Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die Bauwirtschaft spielt eine grosse Rolle in der Bewältigung der Klimakrise, da sie für ca. 30% der CO2 Emissionen verantwortlich ist. Während der Betrieb von Gebäuden weitgehend optimiert wurde, ist heute die Erstellung von Gebäuden der grosse CO2-Treiber. Vor allem Gebäudedecken spielen hier eine Rolle. Bei der Wahl von konstruktiven Systemen und des entsprechenden Bodenaufbaus, fehlt bis heute eine Grundlage, die die verschiedenen Parameter – Nutzung, Tragverhalten, Bauakustik, Brandschutz, Wärmespeicherkapazität, Ökobilanz und Rückbaubarkeit (DfD) – in Beziehung setzt und vergleicht. Aufbauend auf zwei bestehenden Forschungsprojekten am Departement, sollen mit diesem Projekt ein Leitfaden und später ein digitales Tool entwickelt werden, die diesen Vergleich ermöglichen und die besten Lösungen in Bezug auf die jeweiligen Anforderungen aufzeigen. Im Vordergrund steht die Analyse der THGE über den Gebäudelebenszyklus und die Einflüsse, die die anderen Faktoren darauf haben. Der Vergleich soll zudem aufzeigen, welche Konsequenzen und Einschränkungen bestehende Normen (insbesondere SIA 181, SIA 2032) momentan haben und wie mit entsprechenden Anpassungen Nachhaltiges Entwerfen und Konstruieren gefördert werden kann.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The construction industry has a major role to play in overcoming the climate crisis, as it is responsible for around 30% of CO2 emissions. While the operation of buildings has been largely optimized, the construction of buildings is now the major CO2 driver. In particular, building slabs play a role here. When it comes to choosing constructive systems and the corresponding floor structure, there is still no basis for comparing the various parameters – use, load-bearing behavior, building acoustics, fire protection, heat storage capacity, life cycle assessment and deconstructability (DfD). Based on two existing research projects at the department, this project aims to develop a guideline and later a digital tool that will enable this comparison and identify the best solutions in relation to the respective requirements. The focus is on analyzing the LCTE over the building life cycle and the influences that the other factors have on it. The comparison should also show the consequences and limitations of existing standards (in particular SIA 181, SIA 2032) and how sustainable design and construction can be promoted with appropriate adjustments.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Le secteur du bâtiment joue un rôle important dans la lutte contre le changement climatique, car il est responsable d'environ 30 % des émissions de CO2. Alors que l'exploitation des bâtiments a été largement optimisée, la construction de bâtiments est aujourd'hui le principal facteur d'émission de CO2. Les plafonds des bâtiments jouent ici un rôle particulièrement important. Lors du choix des systèmes de construction et de la structure de plancher correspondante, il manque encore aujourd'hui une base qui mette en relation et compare les différents paramètres - utilisation, comportement porteur, acoustique du bâtiment, protection contre l'incendie, capacité d'accumulation de chaleur, bilan écologique et démontabilité (DfD). S'appuyant sur deux projets de recherche existants au sein du département, ce projet vise à élaborer un guide, puis un outil numérique, qui permettront d'établir cette comparaison et de mettre en évidence les meilleures solutions en fonction des exigences respectives. L'accent est mis sur l'analyse des GES sur le cycle de vie des bâtiments et sur l'influence des autres facteurs sur ces émissions. La comparaison doit également montrer les conséquences et les limites des normes existantes (en particulier SIA 181, SIA 2032) et comment des adaptations appropriées peuvent promouvoir la conception et la construction durables.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Zur Erreichung des Netto-Null-Ziels ist eine weitgehende und schnelle Reduktion der inländischen Treibhausgasemissionen unumgänglich. Die Bauwirtschaft verursacht 20 bis 25 Prozent der gesamten CO2-Emissionen der Schweiz. In der Bewältigung der Klimakrise ist es deshalb sehr relevant, wie wir Gebäude bauen und betreiben. Während die Betriebsenergie in den letzten Jahren optimiert wurde und die damit zusammenhängenden Treibhausgasemissionen bei Neubauten stark gesunken sind, ist die Erstellung von Gebäuden nach wie vor sehr CO2-intensiv. Im Bausektor werden deshalb leistungsfähige sowie material- und energieoptimierte Konstruktionen benötigt, die möglichst wenig Treibhausgasemissionen auslösen. Im Hochbau sind Geschossdecken die volumenaufwändigsten Bauteile. Ihre Anforderungen bezüglich Tragfähigkeit, Brandschutz, Bauphysik und Haustechnik sind in der Vergangenheit kontinuierlich gestiegen, was zu zunehmenden Aufbauhöhen bei Deckensystemen geführt hat, mit hohem Anteil an grauer Energie und entsprechendem Anteil an den CO2-Emissionen bei der Herstellung. Bei der Wahl von Tragsystem und entsprechendem Bodenaufbau fehlt bis heute eine Grundlage, die die verschiedenen Anforderungen an die Konstruktion – wie Nutzung, Tragverhalten, Wärmespeicherkapazität, Schall- und Brandschutz – mit deren Ökobilanz sowie Dauerhaftigkeit in Beziehung setzt und unterschiedliche Deckensysteme vergleicht. Mit diesem Forschungsprojekt wird ein Leitfaden entwickelt, der Basiswissen zu Konstruktionsprinzipien und Materialeigenschaften sowie zur Ökobilanz des gesamten Aufbaus vermittelt und damit die Entwicklung von CO2-armen Deckensystemen fördert. Durch die ganzheitliche Betrachtung der Tragkonstruktionen und deren Bodenaufbauten können entscheidende Aspekte wie die Leistungsfähigkeit verschiedener Systeme, Materialkombinationen und deren Abhängigkeiten sowie die benötigten Traganschlüsse an vertikale Bauteile mit einbezogen werden. Beispiele von heute gebräuchlichen wie auch prototypischen Deckensystemen erweitern die Untersuchung der Tragkonstruktionen und deren optimierten Bodenaufbauten um reale Anwendungen aus der Baupraxis. Die Untersuchung und Auslegeordnung soll Architekturschaffende befähigen, nachhaltige Konstruktionen zu entwerfen und damit ökologische Verantwortung bei der Gebäudekonzeption wahrzunehmen. Der Vergleich soll zudem aufzeigen, welche Konsequenzen und Einschränkungen bestehende Normen momentan haben und wie mit entsprechenden Anpassungen Nachhaltiges Entwerfen und Konstruieren gefördert werden könnte.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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To achieve the net-zero target, a significant and rapid reduction in domestic greenhouse gas emissions is essential. The construction industry accounts for 20 to 25 per cent of Switzerland's total CO2 emissions. How we construct and operate buildings is therefore highly relevant in tackling the climate crisis. While operating energy has been optimised in recent years and the associated greenhouse gas emissions from new buildings have fallen sharply, the construction of buildings remains very CO2-intensive. The construction-sector therefore needs efficient, material- and energy-optimised designs that generate as few greenhouse-gas-emissions as possible. In building construction, floor slabs are the most voluminous components. Their requirements in terms of load-bearing capacity, fire protection, building physics and building services have continuously increased in the past, leading to greater installation heights for ceiling systems, with a high proportion of grey energy and a corresponding share of CO2-emissions during manufacture. When choosing a support system and the corresponding floor structure, there is still no basis for comparing different ceiling systems that takes into account the various design requirements – such as use, load-bearing behaviour, heat storage capacity, sound and fire protection – in relation to their life cycle assessment and durability. This research project is developing a guide that provides basic knowledge on construction principles and material properties as well as the life cycle assessment of the entire structure, thereby promoting the development of low-carbon ceiling systems. By taking a holistic view of the supporting structures and their floor constructions, decisive aspects such as the performance of different systems, material combinations and their interdependencies, as well as the required load-bearing connections to vertical components, can be taken into account. Examples of ceiling systems commonly used today, as well as prototypes, expand the investigation of supporting structures and their optimised floor structures to include real-world applications from construction practice. The investigation and analysis should enable architects to design sustainable structures and thus assume ecological responsibility in building design. The comparison should also highlight the consequences and limitations of existing standards and how sustainable design and construction could be promoted with appropriate adjustments.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Pour atteindre l'objectif de zéro émission nette, une réduction importante et rapide des émissions nationales de gaz à effet de serre est indispensable. Le secteur de la construction est responsable de 20 à 25 % des émissions totales de CO2 en Suisse. La manière dont nous construisons et exploitons les bâtiments est donc très importante pour lutter contre la crise climatique. Si l'énergie d'exploitation a été optimisée ces dernières années et que les émissions de gaz à effet de serre associées ont fortement diminué dans les nouvelles constructions, la construction de bâtiments reste très intensive en CO2. Le secteur de la construction a donc besoin de constructions performantes, optimisées en termes de matériaux et d'énergie, qui génèrent le moins possible d'émissions de gaz à effet de serre. Dans le bâtiment, les plafonds sont les éléments les plus volumineux. Leurs exigences en matière de capacité de charge, de protection contre l'incendie, de physique du bâtiment et de domotique n'ont cessé d'augmenter au fil du temps, ce qui a conduit à des systèmes de plafonds de plus en plus gourmands en matériaux, avec une part importante d'énergie grise et une part correspondante d'émissions de CO2 lors de la fabrication. À ce jour, il n'existe aucune base permettant de comparer les différents systèmes de plafond et de mettre en relation les différentes exigences en matière de construction (telles que l'utilisation, la capacité de charge, la capacité de stockage thermique, l'isolation acoustique et la protection contre l'incendie) avec leur bilan écologique et leur durabilité. Ce projet de recherche vise à élaborer un guide fournissant des connaissances de base sur les principes de construction et les propriétés des matériaux ainsi que sur le bilan écologique de l'ensemble de la structure, afin de promouvoir le développement de systèmes de plafond à faible émission de CO2. L'approche holistique des structures porteuses et de leurs structures de sol permet de prendre en compte des aspects décisifs tels que les performances des différents systèmes, les combinaisons de matériaux et leurs interdépendances, ainsi que les raccords porteurs nécessaires aux éléments de construction verticaux. Des exemples de systèmes de plafond courants et prototypiques élargissent l'étude des structures porteuses et de leurs structures de sol optimisées à des applications réelles issues de la pratique de la construction. L'étude et l'analyse doivent permettre aux architectes de concevoir des constructions durables et d'assumer ainsi leur responsabilité écologique dans la conception des bâtiments. La comparaison doit également montrer les conséquences et les restrictions actuelles des normes existantes et comment des adaptations appropriées pourraient promouvoir la conception et la construction durables.
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