Lebenszykluskosten: Optimierung von Planungsentscheidungen

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Die Softwareanwendung "Green Cycle" der Datenbankgesellschaft im Anwendungstest: An der Hochschule Ostwestfalen-Lippe entstanden im Rahmen einer Thesisbearbeitung Varianten von Lebenszykluskostenberechnungen am Beispiel eines Parks (Schlosspark Schötmar, Bad Salzuflen). Dabei waren neben den Anschaffungskosten vor allem auch die Kosten für die Nutzung und die Instandhaltung zu berücksichtigen. Ziel dabei war es, die Gesamtkosten für 30 Jahre darzustellen und durch Variantenvergleiche in einem zweiten Arbeitsschritt die verbesserte Kompetenz für planerische Entscheidungen zu belegen.

Die Arbeit mit dem Programm haben vermutete Unterschiede deutlich in Daten und Fakten sichtbar gemacht sowie die Relevanz der Berücksichtigung bereits im Planungsprozess untermauert. Jedoch sind derzeit genauere und in Teilen auch wichtige Differenzierungen in der Belegung möglicher Freiraumausgestaltungen noch nicht möglich. Eine Weiterentwicklung des Programms für maßgeschneiderte Lösungen bei den Planungsentscheidungen nach Lebenszykluskosten ist wünschenswert.

Die Software für Vergleiche von Lebenszykluskosten

Die Software "Green Cycle" wurde durch die Datenbankgesellschaft in Zusammenarbeit mit der Schweizer Firma Nateco und der Fachstelle für Grünflächenmanagement an der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW) entwickelt (vgl. Datenbankgesellschaft mbh, 2014: IX). Sie vergleicht und berechnet Lebenszykluskosten von Materialien oder Planungsvarianten für Grün- und Freianlagen. Dabei berücksichtigt die Software neben den Beschaffungskosten auch die Folgekosten inklusive der Haltbarkeit und der Lebensdauer von Materialien und Baustoffen.

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Dadurch bieten sich Möglichkeiten umfassender Kostenvergleiche von Varianten über gewählte Zeiträume der Anlage. Das Ziel sind somit passend gewählte Bauweisen oder Bepflanzungen für optimal genutzte Pflegeressourcen zum Qualitätserhalt der Grün- und Freiflächen. Dafür ist es notwendig, die einzelnen Aufwendungen und Tätigkeiten für die Erstellung, den Erhalt, der Wiederherstellung, der Sanierung und für den Rückbau genau zu kennen. Gesammelte, ausgewertete und erforschte Kennzahlen zum Bau und Unterhalt von Grün- und Freiflächen (d.b.g. Deutschland- Katalog) bilden dabei das Fundament. Das Programm ist in Hierarchieebenen aufgebaut und basiert in seiner Struktur auf der DIN 276 sowie auf dem Objektkartenkatalog Freianlagen der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (FLL) (vgl. Datenbankgesellschaft mbH, 2014: 1).

Optimal ist "Green Cycle" in der Vorentwurfsphase und somit noch im offenen Planungsprozess einzusetzen. Allerdings hilft der Einsatz auch bei bestehenden Grün- und Freianlagen beispielweise zur Überprüfung und Optimierung von Unterhaltungsarbeiten: Aufwendungen lassen sich analysieren oder die Plausibilität und die Effizienz getätigter Arbeiten nachweisen.

Nur Herstellungskostenbetrachtungen liefern ein unvollständiges Bild von Kostenkennwerten einer Freianlage

Derzeit finden bei Grün- und Freianlagen besonders bei Entscheidungen für Neuplanungen nach wie vor die Herstellungskosten die größte Beachtung. An den Herstellungskosten werden nach bearbeiteten Leistungsphasen die Honorare der Planer orientiert und in den Herstellungskosten sind die Gewinne der ausführenden Firmen einkalkuliert. Da aber die Herstellungskosten oft nur einen Bruchteil der Gesamtkosten einer Anlage für einen beispielsweise gewählten Zeitraum von dreißig Jahren ausmachen (vgl. BMVBS [PDF], 2011: A1), ist dieses Bild von Kostenkennwerten unvollständig. Günstige Herstellungskosten können, aber müssen nicht, hohe Unterhalts- und Pflegekosten im späteren Lebenszyklus nach sich ziehen. In diesem Fall hilft neben der vergleichenden Betrachtung von Herstellungskostenvarianten auch der Blick auf die Lebenszykluskostenvarianten. Insbesondere der Landschaftsbau liefert im Gegensatz zum Hochbau keine fertigen Anlagen sondern in der Natur der Sache liegenden Logik ein sich stetig veränderndes Bild. Es ist logisch und nachvollziehbar für Freianlagen den Lebenszyklus zu beachten und dementsprechend auch die Kostenkennwerte für Unterhalt und Pflege zu definieren. In diesem Zusammenhang ist die Betrachtung der Wertentwicklung von Freianlagen ein wichtiges Fundament für ökonomische Entscheidungen.

Betrachtung von Lebenszykluskostenvarianten am Beispiel eines bestehenden Parks

Im Rahmen einer Bachelorthesis an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe standen die Auflistung und die Überarbeitung von Lebenszykluskosten eines Parkgerüsts des Schlossparks in Schötmar im Fokus: Vegetationsbestände insbesondere bestehende Großgehölze, Wege- und Rasenflächen sowie Ausstattungsgegenstände (u. a. Bänke und Abfalleimer). Dabei wurden die Gesamtkosten des Parks zum aktuellen Zeitpunkt dargestellt und die Gesamtkosten der einzelnen Flächen und der Kostenvarianten berechnet, ausgewertet und analysiert. Insgesamt wurden drei Varianten für den Schlosspark entwickelt: Eine geringe ("Low-Budget"), eine hohe ("High-Budget") und eine optimierte Kostenvariante. Diese optimierte Variante fasste dabei die Erkenntnisse aus den anderen Varianten zusammen und kann als "beste Lösung" verstanden werden. Eine Neuplanung war im Rahmen der Bachelorthesis keine Option sondern vielmehr diente die Wahl der Varianten unter Berücksichtigung von Funktionen, Nutzungen und ökologischen Kriterien möglicher Pflegekostenminimierungen. In diesem Kontext galt es, die Substanz im Optimalfall nicht gravierend zu verändern, sondern vielmehr kleinere Änderungsmaßnahmen und deren Folgen aufzuzeigen.

Der Hintergrund lag im angenommen mäßig vorhandenen Grundbudget für weniger große Neumaßnahmen geeignet als vielmehr eher für kleinere und kostengünstigere Änderungsmaßnahmen passend. Es sei aber erwähnt, dass eine komplette Neuplanung die Unterhaltskosten vermutlich deutlich mehr senken könnte als die entwickelten Varianten.

Nach allgemeinen Informationen zur Stadt Bad Salzuflen sowie zu dem Schlosspark in Schötmar mit seinen Besonderheiten wurde im Rahmen der Thesis zunächst das Parkgerüst mit Hilfe des Parkpflegewerks der Stadt Bad Salzuflen untersucht und ausgewertet: Insgesamt stehen in dem Park circa 750 Großgehölze mit 64 unterschiedlichen Arten. Für die spätere Lebenszykluskostenberechnung wurde das Alter der Bäume bestimmt. Es stellte sich heraus, dass die Bäume zwischen etwa 32 und 136 Jahre alt sind. Einige Gehölze sind derzeit durch beispielsweise Wurzeldruck, Stammteilungen, einseitige Kronenausbildungen etc. in ihrer Substanz gefährdet bis leicht gefährdet. Die derzeitigen Wegeflächen in dem Park differenzieren sich in rund 5900 m² wassergebundenen Wegedecken und etwa 790 m² Pflasterdecke. Sie sind vor sieben bis zehn Jahren errichtet worden. Des Weiteren sind circa 10 800 m² Gebrauchsrasenflächen mit teilweise hohen Trittbelastungen vorzufinden. Abschließend wurden die Ausstattungsgegenstände wie Bänke und Abfalleimer in die Untersuchung mit aufgenommen. Für die derzeitige Pflege des Parks wurde im Rahmen der Thesis ein mittlerer bis hoher Pflegeeinsatz (Pflegeklasse 2) angenommen.

Die Gesamtkosten der Anlage

Der Analyse des Parkgerüsts folgte eine kurze Einführung zur Methode der Lebenszykluskostenberechnung, zur Software und zur Kostenanalyse durch diese Kostenmanagementmethode. Danach wurden Varianten für das Parkgerüst entwickelt und die unterschiedlichen Kosten differenziert und nach Objekttypen (Bäume, Wege, Rasen, Ausstattung) aufgelistet. Aufgrund der unterschiedlich geänderten Stückzahlen und Flächengrößen wurde zusätzlich der Einheitspreis einzelner Objekte ermittelt (aussagekräftiger als der Gesamtpreis).

Die Abbildung (Abb.1) verdeutlicht die derzeitigen Objektkosten, berechnet für 30 Jahre nach Pflegeklasse 2. Die 2 482 073,74 Mio. Euro Gesamtkosten können wie folgt differenziert werden: Die größten Kosten durch Pflege, Instandhaltung und Erneuerung von wassergebundenen Wegedecken (540453,76Euro), Erhalt durch Schnitt, Pflege und Ersatzpflanzungen der Großgehölze (913091,48 Euro) sowie Schnitt, Pflege und Neuansaaten von Rasenflächen (853326,43Euro). Der Unterhalt und Erhalt der Wegeflächen mit Betonpflaster sowie der Ausstattungsgegenstände beläuft sich auf unter 200000 Euro. Im Weiteren können die Kostengruppen Lohnkosten mit 1433593,89Euro, Betriebsmittelanteil mit 807 050,44 Euro sowie Materialkostenanteil mit 241 427,41 Euro differenziert werden. Anschließend wurden die jährlichen Kosten der Parkanlage (Abb. 2) ermittelt (und im weiteren Verlauf mit den jeweiligen Jahreskosten der Varianten verglichen).

Durchschnittlich fallen 82 735,76 Euro für den Unterhalt und die Pflege der gewählten Beispielanlage an. Weit über dem Durchschnitt liegen die Jahre 2022, 2026, 2035 bis 2037 und 2044: Erneuerung der wassergebundenen Wegedecken in den Jahren 2022 und 2035 (zum Vergleich der Unterhalt dieser Flächen für gerechnete 12 688,96 Euro im Jahre 2021), Erneuerung der Pflasterdecke im Jahre 2037 mit anteilig 35061,36Euro (zum Vergleich 1 249,14 Euro Unterhalt in den Jahren zuvor), steigender Unterhalt der Großgehölze im Jahre 2026, weiterer Unterhaltsanstieg der Großgehölze ab 2035 und Ersatz von 142 Bäumen im Jahre 2044 (Steigende Pflegemaßnahmen, 146 108,26 Euro für Neupflanzungen im Jahre 2044). Weit unter dem Durchschnitt liegen die Jahre 2023, 2025 und 2033, da in diesen Jahren keine außergewöhnlichen Leistungen wie Sanierung, Austausch oder spezielle Pflegearbeiten anfallen. Es bleibt also bei den jährlichen Standardunterhaltungsarbeiten.

Kostenvarianten der Beispielanlage als Hilfestellung für Planungsentscheidungen

Im weiteren Vorgehen folgten drei bereits beschriebenen Varianten von Kosteneinsätzen:

Die erste Variante ("Low-Budget-Variante") mit einer angenommenen Reduzierung der Pflegeklasse von zwei auf drei, mit einer reduzierten Anzahl von Großgehölzen um zehn Prozent (subjektiv gewählter Wert), einer reduzierten Anzahl von Bänken und Abfalleimer (ausreichende Anzahl bereits im Bestand vorhanden), mit einem Teilaustausch von Rasenflächen durch dauerhafte Blumenwiesen sowie mit dem kompletten Ersatz von Wegeflächen durch Asphaltbauweisen. Diese Variante zeigt die Möglichkeit einer deutlichen Reduktion von Unterhaltskosten für 30 Jahre von ursprünglich 2 482 072,74 Euro auf 1 191 325,60 Euro. Allerdings werden sich diese primär ökonomischen Zielsetzungen des Unterhalts selten mit funktionalen und gestalterischen Zielen der Anlage gleichsetzen lassen. Es ist von einer abnehmenden Wertentwicklung auszugehen, der Park wird an Attraktivität abnehmen und die deutlich reduzierten Pflegeleistungen werden umfassende Neu- und Ersatzmaßnahmen während und nach dem Betrachtungszeitraum nach sich ziehen. Die größte Kostenersparnis von rund 1,3 Mio. Euro wird durch die Reduzierung der Lohnstunden und somit mit der Verringerung der Pflegezyklen erreicht.

Die zweite Variante ist als Gegenentwurf ("High-Budget-Variante") zu verstehen. Hier wurde die Pflegeklasse von zwei auf eins angehoben, die Anzahl der Bänke und die der Abfalleimer erhöht und durch teilweise dauerhafte Stahlvarianten ersetzt, der komplette Erhalt der Rasenflächen angestrebt, ab 2017 den Anteil der Großgehölze durch Neupflanzungen um zehn Prozent angehoben sowie alle Wegefläche durch dauerhafte Natursteinbelegungen mit festen Fugen ersetzt. Mit diesem Gegenentwurf steigen die Kosten für den Schlosspark um annähernd das Doppelte von 2 482 072,74 Euro auf 4 313 681,00 Euro in 30 Jahren. Diese Variante kann aus ökonomischer Sicht in großen Teilen als wünschenswert bezeichnet werden. Jedoch sind sowohl planerisch-gestalterische Aspekte (Natursteinplatten als klassisches Wegebaumaterial in historischen Parkanlagen) als auch der Bezug zur Realität (keine Beachtung von Realkosten) zu hinterfragen. Zusammenfassend können beide Varianten als weniger bis gar nicht geeignet beschrieben werden.

Die dritte Variante ("Optimierte Variante") vereinbart als Kompromiss positive Ansätze der Kostenbetrachtungen aus den beiden vorangegangenen Varianten miteinander. In dieser Variante wurde die Pflegeklasse 2 größtenteils erhalten. Alle Wege sind zum größten Teil durch dauerhaftere Bauweisen (pflegeextensiver) ersetzt, die Anzahl an Ausstattungsgegenständen sind leicht erhöht und teilweise durch dauerhafte Stahlvarianten ausgetauscht, zehn Prozent der Großgehölze innerhalb einer Gruppe reduziert, die Rasenflächen wurden nach Planungsanalyse um circa 30 Prozent durch pflegeextensivere Blumenwiesen ersetzt und weniger frequentierte Rasenflächen wurden um eine Pflegklasse reduziert. Diese Variante verdeutlich auf den ersten Blick keine massiven Kosteneinsparungen von 2 482 072,74 Euro auf 2388 632,50 Euro (93 440,24 Euro) für 30 Jahre. Jedoch beinhaltet diese Variante Erkenntnisse beider vorangegangener Varianten, und ist somit nicht mehr mit der realen bestehenden Situation zu vergleichen. Vielmehr macht die Variante eine verbesserte Differenzierung von Kosten, Nutzen und gestalterischen Zielsetzungen deutlich: durch kleine Änderungsmaßnahmen lassen sich ohne Kostenerhöhungen Qualitäten des Parks deutlich steigern. Dafür wurden zum einen Ausstattungsgegenstände ergänzt und verbessert, um eine dauerhafte Nutzung zu gewährleisten und einer möglichen Verschmutzung entgegenzutreten. Durch den Austausch der üblichen gemähten Rasenfläche hin zu extensiven Blumenwiese und die Teilverringerung der Pflegeklasse von Rasenflächen konnten zum anderen sowohl ökonomische als auch ökologische Werte verbessert werden.

Ergänzend ist der dauerhaften Problematik hoher Unterhaltskosten von wassergebundenen Wegedecken sowie der teilweise eingeschränkte Nutzung dieser durch Vernässung durch dauerhafte Wegebauweisen entgegengetreten worden. In diesem Zusammenhang sind mögliche dauerhafte Bauweisen natürlich im Weiteren mit gestalterischen Zielen insbesondere der Denkmalpflege abzuklären. Die Neubaumaßnahmen in diesem Zusammenhang werden durch andere Kosteneinsparungen kompensiert. Die drei Abbildungen (Abb. 3 bis 5) zeigen die oben beschriebenen Varianten und deren Gesamtkosten für 30 Jahre. Die drei weiteren Abbildungen (Abb. 6 bis 8) vergleichen die Varianten jeweils mit der Bestandssituation. Gut zu erkennen sind die Kostenverschiebungen innerhalb der Objekte.

"Green Cycle" als Instrument zur Kostenoptimierung und seine Grenzen

Die Software dient hauptsächlich dazu, Entwurfsvarianten für Neuanlagen miteinander zu vergleichen und Entscheidungen vor der Bauphase zu treffen. Dennoch haben die beispielhaften Berechnungen der Kosten aufgezeigt, dass sich auch für Bestandsanlagen Lebenszyklusmaßnahmen daraus passend ableiten können. Dazu müssen allerdings alle Bestandsdaten vorhanden, möglichst genau aufgelistet und differenziert sein. Anschließend können diese Daten dann in das Programm eingepflegt und die Parameter einzelner Objekte verändert werden. Damit lassen sich durch wenige Einstellungen Varianten simulieren. Die Arbeit mit der Software hat aber auch Grenzen der Möglichkeiten deutlich gemacht: Einzelne Objekte lassen sich in Teilen nicht weiter differenzieren. Beispielweise bietet "Green Cycle" nur die Unterscheidung zwischen Groß- und Kleinbäumen, nicht aber eine nach Arten und Sorten. Das bedeutet unter anderem eine fehlende Unterscheidung nach kurzlebigen oder langlebigen Gehölzen (Pappel/Eiche). Auch bei den Rasenflächen und Ansaaten ist nur die zwischen groß- und kleinflächigem Gebrauchsrasen einzuteilen. Besondere Rasenarten und Samenmischungen sind nicht wählbar. Jedoch hat sich nach Rücksprache mit der Datenbankgesellschaft die Software im letzten halben Jahr stark weiterentwickelt: Die Benutzerfreundlichkeit und die grafischen Auswertungen sind optimiert worden und die Datenbank ist auf 115 Profile gewachsen. Zudem sind Erweiterungen weitere Objektmöglichkeiten wie beispielsweise Kletterpflanzen, diverser Einbauten oder Formgehölze geplant. Daneben bietet die Software jederzeit eine individuelle Erweiterung der Datengrundlagen durch ergänzendes Einpflegen. In diesem Zusammenhang obliegen aber die Datengrundlagen, die Datenanzahl und die zusätzlichen benötigten Informationen wie zum Beispiel die Häufigkeit der Pflege, grundsätzlichen Pflegekosten, Zeitansätze oder Maschinenauswahl der Kompetenz und Fähigkeit des Nutzers. Der eindeutige Vorteil der Software ist die gesicherte Basis vorhandener und jahrelang optimierter Kostenkennwerte für die Pflege. Sollten aber die Datengrundlagen nicht ausreichen, lassen sich andere Kostenvarianten und Parameter nur mit großem Aufwand einpflegen und diesem Zusammenhang sind eigene und gesicherte Kennwerte notwendig. Abschließend betrachtet liefert die Software gute bis sehr gute Ansätze Lebenszykluskostenbetrachtungen unmittelbar im Planungsprozess "On Demand" zu integrieren. Entwurfsentscheidungen können bereits im Vorentwurfsstadium unterstützt und beeinflusst werden. Jedoch bleiben zum einen die erwähnten tiefergehenden Differenzierungen im Arbeitsprozess offen. Zum anderen besteht sicherlich auch die berechtigte Sorge einer "Über-Ökonomisierung" und somit nicht gleichberechtigten fachlichen Betrachtung von Planungsprozessen. Was bedeutet das, wenn Gehölze oder Wegeflächen nur nach Unterhaltskosten betrachtet werden und die ökologischen, gestalterische oder funktional- nutzungsbezogenen Aspekte dadurch verdrängt werden können? Nach Meinung der Autoren gibt es sicherlich berechtigte Gründe, den Unterhalt von Grün- und Freiflächen auch ökonomisch stärker auf den Prüfstand zu stellen. In diesem Zusammenhang bietet "Green Cycle" eine deutliche Erleichterung für kurzfristige Unterstützung. Jedoch bleibt es wichtig zu begreifen, dass solche Instrumente nur Entscheidungen unterstützen aber niemals fachliche Kompetenzen ersetzen können.

Literatur und Datengrundlagen

Stadt Bad Salzuflen (2017): Verschiedene Grundlagendaten/Karten zum historischen Schlosspark Schöttmar.

D.b.g. Datenbankgesellschaft mbh, (2014): Handbuch GreenCycle - d.b.g. Deutschland-Katalog, Falkensee.

F. Brack, (2012): GreenCycle - Lebenszykluskosten von Freiräumen.

Lorenzen, H. Dipl. Ing. (1992). Parkpflegewerk für den Schlosspark Schötmar. Blomberg: Büro für Orts-und Landschaftspflege: Halke Lorenzen.

Bundesministerium des Inneren, für Bau und Heimat (BMI) vormals Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS): Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen Außenanlagen von Bundesliegenschaften (BNB_AA), Online-Ressource: www.bnb-nachhaltigesbauen.de/bewertungssystem/bnb-aussenanlagen/bnb-aa-v2016/kriterien-bnb-aussenanlagen-von-bundesliegenschaften-bnb-aa.html

Prof. Dr.-Ing. Hendrik Laue
Autor

Hochschule Ostwestfalen-Lippe
B.Eng. Tobias Wienert
Autor

Landschaftsbau und Grünflächenmanagement, Bad Salzuflen

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