gleichen Ziele auf europäischer Ebene verfolgen, wie sie in der Richtlinie der europäischen Union formuliert worden sind. „Damit sollen alle Neu­bauten ab Januar 2021 (für öffentliche Gebäude zwei Jahre vorher) dem in Deutschland definierten Standard „Effizienzhaus Plus“ bzw. „Niedrigstenergiehaus“ - entsprechend dem von der EU geforderten energetischen Neubaustandard eines „nearly zero energy building“ - gleichkommen.“ (Krolkiewiecz, H-J., 2015, S. 80). Der Bau eines Gebäudes nach EnEV-Standard erfordert eine genaue und detaillierte Planung aller Bauabschnitte, um alle Regeln einzuhalten und die Gebäudezertifizierung nach EnEV nicht zu gefähr­den. So ist beispielsweise im Vorfeld mit dem Bauherrn die einzusetzende Technik für Heizung und Lüftung zu klären, da entsprechende Maschinen ausgewählt werden müssen und deren Größe und Gewicht ausschlaggebend für Raumvolumina sowie statische Be­lastungen sind: „Jetzt müssen sich Bauherr und Architekt vor dem eigentlichen Planungs­beginn über die nutzbaren [sic!] Energieart und die dafür notwendige Haustechnik ab­stimmen.“ (Krolkiewiecz, H-J., 2015, S. 78). So sollen die Gebäude durch die EnEV aus subsistenzwirtschaftlicher¹⁶ Motivation erneuerbare Energien erzeugen, um eigentlich dafür vorgesehene Rohstoffe dafür zu schonen.

Eine weitere Folge der EnEV ist die Einführung eines Energieausweises für Wohn- und Nichtwohngebäude zur Beurteilung der Energieeffizienz und anfallenden Energiekosten. Der Energieausweis gibt je nach Art des Ausweises den Energiebedarf oder Energiever­brauch in kwh/m2a an. Durch die Pflicht zur Erstellung des Ausweises können Gebäude bezüglich der Energieeffizienz miteinander verglichen werden. Grundsätzlich werden die Energieausweise in Bedarfs- und Verbrauchsausweise unterschieden. Der Bedarfsaus­weis rechnet den Kennwert auf Grundlage der Baudaten, des Gebäudetypen sowie den Maßen aus während der Verbrauchsausweis auf tatsächliche Verbrauchsdaten aus den letzten drei Nutzungsjahren zugreift (vgl. Verbraucherzentrale NRW e.V., 2018, www.verbraucherzentrale.de). Neben der EnEV gehört das Erneuerbare-Energien-Wär- megesetz ebenso zu den deutschen Gesetzen des öffentlichen Baurechts, die bei der Pla­nung und beim Bau von Gebäuden jeglicher Art berücksichtigt werden müssen. Es ist zum 1. Januar 2009 in Kraft getreten und verpflichtet zur Nutzung von erneuerbaren Ener­gie nach festgelegten Prozentsätzen, bei der jedoch, sofern dies nicht anders möglich ist, Ersatzmaßnahmen getroffen werden können (vgl. BMJV, 2015, www.gesetze-im-inter- net.de). Folglich soll der Wärmeenergiebedarf zu 15 Prozent durch Solar, zu 30 Prozent durch Biogas und ggf. einer Kraftwärmekopplung, zu 50 Prozent durch liquide oder illi­quide Biomasse oder zu 50 Prozent durch Geothermie oder einer anderen Umweltwärme bezogen werden. Mögliche Ersatzmaßnahmen sind die Wärmenergieerzeugung zu 50 Prozent aus Abwärme oder eine Kraftwärmekopplung, oder die Verbesserung der Bau­qualität, die insgesamt zu einer Unterschreitung der EnEV-Anforderungen um 15 Prozent führt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Energiebedarfsausweis für Wohngebäude, Stand 2014. Quelle: DBZ, 2015, www.dbz.de.

Auch bei Gebäuden, die in Raummodulbauweise erstellt worden sind, ist ein Energieaus­weis Pflicht, da sie nicht als einzelne, unabhängige Gebäude gesehen werden, sondern zusammen ein ganzes Gebäude ergeben, dass nach der Verabschiedung der EnEV und des EEWärmeG erstellt worden ist.

2.5 Nachhaltiges Bauen

Aufgrund der intensiven Ressourcennutzung des Baugewerbes steigt die Planung und der Bau von Gebäuden unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit. Unter dem Begriff der Nach­haltigkeit ist allgemein die gleichberechtigte Berücksichtigung von ökologischen, ökono­mischen und sozialen Zielen für nachfolgende Generationen zu verstehen (vgl. BMI, 2019, S. 7). Im Bereich des Baugewerbes sind somit nicht nur die baulich-technischen Planungen zu berücksichtigen, sondern auch die der Nachhaltigkeit wenn es um die Er­richtung, Nutzung, Modernisierung oder dem Rückbau von Gebäuden jeglicher Art geht. Auf Basis der in 2002 von der Bundesregierung verabschiedeten Nachhaltigkeitsstrategie sollen nicht nur Bauunternehmen und Projektentwickler einzelne Entscheidung treffen müssen, sondern Stakeholder¹⁷ auch mit eingebunden werden (vgl. Institut Bauen und Umwelt e.V., 2017, www.ibu-epd.com). So hat die Politik bei großen öffentlichen Bau­projekten eine Entscheidungshoheit, wenn es um die Beantragung von öffentlichen Gel­dern geht, die aus Steuereinnahmen stammen. In anderen Fällen definieren Kommunen und Gemeinden im Vorfeld durch den Bebauungsplan¹⁸ die Art und Weise, inwiefern umwelttechnische Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen: „Dabei stütze sich die Stadt auf eine Vorschrift des Bundesbaugesetztes. Danach können Kommunen im Be­bauungsplan Gebiete festlegen, „in denen zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwir­kungen (.) bestimmte Luft verunreinigende Stoffe nicht oder nur beschränkt verwendet werden dürfen“.“ (Einbock, S., 2017, www.experten-branchenbuch.de). Im Bau von Raummodulen wird ebenfalls auf eine nachhaltige Bauweise geachtet, da diese den Bau­umweltregularien wie der EnEV, dem EEWärmeG oder den Bebauungsplänen unterge­ordnet ist.

2.5.1 Ökonomie

Aus ökonomischer Sicht ist in der Planung und dem Bau von Gebäuden abzuklären, in welchem Bereich der Schwerpunkt liegen soll, da bei der Kostenabschätzung beachtet werden sollte, „[...] dass dem erhöhten Aufwand zur Erfüllung der Forderungen aus der EnEV 2014 eingesparte Energiekosten gegenüberstehen.“ (Krolkiewiecz, H-J., 2015, S. 82). So können im Vorfeld die Baukosten zunächst höher ausfallen, als dass sie es ohne die EnEV wären. Jedoch können die dadurch entstandenen Energieeinsparungen die ver­gangenen hohen Baukosten amortisieren. Generell gelten im ökonomischen Bau das Ka­pital sowie die Gebäudewerte als Schutzgüter. Dies ist durch Reduzierung der Lebens- zykluskosten, der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit als auch dem Erhalt von Kapital und Gebäudewerten zu erreichen (BMI, 2019, S. 16). Der Lebenszyklus eines Gebäudes teilt sich in sechs unterschiedliche Phasen ein. So beginnt dieser mit der Planungs- und der Bauphase, bevor in die Nutzungsphase übergangen wird. Der Nutzungsphase folgt eine Modernisierungsphase, bevor in eine weitere Nutzungsphase gegangen wird. Ab­schließend erfolgt die Rückbauphase, in der das Gebäude zurückgebaut oder abgerissen wird, und die vorliegende Bausubstanz verwertet oder entsorgt wird (Galinski, A., 2013, www.springerprofessional.de). Zur Beurteilung der Lebenszykluskosten werden wäh­rend der Erstellung die Herstellungskosten¹⁹, während der Nutzung die Baunutzungskos- ten²⁰ inklusive der Betriebskosten sowie der Instandhaltung bzw. Pflege, und beim Abriss des Gebäudes die Abrisskosten und Kosten für Rückbau und Entsorgung in Betracht ge­zogen (vgl. Galinski, A., 2013, www.springerprofessional.de). Im Anschluss folgt die Auswahl der Art der Finanzierung, der Baumethode, der Auswahl der zu verwendenden Baumaterialien sowie im Vorfeld eine Beurteilung des zu bebauenden Grundstücks. Mit zu berücksichtigen ist die Preisentwicklung von Ersatzmaterialien sowie die technische Lebensdauer von Gebäuden. Die Preisentwicklung ist „abhängig von der Entwicklung der Preise auf den internationalen Rohstoffmärkten, der Entwicklung von Wechselkursen sowie der Kostenentwicklung inländischer Produktionsfaktoren.“ (BMI, 2019, S. 35). Damit die Kosten realistisch abgeschätzt werden können, wird eine jährliche Preissteige­rungsrate impliziert.

2.5.2 Ökologie

Konsequenz des Klimawandels ist der zunehmende Schutz von Menschen, Tieren und der Natur. Da die Baubranche von großen Energie- und Baustoffströmen abhängig ist, muss zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele eine genaue Auswahl der Baustoffe getrof­fen werden. Schutzgüter im ökologischen Sinne sind im Baugewerbe die natürlichen Res­sourcen sowie die globale und lokale Umwelt (vgl. BMI, 2019, S. 16). Somit sollen die natürlichen Ressourcen sowie das Ökosystem geschützt werden. Damit allerdings die Umweltverträglichkeit von Baustoffen bewertet werden kann, muss dafür das passende Instrument zur Beurteilung gewählt werden. Diese sind die ökologische Risikoanalyse, die Stoffstromanalyse und die Ökobilanz (vgl. Galinski, A., 2013, www.springerprofes- sional.de). Deren Ergebnisse sollen Impulse zur Einschätzung der Nachhaltigkeitsdimen­sion geben um schlussendlich beurteilen zu können, ob der optimale Einsatz von Bauma­terialien zum Schutz der Naturressourcen und des Ökosystems nicht, zum Teil oder voll­ständig gewährleistet ist (Krolkiewiecz, H-J., 2015, S. 179). Als ökologische Risikoana­lyse bezeichnet man die Untersuchung des Mensch-Umwelt Systems, bei dem der Ver­ursacher, dessen Auswirkung und der Betroffene definiert werden (BMNT, 2012, wwww.strategischeumweltpruefung.at). Die Analyse wird dabei in zwei Teile gespalten, die sich in die Untersuchung der Betroffenen als natürliche Faktoren und den der Verur­sacher mit ihren Nutzungsansprüchen unterteilt. Neben der ökologischen Risikoanalyse ist die Stoffstromanalyse ein weiteres Verfahren, bei der es um Stoff- als auch Material­ströme geht. Die Ströme sind mit bestimmten Produkten, Verfahren oder Dienstleistun­gen verbunden, oder füllen ganze Bedürfnisfelder wie beispielsweise das Bauen und Wohnen oder die Ernährung (BMU, 2013, www.umweltbundesamt.de). Die Ökobilanz als drittes Instrument zur Beurteilung der ökonomischen Nachhaltigkeit lehnt sich an die Stoffstromanalyse an, bindet und bewertet jedoch die dazugehörigen Umwelteinwirkun­gen.

2.5.3 Soziales

Neben der Ökologie und Ökonomie gehört die Soziokultur ebenfalls dem System der Nachhaltigkeit an. Als Schutzgüter werden im nachhaltigen Bauen Gesundheit, Nutzer­zufriedenheit, Funktionalität und kultureller Wert definiert (BMI, 2013, www.umwelt- bundesamt.de). Speziell gelten Wertschätzung für das Gebäude, eine gelungene Funktio­nalität sowie die Fähigkeit der Umnutzung als Indikatoren für eine gegebene Soziokultur im Bauen und Wohnen. Ist ein Gebäude voll funktionsfähig und vermittelt den Nutzern ein Wohlbefinden, so ist eine gewisse Wertschätzung für das Gebäude gegeben, die die Basis für dessen Nachhaltigkeit bietet (Galinski, A., 2013, www.springerprofessio- nal.de). Als komplett funktionsfähig ist ein Gebäude erst zu sehen, sobald die Gesamt­entwurfskonzeption samt Funktions- und Raumzuordnung sowie der Detail- und Innen­raumgestaltung im Einklang sind, und durch infrastrukturelle Erschließung sowie Ver­sorgung und Entsorgung ergänzt wird. Die Fähigkeit der Umnutzung als dritte soziokul­turelle Qualität von Gebäuden entspricht dem Prinzip der Nachhaltigkeit im umwelttech­nischen Sinne. Können Flüchtlingsheime zu Studentenwohnheimen, Büros zu Wohnun­gen oder Lagerhallen zu Eventhallen umfunktioniert werden, so ist eine Umnutzung mit mehr oder weniger technischem Aufwand möglich (Galinski, A., 2013, www.springer- professional.de).

2.6 Energieformen

Das Thema Energie betrifft den Menschen in den unterschiedlichsten Lebenslagen. Der Energiebedarf hängt von vielen unterschiedlichen Einflussgrößen ab. So ist neben der Bevölkerungsgröße auch die Anzahl an Fahrzeugen, die Größe der Industrie, oder die verwendete Anlagentechnik in Gebäuden entscheidend, wie hoch der tatsächliche allge­meine Energiebedarf ist. Unter Energie ist grundsätzlich der Einsatz von Kraft oder Ar­beit zu verstehen (vgl. Oberzig, K., 2013, S. 11). Dabei kann Energie in ganz verschiede­nen Formen auftreten. Energie kann grundsätzlich in mechanische Energie, elektrische Energie, Strahlungsenergie und innere Energie unterteilt werden. (vgl. Oberzig, K., 2013, S. 11 f.). Die innere Energie unterteilt sich wiederrum in chemische Energie, thermische Energie und Kernenergie. Ferner kann Energie als Träger von Kraft und Arbeit auch nach der Art der Nutzbarkeit unterteilt werden. Die in der Natur vorkommenden Ressourcen aus Bergbau, Erdöl- und Erdgasförderung sowie den unendlich vorhandenen Ressourcen wie Wasser, Wind oder Solarstrahlung werden als Primärenergie bezeichnet. Sie sind un­verarbeitet und teilen sich in fossile Energieträger, Kernenergie und erneuerbare Energien auf (Oberzig, K., 2013, S. 10). Aus Umwandlung der Primärenergie entsteht Sekundär­energie, die in Form von Strom, Gas oder Heizöl zum Endverbraucher geführt wird (vgl. Die Bundesregierung, o.J., www.bundesregierung.de). Die beim Endverbraucher ange­kommene Energie wird als Nutzenergie oder auch Endenergie bezeichnet und ist durch Verluste beim Transport, Verdunstungsverluste, oder Restmengen im Tankwagen gerin- ger als die Sekundärenergie. Der Energieverlust wird anhand des Wirkungsgrades gemes­sen. Der Wirkungsgrad führt auf „welcher Anteil (oder wieviel Prozent) der aufgewen­deten Energie in Nutzenergie umgewandelt wird“ (Bienioschek, H., 2006, S. 28). Ein Beispiel dafür ist der Wirkungsgrad einer Glühlampe mit 5 Prozent. Dies bedeutet, dass ein zwanzigstel der aufgewendeten Energie in Nutzenergie umgewandelt wird. Überlei­tend werden im Baugewerbe aufgrund der hohen Energie- und Materialnutzung neue Möglichkeiten erforscht, um die Energieeffizienz zu steigern. Ansätze dazu sind in Ka­pitel 2.4 durch die EnEV eingeführt worden, um die nationalen und weltweiten klimapo­litischen Ziele zu erreichen. Aufgrund der intensiven Energiebelastung in der Baubranche und Wohnbereich ist die Baubranche einer der größten Hersteller von Treibhausgasen, da sie je nach Land zu 25 bis 33 Prozent aller Emissionen beitragen (vgl. Conran, T., 2010, S. 15).

2.6.1 Primärenergie

Wie bereits im vorherigen Kapitel erwähnt wurde, handelt es sich bei der Primärenergie um Energiequellen, dessen Energiegehalt direkt in der Energiequelle existiert. Die Ener­giequellen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Beschaffenheit, des Vorkommens, ihres Energiehalts sowie der Art und Weise der Verarbeitung. Den größten Anteil an Primär­energiemachen machen mit 34,5 Prozent Mineralöl, 23,7 Prozent Erdgas sowie kumuliert Stein- und Braunkohle 22 Prozent als Rohstoffenergiequellen aus. Der Primärenergiever­brauch durch erneuerbare Energien macht einen Anteil von 13,2 Prozent in Deutschland aus. Während bei Rohstoffen eine industrielle Umwandlung der Energie und Sekundär­energie erfolgen muss, stehen bei erneuerbaren Energien wie Solarthermie, Wasserkraft oder Biomasse die Energie direkt zur Nutzung zur Verfügung. Aufgrund des dauerhaften Abbaus der begrenzt verfügbaren Rohstoffquellen plant die Bundesregierung „[...] den Primärverbrauch bis zum Jahr 2020 gegenüber dem Jahr 2008 um insgesamt 20 Prozent zu senken.“ (BMWi, 2015, www.bmwi-energiewende.de). Die erneuerbaren Energie­quellen sollen eine zunehmende Alternative im Kampf gegen den Klimawandel werden, sodass die Bau- und Wohnbranche mit ihrem hohen Energieverbrauch auch direkt davon betroffen ist. Denn „36 Prozent der hierzulande verbrauchten Energie werden im Bereich Wohnen und gewerbliche Gebäude verbraucht.“ (Pehnt, M., 2017, www.boell.de).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Primärenergieverbrauch in Deutschland 2017. Quelle: BMWi, 2018, S.11.

2.6.2 Sekundärenergie

Die in Primärenergie vorhandene Energie muss je nach Rohstoff in eine andere Energieart umgewandelt werden, damit diese ihre Transportfähigkeit erlangt. So ist wie unter Kapi­tal 2.6 Sekundärenergie als eine abwandelnde Form der Primärenergie zu verstehen, die in elektrischer oder thermischer Form an den Verbraucher weitergeleitet wird (Oberzig, K., 2013, S. 10).

2.6.3 Endenergie

Damit ein Gebäude bewohnbar ist, sind technische Anlagen nötig, um die vorhandene Sekundenergie in für den Gebäudenutzer brauchbare Endenergie zu verwandeln. End­energie wird nach Transport- und Umwandlungsverlusten dem Nutzer mit der zur Verfü­gung stehenden Technik bereitgestellt. Dies sind zum Beispiel ein Stromkasten zur siche­ren Weiterführung von Strom in den Wohnbereich oder Gasheizungen, die aus der vor­liegenden Gasquelle das Gas in Wärmeenergie umwandeln. Im Bereich der Bau- und Wohnbranche wird der Begriff der Endenergie mit dem jährlichen Energieverbrauch in Zusammenhang gebracht, da dieser ausschlaggebend für die energetische Kategorisie­rung des Gebäudes ist. So ist der Endenergieverbrauch von Gebäuden ein Kriterium, dass schon in der Planungsphase berücksichtigt wird (vgl. BMI, 2019, S.67 ff.). Der Endener­giebedarf eines Gebäudes teilt sich in unterschiedliche Bereiche auf. Diese bestehen aus dem Energiebedarf für Warmwasser, Heizung als auch Lüftung (vgl. Umweltamt der Stadt Dortmund, o.J., S. 5).

[...]

---

¹ Bezeichnung für studentisches Wohnen

² Gesetz, dass Anforderungen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden stellt.

³ Lehre, die sich mit Kräften auf materielle Körper im Gleichgewicht beschäftigt.

⁴ Abtragung der Bauwerkslasten auf die Gründungsfläche.

⁵ Kraft, die senkrecht auf die Fläche eines Körpers wirkt.

⁶ Verbundwerkstoff, der die Tragfähigkeit von Betonbauteilen erhöht.

⁷ Kraft, die waagerecht entlang eines Körpers verläuft.

⁸ Kreuzweise verleimte Schichten eines Holzstoffes.

⁹ Summe der Kohlenstoffdioxidemissionen, verursacht durch Aktivitäten, Produkte oder Personen.

¹⁰ Wiederverwendung von Stoffen.

¹¹ Ausgleichpolster, dass bauteilbedingte Bewegungen aufnimmt und abfedert.

¹² Maschine, die thermische Energie aus einem Niedrigtemperaturbereich aufnimmt und einem Heizsys­tem hinzufügt.

¹³ Wert für den Wärmedurchgang durch feste Körper.

¹⁴ Wetterfester Baustahl.

¹⁵ Bauarbeiten, die einem bestimmten Bauleistungsbereich zuzuordnen sind

¹⁶ selbstwirtschaftlich

¹⁷ Teilhaber: Person oder Gruppe, die ein berechtigtes Interesse an einem Projekt hat

¹⁸ Flächennutzungsplan

¹⁹ Gemäß DIN 276-1, Fassung 2008-12

²⁰ Gemäß DIN 18960, Fassung 2008-02