Description succincte
(Allemand)
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Eine suffiziente Nutzung der Wohnfläche ist heute wenig sichtbar in der Berechnung der Grauen Energie und der Treibhausgasemissionen der Erstellung von Wohngebäuden. Damit sie besser abgebildet wird und in der Planung berücksichtigt werden kann, soll ein Verfahren zur Ermittlung des personenbezogenen Flächenverbrauchs anhand der Grundrisse und der geplanten Bewirtschaftung von Wohngebäuden entwickelt werden. Das Verfahren soll fair und robust sein und in einem Gebäudelabel oder Vergabeverfahren angewendet werden können. Basierend auf den bestehenden Grenzwerten pro Person des SIA-Merkblatt 2040 «Effizienzpfad Energie», wie auch der Herleitung der Nutzungsdichte im «Standard nachhaltiges Bauen Schweiz» wird ein Verfahren zur Ermittlung projektspezifischer Grenzwerte für die Graue Energie pro «erwarteter Anzahl Bewohner» entwickelt. Anhand von Testrechnungen werden die Auswirkungen der neuen Bezugsgrösse geprüft.
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Rapport final
(Allemand)
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Kennzahlen werden in Gebäudelabels verwendet zur vergleichenden Bewertung. Zwei davon sind die Energie und die Treibhausgasemissionen der Erstellung von Gebäuden. Durch ihre numerische Natur wirken Kennzahlen objektiv und wertfrei. Jedoch werden die Kennzahlen nicht alleine durch die Eigenschaften der untersuchten Objekte bestimmt. Für die Berechnung der Kennzahlen wird eine standardisierte Methodik verwendet, welche das Rezept zur Ermittlung der Kennzahlen vorgibt. Diese Methodik bestimmt darüber mit, welche Kennzahlen die untersuchten Gebäude erhalten. Bei der Bildung der Kennzahlen der Grauen Energie und Treibhausgasemissionen wird die berechnete absolute Menge an verbrauchter Energie oder ausgestossener Treibhausgasemissionen durch die Energiebezugsfläche des Gebäudes geteilt. Zudem werden die absolute Energiemenge oder die absoluten Emissionen mit einer pro Bauteil festgelegten Amortisationszeit auf Jahreswerte umgerechnet. So entsteht eine Kenn-zahl mit Bezug pro Jahr und pro Quadratmeter Energiebezugsfläche. Mit dieser Kennzahlbildung wird eine Abhängigkeit zur Energiebezugsfläche eingeführt, die zu ungewollten Effekten führen kann. Wenn ein Planerteam bestrebt ist, die Energiebezugsfläche bei gleichbleibendem Nutzen eines Gebäudes zu verkleinern – was eine Einsparung an benötigter Heizenergie ermöglicht – dann führt das im Allgemeinen zu einer grösseren Kennzahl für die Graue Energie oder Treibhausgasemissionen pro Jahr und Quadratmeter Energiebezugsfläche. Die Kennzahl des Gebäu-des verschlechtert sich also, statt sich zu verbessern. Mit der vorliegenden Arbeit schlagen wir einen Lösungsansatz für dieses Problem für den Wohnungsbau vor. Unser Vorschlag orientiert sich am primären Ziel der Erstellung von Wohnbauten: diese sollen Wohn-raum für Personen schaffen. Wir erarbeiten eine Methode, um die künftige Anzahl Bewohnerinnen von Bauprojekten zu ermitteln. Die prognostizierte Anzahl Bewohnerinnen verwenden wir weiter zur Berechnung einer Referenzfläche für das Bauprojekt. Zur Ermittlung der Referenzfläche multiplizieren wir die prognostizierte Anzahl Bewohnerinnen mit dem mittleren Flächenverbrauch pro Kopf. Nehmen wir nun die effektive Projektfläche und teilen sie durch die soeben ermittelte Referenzfläche, erhalten wir den personenbezogenen Flächeneffizienzfaktor. Je kleiner der resultierende Flächeneffizienzfaktor wird, desto effizienter geht das Projekt mit der geschaffenen Fläche um. Der personenbezogene Flächeneffizienzfaktor wurde in einer Variante weiterentwickelt zu einem suffizienten Flächeneffizienzfaktor. Für diesen wird die Personenzahl in derselben Weise prognostiziert wie bisher. Dann wird die Anzahl künftiger Bewohnerinnen jedoch mit einem suffizienten Flächenverbrauch pro Kopf multipliziert, um die suffiziente Referenzfläche zu erhalten. Der suffiziente Flächenverbrauch pro Kopf wird in der vorliegenden Studie definiert. Nun kann wie im ersten Ansatz die Referenzfläche durch die Projektfläche geteilt werden, um den suffizienten Flächeneffizienzfaktor zu erhalten. Für die Ermittlung des Flächeneffizienzfaktors wird eine zweite wohnungsbezogene Methode entwickelt, welche die Wohnungsflächen des geplanten Projekt in Bezug setzt zu den mittleren Wohnungsflächen der Schweiz. Dieser Ansatz wird in der Diskussion zugunsten des personenbezogenen verworfen. Er wurde jedoch ebenfalls vollständig entwickelt und könnte dasselbe leisten wie der von den Autoren favorisierte Personenbezug. Der Flächeneffizienzfaktor eines Gebäudes kann auf unterschiedliche Weise für die Gebäudebeurteilung eingesetzt werden:
- Eine Möglichkeit besteht darin, den reinen Flächeneffizienzfaktor als Vergleichsmassstab in der Projektentwicklung oder zwischen verschiedenen Projekten zu verwenden. Projektvarianten mit kleinerem Flächeneffizienzfaktoren sind bezüglich Flächennutzung besser als solche mit grösserem Flächeneffizienzfaktor.
- Der reine Flächeneffizienzfaktor kann auch als Bewertungsmassstab verwendet werden, indem gewisse Zielvorgaben gesetzt werden. Es könnte z.B. gefordert werden, dass Wettbewerbsprojekte einen Flächeneffizienzfaktor kleiner gleich eins erreichen müssen.
- In einem Labelkriterium können die Werte des Flächeneffizienzfaktors mit Noten gleichgesetzt werden. Für eine solche Verwendung im SNBS-Label macht die Studie einen konkreten Vorschlag.
- Im Falle von Gebäudelabel mit einer berechnungsbasierten Bewertung der Grauen Energie oder Treibhausgasemissionen kann der Flächeneffizienzfaktor in die Berechnung des Grenzwerts einfliessen. Wir schlagen ein konkretes Verfahren für die Grenzwertbildung von Minergie-Eco oder SNBS vor.
- Bei der Berechnung der Grauen Energie oder Treibhausgasemissionen von Gebäuden kann das Ergebnis mit dem Flächeneffizienzfaktor gewichtet werden, um einen personengewichteten Gebäudewert zu erhalten.
Welche Verwendung des Flächeneffizienzfaktors zielführend ist, hängt ab von der Projektphase und vom Kontext. Es ist denkbar, den reinen Flächeneffizienzfaktor in frühen Projektphasen zu verwenden, um dann in späteren Phasen auf eine Bewertung der Treibhausgasemissionen mittels flächengewichteten Grenzwerten zu wechseln.
Die vorgeschlagene Bewertungsmethode wurde an einem Dutzend Beispielgebäude getestet. Es handelt sich durchgehend um reale Gebäude in einem realisierungsfähigen Planungsstand. Es zeigt sich, dass der Einbezug des Flächeneffizienzfaktors mehrere Vorteile für die Bewertung generiert. Er löst problematische Effekte des heute verwendeten Flächenbezugs, der eine optimierte Energiebezugsfläche oder die Erstellung kleinerer Zimmer bestraft. Wie gewünscht verbessert sich die Zielerreichung von Gebäuden mit weniger gegenüber Gebäuden mit mehr Flächenverbrauch pro Person.
In der Analyse der Beispielgebäude zeigte sich, dass bewusst flächenoptimiert geplante Bauten nach heutigem Baustandard personenbezogene Flächeneffizienzfaktoren von 0.7-0.8 erreichen können. Wenig flächenoptimierte Gebäude wiesen Flächeneffizienzfaktoren um 1.2 auf. Wobei anzumerken ist, dass keine ausgesprochenen Luxusbauten in der Gebäudeauswahl vorkamen. Die erwähnten Zahlen beziehen sich auf Flächeneffizienzfaktoren, die auf dem mittleren Wohnflächenverbrauch der Schweiz basieren. Die Autoren empfehlen den Einbezug des Flächeneffizienzfaktors in die Ermittlung der Grenzwerte für Graue Energie und Treibhausgasemissionen der Gebäudelabels Minergie-Eco und SNBS. Wenn die entwickelten Flächeneffizienzfaktoren in die bestehende Bewertungsmethodik von Gebäudelabels eingepflegt werden, entsteht ein Bewertungsmassstab für die Grauen Treibhausgasemissionen oder die Graue Energie unter Einbezug der künftigen Anzahl Bewohnerinnen. Damit wird flächeneffiziente Planung in der Bewertung sichtbar und numerisch fassbar.
Documents annexés
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Rapport final
(Anglais)
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Several indicators are used in building labels for comparative assessment. Two of these are energy and greenhouse gas emissions from the construction of buildings. Due to their numerical nature, indicators appear objective and value-free. However, these values are not determined solely by the properties of the objects examined. A standardised methodology is used, which provides the recipe to calculate the indicators. This methodology also plays a role to determine which values are assigned to a certain building. When calculating the indicators for grey energy and greenhouse gas emissions, the calculated absolute amount of energy consumed or greenhouse gas emissions emitted is divided by the energy reference area of the building. In addition, the absolute amount of energy or the absolute emissions are converted to annual values with an amortisation period defined for each building component. This results in a key figure with a reference per year and per square metre of energy reference area. With this approach, a dependency on the energy reference area is introduced, which can lead to unde-sired effects. If a planning team strives to reduce the energy reference area of a building while keeping its usability on the same level - which enables savings in the required heating energy - then this generally leads to a larger indicator for grey energy or greenhouse gas emissions per year and per square metre of energy reference area. The building's performance indicator therefore deteriorates instead of im-proves. In this paper, we propose a solution to this problem for residential buildings. Our proposal is oriented towards the primary objective of the construction of residential buildings: they should create living space for people. We develop a method to predict the future number of occupants of construction projects. We further use the predicted number of occupants to calculate a reference floor space for the building project. To determine the reference floor space, we multiply the predicted number of residents by the average space consumption per capita. If we now take the effective project floor space and divide it by the reference floorspace we have just calculated, we obtain the floorspace effi-ciency factor. The smaller the resulting floorspace efficiency factor, the more efficiently the project uses the space created. The person-related floorspace efficiency factor was further developed in a variant to a sufficiency-related floorspace efficiency factor. For this, the number of people is forecast in the same way as before. Then, however, the number of predicted residents is multiplied by a sufficient space consumption per capita in order to obtain the sufficient reference area. The sufficient floor space consumption per capita is defined in this study. Now, as in the first approach, the reference area can be divided by the project area to obtain the sufficiency factor. A second method is developed for determining the floorspace efficiency factor, which relates the resi-dential floor areas of the planned project to the average residential floor areas in Switzerland. This ap-proach is rejected in the discussion in favour of the person-based one. However, it has also been fully developed and could achieve the same results as the person-based approach favoured by the authors. The floorspace efficiency factor of a building can be used in different ways for assessing buildings:
- One way is to use the pure floorspace efficiency factor as a benchmark in project development or project comparison. Project variants with smaller floorspace efficiency factors are better in terms of space utilisation than those with larger floorspace efficiency factors.
- The pure floorspace efficiency factor can also be used as an assessment benchmark by setting certain targets. For example, it could be required that projects in architectural competitions must achieve a floorspace efficiency factor of less than or equal to one.
- In a label criterion, the values of the floorspace efficiency factor can be related to grades. The study makes a proposal for such a use in the SNBS label.
- In the case of building labels with a calculation-based assessment of grey energy or greenhouse gas emissions, the floorspace efficiency factor can be included in the calculation of the threshold value. We propose such a procedure for the limit value calculation of Minergie-Eco or SNBS.
- When calculating the grey energy or greenhouse gas emissions of buildings, the result can be weighted with the floorspace efficiency factor to obtain a person-weighted building value.
The appropriate use of the floorspace efficiency factor depends on the project phase and the context. It is conceivable to use the pure floorspace efficiency factor in early project phases and then switch to an assessment of greenhouse gas emissions by means of area-weighted limit values in later phases.
The proposed assessment method was tested on a dozen example buildings. All of them are real build-ings in a realisable planning stage or later. It turns out that the inclusion of the floorspace efficiency factor has several advantages for the assessment. It solves the problematic effects of the currently used area reference, which penalises an optimised energy reference area or the construction of smaller rooms. As desired, the target achievement of buildings with less compared to buildings with more space consumption per person is improved.
We found that buildings planned for optimised space consumption, can achieve floorspace efficiency factors of 0.7-0.8 according to today's building standards. Buildings with more generous space usage scored floorspace efficiencies of around 1.2. It should be noted, however, that the example buildings did not include any luxury buildings. The figures mentioned refer to floorspace efficiency factors based on the average residential space consumption in Switzerland. The authors recommend including the floorspace efficiency factor in the calculation of the threshold values for grey energy and greenhouse gas emissions of the Minergie-Eco and SNBS building labels. If the developed floorspace efficiency factors are incorporated into the existing evaluation methodology of building labels, an evaluation benchmark for the grey greenhouse gas emissions or the grey energy will be created, taking into account the future number of occupants. This makes space-efficient planning visible and numerically tangible in the assessment.
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Rapport final
(Français)
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Des indicateurs sont utilisés dans les labels de construction pour une évaluation comparative. Deux d'entre eux sont l'énergie et les émissions de gaz à effet de serre liées à la construction de bâtiments. De par leur nature numérique, les indicateurs sont perçue comme objectifs et sans valeur. Toutefois, les indicateurs ne sont pas déterminés uniquement par les caractéristiques des objets examinés. Pour le calcul des indicateurs, on utilise une méthodologie standardisée qui donne la recette pour déterminer les indicateurs. Cette méthodologie détermine les chiffres clés attribués aux bâtiments étudiés. Lors de la création des indicateurs de l'énergie et des émissions de gaz à effet de serre grise, la quantité absolue calculée d'énergie consommée ou d'émissions de gaz à effet de serre émises est divisée par la surface de référence énergétique du bâtiment. De plus, la quantité absolue d'énergie ou les émissions absolues sont converties en valeurs annuelles avec une durée d'amortissement définie pour chaque élément de construction. On obtient ainsi un ratio avec référence par an et par mètre carré de surface de référence énergétique. La formation de ce ratio introduit une dépendance par rapport à la surface de référence énergétique, ce qui peut conduire à des effets indésirables. Si une équipe de concepteurs s'efforce de réduire la surface de référence énergétique d'un bâtiment tout en conservant son utilité - ce qui permet d'économiser l'énergie de chauffage nécessaire -, cela entraîne généralement une augmentation du ratio d'énergie ou d'émissions de gaz à effet de serre grise par an et par mètre carré de surface de référence énergé-tique. L'indice du bâtiment se détériore donc au lieu de s'améliorer. Dans le présent travail, nous pro-posons une solution à ce problème pour la construction de logements.
Notre proposition s'oriente vers l'objectif primaire de la construction de logements : ceux-ci doivent créer des logements pour les personnes. Nous élaborons une méthode permettant de calculer le nombre d'habitants prévu dans les projets de construction. Nous utilisons ensuite le nombre d'habitants prévu pour calculer une surface de référence pour le projet de construction. Pour déterminer la surface de référence, nous multiplions le nombre d'habitants prévu par la consommation moyenne de surface par habitant. Si nous prenons la surface effective du projet et la divisons par la surface de référence que nous avons calculée, nous obtenons le facteur d'efficacité de la surface lié à la personne. Plus le facteur d'efficacité de la surface qui en résulte est petit, plus le projet est efficace avec la surface créée. Le facteur d'efficacité de la surface lié à la personne a été développé dans une variante pour devenir un facteur d'efficacité de la surface suffisant. Pour ce dernier, le nombre de personnes est pronostiqué de la même manière que précédemment. Le nombre de habitants prévu est ensuite multiplié par une consommation de surface suffisante par personne afin d'obtenir la surface de référence suffisante. La consommation d'espace suffisante par habitant est définie dans la présente étude. Comme dans la première approche, la surface de référence peut maintenant être divisée par la surface du projet afin d'obtenir le facteur d'efficacité de la surface suffisante. Pour déterminer le facteur d'efficacité de la surface, une deuxième méthode est développée, qui met en relation les surfaces de logement du projet prévu avec les surfaces moyennes de logement en Suisse. Cette approche est rejetée dans la discussion au profit de celle liée aux personnes. Cependant, elle a également été entièrement développée et pourrait apporter la même chose que la référence à la per-sonne privilégiée par les auteurs.
Le facteur d'efficacité surfacique d'un bâtiment peut être utilisé de différentes manières pour l'évaluation du bâtiment :
- L'une des possibilités consiste à utiliser le facteur d'efficacité surfacique pur comme critère de compa-raison lors du développement d'un projet ou entre différents projets. Les variantes de projet présentant un facteur d'efficacité surfacique plus faible sont meilleures en termes d'utilisation de la surface que celles présentant un facteur d'efficacité surfacique plus élevé.
- Le facteur d'efficacité surfacique pur peut également être utilisé comme critère d'évaluation en fixant certains objectifs. On pourrait par exemple exiger que les projets en compétition atteignent un facteur d'efficacité surfacique inférieur ou égal à un.
- Dans un critère de label, les valeurs du facteur d'efficacité surfacique peuvent être assimilées à des notes. L'étude fait une proposition concrète pour une telle utilisation dans le label SNBS.
- Dans le cas des labels de bâtiments en Suisse avec une évaluation de l'énergie grise ou des émissions de gaz à effet de serre basée sur le calcul, le facteur d'efficacité surfacique peut être intégré dans le calcul de la valeur limite. Nous proposons une procédure concrète pour le calcul de la valeur limite de Minergie-Eco ou du SNBS.
- Lors du calcul de l'énergie grise ou des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments, le résultat peut être pondéré par le facteur d'efficacité surfacique afin d'obtenir une valeur de bâtiment pondérée par la personne.
L'utilisation du facteur d'efficacité surfacique dépend de la phase du projet et du contexte. Il est envisa-geable d'utiliser le facteur d'efficacité surfacique pur dans les premières phases du projet, puis de passer à une évaluation des émissions de gaz à effet de serre au moyen de valeurs limites pondérées par la surface dans les phases ultérieures. La méthode d'évaluation proposée a été testée sur une douzaine d'exemples de bâtiments. Il s'agit systématiquement de bâtiments réels à un stade de planification réalisable. Il s'avère que la prise en compte du facteur d'efficacité surfacique génère plusieurs avantages pour l'évaluation. Il résout les ef-fets problématiques de la référence à la surface utilisée aujourd'hui, qui pénalise une surface de réfé-rence énergétique optimisée ou la construction de petites pièces. Comme souhaité, la réalisation des objectifs des bâtiments consommant moins de surface par personne est améliorée par rapport à celle des bâtiments consommant plus de surface par personne. L'analyse des exemples de bâtiments a montré que les bâtiments conçus de manière délibérément optimisée en termes de surface pouvaient atteindre des coefficients d'efficacité surfacique de 0,7 à 0,8 selon les normes de construction actuelles. Les bâtiments peu optimisés en termes de surface présen-tent des coefficients d'efficacité de l'ordre de 1,2. Il convient de noter qu'aucun bâtiment de luxe n'a été parmi les exemples. Les chiffres mentionnés se réfèrent à des facteurs d'efficacité surfacique basés sur la consommation moyenne de surface habitable en Suisse. Les auteurs recommandent d'intégrer le facteur d'efficacité des surfaces dans la détermination des va-leurs limites pour l'énergie grise et les émissions de gaz à effet de serre des labels de bâtiments Miner-gie-Eco et SNBS. Si les facteurs d'efficacité des surfaces développés sont intégrés dans la méthode d'évaluation existante des labels de bâtiments, on obtient un critère d'évaluation pour les émissions grises de gaz à effet de serre ou l'énergie grise en tenant compte du nombre futur d'habitants. Ainsi, une planification efficace en termes de surface devient visible dans l'évaluation et peut être saisie nu-mériquement.
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