ÉPÜLET FALSZERKEZETEK KÖRNYEZETI ÉRTÉKELÉSE ÉLETCIKLUS ELEMZÉSSEL Simon Andrea
VÁZLAT
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Problémafelvetés Elemzés módszertana Életciklus-szakaszok A mintaépület bemutatása Eredmények kiértékelése Összegzés
Cél:
olyan külső teherhordó falszerkezetek (lakóépületek) teljes életútra vetített környezetterhelésének meghatározása, melyek Magyarországon jellemző építési rendszerekkel épülnek és megfelelnek a jelenlegi energetikai követelményeknek.
Problémafelvetés TÉMAVÁLASZÁS INDOKLÁSA, PROBLÉMAFELVETÉS:
•
Az építőipar az egyik legnagyobb energia- és nyersanyag fogyasztó szektor
•
Európai Unió - Épületenergetikai Irányelv (2002)
•
Magyarország - 7/2006. (V.24.) TNM rendelet
•
A jobb hővédelem érdekében felhasznált többlet energia ökológiai szempontból hogy viszonyul az üzemeltetés energiafelhasználásához?
Épületek energetikai jellemzőinek javítására
ÉLETCIKLUS-ÉRTÉKELÉS (LCA): •
„a termékek, folyamatok vagy szolgáltatások teljes életciklusa alatt vizsgálja a környezeti tényezőket, környezeti hatásokat.”
•
„bölcsőtől sírig” vagy „bölcsőtől bölcsőig”
•
ISO 14040, 14044 szabványok
Az elemzés módszertana •
SimaPro életciklus elemző szoftver
•
Eco-indicator 99 – Kárkategóriák: emberi egészség, ökoszisztéma minősége, erőforrások csökkenése – Hatáskategóriák: • karcinogenitás, •
légzőszervi károsodások (szerves, szervetlen),
•
éghajlatváltozás, sugárzás,
•
ózonréteg csökkenés,
•
ökotoxicitás,
•
savasodás / eutrofizáció,
•
terület használat,
•
ásványi anyagok,
•
fosszilis tüzelőanyagok
Eredmények kiértékelésének lehetőségei: osztályozás, normalizáció, súlyozás, „Single score” öko-indikátorpont (Pt)
Életciklus-szakaszok 1. Gyártás és építés: • a nyersanyagok, az építőanyagok gyártási folyamata, gyáron belüli szállítása, csomagolása, az építés helyszínére való szállítás (tkm), a létesítmény építése; • Ecoinvent adatbázis „bölcsőtől a kapuig”;
• gyártói adatok.
3. Karbantartás: • az építőelemek cseréje, új alkotórészek gyártása, az elhasználódott elemek ártalmatlanítási fázisa; • gazdaságosság tényező.
2. Üzemeltetés: • „U” hőátbocsátási tényező
• •
éves fűtési energiaigény 7/2006 (V. 24.) TNM rendelet: 𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑈 ∗ 𝑡𝑖 − 𝑡𝑒 földgáz felhasználású központi kazán
4. Bontás és hulladékkezelés: • épület bontása, szállítás, a hulladékkezelés; • a legvalószínűbb end-of-life forgatókönyv: inert hulladéklerakó (45/2004. (VII. 26.) BM-KvVM rendelet).
A mintaépületek bemutatása
1.
könnyűszerkezetes acélvázas építési mód
2.
hőszigetelő, égetett kerámia falazat
3.
kiegészítő EPS hőszigeteléssel ellátott téglafalazat monolit vasbeton pillérrel
• Funkcionális egység: 1 m2 falfelület. • Tervezett élettartam: 80 év. • Az eredmények a 80 éves élettartam alatt egy évre eső környezetterhelést reprezentálják.
1. falszerkezet: Hardell-ház, Standard változat Könnyűszerkezetes acélvázas építési mód: •
U=0,23 W/m2K
•
Szállítás: 42,1 tkm
•
Vastagság: 246,5 mm
•
Tömeg: 42 kg
59,6 MJ fűtési energia/év Rétegrend külső felületképzés (festés) 1.
homlokzati vékony vakolat üvegszövet háló erősítés
2.
expandált polisztirol hablemez
3.
faháncs-lemez acél profilváz (CW147/52/1,5)
4.
üveggyapot (URSA) (min. 16 kg/m3)
5.
normál gipszkarton
6.
párazáró fólia (S0≥100 m)
7.
normál gipszkarton
8.
belső felületképzés (festés)
2. falszerkezet: Porotherm 44 HS Hőszigetelő, égetett kerámia falazat: •
U=0,30 W/m2K
77,8 MJ fűtési energia/év;
• Szállítás: 12,4 tkm;
• Vastagság: 471,5 mm; • Tömeg: 353,5 kg. Rétegrend 1.
külső felületképzés (festés)
2.
homlokzati mész vakolat
3.
tégla
4.
habarcságy
5.
belső mész vakolat
6.
belső felületképzés (festés)
3. falszerkezet: Porotherm 30 N+F, vasbetonváz, Nikecell szigetelés •
Rétegtervi hőátbocsátási tényező: MSZ EN ISO 6946: 1996 szabvány;
•
U=0,25 W/m2K
•
Szállítás: 11,9 tkm;
•
Vastagság: 420,5 mm;
•
Tömeg: 294 kg.
64,8 MJ fűtési energia/év;
Rétegrend 1.
homlokzati vékony vakolat (dryvit)
2.
üvegszál háló
3.
vékonyvakolat alapozó (dryvit)
4.
Expandált polisztirol hőszigetelés (ρ=15 kg/m3)
5.
dryvit Sandard poralakú ragasztó
6.
vasbeton oszlop (ρ=2400 kg/m3)
7.
tégla
8.
habarcságy
9.
belső vakolat
10.
belső felületképzés (festés)
Kiértékelés – 3. falszerkezet I. 600,
mPt
500, 400,
Ártalmatlanítás
300,
Karbantartás
200,
Üzemeltetés Gyártás - Építés
100, 0, Emberi egészség 1,6E-03 1,4E-03 1,2E-03 1,0E-03 8,0E-04 6,0E-04 4,0E-04 2,0E-04 0,0E+00
A három kárkategória összehasonlítása az egyes életciklus-szakaszokra vetítve
Ökoszisztéma minősége
Erőforrások
Az életciklus-szakaszok hatáskategóriánként történő megjelenítése (Normalizáció) Gyártás - Építés Üzemeltetés Karbantartás Ártalmatlanítás
Kiértékelés – 3. falszerkezet II. Az 3. falszerkezet gyártás- építés fázisa (Normalizáció) Szállítás 1. 1,8E-04 1,6E-04 1,4E-04 1,2E-04 1,0E-04 8,0E-05 6,0E-05 4,0E-05 2,0E-05 0,0E+00
Szállítás 2. Víz Műanyag dűbel Belső festék Habarcs Tégla Vasbeton
Ragasztó EPS szigetelés Üvegszál háló Vakolat alapozó Vakolat
Kiértékelés – 3. falszerkezet III.
Földgáz
Kőolaj
A tégla gyártásához felhasznált nyersanyagok eloszlása
Egyéb nyersanyagok
Kőolaj (nyers)
Az EPS hőszigetelés gyártásához felhasznált nyersanyagok eloszlása
Földgáz Kőszén
Kiértékelés – 3. falszerkezet IV. 4, 3,5
Gyártási – építési fázis: az egyes építőelemek összes környezetterhelése
3, 2,5 Pt 2, 1,5 1, 0,5
Fosszilis tüzelőanyagok
0,
Ásványi anyagok Terület használat Savasodás / Eutorfizáció 4,
Ökotoxicitás 3,5 Ózonréteg csökkenés 3, Sugárzás 2,5 Éghajlatváltozás
Pt
2, Légzőszervi károsodás (szervetlen) 1,5 Légzőszervi károsodás (szerves) 1, Karcinogenitás 0,5 0,
Beépített összes tömeg
Összehasonlító elemzés Gyártás és építés
mPt
A három falszerkezet gyártás – építés életciklus-szakaszának összehasonlítása hatáskategóriánként: 90,
Fosszilis tüzelőanyagok
80,
Ásványi anyagok
70,
Terület használat
60,
Savasodás / Eutorfizáció
50,
Ökotoxicitás
40,
Ózonréteg csökkenés
30,
Sugárzás
20,
Éghajlatváltozás
10,
Légzőszervi károsodás (szervetlen) Légzőszervi károsodás (szerves)
0, 1. Falszerkezet gyártás- 2. Falszerkezet gyártás- 3. Falszerkezet gyártásépítés szakasz építés szakasz építés szakasz
Karcinogenitás
Összehasonlító elemzés Üzemeltetés A három falszerkezet üzemeltetés életciklus-szakaszának összehasonlítása hatáskategóriánként: 0,6 Fosszilis tüzelőanyagok Ásványi anyagok
0,5
Terület használat 0,4 Savasodás / Eutorfizáció
Pt
Ökotoxicitás
0,3
Ózonréteg csökkenés 0,2
Sugárzás Éghajlatváltozás
0,1
Légzőszervi károsodás (szervetlen) 0, 1. Falszerkezet üzemeltetés
2. Falszerkezet üzemeltetés
3. Falszerkezet üzemeltetés
Légzőszervi károsodás (szerves)
Karcinogenitás
Összehasonlító elemzés Karbantartás A három falszerkezet karbantartás életciklus-szakaszának összehasonlítása hatáskategóriánként: 120,
Fosszilis tüzelőanyagok Ásványi anyagok
100,
Terület használat
mPt
80,
Savasodás / Eutorfizáció Ökotoxicitás
60, Ózonréteg csökkenés Sugárzás
40,
Éghajlatváltozás
20,
0,
1. Falszerkezet karbantartás
2. Falszerkezet karbantartás
3. Falszerkezet karbantartás
Légzőszervi károsodás (szervetlen) Légzőszervi károsodás (szerves) Karcinogenitás
Összehasonlító elemzés Bontás és ártalmatlanítás A három falszerkezet bontás - ártalmatlanítás életciklusszakaszának összehasonlítása hatáskategóriánként: 200,
Fosszilis tüzelőanyagok
180,
Ásványi anyagok
160, Terület használat 140, Savasodás / Eutrofizáció mPt
120, Ökotixicitás 100, Ózonréteg csökkenése
80,
Sugárzás
60,
Éghajlatváltozás
40,
Légzőszervi károsodás (szervetlen) Légzőszervi károsodás (szerves)
20, 0, 1. Falszerkezet ártalmatlanítása
2. Falszerkezet ártalmatlanítása
3. Falszerkezet ártalmatlanítása
Karcinogenitás
Összehasonlító elemzés Teljes életciklus A három falszerkezet teljes életciklusának összehasonlítása hatáskategóriánként: 0,8
Fosszilis tüzelőanyagok
0,7
Ásványi anyagok Terület használat
0,6
Savasodás / Eutrofizáció
0,5 Pt
Ökotixicitás
0,4 Ózonréteg csökkenése
0,3
Sugárzás
0,2
Éghajlatváltozás
0,1
Légzőszervi károsodás (szervetlen)
Légzőszervi károsodás (szerves)
0, 1. Falszerkezet teljes életciklusa
2. Falszerkezet teljes életciklusa
3. Falszerkezet teljes életciklusa
Karcinogenitás
Összegzés • Hatáskategóriák 1.: a fosszilis tüzelőanyagok vannak leginkább hatással a környezet állapotára üzemeltetési fázis, • Hatáskategóriák 2.: szervetlen anyagok általi légzőszervi károsodás, éghajlatváltozás • Üzemeltetési fázis: az egyes falszerkezetek környezetterhelésének 70-80%áért felelős – fűtésigény • 1. és 3. falszerkezet: a karbantartási fázis dominanciája – EPS szigetelés • EPS szigetelés – téglafal környezetterhelésének viszonya
• A 2. falszerkezet összes környezeti terhelése a legmagasabb • A falszerkezetek környezetterhelése közti különbség nem szignifikáns /módszer bizonytalanságai/
Kitekintés A jövőben az életciklus-elemzés alkalmazása előtérbe kerülhet… • Döntéstámogató eszköz; • Termékfejlesztés; • Versenyelőny; • Költségcsökkenés lehetősége; • Alkalmas összehasonlításra környezeti szempontú választás; • Ökocímkézés. LCA az építészetben: • Energiahatékonyság érdekében tett lépések elősegítése; • Építőipar – életciklusban való gondolkodás: – energiafelhasználás csökkentése környezeti károk megelőzése; – energiatudatos építés gyakorlati megvalósítása.
Köszönöm a figyelmet!
