Der Verein Civitas Landsberge möchte das Gutshaus in Landsberg (bei Halle) nutzen, um es in ein Kultur- und Bühnenhaus zu verwandeln. Zuvor sind allerdings umfassende Untersuchungen notwendig. Diese Arbeit soll die initiale Grundlage bilden, damit das Vorhaben erfolgreich umgesetzt werden kann. Diese Arbeit befasst sich mit der baulichen Untersuchung und mit der nachhaltigen Sanierung des Gutshauses. Der erste Bereich beschäftigt sich mit der Bestandsanalyse. Die teilt sich wiederum in zwei Bereiche auf. Zunächst wird eine Bestandsaufnahme am Gebäude und anschließend eine Baudiagnose durchgeführt. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf die verbauten Mauerziegel, die Kellerdecke und die Holzbalkendecke gelegt. Es soll ermittelt werden, wie stark die Bauteile belastet werden können. Der zweite Bereich behandelt die Nachhaltigkeit. Es werden für die Außenwand, Kellerdecke und für das Dach je eine Ökobilanzierung sowie eine Lebenszykluskostenberechnung durchgeführt. Ziel ist herauszufinden, inwiefern sich die konventionellen Dämmstoffe wie das EPS und die alternative Dämmstoffe wie Holzfaser, Kork, Zellulose und lose Zellulose unterscheiden und ob sich lohnt, alternative Dämmstoffe einzusetzen. Des Weiteren werden der Stand der Technik zur Errichtungszeit und die Geschichte des Gutshauses erläutert. Außerdem sind der Denkmalschutz, die Denkmalpflege und der Naturschutz wichtige Bestandteile dieser Arbeit.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Ausgangspunkt und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Nutzungsgeschichte des Gutshauses Vorster 3 Stand der Technik zur Errichtungszeit 3.1 Fundamentkonstruktion 3.2 Eisenbauteile 3.3 Mauerwerkskonstruktion 3.4 Deckenkonstruktionen 3.5 Dachkonstruktion 4 Einordnung und Aufgaben des Denkmalschutzes und der Denkmalpflege sowie der Interessenkonflikt mit der Nachhaltigkeit und dem Klimaschutz 4.1 Einordnung der Fachgebiete 4.2 Inhalt der Fachgebiete 4.3 Nachhaltigkeit und Denkmalpflege in Bezug auf den Klimaschutz 5 Bedeutung und rechtliche Situation des Naturschutzes 5.1 Bedeutung des Naturschutzes im Bezug auf das Ökosystem 5.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 5.3 Vereinbarung Naturschutz mit neuen Nutzungskonzept 6 Inhalt und Vorgehen einer Bestandsanalyse 6.1 Bestandsaufnahme 6.2 Baudiagnose 7 Grundlagen der Ökobilanzierung (LCA) von einzelnen Bauteilen 8 Grundlagen der Lebenszykluskostenberechnung (LCC) von einzelnen Bauteilen 8.1 Einführung 8.2 Methodik 9 Vorgaben des Denkmalschutzes und der Denkmalpflege 9.1 Aussagen der Ämter über das Gutshaus 9.2 Neue Nutzung und der Denkmalschutz 10 Naturschutz in der Praxis 10.1 Rauchschwalben 10.2 Eulen 11 Durchführung der Bestandsanalyse 11.1 Bestandsaufnahme 11.2 Baudiagnose 12 Ergebnisse der Ökobilianzierung 12.1 Außenwand 12.2 Förster-Decke 12.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 13 Ergebnisse der Lebenszykluskostenberechnung 13.1 Außenwand 13.2 Förster-Decke 13.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 14 Auswertung der Denkmal- und der Naturschutzvorgaben 14.1 Denkmalschutz 14.2 Naturschutz 15 Auswertung der Bestandsanalyse 15.1 Auswertung der Bestandsaufnahme 15.2 Baudiagnose 16 Auswertung der Ökobilianzierung 16.1 Außenwand 16.2 Förster-Decke 16.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 17 Auswertung der Lebenszykluskostenberechnung 17.1 Außenwand 17.2 Förster-Decke 17.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 18 Zusammenfassung und Ausblick / The association Civitas Landsberge would like to transform the manor house in Landsberg near Halle into a cultural and stage venue. Before that, however, comprehensive investigations are necessary. This work is intended to provide initial and basic considerations so that the project can be successfully implemented. This work deals with the structural investigation and with the sustainable restoration of the manor house. The first section aims at analysing the isstate. This in turn is divided into two fields. First, an inventory of the building is carried out, followed by a building diagnosis. The main focus is on the brickwork, the cellar ceiling and the wooden beam ceiling. The aim is to determine the maximum load the building can bear. The second area deals with sustainability. A life cycle assessment and a life cycle cost calculation are carried out for the exterior wall, the cellar ceiling and the roof. The aim is to find out to what extent conventional insulation materials such as EPS and alternative insulation materials such as wood fibre, cork, cellulose and loose cellulose differ and whether it is worth using alternative insulation materials. Furthermore, the state of the design at the time of construction and the history of the manor house are explained. In addition, the protection of historical monuments, the preservation of historical monuments and nature conservation are important parts of this work.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Ausgangspunkt und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Nutzungsgeschichte des Gutshauses Vorster 3 Stand der Technik zur Errichtungszeit 3.1 Fundamentkonstruktion 3.2 Eisenbauteile 3.3 Mauerwerkskonstruktion 3.4 Deckenkonstruktionen 3.5 Dachkonstruktion 4 Einordnung und Aufgaben des Denkmalschutzes und der Denkmalpflege sowie der Interessenkonflikt mit der Nachhaltigkeit und dem Klimaschutz 4.1 Einordnung der Fachgebiete 4.2 Inhalt der Fachgebiete 4.3 Nachhaltigkeit und Denkmalpflege in Bezug auf den Klimaschutz 5 Bedeutung und rechtliche Situation des Naturschutzes 5.1 Bedeutung des Naturschutzes im Bezug auf das Ökosystem 5.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 5.3 Vereinbarung Naturschutz mit neuen Nutzungskonzept 6 Inhalt und Vorgehen einer Bestandsanalyse 6.1 Bestandsaufnahme 6.2 Baudiagnose 7 Grundlagen der Ökobilanzierung (LCA) von einzelnen Bauteilen 8 Grundlagen der Lebenszykluskostenberechnung (LCC) von einzelnen Bauteilen 8.1 Einführung 8.2 Methodik 9 Vorgaben des Denkmalschutzes und der Denkmalpflege 9.1 Aussagen der Ämter über das Gutshaus 9.2 Neue Nutzung und der Denkmalschutz 10 Naturschutz in der Praxis 10.1 Rauchschwalben 10.2 Eulen 11 Durchführung der Bestandsanalyse 11.1 Bestandsaufnahme 11.2 Baudiagnose 12 Ergebnisse der Ökobilianzierung 12.1 Außenwand 12.2 Förster-Decke 12.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 13 Ergebnisse der Lebenszykluskostenberechnung 13.1 Außenwand 13.2 Förster-Decke 13.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 14 Auswertung der Denkmal- und der Naturschutzvorgaben 14.1 Denkmalschutz 14.2 Naturschutz 15 Auswertung der Bestandsanalyse 15.1 Auswertung der Bestandsaufnahme 15.2 Baudiagnose 16 Auswertung der Ökobilianzierung 16.1 Außenwand 16.2 Förster-Decke 16.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 17 Auswertung der Lebenszykluskostenberechnung 17.1 Außenwand 17.2 Förster-Decke 17.3 Dach mit Zwischensparrendämmung 18 Zusammenfassung und Ausblick

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema der Regenwassernutzung im nicht privaten Bereich. Im ersten Teil werden in einer Literaturrecherche die bisherigen Erkenntnisse und Untersuchungen auf diesem Gebiet zusammengetragen und ausgewertet, um sie im zweiten Teil der Arbeit anzuwenden. Für das Fraunhofer-Institutszentrum Dresden wird die Nutzung von Regenwasser als Nachspeisewasser für die Kühltürme sowohl technisch als auch wirtschaftlich analysiert. Die Dimensionierung der Regenwassernutzungsanlage verdeutlicht, durch die Beachtung der örtlichen Gegebenheiten, die Forderung nach einer umfassenden individuellen Planung bei Großprojekten wie diesem. Ebenso beim technischen Aufbau als auch bei der Auswahl der sensiblen Anlagenbauteile stellen die Größe der Auffangflächen, die Anforderungen der Verbrauchsstellen und die Länge der Leitungen besondere Anforderungen an Planung und Ausführung. Ohne die Betrachtung ökologischer Vorteile der Regenwassernutzung ist die hier konzipierte Anlage aus betriebswirtschaftlicher Sicht als positiv zu bewerten.

Die Ökobilanz hat unter den in Anwendung befindlichen Umweltbewertungsmethoden einen besonderen Stellenwert und ist zwischenzeitlich bereits in einigen Gesetzen verankert. Für die Betrachtung der Flächennutzung in Ökobilanzen ist eine allgemein anerkannte methodische Lösung bislang allerdings noch nicht vorhanden. Zwar gibt es erste Ansätze, doch wird dabei auch der Bedarf an methodischer Erweiterung und insbesondere die Verbesserung der Datengrundlagen herausgestellt. Dieser Beitrag thematisiert eine Methodenentwicklung am Umweltbundesamt zur Berücksichtigung von temporärer Flächenbelegung und direkter sowie indirekter Flächennutzungsänderung von Produkten und Dienstleistungen im Rahmen der Ökobilanzierung. Zentraler Bestandteil ist die qualitative Bewertung der Flächennutzung und -änderung anhand von Charakterisierungsfaktoren auf Basis eines erweiterten Hemerobieansatzes. Die bisher erarbeitete Methode wurde u. a. für Biogas testweise angewendet, allerdings steht eine umfangreiche Erprobung noch aus. Dieser Beitrag stellt den bisherigen Arbeitsstand vor.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema der Regenwassernutzung im nicht privaten Bereich. Im ersten Teil werden in einer Literaturrecherche die bisherigen Erkenntnisse und Untersuchungen auf diesem Gebiet zusammengetragen und ausgewertet, um sie im zweiten Teil der Arbeit anzuwenden. Für das Fraunhofer-Institutszentrum Dresden wird die Nutzung von Regenwasser als Nachspeisewasser für die Kühltürme sowohl technisch als auch wirtschaftlich analysiert. Die Dimensionierung der Regenwassernutzungsanlage verdeutlicht, durch die Beachtung der örtlichen Gegebenheiten, die Forderung nach einer umfassenden individuellen Planung bei Großprojekten wie diesem. Ebenso beim technischen Aufbau als auch bei der Auswahl der sensiblen Anlagenbauteile stellen die Größe der Auffangflächen, die Anforderungen der Verbrauchsstellen und die Länge der Leitungen besondere Anforderungen an Planung und Ausführung. Ohne die Betrachtung ökologischer Vorteile der Regenwassernutzung ist die hier konzipierte Anlage aus betriebswirtschaftlicher Sicht als positiv zu bewerten.

This cumulative dissertation is based on the hypothesis that environmental impacts arising from human activities, i.e. exploitation of natural resources, production of goods, use, and disposal, can affect different ecosystems of varying sensitivities due to global production and trade flows. In a holistic environmental assessment it would therefore be ideal to consider the whole life cycle of a product together with the ecosystems affected. Life cycle assessment (LCA) is the dominant method for assessing the environmental impacts of a product or service in relation to its functional unit and designed to cover the entire life cycle. However, an LCA model is usually a simplified and abstract picture of the reality applying steady‐state, linear modeling, and respecting spatial and temporal variabilities in natural processes only to a limited extent. This dissertation therefore applies methodologies that go beyond traditional LCA by extending or combining LCA with other interdisciplinary approaches. This cumulative dissertation consists of five research articles that explore the life cycle of three future technologies while taking site‐dependent aspects into account. Since the introduction of future technologies does not depend solely on a positive environmental assessment, the economic dimension of sustainability was also examined where feasible. Articles I and II address the environmental evaluation of wood as a regional resource: first in a conceptual approach based on a systematic literature review and, second, in a case study applying life cycle assessment, comparison of ecosystems, and eco‐design principles. In article III, the benefits of avoiding food waste were investigated for a regional black currant juice production in Germany by applying material flow cost accounting and carbon footprinting. Findings were translated into monetary and ecological metrics to raise awareness and support decision making among juice producers. Articles IV and V set out the challenges of implementing electromobility in public urban transport systems. Due to high investment costs for electric busses and the lack of adequate charging infrastructure available in public spaces, it is imperative to improve the knowledge base for planning and investment decisions. Life cycle assessment and life cycle costing were used in an integrative way to evaluate mobility alternatives for a transport provider in Dresden, while an environmental impact assessment and GIS analysis of existing bus lines revealed routes with a high environmental relief potential if electromobility were to be introduced there. / Die kumulative Dissertation basiert auf der Annahme, dass Umweltauswirkungen durch menschliche Aktivitäten aufgrund globaler Produktion und Handelsströme verschiedene Ökosysteme mit unterschiedlicher Empfindlichkeit beeinflussen können, sei es durch den Abbau natürlicher Ressourcen oder durch die Produktion, Nutzung und Entsorgung von Gütern. Bei einer ganzheitlichen Umweltbewertung wäre es daher ideal, den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zusammen mit den betroffenen Ökosystemen zu betrachten. Die Ökobilanz ist die dominierende Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen eines Produkts oder einer Dienstleistung in Bezug auf die funktionelle Einheit und über den gesamten Lebenszyklus. Ein Ökobilanz‐Modell ist in der Regel jedoch nur ein vereinfachtes und abstraktes Bild der Realität, das eine stationäre, lineare Modellierung anwendet und räumliche und zeitliche Variabilität in natürlichen Prozessen nur begrenzt berücksichtigt. Diese Dissertation wendet daher Methoden an, die über die traditionelle Ökobilanz hinausgehen, indem sie diese mit anderen interdisziplinären Ansätzen erweitert oder kombiniert. Die kumulative Dissertation besteht aus fünf Forschungsarbeiten, die den Lebenszyklus von drei Zukunftstechnologien unter Berücksichtigung standortabhängiger Aspekte untersuchen. Da die Einführung von Zukunftstechnologien nicht nur von einer positive Umweltbewertung abhängt, wurde auch die wirtschaftliche Dimension der Nachhaltigkeit untersucht, wo dies sinnvoll und möglich war. Artikel I und II befassen sich mit der Umweltbewertung von Holz als regionaler Ressource, zum einen in einem konzeptionellen Ansatz, der auf einer systematischen Literaturrecherche basiert, und zum anderen in einer Fallstudie, in der die Ökobilanzierung, ein Vergleich von Waldökosystemen und Ökodesign‐Prinzipien parallel angewendet wurden. In Artikel III wurden die Vorteile der Vermeidung von Lebensmittelabfällen für eine regionale Produktion von Johannisbeersaft in Deutschland unter Anwendung der Materialflusskostenanalyse und des Kohlendioxid(CO2)‐Fußabdrucks untersucht. Die Ergebnisse wurden in monetäre und ökologische Kennzahlen umgesetzt, um das Bewusstsein zu schärfen und die Entscheidungsfindung bei den Fruchtsaftherstellern zu unterstützen. In Artikel IV und V werden die Herausforderungen bei der Umsetzung der Elektromobilität in öffentlichen Nahverkehrssystemen dargestellt. Aufgrund der hohen Investitionskosten für Elektrobusse und fehlender Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum ist es unerlässlich, die Wissensbasis für Planungs‐ und Investitionsentscheidungen zu verbessern. Die Ökobilanz und die Lebenszykluskostenrechnung wurden zur Bewertung von Mobilitätsalternativen für einen Verkehrsdienstleister in Dresden eingesetzt. Eine zusätzlich durchgeführte lokale Umweltverträglichkeitsprüfung bestehender Buslinien ergab ein hohes Umweltentlastungspotenzial, wenn Elektromobilität eingeführt würde.

Grüne Werbebotschaften gibt es bereits zu Hauf – auch in der Beleuchtungsbranche. Nach aktiver Beteiligung an Forschungsprojekten zur Nachhaltigkeit von LED-Beleuchtung ist uns eines klargeworden: Wir brauchen immer noch mehr Leute, die die richtigen Fragen stellen, und weniger solche, die ihre Meinungen als die ultimativen Lösungen verkaufen.

This study examines the ecological impact of exemplary processes for the feedstock recycling of waste fractions. It is shown that the material process efficiency of gasification and pyrolysis has a low impact on the greenhouse gas balance in the short term, but that high product yields are necessary in the long term to avoid an increasing climate impact. In a systemic context, different process routes of syngas and pyrolysis oil utilization are compared, and their efficiency and quantitative potential for greenhouse gas reduction compared to electricity-based alternatives of process direct heating of conventional processes and electrolysis-based process chains are classified. It is shown that direct utilization options with few process steps are ecologically more efficient. Feedstock recycling shows a similar reduction potential to direct heating, while the use of electrolysis-based process chains is inefficient but necessary to achieve systemic climate neutrality.:1. Introduction and outline 1 2. Life cycle assessment methodology 5 2.1. Previous LCA investigation on feedstock recycling 7 2.2. Assessment scope 9 2.3. Attributional vs. consequential LCI modelling 11 2.4. Inventory modelling consistency 12 2.5. Prospective technology assessment 13 2.6. Conclusions for the applied methodology 14 3. Process description and modelling 16 3.1. Feedstock recycling technologies 18 3.1.1. Gasification 18 3.1.2. Syngas conditioning and purification 23 3.1.3. Pyrolysis 29 3.1.4. Pyrolysis oil hydroprocessing 32 3.2. Chemical production technologies 34 3.2.1. Steam cracking 35 3.2.2. Catalytic reforming 37 3.2.3. Olefin and BTX recovery 38 3.2.4. Conventional syngas production 41 3.2.5. Methanol and methanol-based synthesis 43 3.2.6. Ammonia synthesis 48 3.3. Electric power integration options 49 3.4. Conventional waste treatment processes 53 3.4.1. Mechanical biological treatment and material recovery 54 3.4.2. Waste incineration 57 3.5. Utility processes and process chain balancing 59 3.6. Electricity and heat supply modelling 65 4. Individual assessment of feedstock recycling processes 68 4.1. Goal and scope definition 68 4.2. Life cycle inventory 68 4.3. Impact assessment 72 4.4. Interpretation 80 5. System-based assessment of feedstock recycling processes 82 5.1. Goal and scope definition 82 5.2. Life cycle inventory 86 5.2.1. Utility, background system inventory and system integration 88 5.2.2. Assessment scenario definition and parameter variation 90 5.3. Impact assessment 93 5.3.1. Framework Status Quo (FSQ) 93 5.3.2. Framework Energy Integration (FEI) 99 5.4. Interpretation 106 6. Summary and conclusion 109 6.1. Results 110 6.2. Recommendations and outlook 111 References 113 Supplementary Material 136

Die steigende Verknappung der Ressourcen bei stetigem Bevölkerungswachstum und der sich vollziehende Klimawandel erfordern Nachhaltigkeit in allen Ebenen der landwirtschaftlichen Produktion. Ziel dieser Arbeit war es eine allgemein anwendbare Methode zur Energiebilanzierung in der Tierhaltung am Beispiel der Milchviehhaltung zu entwickeln und darauf aufbauend Indikatoren zur Bewertung der Nachhaltigkeit des Energieeinsatzes im Milchproduktionsverfahren zu ermitteln. Anhand eines theoretischen Standardverfahrens der Milchproduktion wird eine Energieintensität von 3,54 MJ zur Herstellung von einem kg Milch bei einer definierten Einzeltierleistung von 8.000 kg Milch Kuh-1 Jahr-1 berechnet. Hierbei wird der kumulierte Energieaufwand (KEA) komplett dem Zielprodukt Milch zugeordnet. Stark beeinflussbar ist die Energieintensität durch die Fütterungsgestaltung, wobei beispielsweise ein steigender Kraftfutteranteil in der Ration die Energieintensität erhöht. Die Analyse der Daten von zwei Praxisbetrieben bestätigen die Ergebnisse. Aufgrund der Kuppelproduktentstehung in der Milchviehhaltung werden unterschiedliche Allokationsmethoden des KEA der Milchproduktion auf die einzelnen Produkte entwickelt und diskutiert. Die ermittelte Vorzugsmethode empfiehlt folgende Allokation des KEA auf die vier Kuppelprodukte: 59 % des KEA wird dem Zielprodukt Milch zugeordnet, 18 % der Schlachtkuh, 2 % dem Kalb und 21% den Exkrementen. Die Durchführung einer Fehlerfolgeabschätzung zeigt, dass Einzelunsicherheiten aufgrund der Vielzahl der einfließenden Parameter in der Energiebilanzierung der Milchproduktion nur geringen Einfluss auf den KEA haben. Der Einfluss von Verfahrensänderungen durch betriebs- und managementbedingte Entscheidungen auf den KEA ist bedeutend höher. Als geeigneter Indikator zur Bewertung der Nachhaltigkeit des Energieeinsatzes in der Tierhaltung wurde die Energieintensität ermittelt. Diskussionswertebereiche für die Energieintensität wurden definiert. / The scarcity of resources, the progressive growth of population and the climate change require sustainability in all levels of the agricultural production. The purpose of this research is to contribute to the development of a method for a generally accepted way of balancing energy in livestock husbandry at the example of dairy farming. Afterwards sustainability indicators were determined for the assessment of the sustainable use of energy in dairy farming. For a defined standard procedure which includes an animal performance of 8.000 kg milk cow-1 year-1, an energy intensity of 3.54 MJ per kg milk is calculated.The investigations show that the CED in dairy farming is strongly affected by the composition of the diet. Increasing pasture in the diet decreases the CED while concentrate in the diet has a reverse effect. Data analyses concerning the energy intensity at two farms confirm the results of the calculations. Dairy farming is a multi-output process. For that reason the allocation of the cumulative energy demand on the different products is done within the scope of a life cycle inventory analysis. The preferable solution of the allocation divides the cumulative energy demand on the four co-products as follows: 59 % for the milk production, 18% for producing beef from the dairy cow, 2% for the calf and 21% for the excrements. An uncertainty analysis is done to verify the influence of single uncertainties on the results of the calculations. As result an uncertainty of ± 6 % of the CED of the standard procedure was calculated. This uncertainty of the calculation has a lower influence on the CED than management related decisions on the cultural practices e.g. diet compositions and service life of the cows. Energy intensity in livestock husbandry has been determined as a useful indicator and therefore a reasonable part of an indicator system for the examination of the sustainability of agricultural production procedures.

Im Rahmen einer Elektromobilitäts-Fallstudie kombinieren wir zwei lebenszyklusbasierte Methoden und veranschaulichen die Ergebnisse zur Kommunikations- und Entscheidungsunterstützung mittels der Methode des ökonomisch-ökologischen Nettoeffekts. Die Ergebnisse zeigen, dass Elektrofahrzeuge im Vergleich zur EURO6-Dieselfahrzeugen erst in langer Frist ökonomisch und ökologisch wettbewerbsfähig sind. / Building on a case study on electric mobility, we integrate two life cycle methods and visualize the results for communication and decision-support using the economic environmental trade-off. Results suggest that in comparison to EURO6 diesel vehicles electric vehicles are only in the long run economically and environmentally competitive.