Parametric Life Cycle Assessment. Introducing a time-efficient method for environmental building design optimization.

Abstract

Das Hauptziel der Arbeit besteht in der Entwicklung einer Methode, die es ermöglicht, Gebäude im Entwurfsprozess zeiteffizient ökologisch zu optimieren. Dazu wurde der Stand der Technik zusammengefasst, ein Anforderungskatalog erstellt, eine entsprechende Methode entwickelt und diese wiederum praxisnah getestet und evaluiert. Der zentrale methodische Ansatz ist die neuartige Kombination der Ökobilanzierung mit dem parametrischen Entwerfen, da sich letzteres für die Optimierung von Gebäudeentwürfen als sehr geeignet erwies. Die Analyse bestehender Ansätze für Gebäudeökobilanzierung zeigte, dass diese zwei maßgebliche Schwachstellen aufweisen. Einerseits sind ganzheitliche Ansätze zu komplex für die Anwendung im Entwurfsprozess, andererseits sind einfache Programme nicht ganzheitlich und damit ungeeignet. Darüber hinaus fehlte bis dato eine Methode zur zeiteffizienten Optimierung der Umweltwirkungen. Die Anforderungen, die sich aus der Analyse ergaben, wurden in einem Katalog zusammengefasst, der sowohl als Grundlage für die Entwicklung neuer Methoden als auch zur Bewertung bestehender Methoden dienen kann. Mit Hilfe dieses Katalogs wird es möglich in einem geschlossenen Arbeitsablauf die Umweltwirkungen über den gesamten Lebenszyklus zu ermitteln, um eine Basis für effiziente, ganzheitliche Optimierung zu schaffen. In drei Anwendungsbeispielen konnte gezeigt werden, dass die parametrische Methode alle maßgeblichen Anforderungen erfüllt und die negativen Umweltwirkungen der Gebäudeentwürfe deutlich reduziert werden. Mit Hilfe der parametrischen Methode ist es erstmals möglich, Gebäude zeiteffizient und ganzheitlich im Entwurfsprozess ökologisch zu optimieren.The building sector is responsible for a large share of human environmental impacts and architects and planners have a major influence on them. The main objective of this thesis is to develop a method for environmental building design optimization based on Life Cycle Assessment (LCA) that is applicable in the design process. The research approach includes a thorough analysis of LCA for buildings in relation to the architectural design stages and the establishment of a requirement catalogue. The key concept of the novel method called Parametric Life Cycle Assessment (PLCA) is to combine LCA with parametric design. The application to three examples proves the method to be applicable from the beginning of the early design stages and much more time-efficient than conventional solutions.