Baumaterialien für Städte im Klimawandel Materialkatalog mit Empfehlungen Caroline Hoffmann, Achim Geissler Inhalt Vorwort 5 Zusammenfassung 6 Abkürzungsverzeichnis 11 1 Kurzeinführung 12 1.1 Hintergrund 12 1.2 Aufbau Materialkatalog 20 1.2.1 Ergebnisse für zentrale Parameter 21 1.2.2 Gesamtbewertung über alle Parameter 22 1.2.3 Datensammlung 23 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 26 2.1 Städtisches Mikroklima 26 2.1.1 Resultate Tag (PET) und Nacht (Aussentemperatur, θa) 26 2.1.2 Bewertung und Schlussfolgerung 28 2.2 Strahlungstechnische Grössen 33 2.2.1 Albedo 33 2.2.2 Solar Reflectance Index (SRI) 33 2.2.3 Visuelle Eigenschaften 33 2.3 Nachhaltigkeit 37 2.3.1 Lebensdauer 37 2.3.2 Treibhausgasemissionen (Total) 37 2.4 Akustische Eigenschaften: Gewichtung Schallabsorptionsgrad 40 2.5 Versickerungsfähigkeit (Böden): Abflussbeiwert 42 3 Gesamtbewertung über alle Parameter 44 3.1 Wände 44 3.1.1 Zweischalige Wandkonstruktionen 44 3.1.2 Verputzte Aussendämmung 45 3.1.3 Glassfassade/Leichtbau 46 3.1.4 Hinterlüftete Fassade 47 3.1.5 Reflektierende Anstriche 48 3.2 Böden 49 3.3 Zusammenfassung 50 4 Datensammlung 52 4.1 Zweischalige Wandkonstruktionen 52 4.1.1 Sichtbetonwand mit Kerndämmung 52 4.1.2 Zweischalenmauerwerk mit Kerndämmung, Sichtbackstein aussen 56 4.1.3 Zweischalenmauerwerk verputzt 60 4.2 Verputzte Aussendämmung 64 4.2.1 Einschalenbacksteinmauerwerk mit 7 cm Dämmputz 64 4.2.2 Einschalenbacksteinmauerwerk mit 4 cm Aerogeldämmputz 68 4.2.3 Kompaktfassade (EPS) 72 4.2.4 Kompaktfassade (Steinwolle) 76 4.3 Glassfassade / Leichtbau 80 4.3.1 Glasfassade (g-Wert 0.3) 80 4.3.2 Glasfassade mit Rafflamellenstore (geschlossen) 84 4.3.3 Sandwichpaneele (Leichtbaufassade Gewerbe-, Industriebau) 88 4.4 Hinterlüftete Fassade 92 4.4.1 Holzverkleidung vor Holzständerwand mit Aussenwärmedämmung 92 4.4.2 PV (hinterlüftet, Dämmung Steinwolle) 94 4.4.3 Metallblechverkleidung 98 4.4.4 Faserzementverkleidung, Eternit 102 4.4.5 Kunststein / Natursteinverkleidung 106 4.4.6 Vorgehängtes Begrünungselement 108 4.5 Reflektierende Anstriche Wand 110 4.5.1 Reflektierender Anstrich auf Putz und Einschalenmauerwerk 110 4.6 Umgebung Boden 114 4.6.1 Rasengittersteinpflästerung für Wege/befahrbare Flächen 114 4.6.2 Betonbelag 118 4.6.3 Betonsteinpflästerung für Wege, befahrbar 122 4.6.4 Steinplattenpflästerung für Wege 126 4.6.5 Schwarzbelag (Asphalt) 130 4.6.6 Whitetopping auf Asphalt 134 4.6.7 Kiesbelag 138 4.6.8 Grünfläche (Rasen) 142 4.6.9 Chaussierung (Wassergebundene Deckschicht) 144 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 148 5.1 Auswahl Materialien 148 5.1.1 Benennung Materialien 148 5.1.2 Berücksichtigung von mehrschichtigen Konstruktionen 148 5.1.3 Farbgebung der Materialien 149 5.1.4  Aufbau der Materialien 149 5.1.5 Bewertung der Materialien 151 5.2 Berücksichtigte Grössen des Materialkatalogs 152 5.2.1 Übersicht 152 5.2.2 Erläuterungen zu einigen Grössen 153 5.3 Datengewinnung 158 5.3.1 Kriterien für die Materialdatensuche aus Sammlungen 158 5.3.2 Plausibilitätscheck Daten aus Sammlungen 158 5.4 Auswahl zentrale Parameter und ihre Bewertung 159 5.4.1 Bewertung Schallabsorptionsgrad 159 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 161 6.1 Auswahl Simulationsprogramme städtisches Mikroklima 161 6.2 Randbedingungen der Simulationen des städtischen Mikroklimas 162 6.2.1 Betrachtung Bauteile 163 6.2.2 Klima, Betrachtungszeitraum und ausgewertete Grössen 164 6.2.3 Betrachteter Ausschnitt 164 6.2.4 Dächer 165 6.2.5 Umgebung Modell 166 6.2.6 Startbedingungen für die Simulation 166 6.3 Kritische Diskussion Simulationsergebnisse für das städtische Mikroklima 167 6.3.1 Hinterlüftete Wandkonstruktionen 168 6.3.2 Blanke Metalloberflächen 168 6.3.3 Verhalten von dunklen und hellen Wandoberflächen 169 6.3.4 Begrünung Wand und Boden 170 6.3.5 Validierung Bodentemperatur 170 6.3.6 Raumlufttemperatur im Gebäude 171 6.3.7 Streuung Ergebnisse im betrachteten Ausschnitt 171 7 Anhang 3: Literatur 172 Vorwort Laut den neuesten Klimaszenarien für die Schweiz erwarten uns in den nächsten Jahrzehnten wegen des Klimawandels steigende Temperaturen und häufigere Extremwetterereignisse. Die höheren Sommertemperaturen haben starke Auswirkungen auf das Wohlbefinden und die Gesundheit der Bevölkerung – insbesondere auch, weil sich die Höchsttemperaturen und die Anzahl der Hitzetage stark erhöhen werden. Städte und andere dicht bebaute Gebiete heizen sich stärker auf als das Umland. In urbanen Gebieten ist ausserdem die Auskühlung während der Nacht schwächer als auf dem Land. Dieser sogenannte Hitzeinseleffekt kann mit der Art der Bebauung und mit der Wahl der Baumaterialien beeinflusst werden. Hier setzt der vorliegende Materialkatalog an: Er untersucht Materialien im Aussenbe- reich – Bodenbeläge und Fassaden – nach ihren Auswirkungen auf die städtische Aussen- temperatur und vergleicht verschiedene Materialien miteinander. Er dient als Nachschlage- werk für Planerinnen und Planer und berücksichtigt, neben dem Effekt der Materialien auf die Hitze in der Stadt, auch andere wichtige Eigenschaften der Materialien, wie die Blen- dung, die Lebensdauer oder – bei Bodenbelägen – die Versickerung. Das Bundesamt für Wohnungswesen hat die Erarbeitung dieses Materialkatalogs im Rahmen des Pilotprojekts des Bundes zur Anpassung an den Klimawandel finanziell unter- stützt, weil die Thematik wichtig ist und unser Umgang mit dem Hitzeeffekt für die Zukunft wegweisend sein wird. Die gebaute Umwelt ist langlebig, so dass heute verbaute Materia- lien auch in den kommenden Jahrzehnten einen Einfluss auf das städtische Klima haben werden. Wir appellieren deshalb an Planende und Bauträgerschaften, den Effekt der Baumate- rialien auf die Hitze in der Stadt in ihre Planung mit einzubeziehen und sich des Nachschla- gewerks zu bedienen. Dabei dürften unseres Erachtens vor allem die zusammenfassende Tabelle zu Beginn, sowie die ausführlicheren Resultate in den Kapiteln 2 und 4 des Material- katalogs nützlich sein. Wir fordern des Weiteren die Wissenschaftsgemeinschaft auf, ausgehend von diesem Katalog dessen Resultate zu prüfen, weiterzuentwickeln und weiterzuforschen, welche baulichen Massnahmen zu einer geringeren Hitzebelastung in bebauten Gebieten beitra- gen können, ohne dabei weitere wichtige Eigenschaften der Bauwerke und Materialien zu vernachlässigen. Diese Anstrengungen müssen jetzt unternommen werden, damit die Aus- wirkungen des Klimawandels gemildert sowie das Wohlbefinden und die Gesundheit der Bevölkerung heute und in Zukunft gefördert werden. Bundesamt für Wohnungswesen BWO 5 Zusammenfassung Im städtischen Umfeld können ein hoher Bebauungsgrad mit wärmespeichernden Materi- alien und versiegelte Oberflächen im Sommer zu Hitzestress und einer reduzierten nächtli- chen Auskühlung führen. Die richtige Auswahl von Baumaterialien kann dazu beitragen, diese Effekte zu mindern. Der Materialkatalog bewertet Materialien für Fassaden und ge- bäudenahe Böden auf ihre Wirkung hinsichtlich des städtischen Mikroklimas. Dabei wird zur Vereinfachung jeweils eine Kombination aus Oberflächenmaterial, Konstruktion und Farb- gebung der Oberfläche als «Material» bezeichnet. Um eine ganzheitliche Betrachtung von Materialien zu ermöglichen, werden zusätzlich Aspekte wie Blendung, Akustik, Treibhaus- gasemissionen und Lebensdauer bewertet. Der Materialkatalog umfasst 26 Materialien mit zusätzlich 19 Farbvarianten. Die einzelnen Materialien werden aus unterschied lichen Pers- pektiven betrachtet: zunächst über eine Datensammlung von 35 Kenngrössen zum Mate- rial selbst, dann über eine vergleichende Analyse für ausgewählte Parameter. Diese im Rah- men des Projektes ausgewählten Parameter stammen aus fünf Themenbereichen: – Auswirkung auf das städtische Mikroklima: Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET, Tag), Aussenlufttemperatur (Nacht) – Strahlungstechnische Grössen: Albedo, Solar Reflectance Index, Visuelle Reflexion (Blendung) – Nachhaltigkeit: Lebensdauer, Treibhausgasemissionen – Akustische Eigenschaften: Gewichteter Schallabsorptionsgrad – Versickerungsfähigkeit (Böden): Abflussbeiwert Die Auswirkung der Materialien auf das städtische Mikroklima tagsüber wird über die PET charakterisiert, nachts über die Aussentemperatur. Die Resultate zu beiden Parametern wer- den mittels Simulationen eines dreidimensionalen Mikroklimamodells für ein Areal in Basel gewonnen. Dabei wird eine viertägige Hitzewelle in Basel mit Wetterdaten von der ersten Augustwoche 2018 betrachtet. Ausgewertet werden am vierten Tag um 4 Uhr morgens die Aussenlufttemperatur und um 14 Uhr nachmittags die PET. Die Aussenl ufttemperatur der Wetterdaten beträgt am vierten Tag um 4 Uhr morgens 21.2 °C und um 14 Uhr 34.8 °C. Es werden zehn Standorte (Sensoren) im Areal untersucht und die Ergebnisse aller zehn Stand- orte gemittelt. Die nachstehende Tabelle zeigt alle untersuchten Materialien sortiert nach der Höhe der resultierenden PET. Für alle Wandkonstruktionen liegt die tiefste PET bei 30.1 °C und höchste PET bei 36.4 °C, die Spannweite beträgt also 6.3 K. Wenn zwischen dunklen und hellen Farben ge- wählt werden kann, so verursacht dies bei der PET je nach Material eine Differenz zwischen 0.2 und 1.0 K. Bei den drei Wandkonstruktionen mit der tiefsten PET sind die Simulationsergebnisse nur mit Vorbehalten auf andere Umgebungen zu übertragen. Speziell bei dunklen Metall- oberflächen stellt sich im untersuchten Areal eine höhere Windgeschwindigkeit ein. Die hohen Oberflächentemperaturen des dunklen Metalls rufen also Turbulenzen hervor. Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass sich unter allen Umständen und vor allem in einer anderen Umgebung zwingend ähnlich starke Windturbulenzen aufbauen werden und den Hitzestress verlässlich reduzieren können. Aus diesem Grund sind diese Ergebnisse farblich abgesetzt und in Klammern dargestellt. Weitere Wandkonstruktionen mit einer tiefen PET sind zwei hinterlüftete Fassaden mit Photovoltaik bzw. Faserzementverkleidung und eine zweischalige Wandkonstruktion mit Mauerwerk und Kerndämmung. Insgesamt haben hinterlüftete Konstruktionen mit einer hellen, bzw. mittleren Farbgebung im Vergleich zu den anderen Materialien eine etwas tie- fere PET. Dieses Ergebnis ist robust, da das in der Simulationsumgebung verfügbare verein- fachte Modell der Hinterlüftung, die Wirksamkeit der Luftzirkulation unterschätzt. 6 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bei den Bodenkonstruktionen zeigen die Simulationsergebnisse, dass die unterschiedlichen Materialien bei der PET einen Unterschied von nur 0.4 K aufweisen. Die mittleren Werte für die PET aller Sensoren liegen zwischen 33.5 °C and 33.9 °C. Da die PET auch von direkter Sonneneinstrahlung und Wind beeinflusst wird, zeigt dies, dass ohne zusätzliche Beschat- tungsmassnahmen alleine durch den Bodenbelag keine markante Verbesserung des Mikro- klimas erreicht wird. Mit Zurückhaltung zu interpretieren sind die eher schlechten Ergebnisse für begrünte Fassaden und den Rasen. Sie können damit erklärt werden, dass die in den Simulationen ausgewertete Periode am Ende einer Hitzewelle liegt und die oberen Schichten des Bodens und die Wand als ausgetrocknet angenommen sind. Unter den gewählten Einstellungen im Simulationsprogramm (und auch in der Realität) ist der Verdunstungseffekt damit nicht mehr vorhanden. Beim Rasen kommt hinzu, dass auch die Wahl eines eher ungünstigen Erdreichtyps mit wenig Speichermasse das Ergebnis negativ beeinflusst. Es wird also der schlechteste Fall dargestellt. Diese Ergebnisse sind für gut bewässerte, grüne Fassaden und Rasenflächen nicht repräsentativ und daher in der Übersicht auch in Klammern dargestellt. Vor dem Hintergrund des Klimawandels mit längeren Trockenperioden (und potenziellen Bewässerungsverboten) sollen sie aber dazu anregen, Grünflächen mit einem entsprechen- den Beschattungs- und Bewässerungskonzept (Regenwasser) einzuplanen. Dass dies die PET senken kann, zeigen Messergebnisse aus der Literatur, wo für eine Rasenfläche (im Ver- gleich zu zwei versiegelten Plätzen) tagsüber eine um 2.6–2.8 K tiefere PET angeben wird. Nachts wird bei der Aussenlufttemperatur eine Differenz von – 0.3 K und + 0.3 K gemessen. Grünflächen bewirken tagsüber also eine deutliche Senkung der PET. Eine Beschattung ver- stärkt diesen Effekt noch. Nachts ist die Temperaturreduktion geringer. Der Materialkatalog richtet sich an Planer und Entscheidungsträger von Bauprojekten in einem frühen, konzeptionellen Planungsstadium. Er bietet Hilfestellung dazu, Materia- lien im Spannungsfeld zwischen bestmöglichen Eigenschaften für einen geringen Hitze- stress, bauphysikalischen und energierelevanten Anforderungen, sowie der Nachhaltigkeit zu bewerten. Informationen zur nachfolgenden Tabelle: Materialdatensammlung sortiert nach PET tagsüber Verwendete Abkürzungen: b = blank, B = Umgebung Boden, d = dunkel, EPS = Expandiertes Polystyrol, h = hell, HF = Hinterlüftete Fassade, LB = Glasfassade/ Leichtbau, m = mittel, n = nicht, PET = Physiologisch Äquivalente Temperatur, VA = Verputzte Aussendämmung, ZW = Zweischalige Wandkonstruktionen. Farbcode: graue Schrift und (Wert): Bei diesen Materialien sind die Simulationsergebnisse nicht vorbehaltslos auf andere Situationen übertragbar, da das Simulationsergebnis stärker als bei den anderen Konstruktionen vom Kontext abhängt. Zur Einordnung der Werte: – PET Tag: 35–41 °C werden als starke Wärmebelastung, 29–35 °C als mässige Wärmebelastung eingestuft. – Aussentemperatur (Luft) Nacht: Eine hohe Lufttemperatur verhindert eine nächtliche Auskühlung der Gebäude – Albedo: Bei einer hohen Albedo wird ein Grossteil der Strahlung reflektiert. – Solar Reflectance Index (SRI): Je höher der SRI-Wert ist, desto geringer ist der Aufheizeffekt infolge solarer Strahlung der Oberfläche. – Reflexion (visuelle Eigenschaften): Ein hoher Reflexionsgrad kann Blendung hervorrufen. – Lebensdauer: Eine lange Lebensdauer kann Ressourcen sparen, da ein Ersatz erst später notwendig wird. – Bewertung Schallabsorptionsgrad: Die Bewertung erfolgt in einer Skala von 1 bis 6. Ein hoher Wert weist auf eine dämpfende Akustik im Strassenraum hin. – Treibhausgasemissionen, Total (Herstellung und Entsorgung): Ein hoher Wert bedeutet hohe Emissionen bei Herstellung und Entsorgung. – Abflussbeiwert: Ein tiefer Abflussbeiwert weist auf eine gute Versickerung hin. Zusammenfassung 7 Materialdatensammlung sortiert nach PET tagsüber Aussentemperatur Solar Reflectance Reflexion (visuelle Bewertung Schall­ Treibhausgas­ PET Tag (Luft) Nacht Albedo Index (SRI) Eigenschaften) Lebensdauer absorptionsgrad emissionen, Total Abflussbeiwert kg CO2_Äquiv. pro Wandkonstruktionen °C °C – – – Jahre – m2 Erzeugnis – LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d (30.1) 21.6 0.08 0 0.10 25 n. vorhanden 57 n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_d (31.0) 21.8 0.08 0 0.10 n. vorhanden 2.4 53 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_d (31.0) 21.8 0.08 0 0.10 50 n. vorhanden 20 n. zutreffend HF_Photovoltaik 31.7 21.7 0.16 1 0.09 35 1.9 357 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung 33.0 21.9 0.63 63 0.30 50 3.2 17 n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 33.1 21.7 0.55 64 0.13 50 1.9 61 n. zutreffend LB_Glasfassade 33.6 21.4 0.31 n. vorhanden 0.15 30 1.9 110 n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_d (33.6) 21.7 0.42 50 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 33.8 21.6 0.68 81 0.80 25 n. vorhanden 57 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_d (33.9) 22.0 0.26 35 0.25 50 3.2 17 n. zutreffend HF_Steinverkleidung 34.1 21.8 0.28 23 0.23 50 1.7 n. vorhanden n. zutreffend HF_Holzverkleidung 34.2 21.7 0.35 38 0.30 30 5.1 1 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_m 34.2 21.9 0.45 53 0.50 50 3.2 17 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_h 34.4 21.7 0.68 81 0.80 50 n. vorhanden 20 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_h 34.4 21.8 0.75 86 0.70 50 3.2 17 n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_h 34.5 21.7 0.68 81 0.80 n. vorhanden 2.4 53 n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_m 34.6 21.7 0.69 83 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_h 34.8 21.7 0.75 86 0.70 30 1.0 29 n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 35.0 21.6 0.75 86 0.70 45 1.7 35 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_m 35.0 21.8 0.45 53 0.50 30 1.0 29 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_d 35.0 21.9 0.26 35 0.25 30 1.0 29 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 35.0 21.6 0.75 86 0.70 30 1.3 27 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 35.2 21.5 0.75 86 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 35.3 21.5 0.75 86 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_h 35.5 21.7 0.81 100 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 35.7 21.8 0.45 53 0.50 45 1.7 35 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 35.7 21.7 0.45 53 0.50 30 1.3 27 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 35.9 21.7 0.45 53 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 35.9 21.8 0.26 35 0.25 30 1.3 27 n. zutreffend HF_Begrünungselement (35.9) (21.7) 0.25 27 0.25 n. vorhanden 6.0 n. vorhanden n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 36.0 21.9 0.26 35 0.25 45 1.7 35 n. zutreffend ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 36.1 21.9 0.38 44 0.50 50 1.2 56 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 36.1 21.8 0.26 35 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 36.1 21.6 0.45 53 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 36.4 21.7 0.26 35 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_b n. vorhanden n. vorhanden 0.40 3 0.66 n. vorhanden 2.4 48 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_b n. vorhanden n. vorhanden 0.36 25 0.60 50 n. vorhanden 16 n. zutreffend Gebäudenahe Bodenkonstruktionen B_Betonbelag 33.5 21.7 0.38 44 0.25 35 1.0 42 1 B_Whitetopping_auf_Asphalt 33.5 21.7 0.62 75 0.25 30 1.0 n. vorhanden 1 B_Chaussierung 33.5 21.7 0.42 71 0.34 15 6.0 2 0.6 B_Kiesbelag 33.6 21.7 0.29 28 0.13 15 6.0 4 0.6 B_Rasengittersteinpflästerung 33.7 21.6 0.25 27 0.25 30 n. vorhanden 19 0.2 B_Betonsteinpflästerung 33.7 21.7 0.25 28 0.25 25 4.5 n. vorhanden 1 B_Steinplattenpflästerung 33.7 21.7 0.45 52 0.30 25 1.5 n. vorhanden 1 B_Asphalt_d 33.7 21.7 0.18 12 0.13 30 1.3 n. vorhanden 1 B_Asphalt_h 33.7 21.7 0.33 37 0.24 30 1.3 n. vorhanden 1 B_Rasen (33.9) (21.7) 0.25 25 0.25 n. vorhanden n. vorhanden 1 0.1 8 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Aussentemperatur Solar Reflectance Reflexion (visuelle Bewertung Schall­ Treibhausgas­ PET Tag (Luft) Nacht Albedo Index (SRI) Eigenschaften) Lebensdauer absorptionsgrad emissionen, Total Abflussbeiwert kg CO2_Äquiv. pro Wandkonstruktionen °C °C – – – Jahre – m2 Erzeugnis – LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d (30.1) 21.6 0.08 0 0.10 25 n. vorhanden 57 n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_d (31.0) 21.8 0.08 0 0.10 n. vorhanden 2.4 53 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_d (31.0) 21.8 0.08 0 0.10 50 n. vorhanden 20 n. zutreffend HF_Photovoltaik 31.7 21.7 0.16 1 0.09 35 1.9 357 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung 33.0 21.9 0.63 63 0.30 50 3.2 17 n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 33.1 21.7 0.55 64 0.13 50 1.9 61 n. zutreffend LB_Glasfassade 33.6 21.4 0.31 n. vorhanden 0.15 30 1.9 110 n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_d (33.6) 21.7 0.42 50 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 33.8 21.6 0.68 81 0.80 25 n. vorhanden 57 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_d (33.9) 22.0 0.26 35 0.25 50 3.2 17 n. zutreffend HF_Steinverkleidung 34.1 21.8 0.28 23 0.23 50 1.7 n. vorhanden n. zutreffend HF_Holzverkleidung 34.2 21.7 0.35 38 0.30 30 5.1 1 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_m 34.2 21.9 0.45 53 0.50 50 3.2 17 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_h 34.4 21.7 0.68 81 0.80 50 n. vorhanden 20 n. zutreffend HF_Faserzementverkleidung_h 34.4 21.8 0.75 86 0.70 50 3.2 17 n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_h 34.5 21.7 0.68 81 0.80 n. vorhanden 2.4 53 n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_m 34.6 21.7 0.69 83 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_h 34.8 21.7 0.75 86 0.70 30 1.0 29 n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 35.0 21.6 0.75 86 0.70 45 1.7 35 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_m 35.0 21.8 0.45 53 0.50 30 1.0 29 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_EPS_d 35.0 21.9 0.26 35 0.25 30 1.0 29 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 35.0 21.6 0.75 86 0.70 30 1.3 27 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 35.2 21.5 0.75 86 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 35.3 21.5 0.75 86 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend Reflektierender_Anstrich_h 35.5 21.7 0.81 100 0.70 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 35.7 21.8 0.45 53 0.50 45 1.7 35 n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 35.7 21.7 0.45 53 0.50 30 1.3 27 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 35.9 21.7 0.45 53 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 35.9 21.8 0.26 35 0.25 30 1.3 27 n. zutreffend HF_Begrünungselement (35.9) (21.7) 0.25 27 0.25 n. vorhanden 6.0 n. vorhanden n. zutreffend ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 36.0 21.9 0.26 35 0.25 45 1.7 35 n. zutreffend ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 36.1 21.9 0.38 44 0.50 50 1.2 56 n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 36.1 21.8 0.26 35 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 36.1 21.6 0.45 53 0.50 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 36.4 21.7 0.26 35 0.25 n. vorhanden 1.7 n. vorhanden n. zutreffend LB_Sandwichpaneel_b n. vorhanden n. vorhanden 0.40 3 0.66 n. vorhanden 2.4 48 n. zutreffend HF_Metallblechverkleidung_b n. vorhanden n. vorhanden 0.36 25 0.60 50 n. vorhanden 16 n. zutreffend Gebäudenahe Bodenkonstruktionen B_Betonbelag 33.5 21.7 0.38 44 0.25 35 1.0 42 1 B_Whitetopping_auf_Asphalt 33.5 21.7 0.62 75 0.25 30 1.0 n. vorhanden 1 B_Chaussierung 33.5 21.7 0.42 71 0.34 15 6.0 2 0.6 B_Kiesbelag 33.6 21.7 0.29 28 0.13 15 6.0 4 0.6 B_Rasengittersteinpflästerung 33.7 21.6 0.25 27 0.25 30 n. vorhanden 19 0.2 B_Betonsteinpflästerung 33.7 21.7 0.25 28 0.25 25 4.5 n. vorhanden 1 B_Steinplattenpflästerung 33.7 21.7 0.45 52 0.30 25 1.5 n. vorhanden 1 B_Asphalt_d 33.7 21.7 0.18 12 0.13 30 1.3 n. vorhanden 1 B_Asphalt_h 33.7 21.7 0.33 37 0.24 30 1.3 n. vorhanden 1 B_Rasen (33.9) (21.7) 0.25 25 0.25 n. vorhanden n. vorhanden 1 0.1 Zusammenfassung 9 Abkürzungsverzeichnis α Albedo b blanke Metalloberfläche B Boden d d = Farbgebung dunkel bei Wänden: α = 0.26, bei Reflektierender_Anstrich: α = 0.42, bei Böden (Asphalt, Standard): α = 0.18 e Eigenfarbe EPS Expandiertes Polystyrol h Farbgebung hell bei Wänden: α = 0.75, bei Reflektierender_Anstrich: α = 0.81, bei Böden (Asphalt, reflektierend): α = 0.33 HF Hinterlüftete Fassade LB Glasfassade/Leichtbau m Farbgebung mittel bei Wänden: α = 0.45, bei Reflektierender_Anstrich: α = 0.69 N Neubau PV Photovoltaik PET Physiologisch Äquivalente Temperatur PIR Polyiso-Hartschaum r reflektierend S Sanierung SRI Solar Reflectance Index U-Wert W/(m2 K), Wärmedurchgangskoeffizient (wird als Mass zur Beschreibung des spezifischen Wärmeverlustes von Bauteilen verwendet) VA Verputzte Aussendämmung ZW Zweischalige Wandkonstruktionen θa Aussenlufttemperatur θi Innenlufttemperatur Konstruktionsgruppe: ZW = Zweischalige Wandkonstruktionen VA = Verputzte Aussendämmung LB = Glasfassade/Leichtbau HF = Hinterlüftete Fassade Reflektierender Anstrich B = Umgebung (Boden) Farbgebung d = dunkel VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m m = mittel h = hell b = blank (Metall) Wesentliche Schichten Abb. 1 Systematik für die Benennung der Materialien (die Farben werden nur in der Abbildung verwendet und haben keine spezielle Bedeutung). Abkürzungsverzeichnis 11 1 Kurzeinführung 1.1 Hintergrund Eine der greifbarsten Auswirkungen des Klimawandels auf das tägliche Leben in der Schweiz ist das zunehmende Auftreten von starkem Hitzestress im städtischen Umfeld im Sommer. Ein integraler Baustein für klimaresiliente Städte kann der Einsatz von Materialien für Fassaden und Böden im Gebäudeumfeld sein, deren Eigenschaften zu einer Minderung der Erwärmung des städtische Mikroklimas beitragen. Damit soll eine (unnötige) Erhöhung des Hitzestresses auf den Menschen vermieden werden. Allerdings spielt bei der Wahl von Aussenmaterialien nicht nur die Wirkung auf das Mikroklima eine Rolle, ebenso wichtig sind Aspekte wie Blendung, Akustik, Treibhausgasemissio- nen und Lebensdauer. Um diese Aspekte in einem frühen Planungsstadium diskutieren und bewerten zu können, müssen Entscheidungsträger und Planer auf die entsprechenden Informationen zugreifen können. Ziel dieses Projektes ist es, den entsprechenden Informationsbedarf mit einem Ma- terialkatalog abzudecken. Der erarbeitete Katalog bewertet Baustoffe und Materialkom- binationen für Fassaden und das nahe Gebäudeumfeld (Bodenbeläge) auf ihre Wirkung hinsichtlich des städtischen Mikroklimas. Dabei werden zur Vereinfachung als «Material» je- weils eine Kombination aus Oberflächenmaterial, Konstruktion und Farbgebung der Ober- fläche bezeichnet. Die Materialien werden im Spannungsfeld zwischen bestmöglichen Eigens chaften für einen geringen Hitzestress, bauphysikalischen und energierelevanten Anforderungen, sowie Nachhaltigkeit bewertet. Die meisten Daten können mittels einer umfassenden Literaturstudie gewonnen werden. Um jedoch die Auswirkungen des Materials auf das Gebäudeumfeld zu unter- suchen, müssen ausreichend detaillierte Modelle des Mikroklimas verwendet werden, welche die städtische Energiebilanz berücksichtigen können. Die entsprechenden Simula- tionen werden mit ENVI-met durchgeführt. Randbedingungen für die Simulation Methode: Dreidimensionales Mikroklimamodell ENVI-met für ein Areal mit Hofsitua- tion in Basel-Stadt. Bei der Simulation wird jeweils das Material für einen Bauteiltyp (z. B. «Wand») variiert. Die anderen Bauteile, z. B. Dächer und Böden der Umgebung, haben dabei eine Referenzkonstruktion. Simulation: Es wird eine viertägige Hitzewelle mit Wetterdaten von Basel-Binningen der ersten Augustwoche 2018 simuliert. Der vierte Tag des Wetterdatensatzes weist um 4 Uhr morgens eine minimale Aussenlufttemperatur (θa) von 21.2 °C auf und tagsüber um 14 Uhr eine maximale θa von 34.8 °C. Ausgegebene Ergebnisse: Ausgewertet wird am vierten Tag für die Nacht um 4 Uhr die Aussenlufttemperatur (θa) und für den Tag um 14 Uhr die PET (physiological equi- valent temperature). Es werden zehn Standorte (Sensoren) im Areal untersucht. Diese sind jeweils 1 m von den Gebäudefassaden entfernt. Es werden die Höhen von 1.7 m und 10.7 m ausgegeben, für jede Höhe werden die Ergebnisse aller zehn Standorte gemittelt. Die Ergebnisse gelten für die im Kapitel 6.2 genannte Modellanordnung und die ent- sprechenden Randbedingungen. 12 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Boden Boden Boden Der Materialkatalog umfasst derzeit Fassadenmaterialien und gebäudenahe Böden im Aussenbereich (Abb. 2). – Zweischalige Wandkonstruktionen (Abkürzung ZW_), 5 Materialien Zweischalige Verputzte – Verputzte Aussendämmung (Abkürzung VAWZwa_ned)isk,co h1nasl2tigrue kM tioan terialienAVerputzteZweischalige usVseernpduätm mungWandkonstruktion Aussendäzmtem ung Boden – GlasfassBaoddene/Leichtbau (Abkürzung LB_), 6 MWaantdekornisatrluiketionn Aussendämmung – Hinterlüftete Fassade (Abkürzung HF_), 11 Materialien – Reflektierende Anstriche Wand, 3 Materialien – Umgebung Boden (B_), 10 Materialien Die nachfolgenden Übersichten zeigen die untersuchten Materialien im Detail. ZwZewisecihscahliagleig e VeVrepruptuzttezt e Reflektierender WWanadnkdoknosntrsutrkutkiotnion AuAsusessnednädmämumnugng Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade WanWaRne dfalenksttrichdanstierircehnder Boden Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich BZwoediscehnali giem ZVwerpeui ReRfelefkletkietrieenrednedre r LeLicehicthbttsbzacteau /uh G /l Gaslasifgsasfseasas sdaede VHeiHnrtineptreluürflüttezftttetee F Wandkonstruktion Aussendämmung e Fasasassdaede LWeWaincadhnadntasbntrsaitcruhich/ Hinterlüftete Reflektierender Gebäudeumfeld Wandkonstruktion Aussendämmung Glassfassade Fassade Wandanstrich Abb. 2 Untersuchte Material- und Konstruktionsgruppen. Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich 1 Kurzeinführung 13 Zweischalige Wandkonstruktionen Sichtbetonwand mit Kerndämmung Zweischalenmauerwerk mit Kern­ Zweischalenmauerwerk verputzt –> ZW_Sichtbetonwand_ dämmung, Sichtbackstein aussen –> ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung –> ZW_Zweischalenmauerwerk_ LuftschichtKerndämmung 0.008 m Putz (h/m/d) 0.08 m Beton (e) 0.115 m Sicht- backstein (e) 0.12 m Backstein 0.04 m Luft 0.2 m Expandiertes Polystyrol (EPS) 0.18 m Steinwolle 0.15 m Tragende Wand, z. B. Backstein 0.16 m Tragende Wand, 0.15 m Tragende Wand, z. B. Beton z. B. Backstein Verputzte Aussendämmung Einschalenbacksteinmauerwerk Einschalenbacksteinmauerwerk mit 7 cm Dämmputz mit 4 cm Aerogeldämmputz –> VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz –> VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz 0.008 m Putz (h/m/d) 0.008 m Putz (h/m/d) 0.068 m Dämmputz 0.038 m Aerogelputz 0.36 m Tragende Wand, 0.36 m Tragende Wand, z. B. Hochlochziegel z. B. Hochlochziegel Kompaktfassade (EPS) Kompaktfassade (Steinwolle) –> VA_Kompaktfassade_EPS –> VA_Kompaktfassade_Steinwolle 0.008 m Putz (h/m/d) 0.008 m Putz (h/m/d) 0.22 m EPS 0.2 m Steinwolle 0.18 m Tragende Wand, 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton z. B. Beton 14 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Hinterlüftete Fassade Holzverkleidung vor Holzständerwand PV (hinterlüftet, Dämmung Steinwolle) mit Aussenwärmedämmung –> HF_Photovoltaik –> HF_Holzverkleidung 0.016 m Holzschalung (e) 0.007 m PV auf Glas (e) 0.04 m Hinterlüftung 0.02 m Blähglas 0.016 m Diffusionsoffene Wand- 0.04 m Hinterlüftung und Dachplatte 0.2 m Dämmung, 0.22 m Tragende Konstruktion, z. B. Steinwolle / Verankerung für PV z. B. Steinwolle / Holzständer 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Metallblechverkleidung Faserzementverkleidung, Eternit –> HF_Metallblechverkleidung –> HF_Faserzementverkleidung 0.002 m Aluminiumblech (b/h/d) 0.008 m Faserzement (e/h/m/d) 0.03 m Hinterlüftung 0.03 m Hinterlüftung 0.28 m Dämmung, 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung z. B. Steinwolle / Verankerung für Aluminiumblech für Faserzement 0.18 m Tragende Wand, 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton z. B. Beton Kunststein / Natursteinverkleidung Vorgehängtes Begrünungselement –> HF_Steinverkleidung –> HF_Begrünungselement 0.03 m Stein (Granit, e) 0.03 m Hinterlüftung Begrünung (e) 0.025 m Perforierte Keramik 0.08 m Substrat (z. B. Blähton) 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung 0.03 m Beton für Stein 0.03 m Luft 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung 0.18 m Tragende Wand, für begrüntes Element z. B. Beton 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton 1 Kurzeinführung 15 Glasfassade/Leichtbau Glasfassade (g­Wert 0.3) Glasfassade mit Rafflamellenstore (geschlossen) –> LB_Glasfassade –> LB_Glasfassade_Sonnenschutz 0.042 m Dreifach-Verglasung (3 × 0.006 m) 0.00044 m Sonnenschutz (Aluminium, h/d) mit Argon (2 × 0.012 m) 0.1 m Hinterlüftung 0.042 m Dreifach-Verglasung (3 × 0.006 m) mit Argon (2 × 0.012 m) Sandwichpaneel (Leichtbaufassade Gewerbe­, Industriebau) –> LB_Sandwichpaneel 0.0006 m Stahlblech (b/h/d) 0.14 m Polyiso-Hartschaum (PIR) 0.0006 m Stahlblech Umgebung (Boden) Rasengittersteinpflästerung für Wege/ Betonbelag befahrbare Flächen –> B_Betonbelag –> B_Rasengittersteinpflästerung 0.08 m Rasengittersteine (e) 0.18 m Beton (e) 0.05 m Sand 0.1 m Kies 0.15 m Kies Erde Erde Schwarzbelag (Asphalt) Whitetopping auf Asphalt –> B_Asphalt –> B_Whitetopping_auf_Asphalt 0.04 m Asphalt (r/d) 0.075 m Beton (h) 0.08 m Beton 0.075 m Asphalt 0.08 m Beton 0.4 m Kies / Erde 0.4 m Kies / Erde 16 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Anstriche Wand Reflektierender Anstrich auf Putz und Einschalenmauerwerk –> Reflektierender_Anstrich 0.001 m Reflektierender Anstrich (rh/rm/rd) 0.008 m Putz 0.36 m Tragende Wand, z. B. Hochlochziegel Betonsteinpflästerung für Wege, befahrbar Steinplattenpflästerung für Wege –> B_Betonsteinpflästerung –> B_Steinplattenpflästerung 0.03 m Naturstein (e) 0.08 m Betonsteine (e) 0.03 m Feiner Split 0.03 m Feiner Split 0.6 m Kies / Frostschutzschicht 0.6 m Kies / Frostschutzschicht Kiesbelag Grünfläche (Rasen) Chaussierung –> B_Kiesbelag –> B_Rasen (wassergebundene Deckschicht) –> B_Chaussierung Rasen (e) 0.15 m Kies (e)/ 0.01 m Splitt / Brechsand (e) Frostschutzschicht 0.05 m Kies (Netstaler) Erde Erde 0.25 m Kies 1 Kurzeinführung 17 Die einzelnen Materialien können aus unterschiedlichen Perspektiven betrachtet werden: zunächst über eine Datensammlung von 35 Kenngrössen zum Material selbst. Da diese An- zahl für einen Vergleich unübersichtlich ist, werden einige charakteristische Parameter her- ausgegriffen und bewertet. Damit ist ein Vergleich der Materialien untereinander auf zwei Arten möglich: Zum einen gezielt für einen Parameter (z. B. Albedo), oder aber für alle Para- meter zusammen. Bei der Gesamtbewertung werden die Materialeigenschaften bewertet und dann alle Bewertungen addiert, sodass Materialien mit einer hohen Bewertung über viele günstige Eigenschaften verfügen. Fehlen zu Materialen Daten wird in der Gesamtbe- wertung das Potential des Materials aufgezeigt, wenn es bei allen fehlenden Parametern die Bestbewertung hätte. Das Vorgehen bei der Erstellung des Materialkatalogs und die sich daraus ergebenden Möglichkeiten bei der Bewertung der Materialien ist in Abb. 3 dar- gestellt. Boden Boden Boden 45 Materialien Sammlung Daten Bewertung Vergleich Zweischalige Verputzte BoBdoednen Wandkonstruktion Aussendämmung Boden B_Chaussierung 0.6 B_Chaussierung 3.2 0.6 3.2 B_Rasen 0.1 B_Rasen 0.1 6.0 6.0 B_Kiesbelag 0.6 B_Kiesbelag 3.2 0.6 3.2 B_Whitetopping_auf_Asphalt B_Whitetopping_auf_A1s.0phalt 1.0 1.0 1.0 B_Asphalt_h B_Asph1.a0lt_h 1.0 1.0 1.0 Zweischalige Verputzte WZwanediskcohnasltigruek tion AVuesrspeuntdzätem mung B_Asphalt_d B_Asp1h.a0lt_d 1.0 1.0 1.0 Wandkonstruktion Aussendämmung ZwZewisecihscahliagleig e VeVrepruptuzttezt e B_Steinplattenpflästerung B_Steinplattenpfläst1e.r0ung 1.0 1.0 1.0 WWanadnkdoknosntrsutrkutkiotnion AuAsusessnednädmämumnugng Reflektierender Bewertung B_Betonsteinpflästerung B_Betonsteinpfläst1e.r0ung 1.0 1.0 1.0 Zweischalige Verputzte Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich Wandkonstruktion Aussendämmung Beton, hellgrau B_Betonbelag B_Beton1b.0elag 1.0 1.0 1.0 B_Rasengittersteinpflästerung 0.2 B_Rasengittersteinpflästerung 0.2 5.4 5.4 PET Tag 1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 01.0 20.2 30.4 4 0.65 0.68 1.0 1 2 3 4 5 6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Abflussbeiwert (–) Bewertung AbflussAbbefliwusesrbt e(i–w) ert (–) Bewertung Abflussbeiwert (–) Albedo 3.1 Solar Reflectance Index (SRI) 3.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Bezug auf Parameter Reflektierender Abflussbeiwert Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade WandanstrichWandanstrich ReRfelefkletkietrieenrednedre r Lebensdauer 6.0 LeLicehicthbtabua /u G /l Gaslasfsasfsasassdaede HiHntinetrelürflüteftteet Fea Fsasassdaede WWanadnadnasntrsitcrhich Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.2 Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 B_Chaussierung 33.5 B_Rasen 22.9 B_Kiesbelag 31.9 B_Whitetopping_auf_Asphalt 29.8 B_Asphalt_h 21.5 B_Asphalt_d 20.5 Böden: 10 Fokus auf wichtigste B_Steinplattenpflästerung 21.7 B_Betonsteinpflästerung 21.7 Fassade: 35 Parameter und Bewertung B_Betonbelag 25.8B_Rasengittersteinpflästerung 31.5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 Gesamtbewertung (–) Bezug Materialien Abb. 3 Vorgehen bei der Erstellung des Materialkatalogs untereinander und Möglichkeiten bei der Bewertung der Materialen. (Gesamtpunktzahl) Der Vergleich der Materialien kann mit absoluten Zahlen oder mit den Bewertungen erfolgen. Der Katalog zielt auf eine Verwendung in einem sehr frühen, noch konzeptionellen Pla- nungsstadium ab. In seinem Aufbau soll er unterschiedliche Fragestellungen innerhalb die- ser frühen Phase abdecken. Tabelle 1 zeigt einige dieser möglichen Fragestellungen auf und gibt das jeweilige Ka- pitel an, in dem sich die gewünschten Informationen finden lassen. Dabei sind die Kapitel, welche sich auf den eigentlichen Materialkatalog beziehen, hellblau hinterlegt. Methodi- sche Kapitel und Abschnitte, die Hintergrundinformationen enthalten, sind hellgrau ein- gefärbt. 18 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Fragestellungen (Beispiel) Kapitel und Inhalt – Optimierung einzelne Parameter 3 Ergebnisse für zentrale Parameter – G esucht ist z. B. ein Material mit geringen Treib- Vergleich aller Materialien hinsichtlich eines be- hausgasemissionen für Herstellung und stimmten Parameters (z. B. Treibhausgasemissionen, Entsorgung oder ein Material mit tiefer Albedo Albedo). Die vergleichende Bewertung erfolgt je- weils innerhalb der Gruppe Fassaden- oder Boden- material. – Welches Material wird in möglichst vielen 2 Gesamtbewertung über alle Parameter Kategorien gut bewertet? Jedes Material wird in neun (Böden), bzw. acht – Welches Material ist bei einem gegebenen (Wände) Kategorien bewertet. Diese Bewertungen Konstruktionstyp (z. B. vorgehängte Fassade/ lassen sich für alle Fassaden- bzw. Bodenmate- Dämmputz) besonders geeignet? rialien vergleichen, oder es kann innerhalb eines – Welche Farbe ist bei einem gegebenen Konstruktionstyps verglichen werden (z. B. vor- Material günstig? gehängte Fassade/Dämmputz). – Angabe zu einem Materialparameter 4 Datensammlung – Detailfrage zu einem Material Hier wird für jedes Material ein möglicher – D atenquelle für einen bestimmten Parameter Konstruk tionsaufbau dargestellt. Weiter werden Materialdaten für die wichtigsten Parameter als absolute Werte sowie als Bewertung innerhalb der Gruppe Fassaden- oder Bodenmaterial ange- geben. Zusätzlich gibt es Angaben für 35 material- spezifische Parameter, sowie die entsprechenden Quellenangaben. – Wie war das Vorgehen? 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog – Wie wurden die Materialien ausgesucht? Informationen zur Vorgehensweise bei der – Welche Grössen werden berücksichtigt? Erstellung des Materialkatalogs – Wie sind die Grössen definiert? – W ie wird mit den Materialien als Teil einer Konstruktion umgegangen? – W elche U-Werte haben die Konstruktionen? – W urde ein Plausibilitätscheck für die Daten gemacht? – Hintergrundinformationen zu den Simulationen 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion – W arum wurden die Simulationen mit ENVI-met der Simulationen gemacht? – Auswahlkriterien für das Simulationsprogramm – Welches Klima liegt den Simulationen – Randbedingen für die Simulationen zu Grunde? – Kritische Diskussion und Validierung der – Sind alle Ergebnisse plausibel? Simulationsergebnisse – Quellenangaben für Kapitel 1, 2, 3, 5 und 6 7 Anhang 3: Literatur Literaturverzeichnis Tab. 1 Mögliche Fragestellungen und Aufbau des Materialkatalogs. 1 Kurzeinführung 19 1.2 Aufbau Materialkatalog Der Materialkatalog gliedert sich in drei Teile: – Ergebniserläuterung für zentrale Materialeigenschaften und Gesamtbewertung – Datensammlung – Methodische Erläuterungen Folgende drei Themen sind für das Verständnis des Katalogs wichtig: – Farben: Für Materialien, die eine unterschiedliche Farbgebung der Oberfläche haben können, werden jeweils drei Farbtöne berücksichtigt (hell, mittel, dunkel). – Alterung und Verschmutzung Materialien: Im Katalog wird eine Veränderung von Eigen- schaften infolge der Alterung, durch das Verschmutzen oder das Ausbleichen von Ma- terialien nicht berücksichtigt. Speziell bei reflektierenden Anstrichen/Asphalt sind Alte- rung und Verschmutzung ein Thema. Derzeit ist den Verfassern keine Norm bekannt, die Testverfahren für eine frühzeitige Alterung für reflektierende Anstriche/Asphalt berück- sichtigt, um daraus verlässliche Aussagen zum Langzeitverhalten ableiten zu können. Als sehr grobe Näherung für einen möglichen Alterungsprozess, bzw. für Verschmutzung kann betrachtet werden, wie sich das Mikroklima verändert, wenn für Materialien unter- schiedliche Farbtöne berechnet wurden. Ein Sprung zwischen den drei Farbkategorien (hell, mittel und dunkel) kann eine Zunahme der PET (Definition siehe Tabelle 2) zwischen 0.0 und 0.8 K bewirken. Umgekehrt gilt dies auch für ein mögliches Ausbleichen der Materialien (Abnahme PET). – Begrünung (Boden/Fassade): Grundsätzlich gilt die Prämisse, dass eine bewässerte (und möglichst verschattete) Begrünung wesentlich zu einem vorteilhaften Mikroklima bei- trägt. In der Simulation des Mikroklimas wird hier jedoch vom schlechtesten Fall aus- gegangen: simuliert wird das Ende einer Hitzeperiode bei ausbleibender Bewässerung und ausgetrockneter Begrünung. Dieser Zustand ist derzeit für durchschnittliche Som- mer nicht immer repräsentativ, allerdings ist bei Hitzesommern anzunehmen, dass re- gionale Bewässerungsverbote ausgesprochen werden können, wie dies z. B. in einzel- nen Gemeinden im Kanton Basel-Landschaft 2001, 2003 und 2018 [1] und im Aargau im Jahr 2018 erfolgte [2]. Die begrünten Flächen sind auch nicht explizit verschattet (z. B. durch Bäume etc.). Weitere Informationen, siehe auch «Infobox: begrünte Fassade» und «Infobox: Rasen». 20 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 1.2.1 Ergebnisse für zentrale Parameter Die verwendeten acht Parameter für Wände und neun für Böden sind in Tabelle 2 aufgelistet und definiert. Für alle Materialien wird in Grafiken dargestellt, welche Absolutwerte die Materialien für den jeweiligen Parameter aufweisen und wie dieser Parameter relativ bewertet wird. Die Bewertung der Parameter erfolgt in einer Skala (6 = sehr gut, 1 = ungenügend). Die Materialien werden jeweils innerhalb der Gruppe Fassadenmaterial oder Boden verglichen. Das innerhalb dieser Gruppe beste Material wird am höchsten bewertet, das innerhalb der Gruppe schlechteste Material am tiefsten. Bei sehr geringen Unterschieden, wie z. B. bei der Wirkung der Bodenmaterialien auf das Mikroklima nachts, misst diese Art der Bewertung geringen Differenzen ein hohes Gewicht zu. Weitere Angaben finden sich in Kapitel 5.1.5. Parameter Definition Auswirkung F/B PET Tag Die «Physiologisch Äquivalente Temperatur» > 41 °C: Extreme Wärmebelastung berücksichtigt alle für den thermischen Komfort des 35–41 °C: Starke Wärmebelastung Menschen relevanten Parameter. Dies schliesst 29–35 °C: Mässige Wärmebelastung umgebungsklimatische Grössen, wie Einstrahlung, 23–29 °C: Schwache Wärmebelastung Lufttemperatur, Wind und Feuchte, sowie 18–23 °C: Keine Belastung körperliche Parameter (physische Aktivität, inklusive Schwitzen und Bekleidungsgrad) ein. Ausgabe: PET um 14 Uhr auf 1.7 m Höhe F/B Aussentempe- Ausgabe: Lufttemperatur um 4 Uhr auf 1.7 m Höhe Eine hohe Lufttemperatur verhindert eine ratur (θa) (Luft) nächtliche Auskühlung der Gebäude. Nacht Zudem regeneriert sich der menschliche Körper bei hohen Temperaturen nachts schlechter. F/B Albedo Mass für das Rückstrahlvermögen (Reflexions- Bei einer hohen Albedo wird ein Grossteil strahlung) von nicht selber leuchtenden, diffus der Strahlung reflektiert. Vergleichswerte: reflektierenden (nicht spiegelnden) Oberflächen. Frischer Schnee: 0.8–0.9, neuer Asphalt: 0.05 F/B Solar Reflectance Mit dem Index können die Effekte von solarer Je höher der SRI-Wert ist, desto geringer ist Index (SRI) Reflexion und thermischer Emissivität kombiniert der Aufheizeffekt infolge solarer Strahlung betrachtet werden. Je höher der SRI-Wert ist, der Oberfläche. desto höher ist im Allgemeinen die solare Vergleichswerte: Weisse Oberfläche: Strahlungs reflexion und desto geringer ist die SRI 100, Schwarze Oberfläche: SRI 0 solare Strahlungsabsorption. F/B Reflexion (visuelle Der Reflexionsgrad besagt, wie gross der reflektierte Ein hoher Reflexionsgrad kann Blendung Eigenschaften) Anteil einfallender Strahlung im sichtbaren Licht- hervorrufen. spektrum ist. Vergleichswerte: Weisse Decke: bis 85 %, schwarzer Fussboden: 2 % F/B Lebensdauer Angabe der durchschnittlichen Lebensdauer eines Eine lange Lebensdauer kann Ressourcen Bauteils. sparen, da ein Ersatz erst später notwendig wird. F/B Gewichtung Als Schallabsorptionsgrad wird das Verhältnis von Ein hoher Wert weist auf hohe Emissionen Schallabsorp- absorbierter zu auffallender Schallenergie definiert. bei Herstellung und Entsorgung hin. tionsgrad Die verwendete Gewichtung berücksichtigt die Nachhallzeit und die frequenzabhängige Empfind- lichkeit des menschlichen Gehörs. F/B Treibhausgas- Treibhausgasemissionen für die Herstellung und Ein hoher Wert weist auf hohe Emissionen emissionen, Total Entsorgung. bei Herstellung und Entsorgung hin. B Abflussbeiwert, Ψ Dieser Parameter beschreibt den Teil eines Ein tiefer Abflussbeiwert weist auf Niederschlagsereignisses, der direkt zum Abfluss eine gute Versickerung hin. gelangt im Verhältnis zum Gesamtniederschlag. Vergleichswerte: Ψ = 1.0: Hartbelag, Der Parameter gilt nur für Bodenmaterialien. Ψ = 0.2: Rasengittersteine Tab. 2 Parameter für die Bewertung im Materialkatalog. Die Bewertung von Fassadenmaterialien (F) kann für acht, diejenige von Böden (B) für neun Parameter erfolgen. 1 Kurzeinführung 21 1.2.2 Gesamtbewertung über alle Parameter Grundsätzlich wird bei dieser Gesamtbewertung nach einem Material gesucht, das mög- lichst viele vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Das Material stellt damit (meistens) einen Kompromiss dar. Aus den Bewertungen für jeden der acht (Wände) bzw. neun (Böden) Parameter ge- mäss Tabelle 2 und Kapitel 1.2.1 kann für jedes Material eine Gesamtbewertung erfolgen. Hierbei werden die Bewertungen (Punkte) aus jedem bewerteten Bereich addiert. Es er- folgt keine Gewichtung der einzelnen Parameter. Nachteilig an diesem Vorgehen ist, dass die resultierende Bewertung stark vom besten und vom schlechtesten Material pro Parame- ter abhängt und dass die Bewertung nicht von der Grösse der Differenzen abhängig ist (z. B. hätte man bei ähnlichen Werten, wie z. B. bei der Wirkung der Bodenmaterialien auf das Mikroklima nachts, alle Materialien einheitlich bewerten können). Vorteil der Methode ist, dass die Gesamtbewertung einfach und konsequent gehalten ist. In der Gesamtbewertung liegt der mögliche Punktewert damit bei 8–48 für Wände und 9–54 für Böden. Parameter mit fehlenden Angaben werden hierbei mit «1» bewertet. Abb. 4 zeigt dies exemplarisch für neun Materialien. Materialien mit einer insgesamt hohen Punktzahl haben in mehreren Bereichen eine gute Bewertung erhalten verfügen also über vorteilhafte Eigenschaften. In Abb. 4 sind dies der Bodenbelag «B_Chaussierung» und die zweischalige Wandkonstruktion aus Backstein mit Kerndämmung (ZW_Zweischalenmauerwerk_Kerndämmung). Umgang mit fehlenden Parametern (Potentialabschätzung) Da bei einigen Materialien nicht für alle Parameter Angaben existieren, sind die Gesamt- bewertungen mit einer Potentialabschätzung versehen. Sie zeigt an, wie hoch die Be- wertung wäre, wenn bei den fehlenden Parametern jeweils die maximale Bewertung «6» erreicht würde. In der Gesamtbewertung wird davon ausgegangen, dass beim fehlenden Parameter nur die minimale Bewertung «1» erreicht wird. In Abb. 4 fehlen zum Beispiel beim reflektierenden Anstrich («Reflektierender_Anstrich_m») Angaben zu zwei Para- metern. Damit liegt die Gesamtbewertung bei 23.1 Punkten, da bei beiden fehlenden Parametern im Minimum die Bewertung 1 erreicht wird. Die Potentialabschätzung zeigt, wo der Wert liegen könnte, wenn die Bewertung höher wäre, im Maximum bei beiden Parametern bei 6 (also 23.1 Punkte + 2 × 5 Punkte = 32.1 Punkte). Die Linie ist durchge- zogen, da die fehlenden Werte auch tiefer bewertet sein könnten (z. B. mit 3 Punkten). Wände (8 Parameter, Min: 8, Max: 48) Potentialabschätzung Reflektierender_Anstrich_m 23.1 HF_Photovoltaik 21.7 hinterlüftete HF_Holzverkleidung 29.6 Konstruktionen LB_Glasfassade 26.7 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 24.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 18.9 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 34.3 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 4 Beispiel Gesamtbewertung für unterschiedliche Materialien und Interpretationshilfen am Beispiel für Wände. Bei den Wänden werden neun Parameter verglichen und mit Punkten bewertet. Vergleich der Treibhausgasemissionen: bei den Wänden sind die Konstruktionen «HF_Holzverkleidung» und «HF_ Photovoltaik» bevorzugt, da bei diesen hinterlüfteten Konstruktionen nur die äusserste, an das Aussen- klima angekoppelte Schicht, gewertet wird (siehe Kapitel 5.1.2). Bei den anderen Konstruktionen gehen die Schichten von aussen bis und mit Dämmung ein. Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt): siehe «Infobox: Umgang mit fehlenden Parametern (Potentialabschätzung)». 22 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 1.2.3 Datensammlung Sofern verfügbar enthält der Katalog für jedes Material Angaben zur Auswirkung auf das städtische Mikroklima, zu wärmetechnischen und strahlungstechnischen Grössen, zur Ver- sickerungsfähigkeit, zur Nachhaltigkeit und zu akustischen Eigenschaften (Abb. 5). Werte für Grösse Symbol Einheit Material Kennwert Density (Rohdichte) ρ kg m–3 Specific heat (Spezifische Wärmekapazität) c kJ kg–1 K–1 J kg–1 K–1 Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 Thermal conductivity (Wärmeleitfähigkeit) k (GB) W m–1 K–1 λ (D) W m–1 K–1 Thermal diffusivity (Temperaturleitfähigkeit) κ (GB) m2 s–1 10–6 a (D) m2/s Thermal admittance / thermal inertia (thermische Trägheit) μ J m–2 s–1/2s K–1 Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 kJ m–2 h–1/2 K–1 Eindringtiefe, 24 h δ m Albedo α – Emissivität ε – Solar reflectance index (SRI) SRI – Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 kg m–2 h–0.5 Abflussbeiwert Ψ – Lebensdauer a Unterhalt ja/nein Nachrüstbarkeit ja/nein Stromproduktion ja/nein Schallabsorptionsgrad bei Oktoavband-Mittelfrequenz von α – fm 125 – fm 250 – fm 500 – fm 1000 – fm 2000 – fm 4000 – Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C PET Tag PET °C Abb. 5 Aufbau detaillierte Datensammlung. 1 Kurzeinführung 23 Auswirkung Diverse Grössen: Strahlungs­ städtisches Herstellungs­ Akustik Abflussbeiwert, technische Wärmetechnische Mikroklima energie Lebensdauer, Unterhalt Grössen Grössen In der Datensammlung wird für die Wertung der Informationsverfügbarkeit eine farbliche Kennzeichnung verwendet. Diese ist in Tabelle 3 dargestellt. Die Bewertung für alle Parame- ter wird wie in Abb. 6 dargestellt angegeben. Für einige Parameter, z. B. für die Auswirkung auf das Mikroklima, ist der weitere Schichtaufbau der Konstruktion relevant. In diesen Fäl- len werden die Schichten von aussen bis und mit Dämmschicht berücksichtigt (Abb. 7). Die gezeigten Konstruktionsaufbauten und Schichtdicken sind damit zwar die Grundlage für den Materialkatalog, grundsätzlich aber im Sinne eines Vorschlages zu verstehen. Für die Benennung der Materialien im Katalog wird die Systematik in Abb. 1 (Abkürzungsverzeichnis) verwendet. Dies ist die Bewertung Bewertung für das Material Beton, hellgrau PET Tag 1.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 3.1 Solar Reflectance Index (SRI) 3.2 Dieser Wert ist nicht Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 vorhanden, bzw. bei Wänden nicht Abflussbeiwert zutreffend Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 Bewertung in Schulnoten: 6 = bestes Material in der Materialgruppe Wand/Boden 1 = schlechtestes Material in der Materialgruppe Abb. 6 Lesebeispiel Bewertung Material. Stärke Material Farbgebung Aufbau 0.08 m Beton (e) 0.2 m Expandiertes Polystyrol (EPS) 0.16 m Tragende Wand, z. B. Beton Diese Schicht ist durch die Dämmung vom Aussenklima entkoppelt. Sie hat keinen Einfluss auf das Aussen- klima und wird daher nicht berücksichtigt. Abb. 7 Lesebeispiel Konstruktionsaufbau. 24 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Reflektierender Anstrich hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’050 Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.50 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’500 Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.58 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.20 Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-07 Thermal admittance / thermal iner- μ J m–2 s–1/2s K–1 561 tia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.56 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.03 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.059 Albedo α – 0.81 0.69 0.42 Emissivität ε – 0.89 0.89 0.87 Solar reflectance index (SRI) SRI – 100.0 83 50 Reflexion (visuelle ρ – 0.70 0.50 0.25 Eigenschaften) Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 0.20 Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 fm 250 – 0.02 fm 500 – 0.03 fm 1000 – 0.04 fm 2000 – 0.05 fm 4000 – 0.05 Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.7 21.7 PET Tag PET °C 35.5 34.6 33.6 Tab. 3 Farbliche Kennzeichnung für Informationsverfügbarkeit in der Datensammlung. Information aus Materialdatenbank: «n. a.»: kann zwei Bedeutungen haben: Das Simulationsergebnis ist nicht erhältlich für sehr ähnliches Material vorbehaltslos auf andere (räumliche) not applicable erhältlich für Materialgruppe Situationen übertragbar Nicht anwenbar. Beispiel: der Abfluss- beiwert gilt für Böden und ist bei Information aus Herstellerunterlagen: Wänden nicht anwendbar. «#WERT!»: der Inhalt der Zelle wird berechnet, es für das gesuchte oder ein sehr not available fehlt jedoch mindestens ein nötiger ähnliches Produkt ersichtlich Keine Information erhältlich. Wert für die vorgesehene Berechnung. Beispiel: Angaben zur Lebensdauer sind nicht erhältlich. 1 Kurzeinführung 25 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 2.1 Städtisches Mikroklima 2.1.1 Resultate Tag (PET) und Nacht (Aussentemperatur, θa) Das Mikroklima tagsüber wird durch die Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET) be- schrieben, nachts wird die Aussentemperatur (θa) ausgewertet. Dabei berücksichtigt die PET alle für den thermischen Komfort des Menschen relevanten Parameter. Dies schliesst umgebungsklimatische Grössen, wie Einstrahlung, Aussentemperatur, Wind und Feuchte, sowie körperliche Parameter (physische Aktivität, inklusive Schwitzen und Bekleidungsgrad) ein. Da nachts die Einstrahlung entfällt, ist zur Beschreibung des thermischen Komforts die Aussentemperatur (θa) eine gute Näherung. Aussagen zu den Auswirkungen der Materia- lien auf das Mikroklima können anhand von Simulationen gemacht werden. Die Ergebnisse gelten damit für bestimmte Randbedingungen und eine definierte Modellanordnung. Die- se werden in Kapitel 6.2 beschrieben. Eine kritische Diskussion und Validierung der Simula- tionsresultate findet sich in Kapitel 6.3. Abb. 8 zeigt die PET um 14 Uhr für die Fassaden- und die Bodenmaterialien und Abb. 10 zeigt die Aussentemperatur für 4 Uhr morgens. Die resul- tierende Bewertung für die PET zeigt Abb. 9 und für die Aussentemperatur Abb. 11. Resultate Wandmaterialien Für die Wandkonstruktionen liegt die PET um 14 Uhr zwischen 30.1 (LB_Glasfassade_ Sonnenschutz_d) und 36.4 °C (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d). Nachts, auf einer Höhe von 1.7 m, liegt die Aussentemperatur θa zwischen 21.4 °C (LB_Glas- fassade) und 22.0 °C (HF_Faserzementverkleidung_d). Auf der Höhe von 10.7 m liegt θa zwi- schen 21.5 (LB_Glasfassade) und 21.9 °C (HF_Faserzementverkleidung_d). Beim Vergleich der unterschiedlichen Konstruktionstypen für die Wände kann das folgende festgestellt werden: Zweischalige Fassaden «ZW» Hier gibt es zwei Untergruppen: Verputzte Backsteinwände mit einer mittigen Luftschicht oder eine jeweils unverputzte Backstein- oder Betonwand mit Kerndämmung. – Tag: Diese Materialien erreichen PET Werte zwischen 33.1 °C (ZW_Zweischalenmauer- werk_Kerndämmung) und 36.1 °C (ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung). Die unver- putzte Backsteinwand mit Kerndämmung hat hier also die niedrigste PET. – Nacht: Das Material «ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h» weist die tiefste θa die- ser Gruppe auf (21.6 °C). Wände mit verputzter Aussendämmung «VA» Diese Wände können in vier Untergruppen unterteilt werden: Zwei Backsteinwände mit einem Dämmputz oder Aerogel und zwei Betonwände mit einer Dämmung aus Steinwolle oder EPS. Die Putzschichten weisen drei Farbtöne (hell (_h), mittel (_m), dunkel (_d)) auf. – Tag: Die Wand, welche die höchste PET (36.4 °C) im betrachteten Ausschnitt verursacht, ist «VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d», die tiefste PET (34.8 °C) stammt von der Betonwand mit EPS Dämmung und hellem Putz (VA_Kompaktfassade_ EPS_h). 26 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen – Nacht: Die Temperaturdifferenz zwischen den Wandtypen ist klein (0.4 K). Die höchste θa kann bei der Wand «VA_Kompaktfassade_EPS_d» festgestellt werden, die tiefste bei den Wandtypen «VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h» und «VA_Ein- schalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h». Leichtbaukonstruktionen «LB» Bei diesen Konstruktionen werden zwei Untergruppen untersucht: ein Sandwichpaneel mit unterschiedlicher Farbgebung und eine Glasfassade mit oder ohne Verschattung. – Tag: Überraschenderweise verursacht das helle Sandwichpaneel (LB_Sandwich paneel_h) die höchste PET mit 34.5 °C, die tiefste PET, 30.1 °C, wird vom dunklen Sonnen schutz (LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d) verursacht. – Nacht: die tiefste θa (21.4 °C) weist die Glasfassade auf, die höchste θa (21.8 °C) wird vom dunklen Sandwichpaneel (LB_Sandwichpaneel_d) hervorgerufen. Damit liegt die Tem- peraturdifferenz nachts bei 0.4 K. Hinterlüftete Fassade «HF» Bei diesen Wandkonstruktionen werden sechs unterschiedliche Verkleidungsarten unter- sucht: Stein, Photovoltaik, Metall (drei Farbtöne), Holz, eine begrünte Fassade und Faser- zement (vier Farbtöne). – Tag: Die PET der Verkleidungen liegt zwischen 31.0 °C (HF_Metallblechverkleidung_d) und 35.9 °C (HF_Begrünungselement). – Nacht: Die tiefste θa liegt bei der mit Photovoltaik, der mit Holz und der mit hellem Metall verkleideten Fassade vor (HF_Photovoltaik, HF_Holzverkleidung, HF_Metallblechverklei- dung_h, 21.7 °C). Die höchste θa wird von der Verkleidung mit Faserzement hervorge- rufen (HF_Faserzementverkleidung_d, 22.0 °C). Die Temperaturdifferenz zwischen den Konstruktionen nachts beträgt 0.3 K. Begrünte Fassade (HF_Begrünungselement) Die hohe PET für die begrünte Fassade überrascht zunächst. Sie kann damit erklärt wer- den, dass in der Simulation vom schlechtesten Fall, also einer unbewässerten, ausge- trockneten Begrünung ausgegangen wird (siehe Kapitel 1.2.2). In [3] werden begrünte (bewässerte) Fassaden mit einer einfachen Betonwand durch Messungen verglichen. Im Abstand von 0.6 m von den Fassadenelementen können vor der fassadengebundenen Begrünung 1.3 K tiefere Temperaturen als vor der Betonwand festgestellt werden, bei der bodengebunden Fassadenbegrünung sind es 0.8 K. Diese Werte sind nicht direkt mit der PET vergleichbar, sie geben aber einen Hinweis auf eine (erwartbare) Reduktion der Temperaturen durch Bewässerung. Reflektierende Anstriche Diese Anstriche sind auf einer ungedämmten, aber verputzten Backsteinwand aufgebracht (Sanierung). Es gibt drei unterschiedliche Farbtöne. – Tag: Die dunkle reflektierende Farbe (Reflektierender_Anstrich_d) ruft mit 33.6 °C eine tiefere PET hervor, als der helle, reflektierende Anstrich (Reflektierender_Anstrich_h, 35.5 °C). – Nacht: Zwischen den Farbgebungen treten keine Unterschiede auf (θa = 21.7 °C). 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 27 Resultate Bodenmaterialien Die Konstruktionen für den Boden führen zu einer PET zwischen 33.5 °C und 33.9 °C. Die tiefste PET stammt von den Konstruktionen «B_Betonbelag», «B _Whitetopping_auf_ Asphalt» und «B_Chaussierung», die höchste PET wird von «B_Rasen» verursacht (siehe Infobox). Nachts ist das Temperaturniveau tiefer und der Unterschied zwischen den Konstruk- tionen sehr klein (θa = 21.6–21.7 °C). Vergleicht man θa für die Höhen 1.7 m und 10.7 m ergibt sich zwischen den Bodenmaterialien nur ein Unterschied zwischen (0.0–0.1 K). Zu beachten ist, dass die Bewertung dieser eigentlich sehr geringen Differenz ein hohes Gewicht zumisst. Rasen (B_Rasen) Das schlechte Abschneiden des Rasens kann damit erklärt werden, dass die in den Simu- lationen ausgewertete Periode am Ende einer Hitzewelle liegt und die oberen Schich- ten des Bodens als ausgetrocknet angenommen sind. Damit ist der Verdunstungseffekt unter den gewählten Einstellungen im Simulationsprogramm (und auch in der Realität [4]) nicht mehr vorhanden. Beim Rasen kommt hinzu, dass auch die Wahl eines eher ungünstigen Erdreichtyps mit wenig Speichermasse das Ergebnis negativ beeinflusst. Es wird also der schlechteste Fall dargestellt. An einem sonnigen Tag steigt bei trockenem Gras wegen der geringeren Trägheit von Vegetation die Lufttemperatur (θa) tagsüber meist schneller, als in einem bebauten städtischen Kontext [5]. Im Vergleich zum städti- schen Kontext hat Gras eine hohe Albedo (Gras: α = 0.25, Ziegeldächer: α = 0.1–0.35) und reflektiert damit einen grossen Teil der Strahlung. Dies trägt zu einer hohen PET bei. Sind Grünflächen zugleich beschattet und bewässert, ist die PET tiefer [6]. Dies zeigen Mess- werte aus der Literatur für normal feuchte Grünflächen: Parks können die Lufttemperatur tagsüber im Mittel um 0.5 °K bis 2.5 °K reduzieren (in einem Bereich um den Park, welcher der Parkbreite entspricht) [7]. Diese Werte sind nicht direkt mit der PET vergleichbar, sie zeigen aber eine Tendenz für nicht ausgetrocknete Grünflächen auf. In [8] wird für eine Rasenfläche im Vergleich zu zwei versiegelten Plätzen eine reduzierte PET zwischen 2.6 und 2.8 °K angegeben. Die selbe Rasenfläche hat im Vergleich zu drei Strassenschluchten eine zwischen 3.7 und 6.9 tiefere PET. Nachts wird beim Vergleich zwischen Rasenfläche und den Plätzen für die Aussentemperatur eine Differenz von – 0.3 °K und + 0.3 K ge- messen. Im Vergleich zu den Strassenschluchten hat die Rasenfläche eine zwischen 0.1 und 1.1 K tiefere Temperatur. Die gezeigten Simulationsergebnisse sind für gut bewässerte, grüne Rasenflächen nicht repräsentativ und aus diesem Grund in den Abb. 8 bis Abb. 11 farblich abgesetzt. Vor dem Hintergrund des Klimawandels mit längeren Trockenperioden (und potenziellen Be- wässerungsverboten) sollen sie aber dazu anregen Grünflächen mit einem entsprechen- den Beschattungs- und Bewässerungskonzept (Regenwasser) einzuplanen. 2.1.2 Bewertung und Schlussfolgerung Von den 45 untersuchten Materialien verursachen 32 eine PET unter 35 °C. Gemäss Tabelle 9 weisen diese Werte auf eine «mässige Wärmebelastung» hin. 13 Konstruktionen verursa- chen eine PET > 35 °C und indizieren damit eine «starke Wärmebelastung». Abb. 8 bis Abb. 11 zeigen die PET und die Aussentemperatur θa in der Übersicht, sowie die entsprechende Be- wertung. 28 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen B_Chaussierung 33.5 6.0 B_Rasen 33.9 1.0 B_Kiesbelag 33.6 4.8 B_Whitetopping_auf_Asphalt 33.5 6.0 B_Asphalt_h 33.7 3.5 B_Asphalt_d 33.7 3.5 B_Steinplattenpflästerung 33.7 3.5 B_Betonsteinpflästerung 33.7 3.5 B_Betonbelag 33.5 6.0 B_Rasengittersteinpflästerung 33.7 3.5 Reflektierender_Anstrich_d 33.6 3.2 Reflektierender_Anstrich_m 34.6 2.4 Reflektierender_Anstrich_h 35.5 1.7 HF_Begrünungselement 35.9 1.4 HF_Steinverkleidung 34.1 2.8 HF_Faserzementverkleidung_d 33.9 3.0 HF_Faserzementverkleidung_m 34.2 2.7 HF_Faserzementverkleidung_h 34.4 2.6 HF_Faserzementverkleidung 33.0 3.7 HF_Metallblechverkleidung_d 31.0 5.3 HF_Metallblechverkleidung_h 34.4 2.6 HF_Metallblechverkleidung_b HF_Photovoltaik 31.7 4.7 HF_Holzverkleidung 34.2 2.7 LB_Sandwichpaneel_d 31.0 5.3 LB_Sandwichpaneel_h 34.5 2.5 LB_Sandwichpaneel_b LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 30.1 6.0 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 33.8 3.1 LB_Glasfassade 33.6 3.2 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 35.9 1.4 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 35.7 1.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 35.0 2.1 VA_Kompaktfassade_EPS_d 35.0 2.1 VA_Kompaktfassade_EPS_m 35.0 2.1 VA_Kompaktfassade_EPS_h 34.8 2.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 36.4 1.0 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 36.1 1.2 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 35.3 1.9 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 36.1 1.2 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 35.9 1.4 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 35.2 2.0 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 36.0 1.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 35.7 1.6 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 35.0 2.1 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 33.1 3.6 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 36.1 1.2 28 30 32 34 36 38 1 2 3 4 5 6 PET tagsüber (°C) Bewertung Tag (–) Abb. 8+9 Ergebnisse PET tagsüber, 14 Uhr (links) und die Bewertung (rechts). Konstruktionen, bei denen das Simulationsergebnis nicht vorbehaltslos auf andere (räumliche) Situationen übertragbar ist, sind heller als die anderen Ergebnisse gekennzeichnet. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 29 B_Chaussierung 21.7 1.0 B_Rasen 21.7 1.0 B_Kiesbelag 21.7 1.0 B_Whitetopping_auf_Asphalt 21.7 1.0 B_Asphalt_h 21.7 1.0 B_Asphalt_d 21.7 1.0 B_Steinplattenpflästerung 21.7 1.0 B_Betonsteinpflästerung 21.7 1.0 B_Betonbelag 21.7 1.0 B_Rasengittersteinpflästerung 21.6 6.0 Reflektierender_Anstrich_d 21.7 3.5 Reflektierender_Anstrich_m 21.7 3.5 Reflektierender_Anstrich_h 21.7 3.5 HF_Begrünungselement 21.7 3.5 HF_Steinverkleidung 21.8 2.7 HF_Faserzementverkleidung_d 22.0 1.0 HF_Faserzementverkleidung_m 21.9 1.8 HF_Faserzementverkleidung_h 21.8 2.7 HF_Faserzementverkleidung 21.9 1.8 HF_Metallblechverkleidung_d 21.8 2.7 HF_Metallblechverkleidung_h 21.7 3.5 HF_Metallblechverkleidung_b HF_Photovoltaik 21.7 3.5 HF_Holzverkleidung 21.7 3.5 LB_Sandwichpaneel_d 21.8 2.7 LB_Sandwichpaneel_h 21.7 3.5 LB_Sandwichpaneel_b LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 21.6 4.3 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 21.6 4.3 LB_Glasfassade 21.4 6.0 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 21.8 2.7 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 21.7 3.5 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 21.6 4.3 VA_Kompaktfassade_EPS_d 21.9 1.8 VA_Kompaktfassade_EPS_m 21.8 2.7 VA_Kompaktfassade_EPS_h 21.7 3.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 21.7 3.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 21.6 4.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 21.5 5.2 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 21.8 2.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 21.7 3.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 21.5 5.2 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 21.9 1.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 21.8 2.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 21.6 4.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 21.7 3.5 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 21.9 1.8 21.0 21.5 22.0 22.5 1 2 3 4 5 6 Lufttemperatur Nacht aussen (°C) Bewertung Nacht (–) Abb. 10+11 Lufttemperatur (θa) Nacht aussen (4 Uhr) und die Bewertung. Konstruktionen, bei denen das Simulationsergebnis nicht vorbehaltslos auf andere (räumliche) Situationen übertragbar ist, sind heller als die anderen Ergebnisse gekennzeichnet. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 30 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bodenkonstruktionen Die Simulationsergebnisse zeigen, dass tagsüber (14 Uhr) die Bodenkonstruktionen bei der PET einen Unterschied von 0.4 K im Mikroklima des betrachteten Areals verursachen. Die mittleren Werte für die PET aller Rezeptoren liegen zwischen 33.5 °C and 33.9 °C. Da die PET von Böden von direkter Sonneneinstrahlung und Wind beeinflusst wird, kann ohne zusätzliche Beschattungsmassnahmen alleine durch den Bodenbelag keine markante Ver- besserung des Mikroklimas erreicht werden, dies deckt sich auch mit [9]. Abb. 9 zeigt, dass die drei Bodenmaterialien mit der höchsten Bewertung «B_Betonbelag», «B_Whitetopping» und «B_Chaussierung» sind. Am schlechtesten bewertet wird «B_Rasen». Die Resultate für den Rasen sind unter Berücksichtigung der Randbedingungen (siehe Infobox in Kapitel 2.1.1) zu beurteilen. Wandkonstruktionen In der Gruppe der zweischaligen Wandkonstruktionen (ZW) verursacht «ZW_Zweischalen- mauerwerk_Kerndämmung» die tiefsten PET Werte (PET 33.1 °C, Bewertung: 3.6 (Abb. 9)). In der Gruppe mit der verputzten Aussendämmung (VA) verursacht die Kompaktfassade auf Beton mit EPS und einem hellen Putz den geringsten Hitzestress (VA_Kompaktfassa- de_EPS_h: PET 34.8 °C, Bewertung 2.3). In den Gruppen Leichtbau (LB) und hinterlüftete Fassaden (HF) rufen der dunkle Sonnenschutz (LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d), die hin- terlüftete Metallverkleidung (HF_Metallblechverkleidung_d) und das Sandwichpaneel mit den dunklen Farben (LB_Sandwichpaneel_d) eine tiefe PET hervor. Dies liegt daran, dass sich mit dunkel gefärbten Metallschichten eine höhere Windgeschwindigkeit im betrachteten Areal einstellt. Die hohen Oberflächentemperaturen des dunklen Metalls rufen also Turbu- lenzen hervor, die bis zu einem gewissen Grad durch den ausgelösten thermischen Auftrieb auch erwartbar sind (siehe auch Kapital 6.3.3). Diese Ergebnisse müssen mit Vorsicht behan- delt werden, da nicht damit gerechnet werden kann, dass sich unter allen Umständen und vor allem in einer anderen Umgebung ebenso starke Windturbulenzen aufbauen werden und den Hitzestress verlässlich reduzieren können. Damit werden die genannten Konstruk- tionen zwar sehr gut bewertet (Bewertung: 5.3–6.0), praktisch ist das Ergebnis aber nicht immer übertragbar. Der Unterschied zwischen der höchsten und der tiefsten PET bei allen Wandkonst- ruktionen liegt bei 6.3 K, also rund einen Kategorien-Umfang in Tabelle 9. Wenn zwischen dunklen und hellen Farben gewählt werden kann, so verursacht dies bei der PET eine Dif- ferenz zwischen 0.2 und 1.0 K. Bei starken Windturbulenzen (zum Beispiel bei dunklen Me- tallverkleidungen) kann der Unterschied zwischen dunkler und heller Farbe zwischen 3.4 und 3.7 K liegen (wobei hier das dunklere Metall die tiefere PET aufweist). Nachts um 4 Uhr beträgt auf der Ebene von 1.7 m der Unterschied zwischen allen Wänden 0.6 K. Auf der Ebene von 10.7 m, die relevant für die Nachtlüftung ist, liegt die Differenz bei 0.4 K. Auch wenn die Unterschiede, wie sich die Materialien auf das Mikroklima auswirken, klein scheinen, so ist es sinnvoll, bei der Planung von Stadträumen die Materialwahl zu be- rücksichtigen. Auch kleine Differenzen bilden einen Teil des grösseren Ganzen und können so, zusammen mit anderen Massnahmen, zum besseren Mikroklima einer Stadt einen we- sentlichen Beitrag leisten. Dass kleine Beiträge wichtig sind, wird dadurch unterstrichen, dass gerade kleinere Temperaturerhöhungen während Hitzewellen einen starken Einfluss auf die Sterblichkeit haben. Dies liegt daran, dass bei Temperaturextremen die Abhängigkeit der Mortalität von der Temperatur exponentiell zunimmt [10]. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 31 Welche Simulationsergebnisse müssen mit Zurückhaltung interpretiert werden? Bei zwei Wandkonstruktionen werden blanke Metalloberflächen simuliert. Leider resultie- ren aus den Simulationen unplausible Ergebnisse, die nicht validiert werden können. Dies führt zu der Entscheidung, die Ergebnisse für die blanken Metalloberflächen nicht zu ver- wenden (weitere Informationen finden sich in Kapitel 6.3.2). Wie das Verhalten der dunklen Metallverkleidungen für die Wände zeigt, gibt es Konstrukti- onen (Tabelle 4), deren Simulationsergebnis stärker als bei den anderen Konstruktionen vom Kontext abhängt. Die Ergebnisse sind damit vorsichtig zu bewerten, da sie nicht unbedingt auf andere Situationen zu übertragen sind. In den Grafiken zur PET und zur Aussentempe- ratur (Abb. 8 – Abb. 11) sind diese Konstruktionen speziell gekennzeichnet (heller eingefärbt). Material Grund für bedingte Übertragbarkeit Wände Reflektierender_Anstrich_d Phänomene, die hier bei dunkleren Farben zu tieferen Temperaturen als bei der hellen Farbgebung führen, stellen sich unter Umständen nicht verlässlich ein. LB_Sandwichpaneel_d Bildung von lokalen Turbulenzen nicht «planbar» LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d Bildung von lokalen Turbulenzen nicht «planbar» HF_Metallblechverkleidung_d Bildung von lokalen Turbulenzen nicht «planbar» HF_Faserzementverkleidung_d Phänomene, die hier zu tieferen Temperaturen als bei der hellen Farbgebung führen, stellen sich unter Umständen nicht verlässlich ein. HF_Begrünungselement Kann in feuchtem Zustand eine tieferes PET haben (siehe «Infobox: begrünte Fassade» und Kapital 6.3.4) Böden B_Rasen Kann in verschattetem / feuchten Zustand eine tiefere PET haben (siehe «Infobox: Rasen» und Kapital 6.3.4). Tab. 4 Materialien, bei denen das Simulationsergebnis für die PET mit Vorsicht zu interpretieren ist. 32 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 2.2 Strahlungstechnische Grössen 2.2.1 Albedo Abb. 12 zeigt die Albedo für alle Konstruktionen und Abb. 13 die Bewertung. Unter Albedo versteht man das Mass für das Rückstrahlvermögen (Reflexionsstrahlung) von nicht selber leuchtenden, diffus reflektierenden, nicht spiegelnden Oberflächen (siehe auch Definition Kapitel 5.2.2). Eine hohe Albedo bedeutet, dass ein grosser Teil der Strahlung reflektiert wird. Es zeigt sich, dass in der Gruppe Böden das Material «B_Whitetopping» das höchste, also beste, Rückstrahlvermögen aufweist. Die tiefste Albedo tritt beim dunklen Asphalt (B_Asphalt) auf. Wie zu erwarten, weisen bei den Wandkonstruktionen die hellen Farben eine höhere Albedo als die Dunklen auf. Dementsprechend fällt auch die Bewertung aus. Hier ist das am besten bewertete Material der helle, reflektierende Anstrich. Die Materialien mit dem geringsten Rückstrahlvermögen sind dunklen Metalloberflächen. 2.2.2 Solar Reflectance Index (SRI) Abb. 14 zeigt den «Solar Reflectance Index» und Abb. 15 die resultierende Bewertung. Mit diesem Index können die Effekte von solarer Reflexion und thermischer Emissivität kom- biniert betrachtet werden. Je höher der SRI-Wert ist, desto geringer ist der Aufheizeffekt infolge solarer Strahlung auf die Oberfläche. Die Rangfolge ist ähnlich wie bei der Albedo. 2.2.3 Visuelle Eigenschaften Abb. 16 zeigt die visuelle Reflexion, die Bewertung ist in Abb. 17 wiedergegeben. Der Refle- xionsgrad besagt, wie gross der reflektierte Anteil auftreffender Strahlung im sichtbaren Lichtspektrum ist. Ein hoher Reflexionsgrad kann Blendung hervorrufen. Damit sind die Be- wertungen gegenläufig zur Albedo und zum SRI. Eine gute Bewertung bekommen Mate- rialien, die wenig Blendung hervorrufen können. Dies sind dann tendenziell die Materialien mit einer dunklen Oberfläche. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 33 B_Chaussierung 0.42 3.7 B_Rasen 0.25 1.8 B_Kiesbelag 0.29 2.2 B_Whitetopping_auf_Asphalt 0.62 6.0 B_Asphalt_h 0.33 2.7 B_Asphalt_d 0.18 1.0 B_Steinplattenpflästerung 0.45 4.1 B_Betonsteinpflästerung 0.25 1.8 B_Betonbelag 0.38 3.2 B_Rasengittersteinpflästerung 0.25 1.8 Reflektierender_Anstrich_d 0.42 3.3 Reflektierender_Anstrich_m 0.69 5.2 Reflektierender_Anstrich_h 0.81 6.0 HF_Begrünungselement 0.25 2.2 HF_Steinverkleidung 0.28 2.4 HF_Faserzementverkleidung_d 0.26 2.3 HF_Faserzementverkleidung_m 0.45 3.6 HF_Faserzementverkleidung_h 0.75 5.6 HF_Faserzementverkleidung 0.63 4.8 HF_Metallblechverkleidung_d 0.08 1.0 HF_Metallblechverkleidung_h 0.68 5.1 HF_Metallblechverkleidung_b 0.36 2.9 HF_Photovoltaik 0.16 1.6 HF_Holzverkleidung 0.35 2.9 LB_Sandwichpaneel_d 0.08 1.0 LB_Sandwichpaneel_h 0.68 5.1 LB_Sandwichpaneel_b 0.40 3.2 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 0.08 1.0 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 0.68 5.1 LB_Glasfassade 0.31 2.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 0.26 2.3 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 0.45 3.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 0.75 5.6 VA_Kompaktfassade_EPS_d 0.26 2.3 VA_Kompaktfassade_EPS_m 0.45 3.6 VA_Kompaktfassade_EPS_h 0.75 5.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 0.26 2.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 0.45 3.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 0.75 5.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 0.26 2.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 0.45 3.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 0.75 5.6 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 0.26 2.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 0.45 3.6 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 0.75 5.6 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 0.55 4.2 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 0.38 3.1 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 2 3 4 5 6 Albedo (–) Bewertung Albedo (–) Abb. 12+13 Albedo und die Bewertung. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 34 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen B_Chaussierung 71 5.6 B_Rasen 25 2.0 B_Kiesbelag 28 2.3 B_Whitetopping_auf_Asphalt 75 6.0 B_Asphalt_h 37 3.0 B_Asphalt_d 12 1.0 B_Steinplattenpflästerung 52 4.2 B_Betonsteinpflästerung 28 2.2 B_Betonbelag 44 3.5 B_Rasengittersteinpflästerung 27 2.2 Reflektierender_Anstrich_d 50 3.5 Reflektierender_Anstrich_m 83 5.2 Reflektierender_Anstrich_h 100 6.0 HF_Begrünungselement 27 2.3 HF_Steinverkleidung 23 2.2 HF_Faserzementverkleidung_d 35 2.8 HF_Faserzementverkleidung_m 53 3.7 HF_Faserzementverkleidung_h 86 5.3 HF_Faserzementverkleidung 63 4.2 HF_Metallblechverkleidung_d 0 1.0 HF_Metallblechverkleidung_h 81 5.1 HF_Metallblechverkleidung_b 25 2.3 HF_Photovoltaik 1 1.1 HF_Holzverkleidung 38 2.9 LB_Sandwichpaneel_d 0 1.0 LB_Sandwichpaneel_h 81 5.1 LB_Sandwichpaneel_b 3 1.1 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 0 1.0 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 81 5.1 LB_Glasfassade VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 35 2.8 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 53 3.7 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 86 5.3 VA_Kompaktfassade_EPS_d 35 2.8 VA_Kompaktfassade_EPS_m 53 3.7 VA_Kompaktfassade_EPS_h 86 5.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 35 2.8 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 53 3.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 86 5.3 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 35 2.8 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 53 3.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 86 5.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 35 2.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 53 3.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 86 5.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 64 4.2 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 44 3.2 0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 SRI (–) Bewertung SRI (–) Abb. 14+15 Solar Reflectance Index (SRI) und die Bewertung. Einige Materialen haben einen SRI von «0». Beim Material «LB_Glasfassade» sind keine Daten verfügbar. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 35 B_Chaussierung 0.34 1.0 B_Rasen 0.25 3.1 B_Kiesbelag 0.13 5.9 B_Whitetopping_auf_Asphalt 0.25 3.1 B_Asphalt_h 0.24 3.3 B_Asphalt_d 0.13 6.0 B_Steinplattenpflästerung 0.30 1.9 B_Betonsteinpflästerung 0.25 3.1 B_Betonbelag 0.25 3.1 B_Rasengittersteinpflästerung 0.25 3.1 Reflektierender_Anstrich_d 0.25 4.8 Reflektierender_Anstrich_m 0.50 3.1 Reflektierender_Anstrich_h 0.70 1.7 HF_Begrünungselement 0.25 4.8 HF_Steinverkleidung 0.23 5.0 HF_Faserzementverkleidung_d 0.25 4.8 HF_Faserzementverkleidung_m 0.50 3.1 HF_Faserzementverkleidung_h 0.70 1.7 HF_Faserzementverkleidung 0.30 4.5 HF_Metallblechverkleidung_d 0.10 5.9 HF_Metallblechverkleidung_h 0.80 1.0 HF_Metallblechverkleidung_b 0.60 2.4 HF_Photovoltaik 0.09 6.0 HF_Holzverkleidung 0.30 4.5 LB_Sandwichpaneel_d 0.10 5.9 LB_Sandwichpaneel_h 0.80 1.0 LB_Sandwichpaneel_b 0.66 2.0 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 0.10 5.9 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 0.80 1.0 LB_Glasfassade 0.15 5.5 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 0.25 4.8 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 0.50 3.1 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 0.70 1.7 VA_Kompaktfassade_EPS_d 0.25 4.8 VA_Kompaktfassade_EPS_m 0.50 3.1 VA_Kompaktfassade_EPS_h 0.70 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 0.25 4.8 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 0.50 3.1 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 0.70 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 0.25 4.8 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 0.50 3.1 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 0.70 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 0.25 4.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 0.50 3.1 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 0.70 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 0.13 5.7 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 0.50 3.1 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 2 3 4 5 6 visuelle Reflexion (–) Bewertung Reflexion (–) Abb. 16+17 Visuelle Reflexion und die Bewertung. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 36 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 2.3 Nachhaltigkeit 2.3.1 Lebensdauer Abb. 18 zeigt die durchschnittliche Lebensdauer aller Konstruktionen, Abb. 19 die entspre- chende Bewertung. Eine lange Lebensdauer der Bauteile spart Ressourcen, da ein Ersatz erst später notwendig wird. Von den Bodenkonstruktionen weisen «B_Betonbelag» und geschlossene Oberflä- chen eine lange Lebensdauer auf. «B_Kiesbelag» und «B_Chaussierung», also Materialien mit einer hohen Versickerungsfähigkeit, müssen nach 15 Jahren erneuert, oder überholt werden. Ein versickerungsfähiges Material mit einer langen Lebensdauer sind Rasengitter- steine. Bei den Wandkonstruktionen sind hinterlüftete Fassaden und zweischalige Konstruk- tionen besonders langlebig. 2.3.2 Treibhausgasemissionen (Total) Die Treibhausgasemissionen für die Herstellung und Entsorgung sind in Abb. 20 dargestellt. In Abb. 21 sind die zugehörigen Bewertungen wiedergegeben. Ein hoher Wert weist auf hohe Emissionen bei Herstellung und Entsorgung hin und führt zu einer schlechten Be- wertung. In der Gruppe der Böden weist «B_Betonbelag» hohe Treibhausgasemissionen auf, sehr niedrige Emissionen ruft «B_Chaussierung» hervor. Allerdings ist hier zu beachten, dass «B_Betonbelag» befahrbar ist und eine längere Lebensdauer aufweist. Wenn die Be- fahrbarkeit nicht zwingend erforderlich ist, ist damit «B_Chaussierung» günstig. Bei der Bewertung der Wandmaterialien und Konstruktionen ist auf folgenden Punkt zu achten: wie in Kapitel 5.1.2 dargestellt, berücksichtigt der Materialkatalog immer nur die Schichten, die für das städtische Mikroklima massgeblich sind. Bei gedämmten Bauteilen ist das von aussen bis (und mit) Dämmung, bei hinterlüfteten Materialen ist die trennende Schicht die Luftschicht. Bei einem direkten Vergleich zwischen den anderen Wandkonst- ruktionen mit «Hinterlüfteter Fassade» (HF) sind die Konstruktionen ohne Hinterlüftung im Nachteil. Ein Vergleich innerhalb der jeweiligen Gruppe ist damit sinnvoller. Bei den Wandmaterialien weist die hinterlüftete Fassade mit PV (HF_Photovoltaik) die höchsten Emissionen auf, gefolgt von der Glasfassade (LB_Glasfassade) und vom Sonnen- schutz (LB_Glasfassade_Sonnenschutz, Achtung: die Glasfassade ist hier wegen der tren- nenden Luftschicht nicht enthalten, der Wert wäre also noch höher) und den Sandwichbau- teilen (LB_Sandwichpaneel). Das Material mit den tiefsten Emissionen ist die hinterlüftete Holzfassade (HF_Holzverkleidung). Kommentar: Für das Material PV (HF_Photovoltaik) gibt es Angaben, die sich auf «Kilo- watt Peak» beziehen. Unter der Annahme, dass für die Erzeugung von 1 kWp Nennleistung ca. 6 m2 Modulfläche benötigt wird [11], können die Werte umgerechnet werden. Aller- dings ist ein Vergleich mit den anderen Materialien trotzdem eher schwierig, da bei der negativen Bewertung der PV-Module ausser Acht gelassen wird, dass sie während ihrer Lebensdauer Strom produzieren. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 37 B_Chaussierung 15 1.0 B_Rasen B_Kiesbelag 15 1.0 B_Whitetopping_auf_Asphalt 30 4.8 B_Asphalt_h 30 4.8 B_Asphalt_d 30 4.8 B_Steinplattenpflästerung 25 3.5 B_Betonsteinpflästerung 25 3.5 B_Betonbelag 35 6.0 B_Rasengittersteinpflästerung 30 4.8 Reflektierender_Anstrich_d Reflektierender_Anstrich_m Reflektierender_Anstrich_h HF_Begrünungselement HF_Steinverkleidung 50 6.0 HF_Faserzementverkleidung_d 50 6.0 HF_Faserzementverkleidung_m 50 6.0 HF_Faserzementverkleidung_h 50 6.0 HF_Faserzementverkleidung 50 6.0 HF_Metallblechverkleidung_d 50 6.0 HF_Metallblechverkleidung_h 50 6.0 HF_Metallblechverkleidung_b 50 6.0 HF_Photovoltaik 35 3.0 HF_Holzverkleidung 30 2.0 LB_Sandwichpaneel_d LB_Sandwichpaneel_h LB_Sandwichpaneel_b LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 25 1.0 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 25 1.0 LB_Glasfassade 30 2.0 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 30 2.0 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 30 2.0 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 30 2.0 VA_Kompaktfassade_EPS_d 30 2.0 VA_Kompaktfassade_EPS_m 30 2.0 VA_Kompaktfassade_EPS_h 30 2.0 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 45 5.0 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 45 5.0 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 45 5.0 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 50 6.0 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 50 6.0 0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 Lebensdauer (a) Bewertung Lebensdauer (–) Abb. 18+19 Lebensdauer und die Bewertung. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 38 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen B_Chaussierung 2 5.9 B_Rasen 1 6.0 B_Kiesbelag 4 5.6 B_Whitetopping_auf_Asphalt B_Asphalt_h B_Asphalt_d B_Steinplattenpflästerung B_Betonsteinpflästerung B_Betonbelag 42 1.0 B_Rasengittersteinpflästerung 19 3.8 Reflektierender_Anstrich_d Reflektierender_Anstrich_m Reflektierender_Anstrich_h HF_Begrünungselement HF_Steinverkleidung HF_Faserzementverkleidung_d 17 5.8 HF_Faserzementverkleidung_m 17 5.8 HF_Faserzementverkleidung_h 17 5.8 HF_Faserzementverkleidung 17 5.8 HF_Metallblechverkleidung_d 20 5.7 HF_Metallblechverkleidung_h 20 5.7 HF_Metallblechverkleidung_b 16 5.8 HF_Photovoltaik 357 1.0 HF_Holzverkleidung 1 6.0 LB_Sandwichpaneel_d 48 5.3 LB_Sandwichpaneel_h 48 5.3 LB_Sandwichpaneel_b 48 5.3 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 57 5.2 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 57 5.2 LB_Glasfassade 110 4.5 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 27 5.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 27 5.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 27 5.6 VA_Kompaktfassade_EPS_d 29 5.6 VA_Kompaktfassade_EPS_m 29 5.6 VA_Kompaktfassade_EPS_h 29 5.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 35 5.5 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 35 5.5 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 35 5.5 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 61 5.2 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 56 5.2 0 100 200 300 400 1 2 3 4 5 6 Treibhausgasemissionen total Bewertung Treibhausgas- (kg CO2 Äquiv. / m2 Erzeugnis) emissionen total (–) Abb. 20+21 Treibhausgasemissionen für Herstellung und Entsorgung und die Bewertung. Anmerkung HF: hier werden nur die Schichten bis zur Hinterlüftung berücksichtigt, bei den anderen Konstruktionen wird die Dämmung einge- rechnet. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 39 2.4 Akustische Eigenschaften: Gewichtung Schallabsorptionsgrad Den gewichteten Schallabsorptionsgrad zeigt Abb. 22, die dazugehörige Bewertung ist in Abb. 23 aufgeführt. Als Schallabsorptionsgrad wird das Verhältnis von absorbierter zu auf- fallender Schallenergie definiert. Die Gewichtung berücksichtigt die Nachhallzeit und die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs. Ein hoher Wert (der Maxi- malwert liegt bei 1) weist auf eine den Schall dämpfende Wirkung im Strassenraum hin. Die frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrade, aus denen der gewichtete Schallabsorptions- grad berechnet wird, sind für jedes Material in der Datensammlung (Kapitel 4) aufgeführt. Bei den Bodenkonstruktionen sind offenporige Beläge, wie «B_Kiesbelag» und «B_Chaussierung» vorteilhaft. Geschlossenporige Baustoffe, wie «B_Betonbelag» und «B_ Asphalt», sind eher schallhart. Die beste Wandkonstruktion ist die hinterlüftete, begrünte Fassade (HF_Begrünungs- element), bzw. die hinterlüftete Fassade mit einer Holzverkleidung (HF_Holzverkleidung). 40 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen B_Chaussierung 0.84 6.0 B_Rasen B_Kiesbelag 0.84 6.0 B_Whitetopping_auf_Asphalt 0.13 1.0 B_Asphalt_h 0.17 1.3 B_Asphalt_d 0.17 1.3 B_Steinplattenpflästerung 0.20 1.5 B_Betonsteinpflästerung 0.63 4.5 B_Betonbelag 0.13 1.0 B_Rasengittersteinpflästerung Reflektierender_Anstrich_d 0.20 1.7 Reflektierender_Anstrich_m 0.20 1.7 Reflektierender_Anstrich_h 0.20 1.7 HF_Begrünungselement 0.79 6.0 HF_Steinverkleidung 0.20 1.7 HF_Faserzementverkleidung_d 0.40 3.2 HF_Faserzementverkleidung_m 0.40 3.2 HF_Faserzementverkleidung_h 0.40 3.2 HF_Faserzementverkleidung 0.40 3.2 HF_Metallblechverkleidung_d HF_Metallblechverkleidung_h HF_Metallblechverkleidung_b HF_Photovoltaik 0.22 1.9 HF_Holzverkleidung 0.66 5.1 LB_Sandwichpaneel_d 0.29 2.4 LB_Sandwichpaneel_h 0.29 2.4 LB_Sandwichpaneel_b 0.29 2.4 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h LB_Glasfassade 0.23 1.9 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 0.14 1.3 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 0.14 1.3 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 0.14 1.3 VA_Kompaktfassade_EPS_d 0.09 1.0 VA_Kompaktfassade_EPS_m 0.09 1.0 VA_Kompaktfassade_EPS_h 0.09 1.0 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 0.20 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 0.20 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 0.20 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 0.20 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 0.20 1.7 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 0.20 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 0.20 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 0.20 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 0.20 1.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 0.21 1.9 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 0.12 1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 2 3 4 5 6 Gewichtung Bewertung Schallabsorptionsgrad (–) Schallabsorptionsgrad (–) Abb. 22+23 Gewichtung Schallabsorptionsgrad und die Bewertung. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 2 Ergebnisse für zentrale Parameter 41 2.5 Versickerungsfähigkeit (Böden): Abflussbeiwert Den Abflussbeiwert für die Bodenkonstruktionen zeigt Abb. 24, die Bewertung Abb. 25. Die- ser Parameter beschreibt den Teil eines Niederschlagsereignisses, der direkt zum Abfluss gelangt im Verhältnis zum Gesamtniederschlag. Ein tiefer Abflussbeiwert weist auf eine gute Versickerung hin. Einen gut bewerteten Abflussbeiwert haben die Konstruktionen «B_Rasen» und «B_ Rasengittersteinpflästerung». Im Mittelfeld liegen «B_Kiesbelag» und «B_Chaussierung». Es überrascht wenig, dass geschlossene Oberflächen (wie z. B. «B_Betonbelag», «B_As- phalt») schlecht bewertet werden. B_Chaussierung 0.6 3.2 B_Rasen 0.1 6.0 B_Kiesbelag 0.6 3.2 B_Whitetopping_auf_Asphalt 1.0 1.0 B_Asphalt_h 1.0 1.0 B_Asphalt_d 1.0 1.0 B_Steinplattenpflästerung 1.0 1.0 B_Betonsteinpflästerung 1.0 1.0 B_Betonbelag 1.0 1.0 B_Rasengittersteinpflästerung 0.2 5.4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 2 3 4 5 6 Abflussbeiwert (–) Bewertung Abflussbeiwert (–) Abb. 24+25 Abflussbeiwert für alle Bodenkonstruktionen und die Bewertung. Verwendete Abkürzungen: siehe Abkürzungsverzeichnis und Abb. 1. 42 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 3 Gesamtbewertung über alle Parameter In diesem Kapitel wird eine Gesamtbewertung der detailliert betrachteten acht, bzw. neun Parameter vorgenommen. Hierbei werden die Einzelbewertungen addiert. Es wird keine Gewichtung der untersuchten Parameter vorgenommen. Die Gesamtbewertung ist damit bewusst einfach gehalten. Sie soll lediglich einen ersten Anhaltspunkt für die Einschätzung des Materials geben. Fehlende Werte werde mittels einer Potentialabschätzung berücksichtigt. Informa- tionen dazu finden sich in der «Infobox: Umgang mit fehlenden Parametern (Potentialabschät­ zung)» in Kapitel 1.2.1. Eine detaillierte Beschreibung enthält Kapitel 5.1.5. 3.1 Wände Bei den Wandkonstruktionen können insgesamt 48 Punkte erreicht werden. Die Minimal- bewertung liegt bei 8 Punkten (fehlende Angaben werden mit «1» bewertet). Eine Auflis- Boden tung der untersuchten Wandkonstruktionen findet sich in Kapitel 1.1. 3.1.1 Zweischalige Wandkonstruktionen Das Material mit der besten Gesamtbewertung ist «ZW_Zweischalenmauerwerk_Kerndäm- mung» (Abb. 26). Dies liegt an einer guten Bewertung im Bereich Lebensdauer und Reflexion (Bewertung 6 und 5.7), sowie mittleren Werten im Bereich Albedo und SRI (jeweils Bewer- tung 4.2). Die Wand mit der tiefsten Punktzahl ist «ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung». Tiefe Bewertungen erreicht diese Wandkonstruktion im Bereich PET (Tag) und bei der Akus- tik (jeweils Bewertung 1.2). Zweischalige Verputzte Wandkonstruktion Aussendämmung ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 25.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 26.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 31.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 34.3 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 24.8 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Abb. 26 Gesamtbewertung zweischalige WandkonstruktionWena. n danstrich Verwendete Abkürzungen: ZW = Zweischalige Wandkonstruktionen, m = Farbgebung mittel (α = 0.45), h = Farbgebung hell (α = 0.75), d = Farbgebung dunkel (α = 0.26). Eine Potentialabschätzung ist nicht notwendig, da alle Angaben verfügbar sind. 44 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 3.1.2 Verputzte Aussendämmung In dieser Gruppe erhält das Material «VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h» (Abb. 27) die beste Gesamtbewertung. Zurückzuführen ist dies auf hohe Werte in den Bereichen Albedo und SRI (Bewertung 5.6 und 5.3). Tiefe Werte sind im Bereich Akustik (Bewertung 1.3) und Blen- dung (Bewertung 1.7) zu verzeichnen. Boden Das Material mit der schlechtesten Bewertung ist eine mit dunklem Dämmputz ver- putzte Backsteinwand (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d). Dies ist auf eine ungünstige Bewertung bei PET (Tag) und Akustik (Bewertung 1.2 und 1.7) zurück- zuführen. Allerdings ist sowohl beim Dämmputz als auch beim Aerogeldämmputz in der Bewertung eine hohe Unsicherheit (Potentialabschätzung) enthalten, da es keine Angaben zur Lebensdauer und zu den Treibhausgasemissionen gibt. Es zeigt sich, dass eine helle Farbgebung in der Gesamtbewertung besser abschneidet, da sie bei den Parametern PET (Tag), Aussentemperatur (θa) Nacht, Albedo und SRI bessere Bewertungen erhält als dieselbe Konstruktion mit einer dunklen Farbgebung. Die schlech- tere Bewertung im Bereich der Blendung bei hellen Oberflächen fällt bei der gewählten Betrachtungsweise (keine spezielle Gewichtung der Parameter) nicht stark ins Gewicht. Zweischalige Verputzte Wandkonstruktion Aussendämmung VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 22.9 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 24.3 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 28.0 VA_Kompaktfassade_EPS_d 22.4 VA_Kompaktfassade_EPS_m 23.7 VA_Kompaktfassade_EPS_h 27.0 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 18.1 Reflektierender Leichtbau / Glassfassade HinterlüfVteAt_eE FinascshadaleenbacksteinmWauaenrdwaenrsktr_iAcherogeldämmputz_m 19.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 23.4 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 17.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 18.9 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 23.5 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 27 Gesamtbewertung verputzte Aussendämmung. Verwendete Abkürzungen: VA = Verputzte Aussendämmung, EPS = Expandiertes Polystyrol, m = Farbgebung mittel (α = 0.45), h = Farbgebung hell (α = 0.75), d = Farbgebung dunkel (α = 0.26). Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt, siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 3 Gesamtbewertung über alle Parameter 45 Boden 3.1.3 Glassfassade/Leichtbau In dieser Gruppe (mit Ausnahme von «LB_Sandwichpaneel_b») erreichen die Bewertungen Zweischalige Verputzte Wandkonesitnruek täiohnnlich hohe PunAkutszsaehndl ä(Gmemsuanmgtbewertung zwischen 24.5 und 26.7). Das am besten bewertete Material ist die Glasfassade (LB_Glasfassade). Gute Bewertungen liegen bei der θa in der Nacht (Bewertung 6) und bei der Reflexion (Bewertung 5.5) vor, eher schlecht be- wertet sind die Bereiche Akustik (Bewertung 1.9) und Albedo (Bewertung 2.6). Die zweit- beste Bewertung erhält das Sandwichpaneel mit heller Farbgebung (LB_Sandwichpaneel_h, Abb. 28). Gute Bewertungen werden im Bereich Albedo und SRI erreicht (beide Bewertung 5.1). Im logischen Umkehrschluss tritt Blendung auf (Bewertung 1). Die schlechteste Bewer- tung erhält das blanke Sandwichpaneel. Hier sind die Bewertungen für den SRI (1.1) und die Blendung (2.0) tief. Allerdings gibt es bei diesem Material eine sehr hohe Unsicherheit (Potentialabschätzung). Dies liegt daran, dass keine Angaben für die PET (Tag), die Aussen- temperatur (θa, Nacht, Erklärung siehe Kapitel 6.3.2) und die Lebensdauer verfügbar sind. Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich LB_Sandwichpaneel_d 24.5 LB_Sandwichpaneel_h 25.8 LB_Sandwichpaneel_b 17.1 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 25.4 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 25.7 LB_Glasfassade 26.7 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 28 Gesamtbewertung Glassfassade/Leichtbau. Verwendete Abkürzungen: LB = Glasfassade/Leichtbau, m = Farbgebung mittel (α = 0.45), h = Farbgebung hell (α = 0.75), d = Farbgebung dunkel (α = 0.26), b = blank. Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt, siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 46 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Boden 3.1.4 Hinterlüftete Fassade In dieser Materialgruppe erhält «HF_Faserzementverkleidung» die beste Gesamtbewertung (Abb. 29). Dies liegt hauptsächlich an guten Bewertungen für die Lebensdauer (Bewertung 6.0) und die Treibhausgasemissionen (5.8). Da die natureigene Farbe von Faserzement zwi- schen den anderen untersuchten Farbtönen «hell» und «mittel» liegt, erhält das Material je- weils Bewertungen zwischen 4.2 und 4.8 in den Bereichen SRI, Albedo und Blendung. Beim hellen Farbton wird im Gegenteil dazu die Blendung schlecht bewertet, beim mittleren Farb- ton werden für SRI und Albedo tiefere Bewertungen erzielt. Das Material mit der schlech- testen Gesamtbewertung (21.7 Punkte) ist eine hinterlüftete PV-Fassade (HF_Photovoltaik). Zweischalige VerputztTei efe Bewertungen gibt es für die Bereiche Treibhausgasemissionen (Bewertung 1.0), den Wandkonstruktion AussendSämRIm (uBnegwertung 1.1) und Albedo (Bewertung 1.6). Trotz der tiefen Gesamtbewertung muss berücksichtigt werden, dass die Fassade im Laufe ihrer Lebensdauer Strom produziert. Die zweitschlechteste Gesamtbewertung erhält die begrünte Fassade (HF_Begrünungsele- ment). Dies liegt hauptsächlich an der hohen Unsicherheit (siehe Potentialabschätzung), da für dieses Material keine Angaben in den Bereichen Lebensdauer und Treibhausgasemissio- nen verfügbar sind und auch an der tiefen Bewertung für die PET (Bewertung 1.4). Hier sei daran erinnert, dass der schlechteste Fall untersucht wurde, nämlich eine ausgetrocknete begrünte Fassade am Ende einer Hitzeperiode («Infobox: begrünte Fassade» in Kapitel 2.1.1). Eine sehr gute Bewertung 6 erhält das Material für die Akustik. Ergänzend zur (tiefen) Ge- samtbewertung muss aber berücksichtigt werden, dass durch die Begrünung CO2 gebun- den wird. Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich HF_Begrünungselement 22.2 HF_Steinverkleidung 23.8 HF_Faserzementverkleidung_d 28.8 HF_Faserzementverkleidung_m 29.8 HF_Faserzementverkleidung_h 32.8 HF_Faserzementverkleidung 33.9 HF_Metallblechverkleidung_d 28.6 HF_Metallblechverkleidung_h 30.0 HF_Metallblechverkleidung_b 22.4 HF_Photovoltaik 21.7 HF_Holzverkleidung 29.6 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 29 Gesamtbewertung hinterlüftete Fassade. Verwendete Abkür- zungen: HF = Hinterlüftete Fassade, m = Farbgebung mittel (α = 0.45), h = Farbgebung hell (α = 0.75), d = Farbgebung dunkel (α = 0.26). Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt), siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 3 Gesamtbewertung über alle Parameter 47 Boden Zweischalige Verputzte Wandkonstruktion Aussendämmung 3.1.5 Reflektierende Anstriche In Abb. 30 werden unterschiedlichen Farbvarianten eines reflektierenden Anstrichs mitein- ander verglichen. Bei der Bewertung besteht eine Unsicherheit, die darauf zurückzuführen ist, dass es keine Angaben zur Lebensdauer und zu den Treibhausgasemissionen gibt. Am besten wird der Anstrich mit der mittleren Farbgebung bewertet. Bei diesem Farbton wird, ähnlich wie beim Faserzement Eigenfarbe, ein Kompromiss in der Bewertung zwischen SRI, Albedo und Blendung erreicht. Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich Reflektierender_Anstrich_d 22.2 Reflektierender_Anstrich_m 23.1 Reflektierender_Anstrich_h 22.7 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 30 Gesamtbewertung reflektierende Anstriche Wand. Zur Farb- gebung: m: α = 0.69, h: α = 0.81, d: α = 0.42. Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt), siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 48 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 3.2 Böden In dieser Gruppe werden neun Parameter bewertet. Im Idealfall kann ein Material also 54 Punkte erreichen, im schlechtesten Fall 9 Punkte. Eine Auflistung der untersuchten Boden- konstruktionen findet sich in Kapitel 1.1. Die Gesamtbewertung (Abb. 31) zeigt, dass der Belag «B_Chaussierung» die besten Werte aufweist (33.5). Besonders gute Bewertungen (jeweils Bewertung 6) erreicht dieses Material bei den Parametern PET (Tag), Akustik und Treibhausgasemissionen (5.9). Nachtei- lig an diesem Material sind allerdings die nächtlichen Aussentemperaturen, hohe Blendung und eine kurze Lebensdauer (jeweils Bewertung 1). Ähnlich gut bewertet sind «B_Kiesbelag» und «B_Rasengittersteinpflästerung». Bei B_Kiesbelag tritt weniger Blendung auf (Bewertung 5.9) als bei B_Chaussierung, dafür ist auch die Bewertung für die PET tagsüber etwas schlechter (Bewertung 4.8, bei «B_Chaus- sierung»: 5.6). Der Belag «B_Rasengittersteinpflästerung» weist in seinem Umfeld nachts eine tiefe Aussentemperatur auf (Bewertung 6) und hat einen guten Abflussbeiwert (Bewertung 5.4). Der Bodenbelag mit der tiefsten Gesamtbewertung ist «B_Asphalt». Nachteilig sind hier θa in der Nacht, der SRI, die Albedo und der tiefe Abflussbeiwert (jeweils Bewertung 1). Über- raschend sind die eher tiefen Werte für «B_Rasen». Da für «B_Rasen» Angaben zur Akustik und zur Lebensdauer fehlen, hat dieser eine sehr hohe Unsicherheit (siehe Potentialab- schätzung) in der Gesamtbewertung. Tiefe Bewertungen werden in den Bereichen PET und Aussentemperatur (θa) erreicht (beide Bewertung 1, Bemerkung dazu: im Sinne des schlech- testen Falles wird der Rasen als ausgetrocknet angenommen, «Infobox: Rasen», Kapitel 2.1.1). Eine sehr gute Bewertung liegt beim Abflussbeiwert und bei den Treibhausgasemissionen (beide Bewertung 6) vor. Bei den Treibhausgasen ist allerdings anzumerken, dass für Erd- reich keine Werte vorliegen und daher die Werte für Split genommen werden. Es ist anzu- nehmen, dass die Bewertung bei Akustik und Treibhausgasemissionen gut ausfällt, daher könnte dieses Material in der Realität besser zu bewerten sein. Ergänzend muss auch be- rücksichtigt werden, dass durch den Rasen CO2 gebunden wird. Boden B_Chaussierung 33.5 B_Rasen 22.9 B_Kiesbelag 31.9 B_Whitetopping_auf_Asphalt 29.8 B_Asphalt_h 21.5 B_Asphalt_d 20.5 B_Steinplattenpflästerung 21.7 Zweischalige Verputzte Wandkonstruktion AusseBn_dBäemtomnsutneginpflästerung 21.7 B_Betonbelag 25.8 B_Rasengittersteinpflästerung 31.5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 Gesamtbewertung (–) Abb. 31 Gesamtbewertung Bodenmaterialien. Verwendete Abkürzungen: B = Umgebung Boden. Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt) siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. Reflektierender Leichtbau / Glassfassade Hinterlüftete Fassade Wandanstrich 3 Gesamtbewertung über alle Parameter 49 3.3 Zusammenfassung In Abb. 32 ist die Gesamtbewertung für alle Wandkonstruktionen aus Abb. 26, Abb. 27, Abb. 28 und Abb. 30 (ausser den hinterlüfteten Fassaden, HF aus Abb. 29) in der Übersicht gezeigt. In Abb. 33 werden HF getrennt dargestellt, da, wie in Kapitel 5.1.2 gezeigt, der Materialkatalog immer nur die Schichten berücksichtigt, welche für das städtische Mikroklima massgeblich sind. Bei gedämmten Bauteilen sind das die Schichten bis und mit Dämmung, bei hinterlüf- teten Materialen ist die trennende Schicht die Luftschicht. Damit sind beim Gesamtvergleich Reflektierender_Anstrich_d 22.2 Reflektierender_Anstrich_m 23.1 Reflektierender_Anstrich_h 22.7 LB_Sandwichpaneel_d 24.5 LB_Sandwichpaneel_h 25.8 LB_Sandwichpaneel_b 17.1 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 25.4 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 25.7 LB_Glasfassade 26.7 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 22.9 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 24.3 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 28.0 VA_Kompaktfassade_EPS_d 22.4 VA_Kompaktfassade_EPS_m 23.7 VA_Kompaktfassade_EPS_h 27.0 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 18.1 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 19.6 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 23.4 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 17.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 18.9 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 23.5 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 25.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m 26.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h 31.3 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Kerndämmung 34.3 ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 24.8 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 32 Gesamtbewertung Wandkonstruktionen (ohne hinterlüftete Fassaden). Zur Potentialabschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt) siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 50 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen die hinterlüfteten Materialien, was die Treibhausgasemissionen angeht, im Vorteil. Das Material mit der besten Bewertung stammt trotzdem nicht aus dieser Gruppe, sondern ist die zweischali- ge Backsteinwand mit Kerndämmung (ZW_Zweischalenmauerwerk_Kerndämmung, 34.3 Punkte). Das am zweitbesten bewertete Material ist eine hinterlüftete Fassade mit Faserzementverkleidung (HF_Faserzementverkleidung, 33.9 Punkte). In der Gruppe der verputzten Aussendämmungen er- hält die hell verputzte, mit Steinwolle gedämmte Betonwand (VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h, 28.0 Punkte) die beste Gesamtbewertung. In der Gruppe Leichtbau und Glasfassaden sind die Ge- samtbewertungen in einem ähnlichen Bereich. Das hier am besten bewertete Material ist die Glas- fassade (LB_Glasfassade, 26.7 Punkte). In der Gruppe der Böden (Abb. 31) erhalten die Beläge «B_Chaussierung» (33.5 Punkte), «B_ Kiesbelag» 31.9 Punkte) und «B_Rasengittersteinpflästerung» (31.5 Punkte) eine gute Bewertung. HF_Begrünungselement 22.2 HF_Steinverkleidung 23.8 HF_Faserzementverkleidung_d 28.8 HF_Faserzementverkleidung_m 29.8 HF_Faserzementverkleidung_h 32.8 HF_Faserzementverkleidung 33.9 HF_Metallblechverkleidung_d 28.6 HF_Metallblechverkleidung_h 30.0 HF_Metallblechverkleidung_b 22.4 HF_Photovoltaik 21.7 HF_Holzverkleidung 29.6 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Gesamtbewertung (–) Abb. 33 Gesamtbewertung hinterlüftete Fassaden. Zur Potential- abschätzung (durchgezogene Linie hinter dem Wertpunkt) siehe Abb. 4 und die dazugehörige Infobox. 3 Gesamtbewertung über alle Parameter 51 4 Datensammlung 4.1 Zweischalige Wandkonstruktionen 4.1.1 Sichtbetonwand mit Kerndämmung (ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung) Ansicht Aufbau 0.08 m Beton (e) 0.2 m Expandiertes Polystyrol (EPS) 0.16 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: Wesley Tingey auf Unsplash Materialdaten Beton, hellgrau PET Tag °C 36.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.9 Albedo – 0.38 Solar Reflectance Index (SRI) – 44 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.50 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 50 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.12 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 55.9 pro m2 Erzeugnis 52 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Beton, hellgrau PET Tag 1.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 3.1 Solar Reflectance Index (SRI) 3.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 53 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton, hellgrau EPS Gesamt Beton, hellgrau EPS Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’400 0.080 192.00 15 0.200 3.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060 1’450 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 0.035 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 7.9E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 2’256 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.26 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.14 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.147 Albedo α – 0.38 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 43.8 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.50 Hentschel/ Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 Bobran fm 250 – 0.01 Bobran fm 500 – 0.01 Bobran fm 1000 – 0.02 Bobran fm 2000 – 0.02 Bobran fm 4000 – 0.02 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 245 5’180 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 47’040 15’540 62’580 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.17 7.64 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 33 23 56 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.9 PET Tag PET °C 36.1 54 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton, hellgrau EPS Gesamt Beton, hellgrau EPS Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’400 0.080 192.00 15 0.200 3.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060 1’450 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 0.035 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 7.9E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 2’256 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.26 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.14 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.147 Albedo α – 0.38 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 43.8 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.50 Hentschel/ Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 Bobran fm 250 – 0.01 Bobran fm 500 – 0.01 Bobran fm 1000 – 0.02 Bobran fm 2000 – 0.02 Bobran fm 4000 – 0.02 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 245 5’180 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 47’040 15’540 62’580 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.17 7.64 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 33 23 56 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.9 PET Tag PET °C 36.1 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten, Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 55 4.1.2 Zweischalenmauerwerk mit Kerndämmung, Sichtbackstein aussen (ZW_Zweischalenmauerwerk_Kerndämmung) Ansicht Aufbau 0.115 m Sichtbackstein (e) 0.18 m Steinwolle 0.15 m Tragende Wand, z. B. Backstein Quelle: Maarten Scheer auf Unsplash Materialdaten Sichtbackstein PET Tag °C 33.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.55 Solar Reflectance Index (SRI) – 64 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.13 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 50 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.21 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 61.1 pro m2 Erzeugnis 56 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Sichtbackstein PET Tag 3.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 4.2 Solar Reflectance Index (SRI) 4.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.9 Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 57 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Sichtbackstein Steinwolle Gesamt Sichtbackstein Steinwolle Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.115 207.00 38 0.18 6.84 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 870 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.62 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.80 0.035 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.1E-06 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’708 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.71 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.10 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.175 Albedo α – 0.55 Radhi Emissivität ε – 0.90 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 64.0 Radhi Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 25.10 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit eventuell Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.03 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.07 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 217 1’140 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 44’919 7’798 52’717 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.26 1.13 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 53 8 61 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.1 58 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Sichtbackstein Steinwolle Gesamt Sichtbackstein Steinwolle Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.115 207.00 38 0.18 6.84 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 870 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.62 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.80 0.035 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.1E-06 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’708 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.71 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.10 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.175 Albedo α – 0.55 Radhi Emissivität ε – 0.90 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 64.0 Radhi Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 25.10 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit eventuell Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.03 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.07 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 217 1’140 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 44’919 7’798 52’717 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.26 1.13 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 53 8 61 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.1 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. Kotthaus, T. E. L. Smith, M. J. Wooster, and C. S. B. Grimmond, Derivation of an urban materials spectral library through emittance and reflectance spectroscopy, ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., vol. 94, pp. 194–212, 2014. H. Radhi, E. Assem, and S. Sharples, On the colours and properties of building surface materials to mitigate urban heat islands in highly productive solar regions, Build. Environ., vol. 72, pp. 162–172, 2014. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 59 4.1.3 Zweischalenmauerwerk verputzt (ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht) Ansicht Aufbau 0.008 m Putz (h/m/d) 0.12 m Backstein 0.04 m Luft 0.15 m Tragende Wand, z. B. Backstein Quelle: www.oekologisch-bauen.info Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten Putz, hell Putz, mittel Putz, dunkel PET Tag °C 35.0 35.7 36.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.6 21.8 21.9 Albedo – 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 45 45 45 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 0.20 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 34.5 34.5 34.5 pro m2 Erzeugnis 60 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Putz, hell PET Tag 2.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht 4.3 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 5.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 5.5 1 2 3 4 5 6 Putz, mittel PET Tag 1.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer 5.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 5.5 1 2 3 4 5 6 Putz, dunkel PET Tag 1.3 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer 5.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 5.5 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 61 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Backstein Gesamt Putz Backstein hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 1’000 0.12 120.00 Zürcher zzwancor Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 900 Zürcher zzwancor Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.30 Zürcher zzwancor Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 26’040 29’453 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 3.56 31 35 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.8 21.9 PET Tag PET °C 35.0 35.7 36.0 62 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Backstein Gesamt Putz Backstein hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 1’000 0.12 120.00 Zürcher zzwancor Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 900 Zürcher zzwancor Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.30 Zürcher zzwancor Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μ –2 –1/2 –1s J m s K 1312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 26’040 29’453 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 3.56 31 35 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.8 21.9 PET Tag PET °C 35.0 35.7 36.0 Literatur: N. L. Alchapar, E. N. Correa, and A. M. Cantón, Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones, Energy Build., vol. 69, pp. 22–32, 2014. BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. zzwancor, Mauerwerkshandbuch [Online]. Available: https://www.zz-ag.ch/produkte/wand/mauerwerk/swissmodul-10.html 4 Datensammlung 63 4.2 Verputzte Aussendämmung 4.2.1 Einschalenbacksteinmauerwerk mit 7 cm Dämmputz (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz) Ansicht Aufbau 0.008 m Putz (h/m/d) 0.068 m Dämmputz 0.36 m Tragende Wand, z. B. Hochlochziegel Quelle: www.oekologisch-bauen.info Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten Putz, hell Putz, mittel Putz, dunkel PET Tag °C 35.2 35.9 36.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.5 21.7 21.8 Albedo – 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 0.0 n. a. n. a. Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 0.20 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT #WERT #WERT pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Angaben zur Lebensdauer beziehen sich auf den Deckputz. Für den Dämmputz selber existieren keine Angaben zur Lebensdauer. Es ist möglich, dass die Lebensdauer der Konstruktion kürzer ist. Die Angaben zum Schallabsorptionsgrad beziehen sich auf eine verputzte Mauerwerkswand. Für Wände mit einer dickeren Putzschicht existieren keine Angaben. 64 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Putz, hell PET Tag 2.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 5.2 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 1.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Putz, mittel PET Tag 1.4 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Putz, dunkel PET Tag 1.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 65 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Dämmputz Hochlochziegel Gesamt Putz aussen Dämmputz Hochlochziegel hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’500 0.006 9.00 220 0.070 15.40 750 0.365 273.75 Hagatherm Hagatherm Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 1’000 1’000 Zürcher WECOBIS Schild Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.35 0.22 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.50 0.054 0.33 Hagatherm Hagatherm Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 3.7E-07 2.5E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 822 109 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.82 0.11 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.05 0.01 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.101 0.082 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.5 1.37 Hauser Hagatherm Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB Unterhalt nein nein Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 n. a. 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 2’133 #WERT! 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 n. a. 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2 #WERT! 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.5 21.7 21.8 PET Tag PET °C 35.2 35.9 36.1 66 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Dämmputz Hochlochziegel Gesamt Putz aussen Dämmputz Hochlochziegel hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’500 0.006 9.00 220 0.070 15.40 750 0.365 273.75 Hagatherm Hagatherm Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 1’000 1’000 Zürcher WECOBIS Schild Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.35 0.22 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.50 0.054 0.33 Hagatherm Hagatherm Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 3.7E-07 2.5E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 –1/2 –1s s K 822 109 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.82 0.11 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.05 0.01 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.101 0.082 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.5 1.37 Hauser Hagatherm Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB Unterhalt nein nein Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 n. a. 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 2’133 #WERT! 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 n. a. 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2 #WERT! 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.5 21.7 21.8 PET Tag PET °C 35.2 35.9 36.1 Literatur: N. L. Alchapar, E. N. Correa, and A. M. Cantón, Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones, Energy Build., vol. 69, pp. 22–32, 2014. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. Bundesministerium des Innern für Bau und Heimat, WECOBIS, 2018 [Online]. Available: www.wecobis.de [Accessed: 03-Feb-2020]. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. K. Schild and W. M. Willems, Wärmeschutz, Wiesbaden: Viehweg + Teubner, 2011. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 67 4.2.2 Einschalenbacksteinmauerwerk mit 4 cm Aerogeldämmputz (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz) Ansicht Aufbau 0.008 m Putz (h/m/d) 0.038 m Aerogelputz 0.36 m Tragende Wand, Hochlochziegel Quelle: www.oekologisch-bauen.info Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten Putz, hell Putz, mittel Putz, dunkel PET Tag °C 35.3 36.1 36.4 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.5 21.6 21.7 Albedo – 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 0.0 n. a. n. a. Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 0.20 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. WERT! #WERT! #WERT! pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Angaben zur Lebensdauer beziehen sich auf den Deckputz. Für den Aerogelputz selber existieren keine Angaben zur Lebensdauer. Es ist möglich, dass die Lebensdauer der Konstruktion kürzer ist. Die Angaben zum Schallabsorptionsgrad beziehen sich auf eine verputzte Mauerwerkswand. Für Wände mit einer dickeren Putzschicht existieren keine Angaben. 68 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Putz, hell PET Tag 1.9 Aussentemperatur (Luft) Nacht 5.2 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 1.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Putz, mittel PET Tag 1.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 4.3 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Putz, dunkel PET Tag 1.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 69 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Aerogelputz Hochlochziegel Gesamt Putz aussen Aerogelputz Hochloch­ hell ziegel hell mittel dunkel hell Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’500 0.006 9.00 220 0.04 8.80 750 0.365 273.75 Hagatherm Fixit 222 Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 1.25 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 1’250 1’000 Zürcher www.energie- Schild experten.org Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.35 0.28 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.50 0.028 0.33 Hagatherm Fixit Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 3.7E-07 1.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 822 88 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.82 0.09 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.05 0.01 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.101 0.053 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. n. a. kg m–2 h–0.5 2.5 n. a. Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB Unterhalt nein nein Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 n. a. 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 2’133 #WERT! 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 n. a. 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2 #WERT! 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.5 21.6 21.7 PET Tag PET °C 35.3 36.1 36.4 70 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Aerogelputz Hochlochziegel Gesamt Putz aussen Aerogelputz Hochloch­ hell ziegel hell mittel dunkel hell Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’500 0.006 9.00 220 0.04 8.80 750 0.365 273.75 Hagatherm Fixit 222 Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.90 1.25 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 900 1’250 1’000 Zürcher www.energie- Schild experten.org Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.35 0.28 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.50 0.028 0.33 Hagatherm Fixit Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 3.7E-07 1.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 822 88 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.82 0.09 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.05 0.01 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.101 0.053 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. n. a. kg m–2 h–0.5 2.5 n. a. Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 45 BNB Unterhalt nein nein Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 n. a. 217 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 2’133 #WERT! 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 n. a. 0.26 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2 #WERT! 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.5 21.6 21.7 PET Tag PET °C 35.3 36.1 36.4 Literatur: N. L. Alchapar, E. N. Correa, and A. M. Cantón, Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones, Energy Build., vol. 69, pp. 22–32, 2014. BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. K. Schild and W. M. Willems, Wärmeschutz, Wiesbaden: Viehweg + Teubner, 2011. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 71 4.2.3 Kompaktfassade (EPS) (VA_Kompaktfassade_EPS) Ansicht Aufbau 0.008 m Putz (h/m/d) 0.22 m EPS 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: www.oekologisch-bauen.info Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten Putz, hell Putz, mittel Putz, dunkel PET Tag °C 34.8 35.0 35.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 21.8 21.9 Albedo – 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 30 30 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.09 0.09 0.09 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 28.8 28.8 28.8 pro m2 Erzeugnis 72 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Putz, hell PET Tag 2.3 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.0 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 Putz, mittel PET Tag 2.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.0 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 Putz, dunkel PET Tag 2.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.0 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 73 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz EPS Gesamt Putz aussen EPS hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 15 0.22 3.30 Zürcher Swisspor, Lamda White Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’450 Zürcher Swisspor, Lamda White Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.038 Zürcher Swisspor, Lamda White Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Kirchsteiger fm 250 – 0.05 Kirchsteiger fm 500 – 0.03 Kirchsteiger fm 1000 – 0.00 Kirchsteiger fm 2000 – 0.00 Kirchsteiger fm 4000 – 0.00 Kirchsteiger Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 5180 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 17’094 20507 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 7.64 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 25 29 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.8 21.9 PET Tag PET °C 34.8 35.0 35.0 74 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz EPS Gesamt Putz aussen EPS hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 15 0.22 3.30 Zürcher Swisspor, Lamda White Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’450 Zürcher Swisspor, Lamda White Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.038 Zürcher Swisspor, Lamda White Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 1’312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Kirchsteiger fm 250 – 0.05 Kirchsteiger fm 500 – 0.03 Kirchsteiger fm 1000 – 0.00 Kirchsteiger fm 2000 – 0.00 Kirchsteiger fm 4000 – 0.00 Kirchsteiger Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 5180 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 17’094 20507 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 7.64 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 25 29 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.8 21.9 PET Tag PET °C 34.8 35.0 35.0 Literatur: N. L. Alchapar, E. N. Correa, and A. M. Cantón, Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones, Energy Build., vol. 69, pp. 22–32, 2014. BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. K. Kirchsteiger, Masterarbeit Schallabsorptionspotential urbaner Fassadensysteme, Graz, 2017. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 75 4.2.4 Kompaktfassade (Steinwolle) (VA_Kompaktfassade_Steinwolle) Ansicht Aufbau 0.008 m Putz (h/m/d) 0.2 m Steinwolle 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: www.oekologisch-bauen.info Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten Putz, hell Putz, mittel Putz, dunkel PET Tag °C 35.0 35.7 35.9 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.6 21.7 21.8 Albedo – 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 30 30 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.14 0.14 0.14 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 27.3 27.3 27.3 pro m2 Erzeugnis 76 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Putz, hell PET Tag 2.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht 4.3 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.3 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 Putz, mittel PET Tag 1.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.3 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 Putz, dunkel PET Tag 1.4 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.3 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 77 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Steinwolle Gesamt Putz aussen Steinwolle hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 105 0.20 21.00 Zürcher Swisspor ROC Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’044 Zürcher Swisspor ROC Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.034 Zürcher Swisspor ROC Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 –1/2s s K–1 1’312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 Kirchsteiger fm 250 – 0.19 Kirchsteiger fm 500 – 0.02 Kirchsteiger fm 1000 – 0.01 Kirchsteiger fm 2000 – 0.01 Kirchsteiger fm 4000 – 0.00 Kirchsteiger Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 1’140 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 23’940 27’353 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 1.13 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 24 27 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.7 21.8 PET Tag PET °C 35.0 35.7 35.9 78 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Putz Steinwolle Gesamt Putz aussen Steinwolle hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.008 14.40 105 0.20 21.00 Zürcher Swisspor ROC Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’044 Zürcher Swisspor ROC Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.98 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.87 0.034 Zürcher Swisspor ROC Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.4E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’312 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.31 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.110 Albedo α – 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 2.50 Hauser Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 Kirchsteiger fm 250 – 0.19 Kirchsteiger fm 500 – 0.02 Kirchsteiger fm 1000 – 0.01 Kirchsteiger fm 2000 – 0.01 Kirchsteiger fm 4000 – 0.00 Kirchsteiger Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 237 1’140 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 3’413 23’940 27’353 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.25 1.13 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 24 27 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.7 21.8 PET Tag PET °C 35.0 35.7 35.9 Literatur: N. L. Alchapar, E. N. Correa, and A. M. Cantón, Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones, Energy Build., vol. 69, pp. 22–32, 2014. BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. K. Kirchsteiger, Masterarbeit Schallabsorptionspotential urbaner Fassadensysteme, Graz, 2017. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 79 4.3 Glassfassade / Leichtbau 4.3.1 Glasfassade (g­Wert 0.3) (LB_Glasfassade) Ansicht Aufbau 0.042 m Dreifach-Verglasung (3 × 0.006 m) mit Argon (2 × 0.012 m) Quelle: www.rinoweder.ch Materialdaten Glas PET Tag °C 33.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.4 Albedo – 0.31 Solar Reflectance Index (SRI) – n. a. Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.2 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 30.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.2 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 110.0 pro m2 Erzeugnis 80 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Glas PET Tag 3.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 6.0 Albedo 2.6 Solar Reflectance Index (SRI) Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.5 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.9 Treibhausgasemissionen, Total 4.5 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 81 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Glas Argon Glas Gesamt Glas Argon Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’500 0.006 15.00 1.70 0.012 0.02 2’500 0.006 15.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’000 519 1’000 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.50 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.00 0.017 1.00 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’581 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.58 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.105 Albedo α – 0.305 Oke Emissivität ε – 0.83 Huizenga Solar reflectance index (SRI) SRI – n. a. Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.15 Trösch Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit nein Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.12 Bobran fm 250 – 0.08 Bobran fm 500 – 0.05 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.03 Bobran fm 4000 – 0.02 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 124’000 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 124’000 124’000 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 110 124’000 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 110 110 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.4 110 PET Tag PET °C 33.6 82 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Glas Argon Glas Gesamt Glas Argon Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’500 0.006 15.00 1.70 0.012 0.02 2’500 0.006 15.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’000 519 1’000 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.50 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.00 0.017 1.00 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.0E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’581 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.58 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.105 Albedo α – 0.305 Oke Emissivität ε – 0.83 Huizenga Solar reflectance index (SRI) SRI – n. a. Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.15 Trösch Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit nein Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.12 Bobran fm 250 – 0.08 Bobran fm 500 – 0.05 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.03 Bobran fm 4000 – 0.02 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 124’000 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 124’000 124’000 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 110 124’000 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 110 110 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.4 110 PET Tag PET °C 33.6 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. C. Huizenga, D. Arasteh, C. Curija, and J. Klema, Berkeley Lab WINDOW, Regents of the University of California, Berkeley, 2018. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. T. R. Oke, M. Gerald, A. Christen, and J. A. Voogt, Urban Climates, 1st ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 83 4.3.2 Glasfassade mit Rafflamellenstore (geschlossen) (LB_Glasfassade_Sonnenschutz) Ansicht Aufbau 0.00044 m Sonnenschutz (Aluminium, h/d) 0.1 m Hinterlüftung 0.042 m Dreifach-Verglasung (3 × 0.006 m) mit Argon (2 × 0.012 m) Quelle: Wolf Storen AG Farbvarianten hell dunkel Materialdaten S. hell S. dunkelgrau PET Tag °C 33.8 30.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.6 21.6 Albedo – 0.68 0.08 Solar Reflectance Index (SRI) – 81 0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.80 0.10 Abflussbeiwert – n. a. n. a. Lebensdauer a 25 25 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – n. a. n. a. Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 57.4 57.4 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Ergebnisse für die PET (Sonnenschutz dunkelgrau) sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. 84 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Raamellen hell PET Tag 3.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht 4.3 Albedo 5.1 Solar Reflectance Index (SRI) 5.1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.0 Abflussbeiwert Lebensdauer 3.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 Raamellen dunkelgrau PET Tag 6.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 4.3 Albedo 1.0 Solar Reflectance Index (SRI) 1.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.9 Abflussbeiwert Lebensdauer 3.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 5.2 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 85 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Rafflamellen Gesamt Rafflamellen hell dunkelgrau Kennwert Kennwert (m) spez. KW. spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’700 0.0004 1.19 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.88 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 880 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.38 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 160 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.7E-05 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 19’498 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 19.50 kJ m–2 h–1/2 K–1 1.17 Eindringtiefe, 24 h δ m 1.361 Albedo α – 0.675 0.075 Santamouris Emissivität ε – 0.85 0.85 Santamouris Solar reflectance index (SRI) SRI – 81.0 0.0 Santamouris Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.80 0.10 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 25 BNB Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 111’000 111’000 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 111’000 111’000 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 57.4 57 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 57.4 57 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.6 PET Tag PET °C 33.8 30.1 86 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Rafflamellen Gesamt Rafflamellen hell dunkelgrau Kennwert Kennwert (m) spez. KW. spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’700 0.0004 1.19 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.88 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 880 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.38 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 160 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.7E-05 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 19’498 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 19.50 kJ m–2 h–1/2 K–1 1.17 Eindringtiefe, 24 h δ m 1.361 Albedo α – 0.675 0.075 Santamouris Emissivität ε – 0.85 0.85 Santamouris Solar reflectance index (SRI) SRI – 81.0 0.0 Santamouris Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.80 0.10 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 25 BNB Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 111’000 111’000 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 111’000 111’000 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 57.4 57 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 57.4 57 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 21.6 PET Tag PET °C 33.8 30.1 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. M. Santamouris, A. Synnefa, and T. Karlessi, Using advanced cool materials in the urban built environment to mitigate heat islands and improve thermal comfort conditions, Sol. Energy, vol. 85, pp. 3085–3102, 2011. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 87 4.3.3 Sandwichpaneele (Leichtbaufassade Gewerbe­, Industriebau) (LB_Sandwichpaneel) Ansicht Aufbau 0.0006 m Stahlblech (b/h/d) 0.14 m Polyiso-Hartschaum (PIR) 0.0006 m Stahlblech Quelle: www.ais-online.de Farbvarianten Metall hell dunkel Materialdaten Stahlblech S. hell S. dunkelgrau PET Tag °C n. a. 34.5 31.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C n. a. 21.7 21.8 Albedo – 0.40 0.68 0.08 Solar Reflectance Index (SRI) – 3 81 0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.66 0.80 0.10 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a n. a. n. a. n. a. Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.29 0.29 0.29 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 48.0 52.5 52.5 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Ergebnisse für die PET (Stahlblech dunkelgrau) sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. 88 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Stahlblech PET Tag Aussentemperatur (Luft) Nacht Albedo 3.2 Solar Reflectance Index (SRI) 1.1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 2.0 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 2.4 Treibhausgasemissionen, Total 5.3 1 2 3 4 5 6 Stahlblech, hell PET Tag 2.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 5.1 Solar Reflectance Index (SRI) 5.1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.0 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 2.4 Treibhausgasemissionen, Total 5.3 1 2 3 4 5 6 Stahlblech, dunkelgrau PET Tag 5.3 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 1.0 Solar Reflectance Index (SRI) 1.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.9 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 2.4 Treibhausgasemissionen, Total 5.3 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 89 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Stahlblech PIR Gesamt Stahlblech PIR Metall hell dunkelgrau Alublech Alublech Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW blank besch. Density (Rohdichte) ρ kg m–3 7’800 0.0006 4.68 30 0.14 4.20 Bobran Swisspor PIR Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.45 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 450 1’400 Bobran Swisspor PIR Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 3.51 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 50 0.02 Bobran Swisspor PIR Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.4E-05 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 13’248 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 13.25 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.79 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.626 Albedo α – 0.400 0.675 0.075 Santamouris Emissivität ε – 0.35 0.850 0.850 Santamouris Solar reflectance index (SRI) SRI – 2.5 81.0 0.0 Santamouris Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.66 0.800 0.100 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt nein Nachrüstbarkeit nein Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.06 Davies 2001 fm 250 – 0.06 Davies 2001 fm 500 – 0.07 Davies 2001 fm 1000 – 0.02 Davies 2001 fm 2000 – 0.09 Davies 2001 fm 4000 – 0.12 Davies 2001 Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 16’100 4’740 4’740 6’630 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 75’348 80’088 80’088 27’846 103’194 107’934 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 3.51 4.50 4.50 7.52 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 21 21 32 48 53 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C n. a. 21.7 21.8 PET Tag PET °C n. a. 34.5 31.0 90 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Stahlblech PIR Gesamt Stahlblech PIR Metall hell dunkelgrau Alublech Alublech Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW blank besch. Density (Rohdichte) ρ kg m–3 7’800 0.0006 4.68 30 0.14 4.20 Bobran Swisspor PIR Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.45 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 450 1’400 Bobran Swisspor PIR Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 3.51 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 50 0.02 Bobran Swisspor PIR Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.4E-05 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 13’248 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 13.25 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.79 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.626 Albedo α – 0.400 0.675 0.075 Santamouris Emissivität ε – 0.35 0.850 0.850 Santamouris Solar reflectance index (SRI) SRI – 2.5 81.0 0.0 Santamouris Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.66 0.800 0.100 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Annahme Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt nein Nachrüstbarkeit nein Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.06 Davies 2001 fm 250 – 0.06 Davies 2001 fm 500 – 0.07 Davies 2001 fm 1000 – 0.02 Davies 2001 fm 2000 – 0.09 Davies 2001 fm 4000 – 0.12 Davies 2001 Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 16’100 4’740 4’740 6’630 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 75’348 80’088 80’088 27’846 103’194 107’934 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 3.51 4.50 4.50 7.52 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 21 21 32 48 53 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C n. a. 21.7 21.8 PET Tag PET °C n. a. 34.5 31.0 Literatur: H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. Davies, J.M. (Ed.), 2001, Lightweight sandwich construction, Blackwell Science, London; Malden, MA. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. M. Santamouris, A. Synnefa, and T. Karlessi, Using advanced cool materials in the urban built environment to mitigate heat islands and improve thermal comfort conditions, Sol. Energy, vol. 85, pp. 3085–3102, 2011. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 91 4.4 Hinterlüftete Fassade 4.4.1 Holzverkleidung vor Holzständerwand mit Aussenwärmedämmung (HF_Holzverkleidung) Ansicht Aufbau 0.016 m Holzschalung (e) 0.04 m Hinterlüftung 0.016 m Diffusionsoffene Wand- und Dachplatte 0.22 m Tragende Konstruktion, z. B. Steinwolle / Holzständer Quelle: www.holzbau-teubner.de Materialdaten Holzverkleidung Eiche PET Tag °C 34.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.35 Solar Reflectance Index (SRI) – 38 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.30 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.66 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 1.5 pro m2 Erzeugnis Bewertung Holzverkleidung Eiche PET Tag 2.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 2.9 Solar Reflectance Index (SRI) 2.9 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.5 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 5.1 Treibhausgasemissionen, Total 6.0 1 2 3 4 5 6 92 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Holzverkleidung Eiche Gesamt Holzverkleidung Eiche Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 737 0.016 11.79 Niemz Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.61 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’610 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.19 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.17 Niemz Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.4E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 444 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.44 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.03 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.062 Albedo α – 0.35 techno-bloc.com Emissivität ε – 0.90 Oke Solar reflectance index (SRI) SRI – 38.0 techno-bloc.com Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.30 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.08 Ruisinger kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 30 BNB Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.19 Bobran fm 250 – 0.36 Bobran fm 500 – 0.73 Bobran fm 1000 – 0.50 Bobran fm 2000 – 0.25 Bobran fm 4000 – 0.31 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 420 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 4’953 4’953 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.13 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 1 1.49 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 34.2 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. Niemz, Untersuchungen zur Wärmeleitfähigkeit ausgewählter einheimischer und fremdländischer Holzarten, Bauphysik, vol. 29, no. 4, pp. 311–312, 2007. U. Ruisinger, E. Stöcker, J. Grunewald, and H. Stopp, Holzbalkenauflage in historischem Mauerwerk: Analyse, Bewertung und energetische Sanierung mittels Innendämmung, in Mauerwerk Kalender, W. Jäger, Ed. Erst & Sohn GmbH & Co. KG, 2016, pp. 351–384. T. R. Oke, M. Gerald, A. Christen, and J. A. Voogt, Urban Climates, 1st ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 93 4.4.2 PV (hinterlüftet, Dämmung Steinwolle) (HF_Photovoltaik) Ansicht Aufbau 0.007 m PV auf Glas (e) 0.02 m Blähglas 0.04 m Hinterlüftung 0.2 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung für PV 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: www.ernstschweizer.ch Materialdaten PV/Glas PET Tag °C 31.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.16 Solar Reflectance Index (SRI) – 1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.09 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 35 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.22 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 356.7 pro m2 Erzeugnis 94 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung PV/Glas PET Tag 4.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 1.6 Solar Reflectance Index (SRI) 1.1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 6.0 Abflussbeiwert Lebensdauer 4.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.9 Treibhausgasemissionen, Total 1.0 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 95 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur PV/Glas Blähglas Gesamt PV/Glas Blähglas Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’500 0.007 17.50 500 0.02 10.00 Zürcher Wikipedia Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’000 1’000 Zürcher Wikipedia Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.50 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.00 0.09 Zürcher Wikipedia Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 1’581 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.58 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.105 Albedo α – 0.16 Cekon Emissivität ε – 0.83 Huizenga Solar reflectance index (SRI) SRI – 1.0 Cekon Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.09 Cekon Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 35 www.swissolar.ch Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion ja Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.18 PTB fm 250 – 0.06 PTB fm 500 – 0.04 PTB fm 1000 – 0.03 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 3’170’000.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 528’333 528’333 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2’140 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 357 357 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 31.7 96 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur PV/Glas Blähglas Gesamt PV/Glas Blähglas Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’500 0.007 17.50 500 0.02 10.00 Zürcher Wikipedia Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.00 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’000 1’000 Zürcher Wikipedia Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.50 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.00 0.09 Zürcher Wikipedia Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.0E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’581 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.58 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.105 Albedo α – 0.16 Cekon Emissivität ε – 0.83 Huizenga Solar reflectance index (SRI) SRI – 1.0 Cekon Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.09 Cekon Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 35 www.swissolar.ch Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion ja Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.18 PTB fm 250 – 0.06 PTB fm 500 – 0.04 PTB fm 1000 – 0.03 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 3’170’000.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 528’333 528’333 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2’140 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 357 357 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 31.7 Literatur: M. Cekon and P. Rovnanik, Optical performance of colored crystalline solar cells for building energy efficient application, in 2nd International Materials, Industrial, and Manufacturing Engineering Conference, MIMEC2015, 2015, pp. 342–347. C. Huizenga, D. Arasteh, C. Curija, and J. Klema, Berkeley Lab WINDOW, Regents of the University of California, Berkeley, 2018. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 97 4.4.3 Metallblechverkleidung (HF_Metallblechverkleidung) Ansicht Aufbau 0.002 m Aluminiumblech (b/h/d) 0.03 m Hinterlüftung 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung für Aluminiumblech 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: www.gabs.ch Farbvarianten Metall hell dunkel Materialdaten Alublech A. hell A. dunkelgrau PET Tag °C n. a. 34.4 31.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C n. a. 21.7 21.8 Albedo – 0.36 0.68 0.08 Solar Reflectance Index (SRI) – 25 81 0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.60 0.80 0.10 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 50 50 50 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – n. a. n. a. n. a. Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 15.9 19.6 19.6 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Ergebnisse für die PET (Aluminiumblech dunkelgrau) sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. 98 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Alublech PET Tag Aussentemperatur (Luft) Nacht Albedo 2.9 Solar Reflectance Index (SRI) 2.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 2.4 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 5.8 1 2 3 4 5 6 Alublech, hell PET Tag 2.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 5.1 Solar Reflectance Index (SRI) 5.1 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.0 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 5.7 1 2 3 4 5 6 Alublech, dunkelgrau PET Tag 5.3 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 1.0 Solar Reflectance Index (SRI) 1.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.9 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 5.7 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 99 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Alublech Gesamt Alublech hell dunkelgrau Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW A. blank A. besch. Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’700 0.002 5.40 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.88 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 880 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.38 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 160 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.7E-05 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 19’498 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 19.50 kJ m–2 h–1/2 K–1 1.17 Eindringtiefe, 24 h δ m 1.361 Albedo α – 0.36 0.68 0.075 Kotthaus Emissivität ε – 0.58 0.85 0.85 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 25.0 81.0 0.0 SRI calculator Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.60 0.80 0.10 Hentschel, Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 7’300 4’470 4’470 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 39’420 43’890 43’890 39’420 43’890 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2.94 3.72 3.72 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 20 20 16 20 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C n. a. 21.7 21.8 PET Tag PET °C n. a. 34.4 31.0 100 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Alublech Gesamt Alublech hell dunkelgrau Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW A. blank A. besch. Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’700 0.002 5.40 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.88 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 880 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.38 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 160 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.7E-05 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 19’498 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 19.50 kJ m–2 h–1/2 K–1 1.17 Eindringtiefe, 24 h δ m 1.361 Albedo α – 0.36 0.68 0.075 Kotthaus Emissivität ε – 0.58 0.85 0.85 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 25.0 81.0 0.0 SRI calculator Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.60 0.80 0.10 Hentschel, Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.00 kg m–2 h–0.5 0.00 Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 7’300 4’470 4’470 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 39’420 43’890 43’890 39’420 43’890 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 2.94 3.72 3.72 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 20 20 16 20 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C n. a. 21.7 21.8 PET Tag PET °C n. a. 34.4 31.0 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. Kotthaus, T. E. L. Smith, M. J. Wooster, and C. S. B. Grimmond, Derivation of an urban materials spectral library through emittance and reflectance spectroscopy, ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., vol. 94, pp. 194–212, 2014. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 101 4.4.4 Faserzementverkleidung, Eternit (HF_Faserzementverkleidung) Ansicht Aufbau 0.008 m Faserzement (e/h/m/d) 0.03 m Hinterlüftung 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung für Faserzement Quelle: www.eternit.ch Farbvarianten 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton hell mittel dunkel Materialdaten Faserzement F. hell F. mittel F. dunkel PET Tag °C 33.0 34.4 34.2 33.9 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.9 21.8 21.9 22.0 Albedo – 0.63 0.75 0.45 0.26 Solar Reflectance Index (SRI) – 63 86 53 35 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.30 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a 50 50 50 50 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.40 0.40 0.40 0.40 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 17.4 17.4 17.4 17.4 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Die Ergebnisse für die PET (Faserzement dunkel) sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. Bewertung Faserzement PET Tag 3.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 4.8 Solar Reflectance Index (SRI) 4.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.5 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 3.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.8 1 2 3 4 5 6 102 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Faserzement, hell PET Tag 2.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 5.6 Solar Reflectance Index (SRI) 5.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 3.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.8 1 2 3 4 5 6 Bewertung Faserzement, mittel PET Tag 2.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.8 Albedo 3.6 Solar Reflectance Index (SRI) 3.7 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 3.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.8 1 2 3 4 5 6 Bewertung Faserzement, dunkel PET Tag 3.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 2.3 Solar Reflectance Index (SRI) 2.8 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 3.2 Treibhausgasemissionen, Total 5.8 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 103 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Faserzement Gesamt Faserzement hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW spez.KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.008 16.00 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.20 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.48 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.2E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 1’028 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.03 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.06 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.077 Albedo α – 0.63 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.90 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 63.0 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.30 0.70 0.50 0.25 Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 5.00 n. a. 0.00 0.00 Hauser kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.67 Willems fm 250 – 0.21 Willems fm 500 – 0.14 Willems fm 1000 – 0.07 Willems fm 2000 – 0.06 Willems fm 4000 – 0.05 Willems Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 1’030 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 16’480 16’480 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 1.09 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 17 17 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.9 21.8 21.9 22.0 PET Tag PET °C 33.0 34.4 34.2 33.9 104 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Faserzement Gesamt Faserzement hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW spez.KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.008 16.00 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.20 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.48 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.2E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’028 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.03 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.06 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.077 Albedo α – 0.63 0.75 0.45 0.26 Alchapar Emissivität ε – 0.90 0.85 0.90 0.95 Alchapar Solar reflectance index (SRI) SRI – 63.0 86.0 53.0 35.0 Alchapar Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.30 0.70 0.50 0.25 Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 5.00 n. a. 0.00 0.00 Hauser kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.67 Willems fm 250 – 0.21 Willems fm 500 – 0.14 Willems fm 1000 – 0.07 Willems fm 2000 – 0.06 Willems fm 4000 – 0.05 Willems Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 1’030 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 16’480 16’480 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 1.09 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 17 17 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.9 21.8 21.9 22.0 PET Tag PET °C 33.0 34.4 34.2 33.9 Literatur: Alchapar, N., Correa, E., Cantón, A., Lesino, G., 2011. Urban Heat Island Mitigation. Classification of Building Materials Used in the Urban Envelopes According their Capacity for Cooling the City, in: Proceedings of the ISES Solar World Congress 2011. International Solar Energy Society, Kassel, Germany, pp. 1–12. https://doi.org/10.18086/swc.2011.02.01 BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. G. Hauser, Bauphysikalische Grundlagen Feuchtelehre – Vorlesungsskript Bauphysik I und II, Kassel, 2003. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. Willems, W.M., Schild, K., Dinter, S., Stricker, D. (Eds.), 2010, Formeln und Tabellen Bauphysik: Wärmeschutz – Feuchteschutz – Klima – Akustik – Brandschutz; 2., aktualisierte und erw. Aufl., Vieweg + Teubner, Wiesbaden. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 105 4.4.5 Kunststein / Natursteinverkleidung (HF_Steinverkleidung) Ansicht Aufbau 0.03 m Stein (Granit, e) 0.03 m Hinterlüftung 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung für Stein 0.18 m Tragende Wand, z. B. Beton Quelle: www.linea-cladding.com Materialdaten Granit PET Tag °C 34.1 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.8 Albedo – 0.28 Solar Reflectance Index (SRI) – 23 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.23 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a 50 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! pro m2 Erzeugnis Bewertung Granit PET Tag 2.8 Aussentemperatur (Luft) Nacht 2.7 Albedo 2.4 Solar Reflectance Index (SRI) 2.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.0 Abflussbeiwert Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 106 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Granit Gesamt Granit Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’750 0.03 82.50 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.80 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 800 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.20 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.80 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-06 Thermal admittance / thermal μ J m–2s s–1/2 K–1 2’482 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.48 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.15 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.187 Albedo α – 0.28 Radhi Emissivität ε – 0.90 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 23.0 Radhi Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.23 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.08 Scheffler kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – 50 BNB Unterhalt nein Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – n. a. fm 500 – 0.05 Bobran fm 1000 – n. a. fm 2000 – 0.04 Bobran fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.8 PET Tag PET °C 34.1 Literatur: BNB, Nutzungsdauern von Bauteilen 2017, Berlin, 2017. H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. H. Radhi, E. Assem, and S. Sharples, On the colours and properties of building surface materials to mitigate urban heat islands in highly productive solar regions, Build. Environ., vol. 72, pp. 162–172, 2014. G. A. Scheffler and R. Plagge, Ein Trocknungskoeffizient für Baustoffe, Bauphysik, vol. 31, no. 3, pp. 125–138, 2009. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 107 4.4.6 Vorgehängtes Begrünungselement (HF_Begrünungselement) Ansicht Aufbau Begrünung (e) 0.025 m Perforierte Keramik 0.08 m Substrat (z. B. Blähton) 0.03 m Beton 0.03 m Luft 0.28 m Dämmung, z. B. Steinwolle / Verankerung für begrüntes Element Quelle: Skyflor Kommentar Aufbau: Die Begrünung durchdringt 0.18 m Tragende Wand, die perforierte Keramik und wurzelt im Blähton. z. B. Beton Materialdaten Bepflanzung und Element PET Tag °C 35.9 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.25 Solar Reflectance Index (SRI) – 27 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – n. a. Lebensdauer a n. a. Kommentare: Die Ergebnisse für die PET und die Aussentemperatur Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.79 Nacht sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen über- Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! 2 tragbar. Die Bewertung könnte pro m Erzeugnis damit schlechter ausfallen. Bewertung Bepflanzung und Element PET Tag 1.4 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 2.2 Solar Reflectance Index (SRI) 2.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 6.0 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 108 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Bepflanzung und Element Gesamt Element Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’481 0.135 199.94 Skyflor Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.80 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 800.00 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.18 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.50 Skyflor Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 4.2E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 770 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.77 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.05 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.108 Albedo α – 0.25 Victorero Emissivität ε – 0.94 Victorero Solar reflectance index (SRI) SRI – 27.0 Victorero Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.13 Empa fm 250 – 0.31 Empa fm 500 – 0.71 Empa fm 1000 – 0.85 Empa fm 2000 – 0.75 Empa fm 4000 – 0.83 Empa Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 35.9 Literatur: Empa, Prüfbericht Nr. 5214.007431: Luftschalldämmung und Schallabsorption Lärmschutzwand- und Fassadensystem ‹Skyflor›, Dübendorf, 2014. P. Gallinelli, D. Varesano, S. Polli, and M. Sanchez, Rapport final mesure valeur lamda en cellule thermique, Genf, 2014. F. Victorero, S. Vera, W. Bustamante, and F. Tori, Experimental study of the thermal performance of living walls under semiarid climatic conditions, in 6th International Building Physics Conference, IBPC 2015, 2015, pp. 3416–3422. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 109 4.5 Reflektierende Anstriche Wand 4.5.1 Reflektierender Anstrich auf Putz und Einschalenmauerwerk (Reflektierender_Anstrich) Ansicht Aufbau 0.001 m Reflektierender Anstrich (rh/rm/rd) 0.008 m Putz 0.36 m Tragende Wand, z. B. Hochlochziegel Quelle: unbekannt Farbvarianten hell mittel dunkel Materialdaten hell mittel dunkel PET Tag °C 35.5 34.6 33.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 21.7 21.7 Albedo – 0.81 0.69 0.42 Solar Reflectance Index (SRI) – 100 83 50 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.70 0.50 0.25 Abflussbeiwert – n. a. n. a. n. a. Lebensdauer a n. a. n. a. n. a. Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 0.20 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! #WERT! #WERT! pro m2 Erzeugnis Kommentare: Das verwendete Produkt ist bezüglich seiner Ökoverträglichkeit auf das Grundwasser zu überprüfen. Das Schweizer Chemikalienrecht (ChemG, SR 813.1) sieht dazu verschiedene Anforderungen vor, welche weit- gehend mit dem europäischen Chemikalienrecht harmonisiert sind. Die Ergebnisse für die PET (dunkler Anstrich) sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. 110 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Reflektierender Anstrich, hell PET Tag 1.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 6.0 Solar Reflectance Index (SRI) 6.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.7 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Reflektierender Anstrich, mittel PET Tag 2.4 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 5.2 Solar Reflectance Index (SRI) 5.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Reflektierender Anstrich, dunkel PET Tag 3.2 Aussentemperatur (Luft) Nacht 3.5 Albedo 3.3 Solar Reflectance Index (SRI) 3.5 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 4.8 Abflussbeiwert Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.7 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 111 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Reflektierender Anstrich Putz Mauerwerk Gesamt Reflektierender Putz/ Anstrich Mauerwerk hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’050 0.001 1.05 1’800 0.008 14.40 750 0.365 273.75 Zürcher Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.50 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’500 1’100 1’000 Zürcher Schild Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.58 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.20 0.87 0.33 Zürcher Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 –1s K 561 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.56 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.03 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.059 Albedo α – 0.81 0.69 0.42 Astec Emissivität ε – 0.89 0.89 0.87 Astec Solar reflectance index (SRI) SRI – 100.0 83 50 Astec Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 0.00 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 0.20 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 237.00 217.00 Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 3’413 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.25 0.26 kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 4 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.7 21.7 PET Tag PET °C 35.5 34.6 33.6 Anmerkungen: Das verwendete Produkt ist bezüglich seiner Ökoverträglichkeit auf das Grundwasser zu überprüfen. Das Schweizer Chemikalienrecht (ChemG, SR 813.1) sieht dazu verschiedene Anforderungen vor, welche weitgehend mit dem europäischen Chemikalienrecht harmonisiert sind. 112 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Reflektierender Anstrich Putz Mauerwerk Gesamt Reflektierender Putz/ Anstrich Mauerwerk hell mittel dunkel Kennwert Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’050 0.001 1.05 1’800 0.008 14.40 750 0.365 273.75 Zürcher Schild Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.50 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’500 1’100 1’000 Zürcher Schild Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.58 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.20 0.87 0.33 Zürcher Schild Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 561 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.56 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.03 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.059 Albedo α – 0.81 0.69 0.42 Astec Emissivität ε – 0.89 0.89 0.87 Astec Solar reflectance index (SRI) SRI – 100.0 83 50 Astec Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.70 0.50 0.25 0.00 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 0.20 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – n. a. Lebensdauer a – n. a. Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 Bobran fm 250 – 0.02 Bobran fm 500 – 0.03 Bobran fm 1000 – 0.04 Bobran fm 2000 – 0.05 Bobran fm 4000 – 0.05 Bobran Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 237.00 217.00 Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 3’413 59’404 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.25 0.26 kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 4 71 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.7 21.7 PET Tag PET °C 35.5 34.6 33.6 Literatur: Astec: http://www.astecpaints.com.au/enery/inside/pro/27 H. W. Bobran and I. Bobran-Wittfoht, Handbuch der Bauphysik, 8th ed. Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co KG, 2010. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. K. Schild and W. M. Willems, Wärmeschutz, Wiesbaden: Viehweg + Teubner, 2011. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 113 4.6 Umgebung Boden 4.6.1 Rasengittersteinpflästerung für Wege/befahrbare Flächen (B_Rasengittersteinpflästerung) Ansicht Aufbau 0.08 m Rasengittersteine (e) 0.05 m Sand 0.1 m Kies Erde Quelle: www.plantopedia.de Materialdaten Rasengitterstein PET Tag °C 33.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.6 Albedo – 0.25 Solar Reflectance Index (SRI) – 27 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – 0.20 Lebensdauer a 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – n. a. Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 19.2 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Für die Erde in den Rasengittersteinen sind keine Daten zum Umweltbelastungspunkten und Treibhausgasemissionen vorhanden. Stattdessen werden die Werte für Split eingesetzt. 114 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Rasengitterstein PET Tag 3.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 6.0 Albedo 1.8 Solar Reflectance Index (SRI) 2.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert 5.4 Lebensdauer 4.8 Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 3.8 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 115 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Rasengitterstein Sand Kies Gesamt Rasengitterstein Sand/Kies Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’450 0.08 116 1’700 0.05 85.00 1’800 0.1 180.00 Creabeton Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060 1’300 710 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 1.60 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-06 Thermal admittance / thermal μ J m–2s s–1/2 K–1 1’753 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.75 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.11 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.189 Albedo α – 0.25 Wilson Emissivität ε – 0.93 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 26.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 0.20 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 30 Sieker Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 153 65.70 61.00 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 17’740 5’585 10’980 34’305 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.14 0.014 0.012 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 1 2 19 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 PET Tag PET °C 33.7 Anmerkungen: Für die Erde in den Rasengittersteinen sind keine Daten zum Umweltbelastungspunkten und Treibhausgasemissionen vorhanden. Statt dessen wurden die Werte für Split eingesetzt. 116 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Rasengitterstein Sand Kies Gesamt Rasengitterstein Sand/Kies Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’450 0.08 116 1’700 0.05 85.00 1’800 0.1 180.00 Creabeton Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060 1’300 710 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 1.60 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.3E-06 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’753 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.75 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.11 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.189 Albedo α – 0.25 Wilson Emissivität ε – 0.93 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 26.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 0.20 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 30 Sieker Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 153 65.70 61.00 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 17’740 5’585 10’980 34’305 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.14 0.014 0.012 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 16 1 2 19 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.6 PET Tag PET °C 33.7 Literatur: KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. H. Sieker, Durchlässige Pflasterbeläge, 2020 [Online]. Available: https://www.sieker.de/fachinformationen/regenwasserbewirtschaftung/ article/durchlaessige-pflasterbelaege-151.html [Accessed: 07-Oct-2020]. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 117 4.6.2 Betonbelag (B_Betonbelag) Ansicht Aufbau 0.18 m Beton (e) 0.15 m Kies Erde Quelle: Martin van Maaren auf Unsplash Materialdaten Beton PET Tag °C 33.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.38 Solar Reflectance Index (SRI) – 44 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – 1.00 Lebensdauer a 35 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.13 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 42.4 pro m2 Erzeugnis 118 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Beton PET Tag 6.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 3.2 Solar Reflectance Index (SRI) 3.5 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 6.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.0 Treibhausgasemissionen, Total 1.0 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 119 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton Kies Erde Gesamt Beton Kies/Erde Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’200 0.18 396.00 1’800 0.15 270.00 1’700 0.5 850.00 Info.Zentrum Zürcher Beton Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.07 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’070 710 1’420 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.35 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.60 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.8E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 1’941 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.94 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.12 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.137 Albedo α – 0.38 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 43.8 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 35 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 PTB fm 250 – 0.01 PTB fm 500 – 0.02 PTB fm 1000 – 0.02 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 94 61.00 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 37’343 16’470 53’813 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.10 0.012 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 39 3 42 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 120 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton Kies Erde Gesamt Beton Kies/Erde Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’200 0.18 396.00 1’800 0.15 270.00 1’700 0.5 850.00 Info.Zentrum Zürcher Beton Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.07 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’070 710 1’420 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.35 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.60 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 6.8E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’941 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.94 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.12 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.137 Albedo α – 0.38 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 43.8 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 1.80 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 35 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 PTB fm 250 – 0.01 PTB fm 500 – 0.02 PTB fm 1000 – 0.02 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 94 61.00 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 37’343 16’470 53’813 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.10 0.012 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 39 3 42 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. InformationsZentrum Beton, Fahrbahndeckenbeton für Straßen, Deutschland, 2015, pp. 1–12. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 121 4.6.3 Betonsteinpflästerung für Wege, befahrbar (B_Betonsteinpflästerung) Ansicht Aufbau 0.08 m Betonsteine (e) 0.03 m Feiner Split 0.6 m Kies / Frostschutzschicht Quelle: Carl Raw auf Unsplash Materialdaten Betonsteinpflästerung PET Tag °C 33.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.25 Solar Reflectance Index (SRI) – 28 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – 1.00 Lebensdauer a 25 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.63 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! pro m2 Erzeugnis 122 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Betonsteinpflästerung PET Tag 3.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 1.8 Solar Reflectance Index (SRI) 2.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 3.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 4.5 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 123 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Betonsteinpflästerung Split Kies Gesamt Betonstein­ Split/Kies pflästerung Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.08 160.00 1’700 0.03 51.00 1’800 0.2 360.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.08 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’080 1’800.00 710.00 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.16 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.20 1.50 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.6E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’610 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.61 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.10 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.124 Albedo α – 0.25 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 27.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.03 Schwarz kg m–2 h–0.5 1.80 Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 25 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.36 PTB fm 250 – 0.44 PTB fm 500 – 0.31 PTB fm 1000 – 0.29 PTB fm 2000 – 0.39 PTB fm 4000 – 0.25 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 39.80 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 2’030 21’960 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.01 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 0 4 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.7 124 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Betonsteinpflästerung Split Kies Gesamt Betonstein­ Split/Kies pflästerung Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.08 160.00 1’700 0.03 51.00 1’800 0.2 360.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.08 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’080 1’800.00 710.00 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.16 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.20 1.50 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.6E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2s s–1/2 K–1 1’610 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.61 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.10 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.124 Albedo α – 0.25 Wilson Emissivität ε – 0.95 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 27.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.03 Schwarz kg m–2 h–0.5 1.80 Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 25 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.36 PTB fm 250 – 0.44 PTB fm 500 – 0.31 PTB fm 1000 – 0.29 PTB fm 2000 – 0.39 PTB fm 4000 – 0.25 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 39.80 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 2’030 21’960 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.01 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 0 4 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.7 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 125 4.6.4 Steinplattenpflästerung für Wege (B_Steinplattenpflästerung) Ansicht Aufbau 0.03 m Naturstein (e) 0.03 m Feiner Split 0.6 m Kies / Frostschutzschicht Quelle: www.torriani-sa.ch Materialdaten Sandstein PET Tag °C 33.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.45 Solar Reflectance Index (SRI) – 52 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.30 Abflussbeiwert – 1.00 Lebensdauer a 25 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.20 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! pro m2 Erzeugnis 126 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Sandstein PET Tag 3.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 4.1 Solar Reflectance Index (SRI) 4.2 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.9 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 3.5 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.5 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 127 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Sandstein Split Kies Gesamt Sandstein Split/Kies Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.03 60.00 1’700 0.03 51.00 1’800 0.2 360.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’800.00 710.00 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.20 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.10 1.50 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 1’556 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.56 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.117 Albedo α – 0.45 Radhi Emissivität ε – 0.92 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 52.0 Radhi Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.30 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.05 Schwarz kg m–2 h–0.5 3.20 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 25 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 PTB fm 250 – 0.02 PTB fm 500 – 0.03 PTB fm 1000 – 0.04 PTB fm 2000 – 0.05 PTB fm 4000 – 0.05 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 64.90 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 3’310 21’960 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.01 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 1 4 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.7 128 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Sandstein Split Kies Gesamt Sandstein Split/Kies Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’000 0.03 60.00 1’700 0.03 51.00 1’800 0.2 360.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.10 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’100 1’800.00 710.00 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.20 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 1.10 1.50 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.0E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’556 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.56 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.117 Albedo α – 0.45 Radhi Emissivität ε – 0.92 Radhi Solar reflectance index (SRI) SRI – 52.0 Radhi Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.30 Hentschel Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 0.05 Schwarz kg m–2 h–0.5 3.20 Schwarz Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 25 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 PTB fm 250 – 0.02 PTB fm 500 – 0.03 PTB fm 1000 – 0.04 PTB fm 2000 – 0.05 PTB fm 4000 – 0.05 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 64.90 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 3’310 21’960 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.01 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 1 4 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.7 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. H. Radhi, E. Assem, and S. Sharples, On the colours and properties of building surface materials to mitigate urban heat islands in highly productive solar regions, Build. Environ., vol. 72, pp. 162–172, 2014. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 129 4.6.5 Schwarzbelag (Asphalt) (B_Asphalt) Ansicht Aufbau 0.04 m Asphalt (r/d) 0.08 m Beton 0.4 m Kies / Erde Quelle: sq lim auf Unsplash Farbvarianten Standard reflektierend Materialdaten Standard reflektierend PET Tag °C 33.7 33.7 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 21.7 Albedo – 0.18 0.33 Solar Reflectance Index (SRI) – 12 37 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.13 0.24 Abflussbeiwert – 1.00 1.00 Lebensdauer a 30 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.17 0.17 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! #WERT! pro m2 Erzeugnis 130 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Asphalt, Standard PET Tag 3.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 1.0 Solar Reflectance Index (SRI) 1.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 6.0 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 4.8 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.3 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 Asphalt, reflektierend PET Tag 3.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 2.7 Solar Reflectance Index (SRI) 3.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.3 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 4.8 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.3 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 131 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Asphalt Beton Kies Gesamt Asphalt Asphalt Beton/Kies Standard reflekt. Standard reflekt. Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’200 0.04 88.00 2’200 0.08 176.00 1’800 0.5 900.00 Zürcher Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.50 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’500.00 1’070.00 710.00 Zürcher Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 3.30 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 1.60 0.70 Zürcher Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.1E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’520 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.52 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.076 Albedo α – 0.18 0.33 Kotthaus StreetBond Emissivität ε – 0.82 0.94 Kotthaus StreetBond Solar reflectance index (SRI) SRI – 12.0 37.00 Uzarowski StreetBond Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 0.24 Hentschel Santamouris Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN SN 592000:2012 592000:2012 Lebensdauer a – 30 n. a. Agethen Uzarowski Unterhalt nein ja Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 PTB fm 250 – 0.03 PTB fm 500 – 0.03 PTB fm 1000 – 0.03 PTB fm 2000 – 0.03 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 94.30 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 16’597 54’900 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.10 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 17 11 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.7 PET Tag PET °C 33.7 33.7 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. H.-J. Hentschel, Licht und Beleuchtung, 5th ed. Heidelberg: Hüthig Verlag, 2002. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. Kotthaus, T. E. L. Smith, M. J. Wooster, and C. S. B. Grimmond, Derivation of an urban materials spectral library through emittance and reflectance spectroscopy, ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., vol. 94, pp. 194–212, 2014. G.-E. Kyriakodis and M. Santamouris, Using reflective pavements to mitigate urban heat island in warm climates – Results from a large scale urban mitigation project, Urban Clim., vol. 24, pp. 326–339, 2018. 132 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Asphalt Beton Kies Gesamt Asphalt Asphalt Beton/Kies Standard reflekt. Standard reflekt. Kennwert Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’200 0.04 88.00 2’200 0.08 176.00 1’800 0.5 900.00 Zürcher Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.50 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’500.00 1’070.00 710.00 Zürcher Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 3.30 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 1.60 0.70 Zürcher Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.1E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 1’520 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.52 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.09 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.076 Albedo α – 0.18 0.33 Kotthaus StreetBond Emissivität ε – 0.82 0.94 Kotthaus StreetBond Solar reflectance index (SRI) SRI – 12.0 37.00 Uzarowski StreetBond Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 0.24 Hentschel Santamouris Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN SN 592000:2012 592000:2012 Lebensdauer a – 30 n. a. Agethen Uzarowski Unterhalt nein ja Nachrüstbarkeit ja ja Stromproduktion nein nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.02 PTB fm 250 – 0.03 PTB fm 500 – 0.03 PTB fm 1000 – 0.03 PTB fm 2000 – 0.03 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. 94.30 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! 16’597 54’900 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. 0.10 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! 17 11 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 21.7 PET Tag PET °C 33.7 33.7 PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. L. Uzarowski, R. Rizvi, and S. Manolis, Reducing Urban Heat Island Effect by Using Light Coloured Asphalt Pavement, in Conference of the Transportation Association of Canada, 2018, pp. 1–14. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 133 4.6.6 Whitetopping auf Asphalt (B_Whitetopping_auf_Asphalt) Ansicht Aufbau 0.075 m Beton (h) 0.075 m Asphalt 0.08 m Beton 0.4 m Kies / Erde Quelle: Lousiana Department of Transportation and Development, DOTD, USA. Materialdaten Beton, hell PET Tag °C 33.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.62 Solar Reflectance Index (SRI) – 75 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – 1.00 Lebensdauer a 30 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.13 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. #WERT! pro m2 Erzeugnis 134 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Beton, hell PET Tag 6.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 6.0 Solar Reflectance Index (SRI) 6.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert 1.0 Lebensdauer 4.8 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 1.0 Treibhausgasemissionen, Total 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 135 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton, hell Asphalt Beton Gesamt Beton, hell Asphalt Beton Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’400 0.08 180.00 2’200 0.08 165.00 1’800 0.08 144.00 Zürcher Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060.00 1’500.00 710.00 Zürcher Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 7.9E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 –1s K 2’256 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.26 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.14 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.147 Albedo α – 0.62 Wilson Emissivität ε – 0.93 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 75.3 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 1.80 Schwarz kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 30 Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Anonym Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 PTB fm 250 – 0.01 PTB fm 500 – 0.02 PTB fm 1000 – 0.02 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. n. a. 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! #WERT! 8’784 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. n. a. 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! #WERT! 2 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 136 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Beton, hell Asphalt Beton Gesamt Beton, hell Asphalt Beton Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 2’400 0.08 180.00 2’200 0.08 165.00 1’800 0.08 144.00 Zürcher Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.06 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’060.00 1’500.00 710.00 Zürcher Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.54 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.00 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 7.9E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 2’256 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.26 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.14 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.147 Albedo α – 0.62 Wilson Emissivität ε – 0.93 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 75.3 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 1.80 Schwarz kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 1.00 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 30 Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Anonym Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.01 PTB fm 250 – 0.01 PTB fm 500 – 0.02 PTB fm 1000 – 0.02 PTB fm 2000 – 0.02 PTB fm 4000 – 0.02 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg n. a. n. a. 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis #WERT! #WERT! 8’784 #WERT! Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro n. a. n. a. 0.01 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro #WERT! #WERT! 2 #WERT! m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 Literatur: Anonym, Whitetopping mit Hochleistungsbeton, Strasse und Autobahn, no. 9, pp. 666–668, 2010. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. B. Schwarz, Die kapillare Wasseraufnahme von Baustoffen, Stuttgart, 1971. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 137 4.6.7 Kiesbelag (B_Kiesbelag) Ansicht Aufbau 0.15 m Kies (e) / Frostschutzschicht Erde Quelle: www.meyerkieswerk.ch Materialdaten Kies PET Tag °C 33.6 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.29 Solar Reflectance Index (SRI) – 28 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.13 Abflussbeiwert – 0.60 Lebensdauer a 15 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.84 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 4.3 pro m2 Erzeugnis 138 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Kies PET Tag 4.8 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 2.2 Solar Reflectance Index (SRI) 2.3 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 5.9 Abflussbeiwert 3.2 Lebensdauer 1.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 6.0 Treibhausgasemissionen, Total 5.6 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 139 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Kies Erde Gesamt Kies Erde Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.2 360.00 1’700 0.5 850.00 Schild Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.71 Lassacher Wärmekapazität) J kg–1 K–1 710.00 1’420 Lassacher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.28 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 0.70 Schild Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.5E-07 Thermal admittance / thermal μ –2 –1/2 –1s J m s K 946 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.95 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.06 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.123 Albedo α – 0.29 Pisello Emissivität ε – 0.90 Pisello Solar reflectance index (SRI) SRI – 28.0 Pisello Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 Dorno Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a kg m–2 h–0.5 n. a Abflussbeiwert Ψ – 0.60 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 15 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.24 PTB fm 250 – 0.60 PTB fm 500 – 0.65 PTB fm 1000 – 0.70 PTB fm 2000 – 0.75 PTB fm 4000 – 0.80 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 21’960 21’960 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.012 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 4.3 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.6 140 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Kies Erde Gesamt Kies Erde Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’800 0.2 360.00 1’700 0.5 850.00 Schild Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.71 Lassacher Wärmekapazität) J kg–1 K–1 710.00 1’420 Lassacher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 1.28 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 0.70 Schild Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 5.5E-07 Thermal admittance / thermal μs J m–2 s–1/2 K–1 946 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 0.95 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.06 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.123 Albedo α – 0.29 Pisello Emissivität ε – 0.90 Pisello Solar reflectance index (SRI) SRI – 28.0 Pisello Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.13 Dorno Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a kg m–2 h–0.5 n. a Abflussbeiwert Ψ – 0.60 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 15 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.24 PTB fm 250 – 0.60 PTB fm 500 – 0.65 PTB fm 1000 – 0.70 PTB fm 2000 – 0.75 PTB fm 4000 – 0.80 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 61.00 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 21’960 21’960 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.012 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 4 4.3 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.6 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. C. Dorno, Allgemeine aus Meteorologie und Klimatologie, Strahlung, Spezifisch-medizinische Klimatologie und Höhenklima, 1st ed. Paderborn: Salzwasser Verlag GmbH, 1924. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. S. Lassacher, S. Puschnigg, and J. Lindorfer, Technische Aspekte der Forcierung von Primärenergieeffizienz von oberösterreichischen Produktionsstandorten durch Nutzung von Wärmespeichern, Linz, 2018. A. L. Pisello, V. L. Castaldo, G. Pignatta, and F. Cotana, Experimental analysis of natural gravel covering as cool roof and cool pavement, in 14th CIRIAF National Congress – Energy, Environmant and Sustainable Development, 2014, pp. 1–17. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. K. Schild and W. M. Willems, Wärmeschutz, Wiesbaden: Viehweg + Teubner, 2011. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 141 4.6.8 Grünfläche (Rasen) (B_Rasen) Ansicht Aufbau Rasen (e) Erde Quelle: Bradley Brister auf Unsplash Materialdaten Rasen PET Tag °C 33.9 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.25 Solar Reflectance Index (SRI) – 25 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.25 Abflussbeiwert – 0.10 Lebensdauer a n. a. Gewichtung Schallabsorptionsgrad – n. a Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 0.8 pro m2 Erzeugnis Kommentare: Für Erde sind keine Daten zum Umweltbelastungspunkten und Treibhausgasemissionen vorhanden. Stattdessen werden die Werte für Split eingesetzt. Die Ergebnisse für die PET und die Aussentemperatur Nacht sind eventuell nicht auf andere räumliche Situationen übertragbar. Die Bewertung könnte damit schlechter ausfallen. Bewertung Rasen PET Tag 1.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 1.8 Solar Reflectance Index (SRI) 2.0 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 3.1 Abflussbeiwert 6.0 Lebensdauer Gewichtung Schallabsorptionsgrad Treibhausgasemissionen, Total 6.0 1 2 3 4 5 6 142 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Rasen Gesamt Rasen Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’700 0 255.00 Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 1.30 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’300.00 Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.21 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 2.40 Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 1.1E-06 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2 K–1s 2’303 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 2.30 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.14 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.173 Albedo α – 0.25 Oke Emissivität ε – 0.90 Oke Solar reflectance index (SRI) SRI – 25.0 Levinson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.25 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 0.10 SN 592000:2012 Lebensdauer a – n. a. Unterhalt ja Nachrüstbarkeit nein Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – n. a. fm 250 – n. a. fm 500 – n. a. fm 1000 – n. a. fm 2000 – n. a. fm 4000 – n. a. Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 35.90 KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 9’155 9’155 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.003 KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 1 0.8 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.9 Anmerkungen: Für Erde sind keine Daten zum Umweltbelastungspunkten und Treibhausgasemissionen vorhanden. Statt dessen wurden die Werte für Split eingesetzt. Literatur: KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. R. Levinson, SRI-calc10, Lwrence Berkeley National Laboratory, Berkeley. T. R. Oke, M. Gerald, A. Christen, and J. A. Voogt, Urban Climates, 1st ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. W. Witting, Licht. Sehen. Gestalten. Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser Verlag, 2014. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 143 4.6.9 Chaussierung (Wassergebundene Deckschicht) (B_Chaussierung) Ansicht Aufbau 0.01 m Splitt / Brechsand (e) 0.05 m Kies (Netstaler) 0.25 m Kies Quelle: https://georgmuellerag.ch Materialdaten Splitt/Brechsand PET Tag °C 33.5 Aussentemperatur (Luft) Nacht °C 21.7 Albedo – 0.42 Solar Reflectance Index (SRI) – 71 Reflexion (visuelle Eigenschaften) – 0.34 Abflussbeiwert – 0.60 Lebensdauer a 15 Gewichtung Schallabsorptionsgrad – 0.84 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. 1.8 pro m2 Erzeugnis 144 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Bewertung Splitt/Brechsand PET Tag 6.0 Aussentemperatur (Luft) Nacht 1.0 Albedo 3.7 Solar Reflectance Index (SRI) 5.6 Reflexion (visuelle Eigenschaften) 1.0 Abflussbeiwert 3.2 Lebensdauer 1.0 Gewichtung Schallabsorptionsgrad 6.0 Treibhausgasemissionen, Total 5.9 1 2 3 4 5 6 4 Datensammlung 145 Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Splitt/Brechsand Kies (Netstaler) Kies Gesamt Splitt/Brechsand Kies (Netstaler) Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’700 0.01 17.00 1’700 0.05 85.00 1’700 0.25 425.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.71 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’420 1’420 1’420 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.41 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.9E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’300 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.30 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.089 Albedo α – 0.42 Wilson Emissivität ε – 0.94 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 70.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.34 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 0.60 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 15 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.24 PTB fm 250 – 0.60 PTB fm 500 – 0.65 PTB fm 1000 – 0.70 PTB fm 2000 – 0.75 PTB fm 4000 – 0.80 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 35.90 39.80 35.90 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 610 3’383 15’258 19’251 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.003 0.005 0.003 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.05 0.43 1.28 1.8 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 146 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Materialien Literatur Splitt/Brechsand Kies (Netstaler) Kies Gesamt Splitt/Brechsand Kies (Netstaler) Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW Kennwert (m) spez. KW spez. KW Density (Rohdichte) ρ kg m–3 1’700 0.01 17.00 1’700 0.05 85.00 1’700 0.25 425.00 Zürcher Zürcher Specific heat (Spezifische c kJ kg–1 K–1 0.71 Wärmekapazität) J kg–1 K–1 1’420 1’420 1’420 Zürcher Zürcher Heat capacity (Wärmekapazität) C MJ m–3 K–1 2.41 Thermal conductivity k (GB) W m–1 K–1 (Wärmeleitfähigkeit) λ (D) W m–1 K–1 0.70 0.70 0.70 Zürcher Zürcher Thermal diffusivity κ (GB) m2 s–1 10–6 (Temperaturleitfähigkeit) a (D) m2/s 2.9E-07 Thermal admittance / thermal μ J m–2 s–1/2s K–1 1’300 inertia (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m–2 s–1/2 K–1 1.30 kJ m–2 h–1/2 K–1 0.08 Eindringtiefe, 24 h δ m 0.089 Albedo α – 0.42 Wilson Emissivität ε – 0.94 Wilson Solar reflectance index (SRI) SRI – 70.6 Wilson Reflexion (visuelle Eigenschaften) ρ – 0.34 Witting Wasseraufnahmekoeffizient w kg m–2 s–0.5 n. a. kg m–2 h–0.5 n. a. Abflussbeiwert Ψ – 0.60 SN 592000:2012 Lebensdauer a – 15 Agethen Unterhalt ja Nachrüstbarkeit ja Stromproduktion nein Schallabsorptionsgrad bei α – Oktoavband-Mittelfrequenz von fm 125 – 0.24 PTB fm 250 – 0.60 PTB fm 500 – 0.65 PTB fm 1000 – 0.70 PTB fm 2000 – 0.75 PTB fm 4000 – 0.80 PTB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/kg 35.90 39.80 35.90 KBOB KBOB Umweltbelastungspunkte, Total UBP 2013 UBP/m2 Erzeugnis 610 3’383 15’258 19’251 Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.003 0.005 0.003 KBOB KBOB kg Erzeugnis Treibhausgasemissionen, Total kg CO2_Äquiv. pro 0.05 0.43 1.28 1.8 m2 Erzeugnis Aussentemperatur (Luft) Nacht Ta °C 21.7 PET Tag PET °C 33.5 Literatur: U. Agethen, K.-J. Frahm, K. Renz, and E. P. Thees, Arbeitsblatt der BTE Arbeitsgruppe: Lebensdauer von Bauteilen, Zeitwerte, Essen, 2008. KBOB / eco-bau / IPB, Ökobilanzdaten im Baubereich 2009 / 1:2016, Schweiz, 2016. PTB, Absorptionstabelle abstab_wf.xls, 2020 [Online]. Available: www.ptb.de [Accessed: 08-Sep-2020]. SN 592000:2012, Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung, 2012, pp. 1–204. H. R. Wilson, J. Hanek, and T. Kuhn, Solar Reflectance Index (SRI) of Concrete, CPI, vol. 05, pp. 104–109, 2015. C. Zürcher and T. Frank, Bauphysik – Bau und Energie, 4th ed. Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. 4 Datensammlung 147 (Berücksichtigung Füllung der Löcher mit Split (da keine Angaben für Erde verfügbar sind). 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog Die Fassadenbauteile erfüllen dabei die U-Werte gemäss Tabelle 5. Bei der Berechnung der U-Werte wird das gesamte Bauteil berücksichtigt. 5.1 Auswahl Materialien Tabelle 5: U-Werte der Fassadenbauteile. Der Materialkatalog fokussiert auf Wand- und gebäudenahe Bodenmaterialien. Es werden Konstruktionstyp Beispielmaterial U-Wert Kommentar Materialien der folgenden Gruppen untersucht: (-) (-) W/(m2 K) (-) • Zweischalige Wandkonstruktionen (Abkürzung ZW_) • Verputzte Aussendämmung (Abkürzung VA_) Neubau: VA_Kompaktfassade_EPS, 0.17 Einzelanforderung an den • Glasfassade / Leichtbau (Abkürzung LB_) diverse Materialien ZW_Zweischalenmauerwerk_Kern- winterlichen Wärmeschutz • Hinterlüftete Fassade (Abkürzung HF_) dämmung Energieverordnung Basel- • Reflektierende Anstriche Wand (Abkürzung Reflektierender_Anstrich_) Stadt, Anhang 1, 772.110, • Umgebung Boden (B_) Stand 01.10.2020 Die Auswahl der Materialien orientiert sich in Absprache mit den Projektpartnern an der Sanierung: VA_Einschalenbacksteinmauer- 0.40 Maximal zulässiger modernen, städtischen Schweizer Baulandschaft. Angaben, auf welchem Niveau die Einschalenbacksteinmauerwerk werk_Dämmputz, Wärmedurchgangskoeffizient Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) festgelegt sind und Angaben zu den U-Werten der mit Dämmputz / Aerogel VA_Einschalenbacksteinmauer- zur einzelnen Konstruktionen finden sich in Kapitel 5.1.2. und 5.1.4. werk_Aerogeldämmputz Oberflächenkondensatfreiheit gemäss SIA 180:2014 [12] 5.1.1 Benennung Materialien Bei der Benennung der Materialien und Konstruktionen kommt die Systematik gemäss Abb. 1 im Sanierung: Reflektierender_Anstrich 0.79 Annahme: unsaniertes Abkürzungsverzeichnis zum Einsatz. Einschalenbacksteinmauerwerk Bestandsmauerwerk mit reflektierendem Anstrich 5.1.2 Berücksichtigung von mehrschichtigen Konstruktionen Für Materialangaben werden Kennwerte jeweils für die Materialisierung der äussersten Schicht angegeben. Speziell beim Farbanstrich beziehen sich die Werte (z. B. Speicherfähigkeit) damit 5.1.3 Farbgebung der Materialien auf eine sehr dünne Schicht. Aus diesem Grund werden die Materialien für einige Parameter (siehe Tabelle 8) in einer Kombination betrachtet (z. B. Farbanstrich auf Putz). Dabei sollen immer Materialien mit farbneutraler Oberflächenbehandlung die Schichten, welche nach aussen thermisch wirksam sind, berücksichtigt werden. Für Baustoffe wie Sichtbeton, Naturholz, oder Stein wird die natureigene Materialfarbe berücksichtigt. Im Detail werden damit folgende Festlegungen getroffen: • Wandaufbauten mit Wärmedämmung: Wandaufbau von aussen nach innen bis und mit Farbwahl verputzte und/oder gestrichene Bauteile Wärmedämmung. Bei einer Kompaktfassade (Putz und Dämmung auf tragender Wand) Für Bauteile, die eine unterschiedliche Farbgebung der Oberfläche haben können, werden drei werden Putz und Wärmedämmung berücksichtigt. Die raumseitige Schicht (hier die Werte angegeben. Zur Orientierung für den Leser können bestimmten Albedowerten gemäss [13] tragende Wand) ist durch die Dämmschicht vom Aussenklima abgekoppelt und Begrifflichkeiten und Farben zugeordnet werden: beeinflusst das Mikroklima aussen nicht. Daher wird sie nicht berücksichtigt. Angaben zur Simulation siehe Kapitel 6.2.1 • Sehr hell (im Weiteren „hell“): Albedo 0.75, Beispielfarbe: helles weiss • Mittelhell (im Weiteren „mittel“): Albedo 0.45, Beispielfarbe: grün • Wandaufbauten ohne Wärmedämmung: Bei diesen Bauteilen (z. B. Farbanstrich auf Putz) • Dunkel: Albedo: 0.26, Beispielfarbe: braun, dunkelgrau wird die tragende Wand berücksichtigt, da es keine entkoppelnde Dämmschicht gibt. Die Strahlungsdaten werden aus [14] für einen Putz mit mittlerer Körnung (medium granitex) • Wandaufbauten mit belüfteten Luftschichten: nur die aussenseitig der Luftschicht entnommen. befindliche Konstruktion wird berücksichtigt. Die zirkulierende Luft entkoppelt die aussenseitige Wandverkleidung (z. B. Holzschalung) von der übrigen Wandkonstruktion. 5.1.4 Aufbau der Materialien Angaben zur Simulation siehe Kapitel 6.2.1 In Tabelle 6 sind die untersuchten Materialien mit ihren für das Mikroklima wirksamen • Boden: nur Belag Schichten, ihrer Farbe und dem resultierenden U-Wert dargestellt. Tabelle 7 zeigt den Angaben zur Simulation siehe Kapitel 6.2.1 Konstruktionsaufbau. Mit schwarzer Schrift sind hier die für das Mikroklima aussen wirksamen • Sonderfall Rasengittersteine: Hier wird bei allen Parametern nur das Material Schichten eingetragen, die graue Schrift zeigt nicht wirksamen Schichten. berücksichtigt: Ausnahme: Simulation (siehe Kapitel 6.2.1) und Treibhausgasemissionen (Berücksichtigung Füllung der Löcher mit Split (da keine Angaben für Erde verfügbar sind). 114 Die Fassadenbauteile erfüllen dabei die U-Werte gemäss Tabelle 5. Bei der Berechnung der U-Werte wird das gesamte Bauteil berücksichtigt. 148 Tabelle 5: U-Werte der Fassadenbauteile. Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Konstruktionstyp Beispielmaterial U-Wert Kommentar (-) (-) W/(m2 K) (-) Neubau: VA_Kompaktfassade_EPS, 0.17 Einzelanforderung an den diverse Materialien ZW_Zweischalenmauerwerk_Kern- winterlichen Wärmeschutz dämmung Energieverordnung Basel- Stadt, Anhang 1, 772.110, Stand 01.10.2020 Sanierung: VA_Einschalenbacksteinmauer- 0.40 Maximal zulässiger Einschalenbacksteinmauerwerk werk_Dämmputz, Wärmedurchgangskoeffizient mit Dämmputz / Aerogel VA_Einschalenbacksteinmauer- zur werk_Aerogeldämmputz Oberflächenkondensatfreiheit gemäss SIA 180:2014 [12] Sanierung: Reflektierender_Anstrich 0.79 Annahme: unsaniertes Einschalenbacksteinmauerwerk Bestandsmauerwerk mit reflektierendem Anstrich 5.1.3 Farbgebung der Materialien Materialien mit farbneutraler Oberflächenbehandlung Für Baustoffe wie Sichtbeton, Naturholz, oder Stein wird die natureigene Materialfarbe berücksichtigt. Farbwahl verputzte und/oder gestrichene Bauteile Für Bauteile, die eine unterschiedliche Farbgebung der Oberfläche haben können, werden drei Werte angegeben. Zur Orientierung für den Leser können bestimmten Albedowerten gemäss [13] Begrifflichkeiten und Farben zugeordnet werden: • Sehr hell (im Weiteren „hell“): Albedo 0.75, Beispielfarbe: helles weiss • Mittelhell (im Weiteren „mittel“): Albedo 0.45, Beispielfarbe: grün • Dunkel: Albedo: 0.26, Beispielfarbe: braun, dunkelgrau Die Strahlungsdaten werden aus [14] für einen Putz mit mittlerer Körnung (medium granitex) entnommen. 5.1.4 Aufbau der Materialien In Tabelle 6 sind die untersuchten Materialien mit ihren für das Mikroklima wirksamen Schichten, ihrer Farbe und dem resultierenden U-Wert dargestellt. Tabelle 7 zeigt den Konstruktionsaufbau. Mit schwarzer Schrift sind hier die für das Mikroklima aussen wirksamen Schichten eingetragen, die graue Schrift zeigt nicht wirksamen Schichten. 114 (Berücksichtigung Füllung der Löcher mit Split (da keine Angaben für Erde verfügbar sind). Die Fassadenbauteile erfüllen dabei die U-Werte gemäss Tabelle 5. Bei der Berechnung der U- Werte wird das gesamte Bauteil berücksichtigt. Tabelle 5: U-Werte der Fassadenbauteile. Konstruktionstyp Beispielmaterial U-Wert Kommentar (-) (-) W/(m2 K) (-) Neubau: VA_Kompaktfassade_EPS, 0.17 Einzelanforderung an den diverse Materialien ZW_Zweischalenmauerwerk_Kern- winterlichen Wärmeschutz dämmung Energieverordnung Basel- Stadt, Anhang 1, 772.110, Stand 01.10.2020 Sanierung: VA_Einschalenbacksteinmauer- 0.40 Maximal zulässiger Einschalenbacksteinmauerwerk werk_Dämmputz, Wärmedurchgangskoeffizient mit Dämmputz / Aerogel VA_Einschalenbacksteinmauer- zur werk_Aerogeldämmputz Oberflächenkondensatfreiheit gemäss SIA 180:2014 [12] Sanierung: Reflektierender_Anstrich 0.79 Annahme: unsaniertes Einschalenbacksteinmauerwerk Bestandsmauerwerk mit reflektierendem Anstrich 5.1.3 Farbgebung der Materialien Materialien mit farbneutraler Oberflächenbehandlung Für Baustoffe wie Sichtbeton, Naturholz, oder Stein wird die natureigene Materialfarbe berücksichtigt. Farbwahl verputzte und/oder gestrichene Bauteile Für Bauteile, die eine unterschiedliche Farbgebung der Oberfläche haben können, werden drei Werte angegeben. Zur Orientierung für den Leser können bestimmten Albedowerten gemäss [13] Begrifflichkeiten und Farben zugeordnet werden: • Sehr hell (im Weiteren „hell“): Albedo 0.75, Beispielfarbe: helles weiss • Mittelhell (im Weiteren „mittel“): Albedo 0.45, Beispielfarbe: grün • Dunkel: Albedo: 0.26, Beispielfarbe: braun, dunkelgrau Die Strahlungsdaten werden aus [14] für einen Putz mit mittlerer Körnung (medium granitex) entnommen. 5.1.4 Aufbau der Materialien In Tabelle 6 sind die untersuchten Materialien mit ihren für das Mikroklima wirksamen Schichten, ihrer Farbe und dem resultierenden U-Wert dargestellt. Tabelle 7 zeigt den Konstruktionsaufbau. Mit schwarzer Schrift sind hier die für das Mikroklima aussen wirksamen Schichten eingetragen, die graue Schrift zeigt nicht wirksamen Schichten. 114 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 149 Tabelle 6: Materialien und Angabe der für das Mikroklima wirksamen Schicht(en). „Baualter“ bezeichnet den Tabelle 7: Materialien und Konstruktionsaufbauten. Farbcode: die Schichten, welche nach aussen nicht thermisch Gebäudezustand, bei dem der Konstruktionstyp am häufigsten anzutreffen ist. Bei der Berechnung der wirksam sind, haben die Schriftfarbe grau. U-Werte wird das gesamte Bauteil berücksichtigt. Aufbau: Schichten von aussen nach innen (schwarz: wirksame Schichten) Typ Konstruktion Bezeichnung Typ Konstruktion Bezeichnung Konstruktion Für das Mikroklima nach aussen Farbe Baualter U-Wert Schicht 1 Schicht 2 Schicht 3 Schicht 4 "wirksame" Schicht Material ρ λ Material ρ λ ρ λ ρ λ (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3(-) )(W/mK)Zweischalige ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung Beton 0.08 2400 2.0 EPS 0.20 15 0.035 Beton 0.16 2400 2.5 Wandkonstruktionen Zweischalige ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung Sichtbetonwand mit Kerndämmung, Beton, 8 cm, Kerndämmung grau Neubau 0.17 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Sichtbackstein 0.115 1800 1.8 Steinwolle 0.18 38 0.035 Backstein 0.15 1000 0.3Kerndämmung Wandkonstruktionen Betonfertigteil aussen ca. 8 cm dick ZW_Zweischalenmauerwerk_ Zweischalenmauerwerk mit Backstein aussen 11.5 cm, dunkelbraun Neubau 0.17 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Putz 0.008 1800 0.87 Backstein 0.12 1000 0.3 Luft 0.04 Kerndämmung Kerndämmung, Sichtbackstein aussen Kerndämmung Luftschicht ca. 11.5 cm dick Verputzte VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Putz 0.006 1500 0.5 Putz (Hagatherm) 0.07 220 0.054 Hochlochziegel 0.36 750 0.33 ZW_Zweischalenmauerwerk_ Zweischalenmauerwerk verputzt, Backstein aussen 12 cm hell/mittel/dunkel Neubau 0.17 Aussendämmung Dämmputz Luftschicht Backstein aussen 12 cm, innen 15 cm, VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Putz 0.006 1500 0.5 Putz (Aerogel) 0.04 220 0.028 Hochlochziegel 0.36 750 0.33Aerogeldämmputz dazwischen Luftschicht VA_Kompaktfassade_EPS Putz 0.008 1800 0.87 EPS 0.22 15 0.038 Beton 0.18 2400 2.5 Verputzte VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Einschalenbacksteinmauerwerk mit 7 gesamte Kontruktion hell/mittel/dunkel Sanierung 0.39 Aussendämmung Dämmputz cm Hagatherm Dämmputz VA_Kompaktfassade_Steinwolle Putz 0.008 1800 0.87 Mineralfaser 0.20 105 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Einschalenbacksteinmauerwerk mit 4 gesamte Kontruktion hell/mittel/dunkel Sanierung 0.37 Glasfassade / LB_Glasfassade Glas 0.006 2500 1.00 Argon 0.012 1.7 0.017 Glas 0.006 2500 1 Argon 0.012 Aerogeldämmputz cm Aerogeldämmputz Leichtbau LB_Glasfassade_Sonnenschutz Aluminium 4E-04 2700 160 Luft 0.1 Glas 0.006 2500 1 VA_Kompaktfassade_EPS EPS und Putz, 8 mm hell/mittel/dunkel Neubau 0.17 LB_Sandwichpaneel Stahlblech 6E-04 7800 50 PIR 0.14 30 0.022 Stahlblech 5E-04 7800 50 Kompaktfassade (EPS) mit 8 mm Putz VA_Kompaktfassade_Steinwolle Kompaktfassade (Steinwolle) mit 8 mm Steinwolle und Putz, 8 mm hell/mittel/dunkel Neubau 0.16 Hinterlüftete HF_Holzverkleidung Eiche 0.016 737 0.17 Luft 0.04 DWD-Platte 0.016 600 0.1 Steinwolle 0.22 38 0.035 Putz Fassade Glasfassade / LB_Glasfassade Glasfassade (g-Wert 0.3) Glas, äussere Schicht Neubau 0.70 HF_Photovoltaik PV 0.007 2500 1.00 Blähglas 0.02 500 0.09 Luft 0.04 Steinwolle 0.2 38 0.035 Leichtbau LB_Glasfassade_Sonnenschutz Sonnenschutz (Lamellen) hell/dunkel Neubau / HF_Metallblechverkleidung Aluminium / 0.002 2700 160 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 Glasfassade mit Sonnenschutz Sanierung BlechHF_Faserzementverkleidung Faserzement 0.008 2000 0.48 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 LB_Sandwichpaneel Sandwichpaneel (Leichtbaufassade Stahlblech und Dämmung blech/hell/dunkel Neubau 0.16 Gewerbe-, Industriebau) HF_Steinverkleidung Granit 0.03 2750 2.8 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 Hinterlüftete HF_Holzverkleidung Holzverkleidung vor Holzständerwand Holzverkleidung hellbraun Neubau 0.17 HF_Begrünungselement Gesamtes 0.025 1481 0.5 Substrat (Blähton) 0.08 1481 0.5 Beton 0.03 1481 0.5 Luft 0.03 Fassade mit Aussenwärmedämmung und Element Lattenrost Anstriche Wand Reflektierender_Anstrich Refl. Ansrich 0.001 Putz 0.008 1500 0.87 Hochlochziegel 0.36 750 0.33 Putz 0.008 1500 HF_Photovoltaik PV (hinterlüftet, Dämmung Steinwolle) PV dunkelblau Neubau 0.17 HF_Metallblechverkleidung Metallblech blech/hell/dunkel Neubau 0.17 Umgebung (Boden) B_Rasengittersteinpflästerung Beton/Gras 0.08 1450 2 Sand 0.05 1700 1.6 Kies 0.1 1800 0.7 Erde Metallblechverkleidung (hinterlüftet) B_Betonbelag Beton 0.18 2200 1.6 Kies 0.15 1800 0.7 Erde 0.5 1700 0.7 HF_Faserzementverkleidung Faserzement (Eternit) natur/hell/mittel/ Neubau 0.17 B_Betonsteinpflästerung Beton 0.08 feiner Split 0.03 Kies (Trageschicht) 0.2 Kies 0.3 Faserzementverkleidung (Eternit) dunkel (Frostschutzschicht) HF_Steinverkleidung Kunststein / Natursteinverkleidung Kunststein mittelgrau Neubau 0.17 B_Steinplattenpflästerung Sandstein 0.03 feiner Split 0.03 Kies (Trageschicht) 0.2 Kies 0.3 (hinterlüftet) (Frostschutzschicht) HF_Begrünungselement Vorgehängtes Begrünungselement Bepflanztes Keramikelement mit grün Neubau 0.17 Substrat auf Beton B_Asphalt Asphalt 0.04 Beton 0.08 Erde/Kies 0.5 Anstriche Wand Reflektierender_Anstrich Reflektierender Anstrich auf Putz und Anstrich, Putz und Untergrund hell/mittel/dunkel Sanierung 0.79 B_Whitetopping_auf_Asphalt Beton 0.075 Asphalt 0.075 Beton 0.08 Erde/Kies 0.5 Einschalenmauerwerk (innovativer Anstrich, "cool colour") B_Kiesbelag Kies 0.2 1800 0.7 Erde 0.5 1700 0.7 Umgebung (Boden) B_Rasengittersteinpflästerung Rasengittersteinpflästerung für Rasen und Rasengitterstein mittelgrau/grün B_Rasen Rasen/Erde Wege/befahrbare Flächen B_Chaussierung Splitt /Brechsand 0.01 1700 0.7 Kies (Netstaler) 0.05 1700 0.7 Kiesgemisch 0.25 1700 0.7 Erde B_Betonbelag Betonbelag Betonbelag und 50 cm Erde hellgrau B_Betonsteinpflästerung Betonplatten, Kiesbett und Erde grau Betonsteinpflästerung für Wege, (Kies und Erde zusammen 50 cm) befahrbar B_Steinplattenpflästerung Steinplatten, Kiesbett und Erde mittelgrau (Kies und Erde zusammen 50 cm) 5.1.5 Bewertung der Materialien Steinplattenpflästerung für Wege B_Asphalt Asphalt, Bindeschicht und dunkel/hell Schwarzbelag (Asphalt) Tragschicht (zusammen 50 cm) reflektierend Um eine Übersicht über zentrale Eigenschaften eines Materials zu erhalten, werden für die Böden B_Whitetopping_auf_Asphalt Betonschicht, Asphalt, hellgrau neun und für die Wände acht Parameter herausgegriffen und bewertet. Die Bewertung jedes Bindeschicht und Tragschicht Betonbelag auf Asphalt (zusammen 50 cm) Parameters erfolgt mit einer Skala (6 = sehr gut, 1 = ungenügend). Für jeden Parameter werden B_Kiesbelag Kiesbelag Kies und 50 cm Erde mittelgrau B_Rasen Grünfläche (Rasen) Rasen auf Erde, 50 cm grün die Materialien jeweils innerhalb der Gruppe Fassadenmaterial oder Boden verglichen. Das B_Chaussierung Chaussierung (Wassergebunden Splitt, bindiger Kies und Kies hellgrau innerhalb der Gruppe beste Material (z. B. mit der tiefsten PET 30.1 °C) wird mit 6 Punkten Deckschicht) bewertet, das innerhalb der Gruppe schlechteste Material (z. B. mit der höchsten PET 36.4 °C) wird mit einem Punkt bewertet. Zwischenwerte werden linear interpoliert. Aus den Bewertungen für jeden der neun (Böden), bzw. acht (Fassaden) Parameter gemäss Tabelle 2 kann für jedes Material eine Gesamtbewertung erfolgen. Bei der Gesamtbewertung werden die Punkte aus jedem bewerteten Bereich addiert. Es erfolgt keine Gewichtung der einzelnen Parameter. Materialien mit einer insgesamt hohen Punktzahl haben in mehreren Bereichen eine gute Bewertung erhalten, verfügen also über vorteilhafte Eigenschaften. Die Gesamtbewertung ist damit bewusst einfach gehalten. Sie soll lediglich einen ersten Anhaltspunkt für die Einschätzung des Materials geben. – Umgang mit fehlenden Parametern (Potentialabschätzung) Da bei einigen Materialien nicht für alle Parameter Angaben existieren, sind die Gesamtbewertungen mit einer Potentialabschätzung versehen. Sie zeigt an, wie hoch die Bewertung wäre, wenn in den fehlenden Bereichen jeweils die maximale Bewertung „6“ erreicht 115 116 150 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Tabelle 7: Materialien und Konstruktionsaufbauten. Farbcode: die Schichten, welche nach aussen nicht thermisch wirksam sind, haben die Schriftfarbe grau. Aufbau: Schichten von aussen nach innen (schwarz: wirksame Schichten) Typ Konstruktion Bezeichnung Schicht 1 Schicht 2 Schicht 3 Schicht 4 Material ρ λ Material ρ λ ρ λ ρ λ (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3)(W/mK) (m) (kg/m3)(W/mK) Zweischalige ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung Beton 0.08 2400 2.0 EPS 0.20 15 0.035 Beton 0.16 2400 2.5 Wandkonstruktionen ZW_Zweischalenmauerwerk_ Sichtbackstein 0.115 1800 1.8 Steinwolle 0.18 38 0.035 Backstein 0.15 1000 0.3 Kerndämmung ZW_Zweischalenmauerwerk_ Putz 0.008 1800 0.87 Backstein 0.12 1000 0.3 Luft 0.04 Luftschicht Verputzte VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Putz 0.006 1500 0.5 Putz (Hagatherm) 0.07 220 0.054 Hochlochziegel 0.36 750 0.33 Aussendämmung Dämmputz VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_ Putz 0.006 1500 0.5 Putz (Aerogel) 0.04 220 0.028 Hochlochziegel 0.36 750 0.33 Aerogeldämmputz VA_Kompaktfassade_EPS Putz 0.008 1800 0.87 EPS 0.22 15 0.038 Beton 0.18 2400 2.5 VA_Kompaktfassade_Steinwolle Putz 0.008 1800 0.87 Mineralfaser 0.20 105 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 Glasfassade / LB_Glasfassade Glas 0.006 2500 1.00 Argon 0.012 1.7 0.017 Glas 0.006 2500 1 Argon 0.012 Leichtbau LB_Glasfassade_Sonnenschutz Aluminium 4E-04 2700 160 Luft 0.1 Glas 0.006 2500 1 LB_Sandwichpaneel Stahlblech 6E-04 7800 50 PIR 0.14 30 0.022 Stahlblech 5E-04 7800 50 Hinterlüftete HF_Holzverkleidung Eiche 0.016 737 0.17 Luft 0.04 DWD-Platte 0.016 600 0.1 Steinwolle 0.22 38 0.035 Fassade HF_Photovoltaik PV 0.007 2500 1.00 Blähglas 0.02 500 0.09 Luft 0.04 Steinwolle 0.2 38 0.035 HF_Metallblechverkleidung Aluminium / 0.002 2700 160 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 Blech HF_Faserzementverkleidung Faserzement 0.008 2000 0.48 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 HF_Steinverkleidung Granit 0.03 2750 2.8 Luft 0.03 Steinwolle 0.28 70 0.034 Beton 0.18 2400 2.5 HF_Begrünungselement Gesamtes 0.025 1481 0.5 Substrat (Blähton) 0.08 1481 0.5 Beton 0.03 1481 0.5 Luft 0.03 Element Anstriche Wand Reflektierender_Anstrich Refl. Ansrich 0.001 Putz 0.008 1500 0.87 Hochlochziegel 0.36 750 0.33 Putz 0.008 1500 Umgebung (Boden) B_Rasengittersteinpflästerung Beton/Gras 0.08 1450 2 Sand 0.05 1700 1.6 Kies 0.1 1800 0.7 Erde B_Betonbelag Beton 0.18 2200 1.6 Kies 0.15 1800 0.7 Erde 0.5 1700 0.7 B_Betonsteinpflästerung Beton 0.08 feiner Split 0.03 Kies (Trageschicht) 0.2 Kies 0.3 (Frostschutzschicht) B_Steinplattenpflästerung Sandstein 0.03 feiner Split 0.03 Kies (Trageschicht) 0.2 Kies 0.3 (Frostschutzschicht) B_Asphalt Asphalt 0.04 Beton 0.08 Erde/Kies 0.5 B_Whitetopping_auf_Asphalt Beton 0.075 Asphalt 0.075 Beton 0.08 Erde/Kies 0.5 B_Kiesbelag Kies 0.2 1800 0.7 Erde 0.5 1700 0.7 B_Rasen Rasen/Erde B_Chaussierung Splitt /Brechsand 0.01 1700 0.7 Kies (Netstaler) 0.05 1700 0.7 Kiesgemisch 0.25 1700 0.7 Erde 5.1.5 Bewertung der Materialien Um eine Übersicht über zentrale Eigenschaften eines Materials zu erhalten, werden für die Böden neun und für die Wände acht Parameter herausgegriffen und bewertet. Die Bewertung jedes Parameters erfolgt mit einer Skala (6 = sehr gut, 1 = ungenügend). Für jeden Parameter werden die Materialien jeweils innerhalb der Gruppe Fassadenmaterial oder Boden verglichen. Das innerhalb der Gruppe beste Material (z. B. mit der tiefsten PET 30.1 °C) wird mit 6 Punkten bewertet, das innerhalb der Gruppe schlechteste Material (z. B. mit der höchsten PET 36.4 °C) wird mit einem Punkt bewertet. Zwischenwerte werden linear interpoliert. Aus den Bewertungen für jeden der neun (Böden), bzw. acht (Fassaden) Parameter gemäss Tabelle 2 kann für jedes Material eine Gesamtbewertung erfolgen. Bei der Gesamtbewertung werden die Punkte aus jedem bewerteten Bereich addiert. Es erfolgt keine Gewichtung der einzelnen Parameter. Materialien mit einer insgesamt hohen Punktzahl haben in mehreren Bereichen eine gute Bewertung erhalten, verfügen also über vorteilhafte Eigenschaften. Die Gesamtbewertung ist damit bewusst einfach gehalten. Sie soll lediglich einen ersten Anhaltspunkt für die Einschätzung des Materials geben. – Umgang mit fehlenden Parametern (Potentialabschätzung) Da bei einigen Materialien nicht für alle Parameter Angaben existieren, sind die Gesamtbewertungen mit einer Potentialabschätzung versehen. Sie zeigt an, wie hoch die Bewertung wäre, wenn in den fehlenden Bereichen jeweils die maximale Bewertung „6“ erreicht 116 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 151 würde. Wäre für die fehlenden Bereiche nur die minimale Bewertung von „1“ gegeben, so wäre Grösse Symbol Einheit Formel Berück- Literatur die Endbewertung pro fehlenden Parameter um einen Punkt höher als das aktuelle Ergebnis. sichtigte Zum Gesamtergebnis wird also jeder fehlende Parameter mit einem Punkt hinzuaddiert (da dies Schicht die Bewertung des Materials im schlechtesten Fall ist). Beispiel: für ein Fassadenmaterial fehlen Solar Reflectance Index SRI - 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑠𝑠𝑠𝑠 aussenseitige [14] zwei Parameter. Die Gesamtbewertung beträgt 23.5 (ohne die fehlenden Parameter beträgt sie (SRI) 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = Schicht 𝑇𝑇𝑇𝑇 21.5). 𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑤𝑤𝑤𝑤 Tb = black pattern temp., K Anmerkung: Sollte zukünftig ein fehlender Wert für einen Parameter ergänzt werden können, so Tw = white pattern temp., K ist es möglich, dass sich die gesamte Bewertung für den Parameter verschiebt. Dies ist dann der Ts = steady-state surface temp., K Fall, wenn der ergänzte Wert den bisher höchsten Wert überschreitet, oder den bisher tiefsten Reflexion (visuelle ρ - - aussenseitige Wert unterschreitet. Begründung: die höchste (6) und tiefste (1) Bewertung beziehen sich auf das Eigenschaften) Schicht schlechteste und das beste Ergebnis für den Parameter innerhalb einer Gruppe (z. B. Böden). Wasseraufnahme- w kg m-2 h-0.5 𝑊𝑊𝑊𝑊 aussenseitige Als Beispiel seien Werte zwischen 50 und 100 angenommen. Liegt nun der ergänzte Wert bei 30, koeffizient 𝑤𝑤𝑤𝑤 = √𝑡𝑡𝑡𝑡 Schicht so verschiebt sich die Bewertung entsprechend. (auch als A-Wert oder Aw- W = Wasseraufnahme je Wert bekannt) Flächeneinheit, kg /m2 t = Zeit, h 5.2 Berücksichtigte Grössen des Materialkatalogs 𝐴𝐴𝐴𝐴 Abflussbeiwert Ψ - Ψ = 𝑜𝑜𝑜𝑜 aussenseitige 𝑁𝑁𝑁𝑁 5.2.1 Übersicht Ao = Teil des Schicht Eine Übersicht zu den berücksichtigten Grössen im Materialkatalog zeigt Tabelle 8. Niederschlagsereignisses, der abfliesst N = Gesamtniederschlag Tabelle 8: Übersicht über die Grössen für den Materialkatalog. Lebensdauer a Konstruktion Grösse Symbol Einheit Formel Berück- Literatur Unterhalt Konstruktion sichtigte Schicht Nachrüstbarkeit aussenseitige -3 Schicht Density (Rohdichte) ρ kg m aussenseitige Schicht Stromproduktion aussenseitige Schicht Specific heat c J kg-1 K-1 aussenseitige Schicht (Spezifische Schallabsorptionsgrad bei α - Konstruktion Wärmekapazität) best. Terz, bzw. Oktavbandmittelfrequenz Heat capacity C MJ m-3 K-1 𝐶𝐶𝐶𝐶 = 𝜌𝜌𝜌𝜌 𝑐𝑐𝑐𝑐 aussenseitige Oke, 2017 [5] (Wärmekapazität) Schicht Umweltbelastungspunkte, UBP 2013 UBP/Men- Konstruktion Herstellung und Entsorgung geneinheit Thermal conductivity (GB) k W m-1 K-1 aussenseitige Oke, 2017 [5] Schicht Treibhausgasemissionen, kg Konstruktion Wärmeleitfähigkeit (D) λ Zürcher Herstellung und Entsorgung CO2_Äquiv. Pro m2/m3 Thermal diffusivity (GB) κ m2 s-1 10-6 𝜆𝜆𝜆𝜆 aussenseitige Erzeugnis Schicht (Temperaturleitfähigkeit) (D) a m2/s 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝜆𝜆𝜆𝜆 𝜌𝜌𝜌𝜌 𝑐𝑐𝑐𝑐 Aussentemperatur (θa) Ta °C Konstruktion (Luft) Nacht Thermal admittance / μs J m-2 s-1/2 K-1 𝜇𝜇𝜇𝜇 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝐶𝐶𝐶𝐶−1/2 aussenseitige [15], [16] thermal inertia Schicht PET Tag PET °C Konstruktion (thermische Trägheit) Wärmeindringzahl b kJ m-2 s-1/2 𝑏𝑏𝑏𝑏 = �𝜆𝜆𝜆𝜆𝜌𝜌𝜌𝜌𝑐𝑐𝑐𝑐 aussenseitige Schicht 5.2.2 Erläuterungen zu einigen Grössen Eindringtiefe δ m aussenseitige 𝜆𝜆𝜆𝜆 𝑇𝑇𝑇𝑇 Schicht 𝛿𝛿𝛿𝛿 = � Spektren Strahlung 𝜌𝜌𝜌𝜌 𝑐𝑐𝑐𝑐 𝜋𝜋𝜋𝜋 In der Klimatologie werden die folgenden Definitionen verwendet [5]: Albedo α - aussenseitige • Langwellige Strahlung (in der Erdatmosphäre): Bandbreite Wellenlängen 3-100 μm. Wird Schicht auch als Infrarotstrahlung bezeichnet. Emissivität ε - aussenseitige [5] Schicht • Kurzwellige Strahlung (abgegeben von der Sonne): im Bereich von 0.15 bis 3 (oder 4) μm. Auch als Solarstrahlung bezeichnet. • Sichtbares Licht: 380 – 780 nm (0.38 – 0.78 μm) 117 118 152 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Grösse Symbol Einheit Formel Berück- Literatur sichtigte Schicht Solar Reflectance Index SRI - 𝑇𝑇𝑇𝑇 − 𝑇𝑇𝑇𝑇 aussenseitige [14] (SRI) 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑠𝑠𝑠𝑠 Schicht 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑤𝑤𝑤𝑤 Tb = black pattern temp., K Tw = white pattern temp., K Ts = steady-state surface temp., K Reflexion (visuelle ρ - - aussenseitige Eigenschaften) Schicht Wasseraufnahme- w kg m-2 h-0.5 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑤𝑤𝑤𝑤 = aussenseitige koeffizient √𝑡𝑡𝑡𝑡 Schicht (auch als A-Wert oder Aw- W = Wasseraufnahme je Wert bekannt) Flächeneinheit, kg /m2 t = Zeit, h 𝐴𝐴𝐴𝐴 Abflussbeiwert Ψ - Ψ = 𝑜𝑜𝑜𝑜 aussenseitige 𝑁𝑁𝑁𝑁 Ao = Teil des Schicht Niederschlagsereignisses, der abfliesst N = Gesamtniederschlag Lebensdauer a Konstruktion Unterhalt Konstruktion Nachrüstbarkeit aussenseitige Schicht Stromproduktion aussenseitige Schicht Schallabsorptionsgrad bei α - Konstruktion best. Terz, bzw. Oktavbandmittelfrequenz Umweltbelastungspunkte, UBP 2013 UBP/Men- Konstruktion Herstellung und Entsorgung geneinheit Treibhausgasemissionen, kg Konstruktion Herstellung und Entsorgung CO2_Äquiv. Pro m2/m3 Erzeugnis Aussentemperatur (θa) Ta °C Konstruktion (Luft) Nacht PET Tag PET °C Konstruktion 5.2.2 Erläuterungen zu einigen Grössen Spektren Strahlung In der Klimatologie werden die folgenden Definitionen verwendet [5]: • Langwellige Strahlung (in der Erdatmosphäre): Bandbreite Wellenlängen 3-100 μm. Wird auch als Infrarotstrahlung bezeichnet. • Kurzwellige Strahlung (abgegeben von der Sonne): im Bereich von 0.15 bis 3 (oder 4) μm. Auch als Solarstrahlung bezeichnet. • Sichtbares Licht: 380 – 780 nm (0.38 – 0.78 μm) 118 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 153 𝑇𝑇𝑇𝑇 − 𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 100 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑠𝑠𝑠𝑠 (−) (2) 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑤𝑤𝑤𝑤 Albedo Dabei sind: Mass für das Rückstrahlvermögen (Reflexionsstrahlung) von nicht selber leuchtenden, diffus Tb = Referenztemperatur (stationär) schwarze Oberfläche (solare Reflexion 0.05, langwelliger reflektierenden (nicht spiegelnden) Oberflächen. Entspricht dem Verhältnis von rückgestrahlter Emissionsgrad: 0.90), K zu einfallender Strahlung (Albedo 0.90 = 90 % Rückstrahlung). Messung mit Albedometer oder Tw = Referenztemperatur (stationär) weisse Oberfläche (solare Reflexion 0.80, langwelliger Zweifach-Pyranometer. Emissionsgrad: 0.90), K In der Klimatologie referenziert Albedo auf die kurzwellige (solare) Strahlung. Anmerkung zu Wänden: obwohl der SRI für horizontale Flächen gilt, trifft die Berechnungstheorie Albedo entspricht hier dem solaren Strahlungsreflexionsgrad (im Weiteren auch als solarer mit einer kleinen Einschränkung auch für Wände zu [18]. Die Einschränkung betrifft nach dem Reflexionsgrad bezeichnet). Verständnis der Berichtsverfasser die empirische Gleichung 1, da in dieser die langwellige Abstrahlung in den Halbraum enthalten ist und Wände nur in den Viertelraum abstrahlen. Die Solar Reflectance Index (SRI) Angaben sind also als eine Näherung zu betrachten. Der SRI wurde von der ASTM (American Society for Testing and Materials) für horizontale und geneigte opake Flächen entwickelt. Seine Berechnung und Messung wird in [17] festgelegt. Wasseraufnahmekoeffizient Dieser Index ermöglicht es, die relative stationäre Temperatur einer Oberfläche in Bezug auf die Der Wasseraufnahmekoeffizient w (= Wassersaugfähigkeit) dient zur Beurteilung der Regen- Temperatur einer weissen und einer schwarzen Standardoberfläche unter standardisierten schutzwirkung einer Oberflächenschicht (z.B. Aussenputz, Beschichtung) und gibt an, wie viel Umgebungsbedingungen zu bestimmen. Mit dem Index können die Effekte von solarer Reflexion Liter Wasser durch 1 m² Saugfläche hindurch in einer Stunde eingesaugt werden. und thermischer Emissivität kombiniert betrachtet werden. Je höher der SRI-Wert ist, desto höher > 2.0 stark saugend, ≤ 2 Wasser hemmend, ≤ 0.5 Wasser abweisend, ≤ 0.001 wasserdicht ist im Allgemeinen die solare Strahlungsreflexion und desto geringer ist die solare Strahlungsabsorption. In anderen Worten: je höher der SRI-Wert ist, desto geringer ist der Abflussbeiwert Aufheizeffekt infolge solarer Strahlung auf eine Oberfläche. Die Methode gilt für Oberflächen mit Emissionsgraden > 0.01 und Oberflächentemperaturen < 423 K (150 °C). Der Abflussbeiwert Ψ beschreibt den Teil eines Niederschlagsereignisses, der direkt zum Abfluss gelangt (Ao) im Verhältnis zum Gesamtniederschlag (N). Er lässt sich wie folgt Die Standardbedingungen für die Berechnung des SRI-Wertes sind wie folgt definiert: • Weisse Oberfläche: SRI = 100, solare Reflexion = 0.80, langwelliger Emissionsgrad: 0.90 Ψ = Ao / N (3) • Schwarze Oberfläche: SRI = 0, solare Reflexion = 0.050, langwelliger Emissionsgrad: 0.90 berechnen und ist ohne Einheit. • Lufttemperatur 310 K Die in der SN 592000:2012 „Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung“ [19] angegebenen Werte finden auch im Katalog Verwendung: • Himmelstemperatur 300 K • Plätze und Wege mit Hartbelag: Ψ = 1.0 • Konvektiver Wärmeübergangskoeffizient in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit. • Plätze und Wege mit Kiesbelag: Ψ = 0.6 Für mittlere Windgeschwindigkeit: 12 W/(m2 K) • Plätze und Wege mit Ökosystem (Splittfugen): Ψ = 0.6 • Solare Einstrahlung (kurzwellig) 1000 W/m2 • Plätze und Wege mit sicherfähigem Belag: Ψ = 0.6 Mit diesen Parametern kann die stationäre Temperatur der Oberfläche entweder über eine • Plätze und Wege mit Rasengittersteinen: Ψ = 0.2 Wärmebilanzgleichung iterativ gelöst werden. Alternativ kann die stationäre Temperatur (T ) der • Wiesen ohne / mit Vernässung und Verdichtung: 0.1 – 0.25 / 0.35 – 0.55 s Oberfläche mit einem empirischen Ansatz ermittelt werden (Formel gemäss ASTM E1980-11, da Standard nicht frei verfügbar entnommen aus [14]): Lebensdauer Ergänzend zum Thema «Unterhalt» wird der Parameter «Lebensdauer» aufgenommen. Dieser 1066.07 𝛼𝛼𝛼𝛼 − 31.98 𝜀𝜀𝜀𝜀 890.94 𝛼𝛼𝛼𝛼2 + 2153.8 𝛼𝛼𝛼𝛼 𝜀𝜀𝜀𝜀 Begriff im Sinne der Nutzungsdauer beschreibt «innerhalb des Prognoseszenarios die 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑠𝑠𝑠𝑠 (𝐾𝐾𝐾𝐾) = 309.07 + − (1) 6.78 𝜀𝜀𝜀𝜀 + ℎ 6.78 𝜀𝜀𝜀𝜀 + ℎ angenommene Zeitspanne, nach der ein heute eingebautes Bauteil vermutlich ausgetauscht 𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑐𝑐𝑐𝑐 werden wird» [20]. Die «technische Lebensdauer» ist die Zeitspanne zwischen Errichtung und Dabei sind: Ausfall [21]. Angaben, die im Materiakatalog für die Lebensdauer verwendet werden, beziehen sich auf diese beiden Angaben. Der Grund ist, dass in der Literatur beide Begriffe zu finden sind α = solare Absorption = 1 – solare Reflexion und nicht klar gegeneinander abgegrenzt werden. Klar abgegrenzt ist die wirtschaftliche ε = langwelliger Emissionsgrad Nutzungsdauer, auf die sich der Bericht nicht bezieht. Sie bezeichnet den «Zeitraum, in dem es unter den gegebenen Bedingungen sinnvoll ist, das Bauteil zu nutzen» [21]. hc = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient Bei den im Katalog betrachteten Materialien (Fassade und gebäudenahe Böden) wird davon ausgegangen, dass in der Regel eine lange Lebensdauer vorteilhaft ist, da ein Ersatz erst später Der SRI wird daraus wie folgt berechnet [14]: notwendig wird. 120 𝑇𝑇𝑇𝑇 − 𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 100 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑠𝑠𝑠𝑠 (−) (2) 𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑤𝑤𝑤𝑤 Dabei sind: 119 Tb = Referenztemperatur (stationär) schwarze Oberfläche (solare Reflexion 0.05, langwelliger 154 Emissionsgrad: 0.90), K Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Tw = Referenztemperatur (stationär) weisse Oberfläche (solare Reflexion 0.80, langwelliger Emissionsgrad: 0.90), K Anmerkung zu Wänden: obwohl der SRI für horizontale Flächen gilt, trifft die Berechnungstheorie mit einer kleinen Einschränkung auch für Wände zu [18]. Die Einschränkung betrifft nach dem Verständnis der Berichtsverfasser die empirische Gleichung 1, da in dieser die langwellige Abstrahlung in den Halbraum enthalten ist und Wände nur in den Viertelraum abstrahlen. Die Angaben sind also als eine Näherung zu betrachten. Wasseraufnahmekoeffizient Der Wasseraufnahmekoeffizient w (= Wassersaugfähigkeit) dient zur Beurteilung der Regen- schutzwirkung einer Oberflächenschicht (z.B. Aussenputz, Beschichtung) und gibt an, wie viel Liter Wasser durch 1 m² Saugfläche hindurch in einer Stunde eingesaugt werden. > 2.0 stark saugend, ≤ 2 Wasser hemmend, ≤ 0.5 Wasser abweisend, ≤ 0.001 wasserdicht Abflussbeiwert Der Abflussbeiwert Ψ beschreibt den Teil eines Niederschlagsereignisses, der direkt zum Abfluss gelangt (Ao) im Verhältnis zum Gesamtniederschlag (N). Er lässt sich wie folgt Ψ = Ao / N (3) berechnen und ist ohne Einheit. Die in der SN 592000:2012 „Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung“ [19] angegebenen Werte finden auch im Katalog Verwendung: • Plätze und Wege mit Hartbelag: Ψ = 1.0 • Plätze und Wege mit Kiesbelag: Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit Ökosystem (Splittfugen): Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit sicherfähigem Belag: Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit Rasengittersteinen: Ψ = 0.2 • Wiesen ohne / mit Vernässung und Verdichtung: 0.1 – 0.25 / 0.35 – 0.55 Lebensdauer Ergänzend zum Thema «Unterhalt» wird der Parameter «Lebensdauer» aufgenommen. Dieser Begriff im Sinne der Nutzungsdauer beschreibt «innerhalb des Prognoseszenarios die angenommene Zeitspanne, nach der ein heute eingebautes Bauteil vermutlich ausgetauscht werden wird» [20]. Die «technische Lebensdauer» ist die Zeitspanne zwischen Errichtung und Ausfall [21]. Angaben, die im Materiakatalog für die Lebensdauer verwendet werden, beziehen sich auf diese beiden Angaben. Der Grund ist, dass in der Literatur beide Begriffe zu finden sind und nicht klar gegeneinander abgegrenzt werden. Klar abgegrenzt ist die wirtschaftliche Nutzungsdauer, auf die sich der Bericht nicht bezieht. Sie bezeichnet den «Zeitraum, in dem es unter den gegebenen Bedingungen sinnvoll ist, das Bauteil zu nutzen» [21]. Bei den im Katalog betrachteten Materialien (Fassade und gebäudenahe Böden) wird davon ausgegangen, dass in der Regel eine lange Lebensdauer vorteilhaft ist, da ein Ersatz erst später notwendig wird. 120 𝑇𝑇𝑇𝑇 − 𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 100 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑠𝑠𝑠𝑠 (−) (2) 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑤𝑤𝑤𝑤 Dabei sind: Tb = Referenztemperatur (stationär) schwarze Oberfläche (solare Reflexion 0.05, langwelliger Emissionsgrad: 0.90), K Tw = Referenztemperatur (stationär) weisse Oberfläche (solare Reflexion 0.80, langwelliger Emissionsgrad: 0.90), K Anmerkung zu Wänden: obwohl der SRI für horizontale Flächen gilt, trifft die Berechnungstheorie mit einer kleinen Einschränkung auch für Wände zu [18]. Die Einschränkung betrifft nach dem Verständnis der Berichtsverfasser die empirische Gleichung 1, da in dieser die langwellige Abstrahlung in den Halbraum enthalten ist und Wände nur in den Viertelraum abstrahlen. Die Angaben sind also als eine Näherung zu betrachten. Wasseraufnahmekoeffizient Der Wasseraufnahmekoeffizient w (= Wassersaugfähigkeit) dient zur Beurteilung der Regen- schutzwirkung einer Oberflächenschicht (z.B. Aussenputz, Beschichtung) und gibt an, wie viel Liter Wasser durch 1 m² Saugfläche hindurch in einer Stunde eingesaugt werden. > 2.0 stark saugend, ≤ 2 Wasser hemmend, ≤ 0.5 Wasser abweisend, ≤ 0.001 wasserdicht Abflussbeiwert Der Abflussbeiwert Ψ beschreibt den Teil eines Niederschlagsereignisses, der direkt zum Abfluss gelangt (Ao) im Verhältnis zum Gesamtniederschlag (N). Er lässt sich wie folgt Ψ = Ao / N (3) berechnen und ist ohne Einheit. Die in der SN 592000:2012 „Anlagen für die Liegenschaftsentwässerung – Planung und Ausführung“ [19] angegebenen Werte finden auch im Katalog Verwendung: • Plätze und Wege mit Hartbelag: Ψ = 1.0 • Plätze und Wege mit Kiesbelag: Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit Ökosystem (Splittfugen): Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit sicherfähigem Belag: Ψ = 0.6 • Plätze und Wege mit Rasengittersteinen: Ψ = 0.2 • Wiesen ohne / mit Vernässung und Verdichtung: 0.1 – 0.25 / 0.35 – 0.55 Lebensdauer Ergänzend zum Thema «Unterhalt» wird der Parameter «Lebensdauer» aufgenommen. Dieser Begriff im Sinne der Nutzungsdauer beschreibt «innerhalb des Prognoseszenarios die angenommene Zeitspanne, nach der ein heute eingebautes Bauteil vermutlich ausgetauscht werden wird» [20]. Die «technische Lebensdauer» ist die Zeitspanne zwischen Errichtung und Ausfall [21]. Angaben, die im Materiakatalog für die Lebensdauer verwendet werden, beziehen sich auf diese beiden Angaben. Der Grund ist, dass in der Literatur beide Begriffe zu finden sind und nicht klar gegeneinander abgegrenzt werden. Klar abgegrenzt ist die wirtschaftliche Nutzungsdauer, auf die sich der Bericht nicht bezieht. Sie bezeichnet den «Zeitraum, in dem es unter den gegebenen Bedingungen sinnvoll ist, das Bauteil zu nutzen» [21]. Bei den im Katalog betrachteten Materialien (Fassade und gebäudenahe Böden) wird davon ausgegangen, dass in der Regel eine lange Lebensdauer vorteilhaft ist, da ein Ersatz erst später notwendig wird. 120 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 155 Unterhalt Diese Behaglichkeitsgleichung ist nur für stationäre Verhältnisse und Innenräume gültig. Für Ursprünglich war die Berücksichtigung eines Parameters zur Abnutzung des Bodens geplant. Für aussenklimatische Verhältnisse müssen vor allem die Strahlungsbedingungen im Freien den Abrieb Boden gibt es für Bodenplatten fünf Beanspruchungsgruppen. Allerdings würden alle berücksichtigt werden. Bodenmaterialien aussen in die Beanspruchungsgruppe fünf fallen. PET – Physiologisch Äquivalente Temperatur (tagsüber) Als Ersatz wird der Parameter «Unterhalt» (ja/nein) gewählt. Bei offenporigen Belägen wird so berücksichtigt, dass diese gereinigt werden müssen. Bei Anstrichen (z. B: cool coatings, Dieses Modell geht auf das „Münchner Energiebilanz Modell für Individuen (MEMI)“ zurück [25]. reflektierende Anstriche) wird berücksichtigt, dass die Anstriche altern/verschmutzen und damit Dieses erweitert das PMV – Modell beträchtlich. Es fliessen hier die Energiebilanzgleichung des die Albedo reduziert wird. Körpers, die Gleichung für den Wärmefluss vom Körperkern zur Hautoberfläche und die Gleichung für den Wärmefluss von der Haut durch die Kleidung zur Kleidungsoberfläche ein. Schallabsorptionsgrad Damit können die Hauttemperatur, die Kleidungstemperatur und die Körperkerntemperatur berechnet werden. Diese Grössen werden dafür benötigt, die Energiebilanzgleichung zu lösen. Die akustische Bewertung der Konstruktion erfolgt anhand der Schallabsorptionsgrade α der jeweiligen Konstruktion. Es werden, soweit vorhanden, die sechs Schallabsorptionsgrade der Vorgehen zur Berechnung der PET Oktavband-Mittelfrequenzen im Bereich von 125 Hz bis 4000 Hz angegeben. • Definition aller Energiegewinne und –verluste des menschlichen Körpers (Energiebilanzgleichung) im Aussenraum (Modell MEMI) Treibhausgasemissionen und UBP • Berechnung der Hauttemperatur und der Körperkerntemperatur, die den Angegeben wird der Wert für Herstellung und Entsorgung. Bezeichnet als „Total“. Die Nutzung Energiegewinnen und –verlusten des Körpers im Aussenraum entsprechen (Modell ist damit nicht berücksichtigt. Da die Angaben zwischen den Ländern stark streuen und auch die MEMI) Bilanzgrenzen nicht immer gleich definiert sind, wird, um die Vergleichbarkeit der Materialien • Auflösen des Gleichungssystems nach der Lufttemperatur (mit den folgenden untereinander zu gewährleisten, auf eine einzige Datenquelle aus der Schweiz zurückgegriffen Festlegungen: Luftgeschwindigkeit (v) = 0.1 m/s, Dampfdruck (VP) = 12 hPa (entspricht [22]. Bei mehrschichtigen Konstruktionen werden hierbei die Schichten, welche nach aussen einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % bei ca. 20 °C) und Strahlungstemperatur (Tmrt) = thermisch wirksam sind, berücksichtigt (siehe auch Kapitel 5.1.2). Aussentemperatur (θa). Damit wird sinnbildlich die Person in einen Innenraum ohne direkte Sonnenstrahlung versetzt und dort die Raumlufttemperatur bestimmt, die zu Auswirkung Material auf Mikroklima (Hitzestress) derselben Hauttemperatur und Körperkerntemperatur führt, welche die Bedingungen Zur Quantifizierung des Hitzestresses, der auf Personen im Aussenraum einwirkt, sind tagsüber draussen hervorgerufen haben. die PET (physiological equivalent temperature) und nachts die Aussentemperatur (θa) relevant. • Die resultierende Temperatur ist die gesuchte PET Da das Modell der PET auf dem PMV-Modell basiert, wird dieses in nachstehendem Exkurs erläutert. Das Wärmeempfinden und die PET werden massgeblich von der Sonneneinstrahlung (kurzwelliger Strahlung) und dem Wind gesteuert. Eine Veränderung der Lufttemperatur wird Exkurs: „Predicted-Mean-Vote Model“ (PMV-Modell) dadurch teilweise kompensiert. Eine Bewertung der PET findet sich in Tabelle 9. Aus dem Gebäudebereich bzw. für Innenräume bekannt ist das von P. O. Fanger entwickelte „Predicted-Mean-Vote Model“ (PMV-Modell) [23]. Grundannahme ist dabei, dass das Tabelle 9: Klimabeurteilung mit dem PMV-Index und der PET (metabolische Rate 80 W und Wärmeempfinden des Menschen abhängig vom thermischen Gleichgewicht seines Körpers im Wärmedurchgangswiderstand der Bekleidung 0.90 clo (leichter Anzug) [27]. Ganzen ist. Dieses Gleichgewicht wird von Thermisches PMV PET • zwei körperlichen Parametern, (metabolischer Umsatz als Mass für die physische Aktivität Empfinden und Wärmeschutzgrad der Bekleidung) und • vier umgebungsklimatischen Parametern (Lufttemperatur, mittlere Strahlungstemperatur, sehr heiss > + 3.5 > 41 °C Extreme Wärmebelastung Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchte) heiss + 2.5 – 3.5 35 - 41 °C Starke Wärmebelastung beeinflusst. Die Wahrnehmung eines gegebenen Innenraumklimas ist stark vom subjektiven warm + 1.5 – 2.5 29 - 35°C Mässige Wärmebelastung Empfinden abhängig. Der dadurch entstehenden Streuung wird durch breiter gefasste Komfortbereiche, dem PMV, Rechnung getragen, die mit einer Aussage über den Leicht warm + 0.5 – 1.5 23 - 29°C Schwache Wärmebelastung Unzufriedenheitsgrad, dem «predicted percentage of dissatisfied» (PPD), verknüpft sind. Der behaglich - 0.5 – + 0.5 18 - 23 °C Keine Belastung PPD-Index ist ein dem PMV-Index zugeordneter Prozentsatz, der mit dem mittleren Prozentsatz einer grösseren Anzahl von Versuchspersonen innerhalb der statistischen Unsicherheit Leicht kühl - 0.5 – - 1.5 13 - 18 °C Schwache Kältebelastung übereinstimmt [24]. Anhand von den sechs Einflussfaktoren kann über die Berechnung des PMV- Index das Wärmeempfinden des Körpers vorausgesagt werden. Der Index bestimmt den zu kühl - 1.5 – - 2.5 8 - 13 °C Mässige Kältebelastung erwartenden Durchschnittswert für die Klimabeurteilung durch eine grosse Personengruppe kalt - 1.5 – -2.5 4 - 8 °C Starke Kältebelastung anhand einer 7-stufigen Klimabeurteilungsskala, die von “heiss“ über „neutral“ (als angestrebte Grösse) bis „kalt“ reicht. Der PPD-Index prognostiziert den Anteil der Gruppe, der sich sehr kalt < - 3.5 < 4 °C Extreme Kältebelastung wahrscheinlich „zu warm“ oder „zu kalt“ fühlt, wobei stets von mindestens fünf Prozent Unzufriedenen ausgegangen wird (PPD ≥ 5 %). Ein Wert von PMV = 0 ±0.5 bedeutet dabei thermische Behaglichkeit (Tabelle 9). 121 122 156 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Diese Behaglichkeitsgleichung ist nur für stationäre Verhältnisse und Innenräume gültig. Für aussenklimatische Verhältnisse müssen vor allem die Strahlungsbedingungen im Freien berücksichtigt werden. PET – Physiologisch Äquivalente Temperatur (tagsüber) Dieses Modell geht auf das „Münchner Energiebilanz Modell für Individuen (MEMI)“ zurück [25]. Dieses erweitert das PMV – Modell beträchtlich. Es fliessen hier die Energiebilanzgleichung des Körpers, die Gleichung für den Wärmefluss vom Körperkern zur Hautoberfläche und die Gleichung für den Wärmefluss von der Haut durch die Kleidung zur Kleidungsoberfläche ein. Damit können die Hauttemperatur, die Kleidungstemperatur und die Körperkerntemperatur berechnet werden. Diese Grössen werden dafür benötigt, die Energiebilanzgleichung zu lösen. Vorgehen zur Berechnung der PET • Definition aller Energiegewinne und –verluste des menschlichen Körpers (Energiebilanzgleichung) im Aussenraum (Modell MEMI) • Berechnung der Hauttemperatur und der Körperkerntemperatur, die den Energiegewinnen und –verlusten des Körpers im Aussenraum entsprechen (Modell MEMI) • Auflösen des Gleichungssystems nach der Lufttemperatur (mit den folgenden Festlegungen: Luftgeschwindigkeit (v) = 0.1 m/s, Dampfdruck (VP) = 12 hPa (entspricht einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % bei ca. 20 °C) und Strahlungstemperatur (Tmrt) = Aussentemperatur (θa). Damit wird sinnbildlich die Person in einen Innenraum ohne direkte Sonnenstrahlung versetzt und dort die Raumlufttemperatur bestimmt, die zu derselben Hauttemperatur und Körperkerntemperatur führt, welche die Bedingungen draussen hervorgerufen haben. • Die resultierende Temperatur ist die gesuchte PET Das Wärmeempfinden und die PET werden massgeblich von der Sonneneinstrahlung (kurzwelliger Strahlung) und dem Wind gesteuert. Eine Veränderung der Lufttemperatur wird dadurch teilweise kompensiert. Eine Bewertung der PET findet sich in Tabelle 9. Tabelle 9: Klimabeurteilung mit dem PMV-Index und der PET (metabolische Rate 80 W und Wärmedurchgangswiderstand der Bekleidung 0.90 clo (leichter Anzug) [27]. Thermisches PMV PET Empfinden sehr heiss > + 3.5 > 41 °C Extreme Wärmebelastung heiss + 2.5 – 3.5 35 - 41 °C Starke Wärmebelastung warm + 1.5 – 2.5 29 - 35°C Mässige Wärmebelastung Leicht warm + 0.5 – 1.5 23 - 29°C Schwache Wärmebelastung behaglich - 0.5 – + 0.5 18 - 23 °C Keine Belastung Leicht kühl - 0.5 – - 1.5 13 - 18 °C Schwache Kältebelastung kühl - 1.5 – - 2.5 8 - 13 °C Mässige Kältebelastung kalt - 1.5 – -2.5 4 - 8 °C Starke Kältebelastung sehr kalt < - 3.5 < 4 °C Extreme Kältebelastung 122 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 157 Die PET kann aus den Simulationsergebnissen des Mikroklimas berechnet werden. Die 5.4 Auswahl zentrale Parameter und ihre Bewertung gesamten Formeln und ein Skript (Python) zur Berechnung finden sich in [26]. Das Skript zur Berechnung wurde von A. Wicki (damals Atmosphärenwissenschaften, Uni Basel) auf die Um eine Charakterisierung der Materialien in der Übersicht zu ermöglichen, werden im Rahmen Auswertung von ENVI-met Simulationen angepasst und für vorliegendes Projekt weiterentwickelt. des Projektes neun Parameter für eine Bewertung herausgegriffen. Die nachstehend genannten Parameter stammen aus fünf Themenbereichen: Lufttemperatur (θa) aussen (nachts) • Auswirkung auf städtisches Mikroklima: Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET, Da nachts keine Solarstrahlung anfällt, ist für die Charakterisierung des Mikrolimas nachts die Tag), Aussentemperatur (θ , Nacht) Aussentemperatur, θa eine gute Näherung. a • Strahlungstechnische Grössen: Albedo, Solar Reflectance Index, Visuelle Reflexion (Blendung) 5.3 Datengewinnung • Nachhaltigkeit: Lebensdauer, Treibhausgasemissionen • Akustische Eigenschaften: Gewichtung Schallabsorptionsgrad Die meisten Daten können aus Datensammlungen oder Datenbanken bezogen werden. Die • Versickerungsfähigkeit (Böden): Abflussbeiwert Daten zum städtischen Mikroklima werden im Rahmen des Projektes mittels Simulationen ermittelt (siehe Kapitel 6). In der Bewertung wird zwischen Wand- und Bodenmaterialien differenziert. Die Materialien von Wand- und Bodenkonstruktionen werden getrennt verglichen. Die Bewertung erfolgt in einer 5.3.1 Kriterien für die Materialdatensuche aus Sammlungen Skala, wobei das beste Material in der Gruppe mit einer „6“ und das Schlechteste einer „1“ bewertet wird. Allgemein soll der Materialkatalog nicht produktspezifisch sein. D.h., wenn Ziegel charakterisiert werden, sollen die Angaben für alle Tonziegel einer Farbgruppe gelten und nicht für ein 5.4.1 Bewertung Schallabsorptionsgrad spezifisches Firmenprodukt. Eine Ausnahme bilden innovative Materialien wie z. B. hochreflektierende Anstriche. Es werden die sechs Schallabsorptionsgrade der Oktavband-Mittelfrequenzen im Bereich von 125 Hz bis 4000 Hz angegeben. Um zusammenfassend einen Wert ausgeben und diesen Quellen für die Datensuche, nach Häufigkeit: bewerten zu können, wird wie folgt vorgegangen (Systematik entspricht [28]). • Allgemeinere Datensammlungen für Sonderthemen (z. B: Albedo verschiedener 1. Ermittlung der Zwischenbewertung auf Basis des Schallabsorptionsgrades Baustoffe): Bücher, Fachartikel Jeder der sechs Schallabsorptionsgrade wird mit der Bewertungskurve aus Abb. 34 • Herstellerangaben (Internet) bewertet. Die Kurve nimmt mit steigendem Schallabsorptionsgrad zu, da eine reduzierte Nachhallzeit im Aussenraum als wünschenswert gilt. Die Bewertungskurve entspricht in Verwendete Kennzeichnung für die Wertung der Informationsverfügbarkeit in den Tabellen (siehe etwa dem umgekehrten Verlauf der Nachhallzeiten. auch Tabelle 3): • Feld = blau: Information aus Herstellerunterlagen für das gesuchte oder ein sehr ähnliches Produkt ersichtlich • Feld = olive: Information aus Materialdatenbank erhältlich für sehr ähnliches Material • Feld = helles olive: Information aus Materialdatenbank erhältlich für Materialgruppe • Feld = hellgrau «n.a»: Keine Information erhältlich • Feld = grau «n.a»: Angabe nicht anwendbar Beispiel: der Abflussbeiwert gilt für Böden und ist bei Wänden nicht anwendbar. • Feld = weiss «#WERT!»: der Inhalt der Zelle wird berechnet, es fehlt jedoch mindestens ein nötiger Wert für die vorgesehene Berechnung. 5.3.2 Plausibilitätscheck Daten aus Sammlungen Bei Datensammlungen zu einem Thema, z. B. Albedo oder Reflexionsgrad, kommt es vor, dass zu den Materialdaten die Angabe fehlt, auf welches Strahlungsspektrum sich die Daten beziehen. Abb. 34: Bewertungskurve zur Ermittlung der Zwischenbewertung in Abhängigkeit des Schallabsorptionsgrades Wenn möglich, werden daher die zu prüfenden Datenlisten mit Daten für bekannte Materialien (z. α (entnommen aus [28]). B. Schnee) abgeglichen. Nur wenn diese gleich oder Abweichungen plausibel sind, wird die Datensammlung verwendet. 2. Gewichtung der Zwischenbewertung auf Basis der subjektiven Wahrnehmung der jeweiligen Frequenz Die Daten werden untereinander dahingehend verglichen, ob berichtete Unterschiede zwischen Die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs wird durch eine den Materialien plausibel sind. Gewichtung der Zwischenbewertung berücksichtigt. Hier fliessen die Zusammenhänge zwischen Schalldruckpegel, Lautstärkepegel und Frequenz sowie die Zusammenhänge von Lautstärkepegel und Lautheit ein. Als Referenzwert wird ein Schalldruckpegel von 70 dB angenommen. Zunächst werden die Lautstärkepegel bei den Oktavbandmitten- 123 124 158 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 5.4 Auswahl zentrale Parameter und ihre Bewertung Um eine Charakterisierung der Materialien in der Übersicht zu ermöglichen, werden im Rahmen des Projektes neun Parameter für eine Bewertung herausgegriffen. Die nachstehend genannten Parameter stammen aus fünf Themenbereichen: • Auswirkung auf städtisches Mikroklima: Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET, Tag), Aussentemperatur (θa, Nacht) • Strahlungstechnische Grössen: Albedo, Solar Reflectance Index, Visuelle Reflexion (Blendung) • Nachhaltigkeit: Lebensdauer, Treibhausgasemissionen • Akustische Eigenschaften: Gewichtung Schallabsorptionsgrad • Versickerungsfähigkeit (Böden): Abflussbeiwert In der Bewertung wird zwischen Wand- und Bodenmaterialien differenziert. Die Materialien von Wand- und Bodenkonstruktionen werden getrennt verglichen. Die Bewertung erfolgt in einer Skala, wobei das beste Material in der Gruppe mit einer „6“ und das Schlechteste einer „1“ bewertet wird. 5.4.1 Bewertung Schallabsorptionsgrad Es werden die sechs Schallabsorptionsgrade der Oktavband-Mittelfrequenzen im Bereich von 125 Hz bis 4000 Hz angegeben. Um zusammenfassend einen Wert ausgeben und diesen bewerten zu können, wird wie folgt vorgegangen (Systematik entspricht [28]). 1. Ermittlung der Zwischenbewertung auf Basis des Schallabsorptionsgrades Jeder der sechs Schallabsorptionsgrade wird mit der Bewertungskurve aus Abb. 34 bewertet. Die Kurve nimmt mit steigendem Schallabsorptionsgrad zu, da eine reduzierte Nachhallzeit im Aussenraum als wünschenswert gilt. Die Bewertungskurve entspricht in etwa dem umgekehrten Verlauf der Nachhallzeiten. Abb. 34: Bewertungskurve zur Ermittlung der Zwischenbewertung in Abhängigkeit des Schallabsorptionsgrades α (entnommen aus [28]). 2. Gewichtung der Zwischenbewertung auf Basis der subjektiven Wahrnehmung der jeweiligen Frequenz Die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs wird durch eine Gewichtung der Zwischenbewertung berücksichtigt. Hier fliessen die Zusammenhänge zwischen Schalldruckpegel, Lautstärkepegel und Frequenz sowie die Zusammenhänge von Lautstärkepegel und Lautheit ein. Als Referenzwert wird ein Schalldruckpegel von 70 dB angenommen. Zunächst werden die Lautstärkepegel bei den Oktavbandmitten- 124 5 Anhang 1: Methodik Materialkatalog 159 Frequenzen ermittelt und in die entsprechende Lautheit umgerechnet. Schliesslich wird die Gewichtung jeder Frequenz bestimmt. Die Werte zeigt Tabelle 10. 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen Tabelle 10: Lautstärkepegel LN, Lautheit N und Gewicht γ der Zwischenbewertung in Abhängigkeit der Frequenzen f ausgehend von einem Schalldruckpegel von 70 dB (entnommen aus [28]). 6.1 Auswahl Simulationsprogramme städtisches Mikroklima Frequenz f Lautstärkepegel LN (phon) Lautheit N Gewicht γ (Hz) (sone) (-) Ziel der Simulationen ist es, Materialien hinsichtlich ihrer Auswirkung auf das lokale Mikroklima zu untersuchen. Das verwendete Programm muss daher das Gebäude hinreichend genau 125 69 7.5 0.122 abbilden, aber auch den städtischen Kontext realistisch berücksichtigen. Als Ausgabe sind 250 74 10.6 0.172 sowohl Oberflächentemperaturen, besonders aber auch mittlere Strahlungstemperaturen und der daraus resultierende Hitzestress, denen ein Mensch im Aussenraum ausgesetzt ist, gewünscht 500 74 10.6 0.172 (siehe Abb. 35). Im Rahmen des Projektes wird 2019 eine Evaluation möglicher Programme 1000 70 8 0.130 durchgeführt (Tabelle 11). Es wird entschieden, ENVI-met zu verwenden. Als Hauptgrund gilt, dass ENVI-met die Aussentemperatur (θa) an unterschiedlichen Orten im Strassenraum 2000 73 9.8 0.161 differenziert abbilden kann und das Programm im Projektteam bereits vorgängig bekannt war (kürzere Einarbeitung). Andere Programme, wie z. B. CitySim zum Zeitpunkt der Programm- 4000 79 14.9 0.243 evaluation, verwenden eine einheitliche Lufttemperatur für den Aussenraum. 3. Berechnung der Endbewertung der Akustik auf Basis der gewichteten Zwischenbewertungen Die Berechnung der Endbewertung erfolgt über Multiplikation der Zwischenbewertungen (Abb. 34) mit den zugehörigen Gewichten aus Tabelle 10 und anschliessender Addition aller gewichteten Zwischenbewertungen. Die Endbewertung beträgt maximal 1.0. Abb. 35: Bezugspunkt für Bewertung des Wärmeinseleffekts in der Simulation (rosa Kreis). Quelle Abbildung: [29]. 125 126 160 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 6.1 Auswahl Simulationsprogramme städtisches Mikroklima Ziel der Simulationen ist es, Materialien hinsichtlich ihrer Auswirkung auf das lokale Mikroklima zu untersuchen. Das verwendete Programm muss daher das Gebäude hinreichend genau abbilden, aber auch den städtischen Kontext realistisch berücksichtigen. Als Ausgabe sind sowohl Oberflächentemperaturen, besonders aber auch mittlere Strahlungstemperaturen und der daraus resultierende Hitzestress, denen ein Mensch im Aussenraum ausgesetzt ist, gewünscht (siehe Abb. 35). Im Rahmen des Projektes wird 2019 eine Evaluation möglicher Programme durchgeführt (Tabelle 11). Es wird entschieden, ENVI-met zu verwenden. Als Hauptgrund gilt, dass ENVI-met die Aussentemperatur (θa) an unterschiedlichen Orten im Strassenraum differenziert abbilden kann und das Programm im Projektteam bereits vorgängig bekannt war (kürzere Einarbeitung). Andere Programme, wie z. B. CitySim zum Zeitpunkt der Programm- evaluation, verwenden eine einheitliche Lufttemperatur für den Aussenraum. Abb. 35: Bezugspunkt für Bewertung des Wärmeinseleffekts in der Simulation (rosa Kreis). Quelle Abbildung: [29]. 126 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 161 Tabelle 11: Bewertung Simulationsprogramme Stand 2019 6.2.1 Betrachtung Bauteile Die in der Kommentarspalte genannten Vor- und Nachteile beziehen sich auf die Fragestellungen im Projekt. Mehrschichtige Konstruktionen und Wärmeschutz Programm Berücksichtigte Material- Kommentar Quelle parameter Gebäude In ENVI-met können Konstruktionsaufbauten mit maximal drei Schichten berücksichtigt werden. ENVI-met Absorption Verwendung eines “Dynamic multiple-node model” (S. 154). 3 [30] Wie in Kapitel 5.1.1 dargestellt ist, werden mehrschichtige Bauteile von aussen bis und mit Transmission unterschiedliche Materialien pro Bauteil (also max. 7 Knoten). Gilt für Dämmschicht betrachtet (Beispiel: berücksichtigte Schichten bei einer Betonwand mit Reflexion Wand und Dach. Emission Bezüglich der Innenraumtemperatur wird die folgende Vereinfachung Kompaktfassade: Putz und Wärmedämmung). Da die Dämmschicht den inneren Teil (im Beispiel Spezifische Wärmekapazität gemacht: «simplified method does not account for reflection of die Betonwand) vom Aussenklima abkoppelt, wirkt sich die Betonwand nicht auf das Aussenklima Wärmeleitfähigkeit shortwave radiation inside the building and radiative transfers between Dichte inner walls. The inside volumes of the buildings are, to reduce the aus. Zur Bestimmung der Dämmschichtstärke wird für das gesamte Bauteil (Beispiel: complexity of the model, treated as an empty volume filled with air.” berücksichtigte Schichten bei einer Betonwand mit Kompaktfassade: Putz, Wärmedämmung und Vorteile: Beton) der U-Wert berechnet. Die Bauteile erfüllen die in Kapitel 5.1.2 und 5.1.4 genannten U- - Berücksichtigt detailliertes Gebäude-/Vegetationsmodell, kann ganze Stadtquartiere/Städte rechnen Werte. - Berücksichtigung Komfortparameter Person im Aussenraum (MRT, PET) Bei Konstruktionen mit einer Luftschicht als Hinterlüftung wird programmbedingt die Luftschicht - Berücksichtigt Mikrometeorologie und Wärmeaustausch/Energie- als ruhend (keine Luftzirkulation) angenommen. Damit ist der schlechteste Fall für das städtische bilanz Mikroklima abgebildet. - Nutzerfreundlich, Programm ist im Projektteam bereits bekannt, vergleichbare Referenzobjekte Auch für Böden gilt die Obergrenze von drei Schichten. Die Schichtdicke des Bodenpaketes Nachteile: - Lizenzkosten beträgt mindestens 50 cm. Bei den Rasengittersteinen sind die Löcher mit Erde gefüllt. Infos: https://www.envi-met.com CitySim Pro Solare Absorption “CitySim includes the thermal mass in the simulation; it uses a simplified [31], [32] Referenzkonstruktionen Visuelle Absorption thermal model (validated against BESTEST) that proved to be similar to Reflexion EnergyPlus in terms of heating/cooling demand.” Auskunft: Bei der Simulation wird jeweils ein Bauteiltyp (z. B. „Wand“) variiert. Die anderen Bauteile, z. B. Emission Programmentwickler 01.04.19 Spezifische Wärmekapazität Vorteile: Dächer und Böden der Umgebung, haben dabei eine Referenzkonstruktion. Wenn also die Dichte - Programmentwickler kommen von der Gebäudeseite unterschiedlichen Wände berechnet werden, sind alle Dächer und Böden über die entsprechende Wärmeleitfähigkeit - Berücksichtigung Komfortparameter Person im Aussenraum (MRT) Referenzkonstruktion definiert. - Andere Projekte (A.13, ev. A.05) im Pilotprogramm verwenden das Programm (Resultate damit ev. vergleichbar, Wissenstransfer) Die Referenzkonstruktionen sind die folgenden: - Für Forschungszwecke gratis Nachteile: • Wand: Zweischalen-Mauerwerk. Werte für Absorption / Albedo Putz: 0.70 / 0.30 - Stadtklima gut berücksichtigt? - Programm ist im Projektteam unbekannt. (Näherung für Ziegel) Infos: http://kaemco.ch/download.php • Dach: Werte für Absorption / Albedo: 0.70 / 0.30 (Näherung für Dachziegel) UWG, Albedo Der Speicherterm wird in dem Programm indirekt über die [33], [9] SOLWEIG Emission Oberflächentemperaturen berechnet. Wenn neue Materialien definiert • Boden: Werte für Absorption / Albedo: 0.82 / 0.18 (Näherung für gealterten Asphalt. werden, müsste deren Oberflächentemperatur, respektive die Temperaturamplitude, bekannt sein oder berechnet werden (Messung Alterung und Verschmutzung Materialien oder Simulation). Vorteile: Die Alterung der Materialien, eine Verschmutzung oder ein Ausbleichen werden nicht - Berücksichtigung Komfortparameter Person im Aussenraum (MRT, berücksichtigt. Dies ist auch bei reflektierenden Anstrichen der Fall. In der Literatur lassen sich PET) - open source die folgenden Angaben finden, die eine grobe Abschätzung ermöglichen: - Programm ist im Projektteam bekannt. Nachteile: • Reflektierende Anstriche: Gemäss einem Test von 69 möglichen Wandanstrichen mit - Berücksichtigung Gebäude für Projektzwecke eventuell zu ungenau reflektierenden Eigenschaften (Cool Colors), beträgt der Verlust der Albedo nach 12 Urban U-Wert Gebäudemodell vorhanden. [34], [35] Weather Albedo Vorteile: Monaten bei keinem Material mehr als 10 %. Für 65 der 69 Wandanstriche liegt der generator, Emission - Berücksichtigt detailliertes Gebäudemodell Verlust unter 5 % [36]. Urban Spezifische Wärmekapazität - Berücksichtigung Komfortparameter Person im Aussenraum (MRT) • Whitetopping für Strassen: Angaben zur Alterung. Neuer Beton: Albedo 0.35-0.40, microclimate Dichte - open source Wärmeleitfähigkeit Nachteile: gealterter Beton: Albedo 0.20-0.30 [37] (Zeitraum Untersuchung bis 1.5 Jahre [38]). - Programm ist im Projektteam unbekannt. • Reflektierender Asphalt: Angaben zur Alterung. Nach 6 Monaten war die Albedo um fast Infos: http://urbanmicroclimate.scripts.mit.edu/uwg.php 50 % von 0.33 auf 0.17 reduziert. Mittels einer aktiven Reinigung mit Wasser konnte der ursprüngliche Wert wiederhergestellt werden. [39] 6.2 Randbedingungen der Simulationen des städtischen Mikroklimas Da nach den derzeitigen Kennnissen der Verfasser keine Norm vorliegt, die Testverfahren für eine frühzeitige Alterung für reflektierende Materialien berücksichtigt, ist unklar, wie sich das Alterungsverhalten über die Jahre entwickelt und ob es nach einigen Jahren zu einer Die Auswirkung der einzelnen Materialien auf das Mikroklima eines typischen städtischen Areals Sättigung kommt. Wenn dies nicht der Fall ist, dann ist die Lebensdauer des Materials damit wird anhand von mikroskaligen Stadtklima-Simulationen geprüft. Als Simulationsprogramm wird kurz. Wie sich die Alterung auf die simulierten reflektierenden Materialien auswirkt, kann auf ENVI-met, Version 4.4.5 verwendet. Basis der vorhandenen Daten nicht genau gesagt werden. Als sehr grobe Näherung für einen In den nachfolgenden Abschnitten werden die getroffenen Annahmen für die Randbedingungen möglichen Alterungsprozess kann verglichen werden, wie sich die PET verändert, wenn für der Simulationen zusammengefasst. Materialien (z. B. in der Gruppe VA) unterschiedliche Farbtöne berechnet wurden. Ein Sprung 127 128 162 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen 6.2.1 Betrachtung Bauteile Mehrschichtige Konstruktionen und Wärmeschutz In ENVI-met können Konstruktionsaufbauten mit maximal drei Schichten berücksichtigt werden. Wie in Kapitel 5.1.1 dargestellt ist, werden mehrschichtige Bauteile von aussen bis und mit Dämmschicht betrachtet (Beispiel: berücksichtigte Schichten bei einer Betonwand mit Kompaktfassade: Putz und Wärmedämmung). Da die Dämmschicht den inneren Teil (im Beispiel die Betonwand) vom Aussenklima abkoppelt, wirkt sich die Betonwand nicht auf das Aussenklima aus. Zur Bestimmung der Dämmschichtstärke wird für das gesamte Bauteil (Beispiel: berücksichtigte Schichten bei einer Betonwand mit Kompaktfassade: Putz, Wärmedämmung und Beton) der U-Wert berechnet. Die Bauteile erfüllen die in Kapitel 5.1.2 und 5.1.4 genannten U- Werte. Bei Konstruktionen mit einer Luftschicht als Hinterlüftung wird programmbedingt die Luftschicht als ruhend (keine Luftzirkulation) angenommen. Damit ist der schlechteste Fall für das städtische Mikroklima abgebildet. Auch für Böden gilt die Obergrenze von drei Schichten. Die Schichtdicke des Bodenpaketes beträgt mindestens 50 cm. Bei den Rasengittersteinen sind die Löcher mit Erde gefüllt. Referenzkonstruktionen Bei der Simulation wird jeweils ein Bauteiltyp (z. B. „Wand“) variiert. Die anderen Bauteile, z. B. Dächer und Böden der Umgebung, haben dabei eine Referenzkonstruktion. Wenn also die unterschiedlichen Wände berechnet werden, sind alle Dächer und Böden über die entsprechende Referenzkonstruktion definiert. Die Referenzkonstruktionen sind die folgenden: • Wand: Zweischalen-Mauerwerk. Werte für Absorption / Albedo Putz: 0.70 / 0.30 (Näherung für Ziegel) • Dach: Werte für Absorption / Albedo: 0.70 / 0.30 (Näherung für Dachziegel) • Boden: Werte für Absorption / Albedo: 0.82 / 0.18 (Näherung für gealterten Asphalt. Alterung und Verschmutzung Materialien Die Alterung der Materialien, eine Verschmutzung oder ein Ausbleichen werden nicht berücksichtigt. Dies ist auch bei reflektierenden Anstrichen der Fall. In der Literatur lassen sich die folgenden Angaben finden, die eine grobe Abschätzung ermöglichen: • Reflektierende Anstriche: Gemäss einem Test von 69 möglichen Wandanstrichen mit reflektierenden Eigenschaften (Cool Colors), beträgt der Verlust der Albedo nach 12 Monaten bei keinem Material mehr als 10 %. Für 65 der 69 Wandanstriche liegt der Verlust unter 5 % [36]. • Whitetopping für Strassen: Angaben zur Alterung. Neuer Beton: Albedo 0.35-0.40, gealterter Beton: Albedo 0.20-0.30 [37] (Zeitraum Untersuchung bis 1.5 Jahre [38]). • Reflektierender Asphalt: Angaben zur Alterung. Nach 6 Monaten war die Albedo um fast 50 % von 0.33 auf 0.17 reduziert. Mittels einer aktiven Reinigung mit Wasser konnte der ursprüngliche Wert wiederhergestellt werden. [39] Da nach den derzeitigen Kennnissen der Verfasser keine Norm vorliegt, die Testverfahren für eine frühzeitige Alterung für reflektierende Materialien berücksichtigt, ist unklar, wie sich das Alterungsverhalten über die Jahre entwickelt und ob es nach einigen Jahren zu einer Sättigung kommt. Wenn dies nicht der Fall ist, dann ist die Lebensdauer des Materials damit kurz. Wie sich die Alterung auf die simulierten reflektierenden Materialien auswirkt, kann auf Basis der vorhandenen Daten nicht genau gesagt werden. Als sehr grobe Näherung für einen möglichen Alterungsprozess kann verglichen werden, wie sich die PET verändert, wenn für Materialien (z. B. in der Gruppe VA) unterschiedliche Farbtöne berechnet wurden. Ein Sprung 128 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 163 zwischen den drei Farbkategorien (hell, mittel und dunkel) kann eine Zunahme der PET zwischen 0.0 und 0.8 K bewirken. Umgekehrt gilt dies auch für ein mögliches Ausbleichen der Materialien (Abnahme PET). 6.2.2 Klima, Betrachtungszeitraum und ausgewertete Grössen Für die Simulation werden die Wetterdaten einer Hitzewelle in Basel in der ersten Augustwoche 2018 verwendet (Basel-Binningen, Quelle MeteoSchweiz). Es wird eine Folge von vier Tagen (01. – 04.08.2018) mit hohen Aussentemperaturen (θa) und wolkenlosem Himmel betrachtet. Am vierten Tag mit den höchsten θa werden zwei Zeitpunkte (4 Uhr und 14 Uhr) mit dem Tagesmaximum und dem Tagesminimum analysiert: um 14 Uhr liegt die Aussenlufttemperatur θa bei 34.8 °C, um 4 Uhr liegt sie bei 21.2 °C. Ausgewertet werden θa und PET (physiological equivalent temperature). 6.2.3 Betrachteter Ausschnitt Das für die Simulationen modellierte Areal stellt eine Hofsituation in der Stadt Basel dar (Abb. Abb. 38: Abmessungen des Modells, Quelle: Abb. 39: Platzierung der Sensoren, Quelle: 36). Dieses weist nachts einen Wärmeinseleffekt zwischen 3 und 4 K auf (Abb. 37). https://map.geo.bs.ch. https://map.geo.bs.ch. 6.2.4 Dächer Dachform Die Geometrie von ENVI-met Modellen beruht auf Quadern. Damit kann ENVI-met keine geneigten Ebenen (z. B. Dächer) berücksichtigen. Es gibt zwar grundsätzlich die Möglichkeit, eine geneigte Ebene durch ein treppenförmiges Aufeinanderstapeln zu nähern, doch dies bedingt ein sehr feines Netz im Modell, welches wiederum zu sehr speicher- und rechenzeitintensiven Modellen führt. Es wird daher vorab die Fragestellung untersucht, ob von der Dachform (flach / geneigt) ein für vorliegendes Projekt signifikanter Einfluss auf die Durchströmung der Strasse bzw. die fassadennahen Temperaturen zu erwarten ist. In [41] werden diverse Dachformen und geometrische Verhältnisse (Höhe Gebäude / Strassenbreite) untersucht. Diskutiert werden dabei geometrische Verhältnisse von 1:1 (Strasse Abb. 36: Ausschnitt Hofsituation, Quelle: Abb. 37: Klimaanalysekarte Basel Stadt, Ist-Situation ist so breit, wie die Gebäude hoch sind) und 1:2 (Strasse ist halb so breit, wie die Gebäude hoch https://map.geo.bs.ch Wärmeinseleffekt Nachts 4 Uhr, Quelle: sind). Die Windrichtung ist dabei normal (rechtwinklig) zum Strassenzug. https://map.geo.bs.ch, Grundlagen [40] 1:1: Der Modellausschnitt bildet einen Bereich mit den Abmessungen von ca. 100 x 100 m ab (Abb. 1) Flachdach: «Walze» nahe Gebäudewand. Windabgewandt ist diese schwächer = weniger 38). Die Gebäude sind ca. 20 m hoch (vier Stockwerke inkl. halbe Höhe des Schrägdaches). Der Durchmischung. Hof und die Strasse enthalten im Modell keine Bäume. Die Platzierung der Sensoren, mit welchen 2) Geneigtes Dach: etwas weniger Durchmischung auf der Strasse als im Dachbereich. die Simulationsergebnisse ausgewertet werden, zeigt Abb. 39. Die Sensoren sind von den Fassaden jeweils 1 m entfernt, oder in der Mitte der Strasse bzw. des Hofes platziert. Ihre Höhe 1:2: beträgt 1.7 und 10.7 m (1.7 m = Person, 10.7 m = Höhe Fenster für Nachtlüftung). 1) Flachdach: Die Strasse wird durchströmt. Die Rasterweite des Modells liegt bei 1.5 m. 2) Geneigtes Dach: Die Strasse wird weniger durchströmt. Dafür der Bereich zwischen den Dächern. Wenn also die Simulation nur Flachdächer berücksichtigt, dann wird die Durchmischung im Strassenraum gegenüber der «Realität» mit geneigten Dächern tendenziell etwas überschätzt, d.h., die Temperaturen im Strassenbereich werden etwas unterschätzt. Abweichend zur genannten Studie [41] werden in vorliegendem Projekt reale Klimadaten verwendet. Die Windrichtung ist damit nicht durchgängig gleich und normal zum Strassenzug. Es ist davon auszugehen, dass damit die Unterschiede, welche die unterschiedlichen Dachformen in der Durchmischung im Strassenbereich hervorrufen, weitestgehend verschwinden. 129 130 164 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Abb. 38: Abmessungen des Modells, Quelle: Abb. 39: Platzierung der Sensoren, Quelle: https://map.geo.bs.ch. https://map.geo.bs.ch. 6.2.4 Dächer Dachform Die Geometrie von ENVI-met Modellen beruht auf Quadern. Damit kann ENVI-met keine geneigten Ebenen (z. B. Dächer) berücksichtigen. Es gibt zwar grundsätzlich die Möglichkeit, eine geneigte Ebene durch ein treppenförmiges Aufeinanderstapeln zu nähern, doch dies bedingt ein sehr feines Netz im Modell, welches wiederum zu sehr speicher- und rechenzeitintensiven Modellen führt. Es wird daher vorab die Fragestellung untersucht, ob von der Dachform (flach / geneigt) ein für vorliegendes Projekt signifikanter Einfluss auf die Durchströmung der Strasse bzw. die fassadennahen Temperaturen zu erwarten ist. In [41] werden diverse Dachformen und geometrische Verhältnisse (Höhe Gebäude / Strassenbreite) untersucht. Diskutiert werden dabei geometrische Verhältnisse von 1:1 (Strasse ist so breit, wie die Gebäude hoch sind) und 1:2 (Strasse ist halb so breit, wie die Gebäude hoch sind). Die Windrichtung ist dabei normal (rechtwinklig) zum Strassenzug. 1:1: 1) Flachdach: «Walze» nahe Gebäudewand. Windabgewandt ist diese schwächer = weniger Durchmischung. 2) Geneigtes Dach: etwas weniger Durchmischung auf der Strasse als im Dachbereich. 1:2: 1) Flachdach: Die Strasse wird durchströmt. 2) Geneigtes Dach: Die Strasse wird weniger durchströmt. Dafür der Bereich zwischen den Dächern. Wenn also die Simulation nur Flachdächer berücksichtigt, dann wird die Durchmischung im Strassenraum gegenüber der «Realität» mit geneigten Dächern tendenziell etwas überschätzt, d.h., die Temperaturen im Strassenbereich werden etwas unterschätzt. Abweichend zur genannten Studie [41] werden in vorliegendem Projekt reale Klimadaten verwendet. Die Windrichtung ist damit nicht durchgängig gleich und normal zum Strassenzug. Es ist davon auszugehen, dass damit die Unterschiede, welche die unterschiedlichen Dachformen in der Durchmischung im Strassenbereich hervorrufen, weitestgehend verschwinden. 130 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 165 Dacheindeckung Tabelle 12: Verwendete ENVI-met Initialisierungsparameter der Simulationen. Bodenfeuchte: Angabe als relative Basierend auf den Erkenntnissen zur Dachform wäre es möglich Materialien für Flachdächer zu Feuchte [43] untersuchen. Da sich allerdings der Fokus der Bewertung auf den Hitzestress in der Strasse Parameter Wert bezieht, wird über eine weitere Voruntersuchung abgeklärt, inwiefern sich durch die Materialisierung von Flachdächern das Mikrolima im Strassenraum verändert. Es werden ein Potenzielle Temperatur der Atmosphäre 21.0 °C weisses (Absorption 0.15) und ein schwarzes (Absorption 0.80) Flachdach verglichen. An einem Spezifische Feuchte in einer Höhe von 2´500 m 7 g Wasser / kg Luft Sommertag zeigt sich im Strassenraum ein minimaler Unterscheid von 0.01 um 4 Uhr und von 0.03 K um 14 Uhr (n. b: im Luftraum direkt über dem Flachdach ist der Temperaturunterschied Relative Feuchte in 2 m über Grund 50 % höher, dieser Bereich wird im Materialkatalog aber nicht ausgewertet). Aus diesem Grund Rauhigkeitslänge z0 (Windprofil) 0.1 m erscheint eine Variierung der Dachmaterialien bezogen auf die untersuchte Fragestellung nicht sinnvoll. Windgeschwindigkeit in 10 m über Grund 1.4 m Fazit Windrichtung 140° Das ENVI-met Modell wird im Projekt ausschliesslich mit Flachdächern aufgebaut. Wie in Kapitel Bodentemperatur Schicht 0-20 cm 19.9 °C 6.2.1 dargelegt, werden als Standardmaterial für die Flachdächer Ziegel verwendet. Diese finden in der Praxis zwar nur auf Schrägdächern Verwendung, es soll aber der reale Reflexionsgrad für Bodentemperatur Schicht 20-50 cm 19.9 °C die Dachlandschaft des Areals angenähert werden. In den Ergebnissen sind die Dächer damit Bodentemperatur Schicht > 50 cm 19.9 °C berücksichtigt, die Dachdeckung wird aber nicht variiert. Bodenfeuchte Schicht 0-20 cm Aussen 6.2.5 Umgebung Modell Bodenfeuchte Schicht 20-50 cm 75 % Das eigentliche Modell wird in ENVI-met in eine grössere Umgebung eingebettet, die den Bodenfeuchte Schicht > 50 cm 75 % räumlichen Kontext darstellt. Da es sich um einen städtischen Kontext handelt, wird die Albedo von Ziegeldächern angenommen (0.3). Raumlufttemperatur Gebäude 19.9 °C 6.2.6 Startbedingungen für die Simulation Das Programm errechnet mit Eingabewerten (Tabelle 12) und mit dem ersten Zeitschritt der 6.3 Kritische Diskussion Simulationsergebnisse für das städtische Mikroklima Klimadaten das Verhalten der Modellumgebung. Für den Wind wird mit diversen Zwischenrechnungen sichergestellt, eine realistische Ausgangsverteilung der Wirbel zu erhalten, Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse für die Aussentemperatur (θa) am 04.08.2018 um 4:00 Uhr da sich diese erst nach einige Sekunden Simulationszeit entwickeln. Mit diesem Zwischenschritt morgens und die PET am 04.08.2018 um 14:00 Uhr. Die Ergebnisse gelten für die in Kapitel 6.2 erfolgt die Neuberechnung der Turbulenzverteilung, die nun den Ausgang für die eigentliche genannten Randbedingungen und Modellanordnung. In den nachfolgenden Abschnitten werden Simulation der Windverhältnisse bildet. Alle anderen Variablen werden integriert, bis sich ein die Resultate kritisch diskutiert. stationärer Zustand eingestellt hat. Dann startet die instationäre Rechnung und damit die eigentliche Simulation. Die Werte in Tabelle 12 verändern sich also ab der ersten berechneten Stunde. Genauere Angaben zum Initialisierungsprozess finden sich in [42]. 131 132 166 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Tabelle 12: Verwendete ENVI-met Initialisierungsparameter der Simulationen. Bodenfeuchte: Angabe als relative Feuchte [43] Parameter Wert Potenzielle Temperatur der Atmosphäre 21.0 °C Spezifische Feuchte in einer Höhe von 2´500 m 7 g Wasser / kg Luft Relative Feuchte in 2 m über Grund 50 % Rauhigkeitslänge z0 (Windprofil) 0.1 m Windgeschwindigkeit in 10 m über Grund 1.4 m Windrichtung 140° Bodentemperatur Schicht 0-20 cm 19.9 °C Bodentemperatur Schicht 20-50 cm 19.9 °C Bodentemperatur Schicht > 50 cm 19.9 °C Bodenfeuchte Schicht 0-20 cm Aussen Bodenfeuchte Schicht 20-50 cm 75 % Bodenfeuchte Schicht > 50 cm 75 % Raumlufttemperatur Gebäude 19.9 °C 6.3 Kritische Diskussion Simulationsergebnisse für das städtische Mikroklima Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse für die Aussentemperatur (θa) am 04.08.2018 um 4:00 Uhr morgens und die PET am 04.08.2018 um 14:00 Uhr. Die Ergebnisse gelten für die in Kapitel 6.2 genannten Randbedingungen und Modellanordnung. In den nachfolgenden Abschnitten werden die Resultate kritisch diskutiert. 132 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 167 Tabelle 13: Ergebnisse für die Aussentemperatur um 04:00 Uhr und die PET um 14:00 Uhr des 04.08.2018 auf einer Unter der Prämisse, dass in der Realität die Hinterlüftung wirksam ist, sollte die Aussenschicht Höhe von 1.7 m. Farbcode: rot = höchster Wert innerhalb der Untergruppe (z. B. Leichtbau (LB), blau = tiefster Wert innerhalb der Untergruppe. Simulationsergebnisse, die mit Zurückhaltung interpretiert von Konstruktionen tiefere Temperaturen aufweisen als zum Beispiel die äusserste Schicht von werden müssen, haben eine graue Schriftfarbe. verputzten Aussendämmungen. Speziell nachts ist dieser Unterschied zu erwarten, da die Luftschicht ja durch den Auftrieb natürlich belüftet wird und somit die äusserste Schicht PET @ 14 θ @ 4 «temperiert» wird. a Material Uhr Uhr Die Simulationsresultate passen gut zur genannten Vereinfachung: die höchsten Temperaturen B_Whitetopping_auf_Asphalt 33.5 21.7 für alle Wände zeigen sich beim Material «HF_Faserzementverkleidung_d». Die B_Steinplattenpflästerung 33.7 21.7 Simulationsergebnisse für diese Konstruktionstypen stellen also den schlechtesten Fall mit einer B_Rasen 33.9 21.7 B_Rasengittersteinpflästerung unterbundenen Hinterlüftung dar. 33.7 21.6 B_Kiesbelag 33.6 21.7 B_Chaussierung 33.5 21.7 6.3.2 Blanke Metalloberflächen B_Betonsteinpflästerung 33.7 21.7 Bei zwei Konstruktionen werden blanke Metalloberflächen simuliert. Blanke Metalloberflächen B_Betonbelag 33.5 21.7 haben einen tiefen Emissionsgrad ε zwischen 0.35 und 0.60 (bei üblichen Materialien ist ε = 0.90). B_Asphalt_h 33.7 21.7 Aufgrund der Abstrahlung sind besonders nachts tiefe Temperaturen zu erwarten, tagsüber B_Asphalt_d 33.7 21.7 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_m dominiert dieses Phänomen jedoch nicht das Ergebnis. Die Ergebnisse der Simulationen von 35.7 21.8 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_h blanken Metalloberflächen ergeben als mittleren Wert für die PET um 14 Uhr die folgenden Werte: 35.0 21.6 ZW_Zweischalenmauerwerk_Luftschicht_d 36.0 21.9 • „LB_Sandwichpaneel_b“: PET 25.0 °C @ 14 Uhr ZW_Zweischalenmauerwerk_Kerndämmung 33.1 21.7 • „HF_Metallblechverkleidung_b“: PET 28.8 °C @ 14 Uhr ZW_Sichtbetonwand_Kerndämmung 36.1 21.9 VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_m 35.9 21.7 Damit ist die PET aller ausgewerteten Rezeptoren also im Mittel tiefer als die VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_h 35.2 21.5 Aussenlufttemperatur θa (34.8 °C). Dieses Ergebnis ist nicht plausibel. Auf Nachfrage empfiehlt VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Dämmputz_d 36.1 21.8 der Programmhersteller zunächst, für die Simulationen einen „Advanced Radiation Transfer VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_m 36.1 21.6 Scheme (IVS)“ zu verwenden. Da hiermit die Ergebnisse jedoch gleich bleiben, werden in einem VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_h 35.3 21.5 weiteren Schritt Beta-Versionen eines Updates für das IVS Tool in Version 4.4.6 getestet. Bei der VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d 36.4 21.7 Version mit den plausibelsten Werten (Stand 24.06.21) sind die Werte für die PET höher, liegen VA_Kompaktfassade_Steinwolle_m 35.7 21.7 aber deutlich über den Werten für die anderen Materialien: VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h 35.0 21.6 VA_Kompaktfassade_Steinwolle_d 35.9 21.8 • «LB_Sandwichpaneel_b»: PET 40.5 °C @ 14 Uhr VA_Kompaktfassade_EPS_m 35.0 21.8 • „HF_Metallblechverkleidung_b“: PET 40.7 °C @ 14 Uhr VA_Kompaktfassade_EPS_h 34.8 21.7 VA_Kompaktfassade_EPS_d 35.0 21.9 Eine Testrechnung mit einem nicht metallischen Material zeigt, dass die PET sich dort um 9 K Reflektierender_Anstrich_m 34.6 21.7 erhöht. Diese Abweichung von den bisherigen Simulationsergebnissen scheint den Verfassern Reflektierender_Anstrich_h 35.5 21.7 (zu) hoch. Zusammen mit der Tatsache, dass sich die Beta-Version des IVS-Tools zum Zeitpunkt Reflektierender_Anstrich_d 33.6 21.7 der Untersuchungen noch in der Testphase befindet, führt dies zur Entscheidung, die Ergebnisse LB_Sandwichpaneel_h 34.5 21.7 für die blanken Metalloberflächen nicht zu verwenden. LB_Sandwichpaneel_d 31.0 21.8 LB_Glasfassade_Sonnenschutz_h 33.8 21.6 6.3.3 Verhalten von dunklen und hellen Wandoberflächen LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d 30.1 21.6 LB_Glasfassade 33.6 21.4 Grundsätzlich ist zu erwarten, dass bei einer Veränderung der Farbe eines Materials die dunklere HF_Steinverkleidung 34.1 21.8 Farbgebung zu höheren Luft- und Oberflächentemperaturen und damit zu einer höheren PET in HF_Photovoltaik 31.7 21.7 der Umgebung führt. HF_Metallblechverkleidung_h 34.4 21.7 HF_Metallblechverkleidung_d 31.0 21.8 Bei einigen Wandkonstruktionen ruft die helle Farbgebung eine höhere PET hervor, als die dunkle HF_Holzverkleidung 34.2 21.7 Farbe. Die Konstruktionen, bei denen dies auftritt, sind in Tabelle 14 aufgelistet. Mit Ausnahme HF_Begrünungselement 35.9 21.7 des reflektierenden Anstrichs und des Faserzements bestehen die Konstruktionen aus einer HF_Faserzementverkleidung 33.0 21.9 Metallschicht in Verbindung mit einer Dämmung oder einer Luftschicht. Die thermische Trägheit HF_Faserzementverkleidung_m 34.2 21.9 der Konstruktionen ist also gering. Die Analyse der Windgeschwindigkeit zeigt, dass sich mit HF_Faserzementverkleidung_h 34.4 21.8 dunkel gefärbten Metallschichten eine höhere Windgeschwindigkeit im betrachteten Ausschnitt HF_Faserzementverkleidung_d 33.9 22.0 einstellt. Die hohen Oberflächentemperaturen des dunklen Metalls rufen also Turbulenzen hervor, die bis zu einem gewissen Grad durch den ausgelösten thermischen Auftrieb auch erwartbar sind. Diese Turbulenzen führen zu einer tieferen PET (Rezeptor 10 Differenz zur hellen Farbgebung 6.3.1 Hinterlüftete Wandkonstruktionen 4.7 – 4.9 K, Mittel alle Rezeptoren: 3.4 – 3.7 K)). Konstruktionen mit einer (etwas) höheren thermischen Trägheit sind der reflektierende Anstrich (auf verputztem Hochlochziegel) und die Wie in Kapitel 6.2.1 erwähnt, behandelt ENVI-met die Luftschicht vereinfachend wie eine Faserzementverkleidung. Hier ist das Phänomen schwächer, die Differenz bei der PET liegt Dämmschicht (λ = 0.025 W (m K)-1). zwischen der hellen und der dunklen Farbe bei 2.7 K bzw. 0.4 K (Rezeptor 10, Mittel alle 133 134 168 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Wandmaterialien Bodenmaterialien Unter der Prämisse, dass in der Realität die Hinterlüftung wirksam ist, sollte die Aussenschicht von Konstruktionen tiefere Temperaturen aufweisen als zum Beispiel die äusserste Schicht von verputzten Aussendämmungen. Speziell nachts ist dieser Unterschied zu erwarten, da die Luftschicht ja durch den Auftrieb natürlich belüftet wird und somit die äusserste Schicht «temperiert» wird. Die Simulationsresultate passen gut zur genannten Vereinfachung: die höchsten Temperaturen für alle Wände zeigen sich beim Material «HF_Faserzementverkleidung_d». Die Simulationsergebnisse für diese Konstruktionstypen stellen also den schlechtesten Fall mit einer unterbundenen Hinterlüftung dar. 6.3.2 Blanke Metalloberflächen Bei zwei Konstruktionen werden blanke Metalloberflächen simuliert. Blanke Metalloberflächen haben einen tiefen Emissionsgrad ε zwischen 0.35 und 0.60 (bei üblichen Materialien ist ε = 0.90). Aufgrund der Abstrahlung sind besonders nachts tiefe Temperaturen zu erwarten, tagsüber dominiert dieses Phänomen jedoch nicht das Ergebnis. Die Ergebnisse der Simulationen von blanken Metalloberflächen ergeben als mittleren Wert für die PET um 14 Uhr die folgenden Werte: • „LB_Sandwichpaneel_b“: PET 25.0 °C @ 14 Uhr • „HF_Metallblechverkleidung_b“: PET 28.8 °C @ 14 Uhr Damit ist die PET aller ausgewerteten Rezeptoren also im Mittel tiefer als die Aussenlufttemperatur θa (34.8 °C). Dieses Ergebnis ist nicht plausibel. Auf Nachfrage empfiehlt der Programmhersteller zunächst, für die Simulationen einen „Advanced Radiation Transfer Scheme (IVS)“ zu verwenden. Da hiermit die Ergebnisse jedoch gleich bleiben, werden in einem weiteren Schritt Beta-Versionen eines Updates für das IVS Tool in Version 4.4.6 getestet. Bei der Version mit den plausibelsten Werten (Stand 24.06.21) sind die Werte für die PET höher, liegen aber deutlich über den Werten für die anderen Materialien: • «LB_Sandwichpaneel_b»: PET 40.5 °C @ 14 Uhr • „HF_Metallblechverkleidung_b“: PET 40.7 °C @ 14 Uhr Eine Testrechnung mit einem nicht metallischen Material zeigt, dass die PET sich dort um 9 K erhöht. Diese Abweichung von den bisherigen Simulationsergebnissen scheint den Verfassern (zu) hoch. Zusammen mit der Tatsache, dass sich die Beta-Version des IVS-Tools zum Zeitpunkt der Untersuchungen noch in der Testphase befindet, führt dies zur Entscheidung, die Ergebnisse für die blanken Metalloberflächen nicht zu verwenden. 6.3.3 Verhalten von dunklen und hellen Wandoberflächen Grundsätzlich ist zu erwarten, dass bei einer Veränderung der Farbe eines Materials die dunklere Farbgebung zu höheren Luft- und Oberflächentemperaturen und damit zu einer höheren PET in der Umgebung führt. Bei einigen Wandkonstruktionen ruft die helle Farbgebung eine höhere PET hervor, als die dunkle Farbe. Die Konstruktionen, bei denen dies auftritt, sind in Tabelle 14 aufgelistet. Mit Ausnahme des reflektierenden Anstrichs und des Faserzements bestehen die Konstruktionen aus einer Metallschicht in Verbindung mit einer Dämmung oder einer Luftschicht. Die thermische Trägheit der Konstruktionen ist also gering. Die Analyse der Windgeschwindigkeit zeigt, dass sich mit dunkel gefärbten Metallschichten eine höhere Windgeschwindigkeit im betrachteten Ausschnitt einstellt. Die hohen Oberflächentemperaturen des dunklen Metalls rufen also Turbulenzen hervor, die bis zu einem gewissen Grad durch den ausgelösten thermischen Auftrieb auch erwartbar sind. Diese Turbulenzen führen zu einer tieferen PET (Rezeptor 10 Differenz zur hellen Farbgebung 4.7 – 4.9 K, Mittel alle Rezeptoren: 3.4 – 3.7 K)). Konstruktionen mit einer (etwas) höheren thermischen Trägheit sind der reflektierende Anstrich (auf verputztem Hochlochziegel) und die Faserzementverkleidung. Hier ist das Phänomen schwächer, die Differenz bei der PET liegt zwischen der hellen und der dunklen Farbe bei 2.7 K bzw. 0.4 K (Rezeptor 10, Mittel alle 134 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 169 Rezeptoren: 1.9 bzw. 0.5 K). Der Unterschied bei der Windgeschwindigkeit ist hier allerdings sehr Zu Beginn der Simulation hat der Boden eine Temperatur von 19.9 °C (Tabelle 12). Am Ende des klein (reflektierender Anstrich) oder sogar gegenläufig (beim Faserzement tritt bei der hellen Simulationszeitraums (letzte Stunde) liegt die Temperaturspanne im gesamten Areal zwischen Farbgebung eine höhere Windgeschwindigkeit auf). Folglich sind für die kleine Differenz beim 19.9 °C und 27.8 °C (Tiefe 35 cm, Bodentyp: Referenz mit α = 0.18). Diese Werte können mit Faserzement andere Gründe, wie z. B. die nicht berücksichtigte Hinterlüftung, die Ursache. verfügbaren Messdaten der Bodentemperaturen in zwei Ortschaften (Tiefe: 35 cm, ländliche, Bei Konstruktionen, z. B. Wandtypen mit verputzter Aussendämmung, bei denen wie erwartet die unbebaute Gegend, 01.08.2018) nahe bei Basel verglichen werden [44]: In Brislach und Therwil PET aufgrund der dunklen Farbe höher ist als bei der hellen Farbe wurden 20.5 °C und 21.4 °C gemessen. Der tiefere Wert der Simulationsergebnisse zeigt somit (VA_Kompaktfassade_Steinwolle_h und _d und VA_Kompaktfassade_EPS_h und _d), ist die eine gute Übereinstimmung mit den Messresultaten. Wenn man den städtischen Kontext des Windgeschwindigkeit bei der helleren Farbegebung höher (Differenz 0.02 – 0.04 m/s). Simulationsszenarios berücksichtigt, dann ist auch der höhere Wert der Bandbreite plausibel. 6.3.6 Raumlufttemperatur im Gebäude Tabelle 14: PET Rezeptor 10 (Mitte Innenhof), maximale und minimale θ des Bodens, maximale θ aller Wände und Die Simulationen konzentrieren sich auf das Mikroklima ausserhalb der Gebäude. Obwohl bei Windgeschwindigkeit um 14 Uhr im Innenhof. den meisten der untersuchten Konstruktionen das Innenklima der Gebäude vom Aussenklima Material PET (°C) Max θ von Max θ**; Min θ*** auf dem Boden im Windgeschwindig- durch eine Dämmschicht entkoppelt ist und damit die Aussentemperatur der Wand nicht Rezeptor 10 allen Innenhof (°C) keit, Höhe 1.7 m, signifikant beeinflusst, ist es aus Plausibilitätsgründen wünschenswert, dass die Raumlufttem- Wänden* (°C) Rezeptor 10 (m/s) peraturen realistisch sind. Die Starttemperatur innen (θi) liegt bei 19.9 °C (Tabelle 12). Reflektierender_ 43.0 / 40.3 43.3 / 43.4 40.0±0.5; <20.8 / 39.5±0.5; <20.8 0.06 / 0.08 Vereinfachend behandelt ENVI-met jeden Gebäudeblock als eine hohle Einheit ohne thermische Anstrich_ h / _d Masse (wie z. B. Trennwände, Böden etc.). Zusätzlich werden Belüftung und solare Gewinne LB_Sandwich- 41.6 / 36.7 43.3 / 43.3 39.7±0.5; <20.8 / 37.8±0.5; <20.8 0.07 / 0.11 nicht berücksichtigt. Eine exemplarische Überprüfung der Raumlufttemperatur in einem paneel_h / _d Gebäudeblock (Abb. 39, U-förmige Blockbebauung, die den Innenhof mit Rezeptor 10 umgibt) LB_Glasfassade_ 40.5 / 35.6 43.0 / 43.0 39.5±0.5; <20.8 / 35.8±0.5; <20.8 0.08 / 0.64 zeigt, dass θi am Ende der Simulationsperiode 26.5 °C beträgt. Dieses Resultat ist plausibel. Sonnenschutz_h / _d HF_Metallblechver- 41.4 / 36.7 43.2 / 43.3 39.7±0.5; <20.8 / 37.9±0.5; <20.8 0.07 / 0.11 6.3.7 Streuung Ergebnisse im betrachteten Ausschnitt kleidung_h / _d In den vorangehenden Auswertungen wird jeweils der Mittelwert der zehn definierten Rezeptoren HF_Faserzementver- 41.3 / 40.9 43.3 / /43.3 39.7±0.5; <20.8 / 39.6±0.5; <20.8 0.08 / 0.07 analysiert (Verteilung Rezeptoren siehe Abb. 39). Die Streuung zwischen den Rezeptoren kann kleidung_h / _d durch die Standardabweichung und die Differenz zwischen dem Minimal- und Maximalwert für Beschränkungen der grafischen Ausgabe von ENVI-met 4.4.5: die PET oder die θa für jedes Material beschrieben werden. * = die Oberflächentemperatur von einzelnen Wänden scheint nicht standardmässig zugänglich zu sein. ** es wird nur ein Temperaturbereich angegeben, die angegebene Temperatur kann also um 0.5 K höher oder tiefer sein. Die Standardabweichung der PET um 14 Uhr (auf 1.7 m Höhe) liegt zwischen 2.5 K ***es wird keine genauere minimale ausgegeben. Die minimale Temperatur liegt also unter 20.8 °C. (HF_Metallblechverkleidung_h) und 3.7 K (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämm- putz_d). Der Mittelwert der Standardabweichungen liegt bei 3.0 K. Angesichts der Verteilung der Rezeptoren und der Tatsache, dass die Besonnungs- und Verschattungssituation unterschiedlich 6.3.4 Begrünung Wand und Boden ist, ist dieser Wert realistisch. Mit Zurückhaltung zu interpretieren sind die eher schlechten Ergebnisse für begrünte Fassaden Die höchste Differenz bei der PET zwischen den Rezeptoren tritt mit 11.5 K beim Material und den Rasen. Sie können damit erklärt werden, dass die in den Simulationen ausgewertete «VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d» auf. Die geringste Differenz mit Periode am Ende einer Hitzewelle liegt und die oberen Schichten des Bodens und die Wand als 8.0 K tritt bei der Glasfassade mit Sonnenschutz (LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d) auf. Der ausgetrocknet angenommen sind. Unter den gewählten Einstellungen im Simulationsprogramm Mittelwert aller Differenzen liegt bei 9.5 K (Ebene 1.7 m). (und auch in der Realität [4]) ist der Verdunstungseffekt damit nicht mehr vorhanden. Beim Rasen kommt hinzu, dass auch die Wahl eines eher ungünstigen Erdreichtyps mit wenig Während der Nacht ist die Streuung von θa mit einer Standardabweichung zwischen 0.0 K und Speichermasse das Ergebnis negativ beeinflusst. Es wird also der schlechteste Fall dargestellt. 0.1 K deutlich kleiner. Die maximale Temperaturdifferenz liegt bei 0.4 K. Es kann davon ausgegangen werden, dass in einer feuchteren Periode oder mit einer permanenten Bewässerung die resultierende PET tiefer wäre. Dies bestätigen Messungen aus der Literatur. Diese sind in der «Infobox: begrünte Fassade» und in der «Infobox: Rasen» in Kapitel 2.1.1 dargestellt. Grundsätzlich tragen begrünte Flächen dann am wirksamsten dazu bei, den Hitzestress zu minimieren, wenn sie zusätzlich noch beschattet und bewässert sind. Natürlich wäre der Aufwand für die Bewässerung in der Bewertung der Ökologie zu berücksichtigen. 6.3.5 Validierung Bodentemperatur Die untersuchten Konstruktionen für den Boden führen bei den Ergebnissen für die PET nur zu Streuungen innerhalb einer schmalen Bandbreite von 0.4 K. Es ist anzunehmen, dass die thermische Masse des Bodens grössere Differenzen verhindert. Zusätzlich wird die resultierende PET auch stark von der solaren Einstrahlung und dem Wind beeinflusst. 135 136 170 Baumaterialien für Städte im Klimawandel – Materialkatalog mit Empfehlungen Zu Beginn der Simulation hat der Boden eine Temperatur von 19.9 °C (Tabelle 12). Am Ende des Simulationszeitraums (letzte Stunde) liegt die Temperaturspanne im gesamten Areal zwischen 19.9 °C und 27.8 °C (Tiefe 35 cm, Bodentyp: Referenz mit α = 0.18). Diese Werte können mit verfügbaren Messdaten der Bodentemperaturen in zwei Ortschaften (Tiefe: 35 cm, ländliche, unbebaute Gegend, 01.08.2018) nahe bei Basel verglichen werden [44]: In Brislach und Therwil wurden 20.5 °C und 21.4 °C gemessen. Der tiefere Wert der Simulationsergebnisse zeigt somit eine gute Übereinstimmung mit den Messresultaten. Wenn man den städtischen Kontext des Simulationsszenarios berücksichtigt, dann ist auch der höhere Wert der Bandbreite plausibel. 6.3.6 Raumlufttemperatur im Gebäude Die Simulationen konzentrieren sich auf das Mikroklima ausserhalb der Gebäude. Obwohl bei den meisten der untersuchten Konstruktionen das Innenklima der Gebäude vom Aussenklima durch eine Dämmschicht entkoppelt ist und damit die Aussentemperatur der Wand nicht signifikant beeinflusst, ist es aus Plausibilitätsgründen wünschenswert, dass die Raumlufttem- peraturen realistisch sind. Die Starttemperatur innen (θi) liegt bei 19.9 °C (Tabelle 12). Vereinfachend behandelt ENVI-met jeden Gebäudeblock als eine hohle Einheit ohne thermische Masse (wie z. B. Trennwände, Böden etc.). Zusätzlich werden Belüftung und solare Gewinne nicht berücksichtigt. Eine exemplarische Überprüfung der Raumlufttemperatur in einem Gebäudeblock (Abb. 39, U-förmige Blockbebauung, die den Innenhof mit Rezeptor 10 umgibt) zeigt, dass θi am Ende der Simulationsperiode 26.5 °C beträgt. Dieses Resultat ist plausibel. 6.3.7 Streuung Ergebnisse im betrachteten Ausschnitt In den vorangehenden Auswertungen wird jeweils der Mittelwert der zehn definierten Rezeptoren analysiert (Verteilung Rezeptoren siehe Abb. 39). Die Streuung zwischen den Rezeptoren kann durch die Standardabweichung und die Differenz zwischen dem Minimal- und Maximalwert für die PET oder die θa für jedes Material beschrieben werden. Die Standardabweichung der PET um 14 Uhr (auf 1.7 m Höhe) liegt zwischen 2.5 K (HF_Metallblechverkleidung_h) und 3.7 K (VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämm- putz_d). Der Mittelwert der Standardabweichungen liegt bei 3.0 K. Angesichts der Verteilung der Rezeptoren und der Tatsache, dass die Besonnungs- und Verschattungssituation unterschiedlich ist, ist dieser Wert realistisch. Die höchste Differenz bei der PET zwischen den Rezeptoren tritt mit 11.5 K beim Material «VA_Einschalenbacksteinmauerwerk_Aerogeldämmputz_d» auf. Die geringste Differenz mit 8.0 K tritt bei der Glasfassade mit Sonnenschutz (LB_Glasfassade_Sonnenschutz_d) auf. Der Mittelwert aller Differenzen liegt bei 9.5 K (Ebene 1.7 m). Während der Nacht ist die Streuung von θa mit einer Standardabweichung zwischen 0.0 K und 0.1 K deutlich kleiner. Die maximale Temperaturdifferenz liegt bei 0.4 K. 136 6 Anhang 2: Methodik und kritische Diskussion der Simulationen 171 7 Anhang 3: Literatur Anmerkung: Die Datenquellen für die Datensammlung in Kapitel 4 sind direkt im jeweiligen Unterkapitel für jedes Material separat angegeben. [1] M. Ecklin, Diese Gemeinde macht Ernst: Hier ist Rasen sprengen verboten, bz Basel, Basel, 2018. [2] N. L. Landolt, Erste Bewässerungsverbote in Aargauer Gemeinden: «Es geht nicht mehr anders», Aargauer Zeitung, Aargau, 2018. [3] N. H. Wong et al., Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls, Build. Environ., vol. 45, no. 3, pp. 663–672, 2010. [4] M. A. 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Schmutz, Messnetz Bodenfeuchte Jahresbericht 2018, Liestal, 2018. 7 Anhang 3: Literatur 173 Ein Projekt im Rahmen des Pilotprogramms Anpassung an den Klimawandel, unterstützt durch das Bundesamt für Wohnungswesen BWO Ein Projekt im Rahmen des Pilotprogramms Anpassung an den Klimawandel, unterstützt durch das Bundesamt für Wohnungswesen BWO Impressum Herausgeber BImunpdreessasummt für Wohnungswesen BWO Hallwylstrasse 4, 3003 Bern THeel.r +au41sg 5e8b 4e8r 0 91 11 Binufon@debswamo.ta fdümr iWn.ochh,n wunwgwsw.bewseon.a BdWmOin.ch Hallwylstrasse 4, 3003 Bern TDeol.w +n41lo 5a8d 480 91 11 winwfow@.bbwwoo..aaddmmiinn..cchh, www.bwo.admin.ch www.nccs.admin.ch Download wPrwojwe.kbtwteoa.amdmin.ch Cwhwriwst.inacnc sF.eaidgmeninw.icnhter, Atmosphärenwissenschaften, Universität Basel Miriam Mutti, damals Atmosphärenwissenschaften, Universität Basel FPrraonjezikskttae Sacmhwager, Amt für Umwelt und Energie des Kantons Basel-Stadt CAhnrdisretiaasn W Feicigkei,n GwEinOt ePra, rAtntmero AspGh, ädreanmwailsss Aentmscohsapfhteänre, nUwniisvseernsistcäht aBfatesenl, Universität Basel Miriam Mutti, damals Atmosphärenwissenschaften, Universität Basel FPrraonjeziksktpa aSrcthnwerager, Amt für Umwelt und Energie des Kantons Basel-Stadt AAmndtr efüars UWmicwkei,l tG uEnOd PEanretnrgeire A dGe,s dKaamntaolsn sA Btmasoeslp-Shtäardetnwissenschaften, Universität Basel Atmosphärenwissenschaften, Universität Basel PBaroujgeekntopsasretnnsecrhaft wohnen&mehr, Basel Amt für Umwelt und Energie des Kantons Basel-Stadt AAtumtoors/pihnänreennwissenschaften, Universität Basel BCaaurogleinneo sHsoefnfsmchaanfnt, wINoEhBn,e FnH&NmWeh, rC, aBraosleinle.Hoffmann@fhnw.ch Achim Geissler, INEB, FHNW, Achim.Geissler@fhnw.ch Autor/innen FCaacrhohlinoech Hscohffumlea Nnno,r dINwEeBs,t sFcHhNwWeiz, CFHarNoWline.Hoffmann@fhnw.ch AIncshtiitmut GNeaicsshlhera,l tINigEkBe,it F uHnNdW E,n Aercghieim a.mGe Bisasuler@fhnw.ch Hofackerstrasse 30 CFaHc-h4h1o3c2h sMchuuttleen Nzordwestschweiz FHNW Iwnwstiwtu.fth Nnawc.hchha ltigkeit und Energie am Bau Hofackerstrasse 30 CFiHn-a4n1z3i2e rMunugttenz wBuwnwde.fshanmwt. cführ Wohnungswesen BWO Amt für Umwelt und Energie des Kantons Basel-Stadt Finanzierung BGuensdtaelstaumntg für Wohnungswesen BWO AHamhtn f+üZr iUmmmweremlt aunnnd, EBneernrgie des Kantons Basel-Stadt ZGietisetrawltueinsge CHaarhonli+nZei mHomfefmrmaannnn, ,A Bcehrimn Geissler (2022). Baumaterialien für Städte im Klimawandel. Materialkatalog mit Empfehlungen. Bundesamt für Wohnungswesen, Bern. Zitierweise CAanrmoleinrek uHnogffemnann, Achim Geissler (2022). Baumaterialien für Städte im Klimawandel. MDiea tZeurisaalkmamtaelongf amssiut nEgm dpifeeshelsu nBgeerinch. tBeusn isdte isna mdet uftüsrc hWeor,h fnraunnzgösswisecsheenr ,u Bnedr n . italienischer Sprache erhältlich. Anmerkungen DDeier ZBuesraicmhtm geinbtfa dsiseu nAgu fdfaiessseusn Bge driecrh Ateust oisrti ninn edne uutnscdh Aeru, tforarennz öwsiisecdheer,r duined n icht nitaoltiweneinscdhigeer rSwperaisceh me eitr hdäelrtjleicnhig. en der Auftraggebenden übereinstimmen muss. TDietre Blbeirlidcht gibt die Auffassung der Autorinnen und Autoren wieder, die nicht n©o VtwBeSndigerweise mit derjenigen der Auftraggebenden übereinstimmen muss. Titelbild ©© VBWBSO, Juni 2022 © BWO, Juni 2022