Budownictwo Ekologiczne

slad-weglowy-budownictwo-sweco

Jak potężny jest ślad węglowy budownictwa?

September 26, 2019

Każdego roku powstaje ponad 6 miliardów metrów kwadratowych nowych budynków. To mniej więcej 1,2 miliona budynków o powierzchni 5 tys. metrów kwadratowych. Jeśli te liczby odniesiemy do wbudowanego śladu węglowego (z ang. embodied carbon) w tych budynkach, przełoży się to w przybliżeniu na 3,7 miliardów ton dwutlenku węgla. To w przeliczeniu taka ilość CO2, jaką Polska by wyemitowała przez ponad 10 lat. Czy zatem można coś zrobić, żeby ograniczyć ślad węglowy budownictwa?

Czym jest ślad węglowy?

Zanim na to pytanie odpowiemy, spróbujmy zrozumieć, czym jest ślad węglowy i jak się on ma do sektora budowlanego. Jak podaje Wikipedia ślad węglowy jest to rodzaj śladu ekologicznego, który przekłada się na całkowitą sumę emisji gazów cieplarnianych wywołanych bezpośrednio lub pośrednio przez daną osobę, organizację, wydarzenie lub produkt. Jeśli odniesiemy tę definicję do budynku, ślad węglowy będzie zawierał tzw. węgiel zawarty w konstrukcji budynku, a także związany z produkcją materiałów budowlanych (wbudowany ślad węglowy), eksploatacją budynku (ślad węglowy fazy użytkowej) i wreszcie wyburzeniem kończącym jego żywot.

emisje-co2-sektor
Rysunek 1.: Globalna Emisja CO2 w podziale na sektory / Źródło: Architecture 2030

 

Ma to w konsekwencji przełożenie na sektor budowlany, który odpowiada w sumie za 28% globalnej emisji CO2 rocznie. Ale 11% globalnych emisji stanowi wbudowany ślad węglowy. W odróżnieniu od emisji CO2 w fazie użytkowej, które można z czasem zmniejszyć dzięki renowacjom budynków i optymalizacjom w zakresie efektywności energetycznej, czy wykorzystaniu energii odnawialnej, wbudowany ślad węglowy jest „blokowany” natychmiast po wybudowaniu budynku. Na zawsze. Nie można z nim potem już nic zrobić.

Co więcej, według raportów organizacji Architecture 2030, licząc od teraz do roku 2050 wbudowany ślad węglowy (embodied carbon) będzie odpowiedzialny za prawie połowę emisji pochodzących z sektora budowlanego. Oznacza to, że jego udział  zwiększy się i osiągnie w przybliżeniu poziom śladu węglowego fazy użytkowej (operational carbon). Ma to oczywiście związek z rosnącą liczbą nowych budynków.

emisje-nowe-konstrukcje-2020-2050
Rysunek 2.: Całkowita globalna emisja węgla dla nowych konstrukcji w latach 2020-2050 / Źródło: Architecture 2030

 

Powyższe dane liczbowe i statystyczne powinny dawać do myślenia. Informacje te przede wszystkim nasuwają wniosek, iż należy zmniejszać ślad węglowy budynku, co bezpośrednio przekłada się na zmniejszenie presji na środowisko.

Jak określić ślad węglowy budynku?

Do oceny wpływu budynków na środowisko służą dedykowane narzędzia. Jednym z nich jest analiza Life Cycle Assessment (LCA), która opiera się na ocenie całego cyklu życia budynku lub jego głównych elementów. Zgodnie z normą PN-EN 15978:2012 analiza ta bazuje na podziale procesu danej inwestycji na jej poszczególne etapy (fazy):

  • Faza wyrobu (A1 – A3) – obejmuje emisje dwutlenku węgla związane z wydobywaniem surowców z ziemi, ich transportu do miejsca, w którym będą produkowane i energii pierwotnej wykorzystywanej z przekształcenia surowców na wyroby budowlane, które posłużą do wybudowania obiektu.
  • Faza budowy (A4 i A5) – zawiera procesy od bram fabryki wyrobów budowlanych do praktycznego zakończenia prac budowlanych. Zawiera wszelki transport materiałów i produktów, w tym pośrednie magazynowanie i dystrybucję, a także procesy związane z budową i wznoszeniem obiektu.
  • Faza użytkowania (B1 – B7) – uwzględnia okres od zakończenia prac budowlanych do rozbiórki budynku. Mieści szeroki zakres źródeł emisji związanych z eksploatacją budynku, wliczając ogrzewanie, chłodzenie, zużycie energii elektrycznej, zaopatrzenie w wodę czy konserwacje (w tym czyszczenie, naprawę i wymianę instalacji budynkowych).
  • Faza końca życia (C1 – C4) – rozpoczyna się, gdy budynek jest wycofany z użytku i nie będzie użytkowny w przyszłości. Obejmuje swym zakresem rozbiórkę oraz wszelkie oddziaływanie spowodowane transportem podczas rozbiórki.
  • Wpływy zewnętrzne (D) – rozbiórkę obiektu należy traktować jako proces, który stanowi źródło materiałów, wyrobów, elementów, które mogą być ponownie wykorzystane, poddane recyklingowi lub odzyskane.
fazy-cyklu-zycia-budynku-analiza-life-cycle-assessment
Rysunek 3. Wyszczególnienie poszczególnych faz cyklu życia budynku analizowanych w ramach LCA / Źródło: opracowanie własne

 

Analiza poszczególnych faz pozwala wdrażać rozwiązania i przeciwdziałać negatywnemu wpływowi na środowisko. Udział każdej z faz w ilości wyprodukowanego węgla na potrzeby wybudowania i użytkowania budynku jest zależny od wykorzystanych w nim materiałów oraz przyjętych rozwiązań projektowych. Na wykresie poniżej przedstawiono procentowy udział poszczególnych faz w śladzie węglowym dla przykładowego budynku biurowego o powierzchni całkowitej ok. 20 tys. m2. Ilość wyprodukowanego dwutlenku węgla dla tego budynku wyniosła ponad 45 tyś. ton, co odpowiada wskaźnikowi 41 kgCO2e/m2/rok.

udzial-sladu-weglowego-fazy-zycia-budynku
Rysunek 4. Udzial śladu węglowego w poszczególnych fazach życia budynku; żródło: opracowanie własne

 

Wyraźny jest dominujący charakter Fazy użytkowania B1-B7 budynku w przyjętym 60-cio letnim okresie użytkowania. Stanowi on 82,3% całości wyprodukowanego dwutlenku węgla. Wynik ten powinien skłaniać do projektowania budynków charakteryzujących się niskim zapotrzebowaniem energetycznym, korzystających z alternatywnych źródeł energii, a także wykorzystujących wydajne systemy zużycia wody. A co z optymalizacją materiałową? Czy istnieją sposoby, które będą prowadzić do korzystniejszych wyników?

Wybieraj materiały budowlane o niskim śladzie węglowym

Skupiając się na materiałach budowlanych w pierwszej kolejności nasuwa się najbardziej podstawowa z zasad, tj. stosowanie materiałów i rozwiązań o mniejszym śladzie węglowym. Można to osiągnąć przez wykorzystywanie materiałów pochodzenia naturalnego (nieprzetworzonych) lub tych, których produkcja nie pochłania dużo energii. W przypadku niektórych użytkowanych materiałów nie jest to jednak łatwe. Beton, z uwagi na swą powszechność oraz relatywnie dobre parametry konstrukcyjne, jest materiałem, który z punktu widzenia redukcji emisji CO2 odgrywa dużą rolę. Szczególnie dla branży budowlanej.

Liderzy tej branży spotkali się w 2018 roku na szczycie klimatycznym w Katowicach (COP 24), w celu omówienia wyzwań w dziedzinie klimatu stawianych sektorowi przez Porozumienie Paryskie. Dane bowiem wskazują, że gdyby cały sektor produkcji cementu (z którego powstaje beton) uznać za kraj, zajmowałby on trzecie miejsce na liście największych emitentów CO2 na świecie, zaraz za Chinami oraz USA. Szacuje się, że cement stanowi 8% w rocznej skali globalnych emisji dwutlenku węgla. Przy czym warto zwrócić uwagę, że ponad połowę tej wartości można przypisać procesowi kalcynacji, a aż 90% całemu procesowi produkcji klinkieru.

Optymalizuj ślad węglowy budynku

Warto również wrócić do przywołanego powyżej przykładu budynku biurowego, dla którego zauważalny jest wysoki udział betonu (63,2%) w emisji CO2,  spośród wszystkich grup materiałowych ujętych w ocenie.

udzial-sladu-weglowego-grupy-materialowe
Rysunek 5. Udział w śladzie węglowym poszczególnych grup materiałowych / Źródło: opracowanie własne

 

Redukcja udziału elementów betonowych w budynku i zastępowanie go materiałami o niskim śladzie węglowym, to kierunek, w którym powinny być zwrócone oczy projektantów, a w szczególności konstruktorów. Projektowanie elementów o zoptymalizowanych wymiarach względem zapewnianej nośności, powinno cechować każde rozwiązanie konstrukcyjne. Materiały przeznaczone do budowy to nie tylko beton. To także materiały, które mogą pochodzić z odzysku, w części lub całości. Ta strategia może wpływać zarówno na aspekty ekonomiczne procesu produkcji, jak i zmniejszać wykorzystanie zasobów naturalnych. Mogą to być również materiały pochodzenia naturalnego, takie jak drewno. Doskonałym przykładem jego zastosowania jest najwyższy drewniany wieżowiec zaprojektowany przez Sweco.

najwyzszy-drewniany-wiezowiec-sweco
Budowa Mjøstårnet – najwyższego drewnianego wieżowca na świecie zlokalizowanego w Brumunddal w Norwegii / Źródło: Moelven, Fotograf: Anti Hamar

 

Wykorzystywanie materiałów budowlanych odpornych na czynniki zewnętrzne będzie również zmniejszać ślad węglowy. Każdy materiał z dłuższą żywotnością to możliwość pracy budynku w dłuższym okresie, co przekłada się na mniejszą ilość napraw, czy modernizacji. Poprzez użycie materiałów bardziej trwałych nie tylko zmniejszamy koszty i częstotliwość napraw, ale również zmniejszamy ilość materiałów potrzebnych na wymiany, co pozytywnie wpływa na ślad węglowy budynku.

Niższy ślad węglowy to niższe koszty

Aby sprawdzić możliwość optymalizacji kosztowej  zastosowanych rozwiązań w budynku warto zastosować analizę Life Cycle Cost (LCC). Rachunek kosztu cyklu życia służący do określenia kryterium kosztu staje się alternatywą dla kryterium ceny i ocenia koszty zastosowania danego elementu budynku w całym okresie jego użytkowania..

Analiza LCC może przynieść ciekawe wnioski, częstokroć wskazując na słuszność zastosowania droższych, jeśli chodzi o koszt inwestycyjny rozwiązań. Przykładem będzie porównanie zastosowania lamp świetlówkowych do oświetlenia LED, czy fasad o różnych parametrach szklenia. Kolejnym wpływem na ślad węglowy będzie mieć transport materiałów od bram fabryki, w której nastąpiła produkcja wyrobu do miejsca wbudowania w obiekt. Kupując materiały od lokalnych dostawców skutecznie zmniejszamy emisję CO2 pochodzącą z transportu. Idąc w stronę optymalizacji procesu wykonania budynku lub jego części, możemy redukować odpady bazując na materiałach prefabrykowanych czy systemach modułowych.

W kierunku zrównoważonego budownictwa

Mając na względzie ogromy wpływ na klimat jaki ma cała branża budownictwa, działania zmierzające do zmniejszania śladu węglowego na wszystkich etapach życia budynku muszą stać się obowiązkiem. Co więcej, aby osiągnąć cele porozumienia paryskiego i scenariusz utrzymania globalnego wzrostu temperatury poniżej 1,5°C, sektor budowlany musi się całkowicie zdekarbonizować do 2050 r. Na architektach oraz konsultantach zrównoważonego budownictwa spoczywa więc odpowiedzialność, żeby nowe budynki w jak najmniejszym stopniu wpływały na środowisko. Materiały budowlane i inne rozwiązania przekładające się na niższy ślad węglowy są dostępne. Konieczne jest tylko ich stosowanie na dużą większą skalę niż obecnie.

 

Współautorzy:

Paweł Bezoń – Młodszy Inżynier ds. zrównoważonego budownictwa

Janusz Mizerny – Starszy Inżynier ds. efektywności energetycznej

 

Źródła: Architecture 2030, UN Environment Global Status Report 2017; EIA International Energy Outlook 2017, Raport IPCC

Author
Marcin Cierpisz | Starszy Inżynier ds. ds. zrównoważonego budownictwa, Asesor BREEAM International NC | Telefon +48 607 961 941 | marcin.cierpisz[at]sweco.pl

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Name *

På sweco.se använder vi cookies för att webbplatsen ska fungera på ett bra sätt för dig. Vi lagrar ingen personlig data. Om du inte accepterar cookies kan du stänga av det via din webbläsare.