Szalay Zsuzsa Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Életcikluselemzés az építészetben
Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, Építészmérnöki Kar Profil: - épületgépészet - épületfizika és épületenergetika, energiatudatos-szoláris építészet, megújuló energia hasznosítása, életciklus-elemzés
Néhány projekt: - Új épületenergetikai szabályozás - TNM 7/2006. (Energy Performance Building Regulation - EPBD) - Európai Uniós projektek, például - Leonardo da Vinci VET-BOOM, ET4EB - SOLANOVA – egy dunaújvárosi panelépület ultrahatékony felújítása
Miért fontosak az épületek? - Az Európai Unió energiafelhasználásának ∼40 % -a az épületekhez köthetı és ezzel arányos a szennyezıanyag kibocsátás is - Az épületek élettartama 50- 100 évben mérhetı - Új épületenergetikai irányelv (EPBD) és nemzeti szabályozások: követelmény az összesített energetikai jellemzıre - Fenntartható fejlıdés - Környezeti problémák: erıforrások kimerülése, klímaváltozás, savas esı, ózonréteg vékonyodása, eutrofizáció, nyári szmog…
Bevezetés
Egy probléma megoldása…
... nem vezethez újabb problémához
LCA???
Legalise cannabis alliance (LCA) Lutheran Church of Australia (LCA) Light combat aircraft (LCA) Last Chance for Animals (LCA) Liverpool Cotton Association (LCA) Life Cycle Assessment (LCA) – Életciklus-elemzés
Az életciklus-elemzés részei (ISO 14040) Az életciklus-elemzés keretei Cél és tárgykör meghatározása
Közvetlen alkalmazások: Leltárelemzés
Hatásbecslés
Értékelés
- Termékfejlesztés és javítás - Stratégiai tervezés - A közzéteendı politika kialakítása - Marketing - Egyéb
Leltárelemzés Bemenı
Kimenı Építés
EMISSZIÓK
ENERGIA
Karbantartás/felújítás
VÍZ
VÍZ
Üzemeltetés
HULLADÉK
Bontás és újrahasznosítás
HULL. Hİ
ANYAGOK
ZAJ
Hatásértékelés Módszerek: – CML- módszer – eco-indicator 99 – Kumulatív Energiaigény (CED)
CML hatáskategóriák : – – – – – – – – –
Üvegházhatás (GWP 100) Vizek és talaj savasodása (AP) Vizek eutrofizálódása (EP) Ózonlebontás (sztratoszféra) (ODP) Fotooxidánsok képzıdése (POCP) Humántoxicitás (HTP) Környezeti toxicitás (ETP) Abiotikus erıforrások kimerülése Földhasználat
eco-indicator 99: – Erıforrás használat – Emberi egészség – Ökoszisztéma minısége
Fı célok
„Hotspot” elemzés vagy termékfejlesztés: az életciklus legnagyobb környezetterhelést okozó szakaszainak meghatározása Összehasonlító elemzés: két vagy több rendszer relatív környezetterhelésének összehasonlítása
LCA szoftverek Világszerte több mint 200 adatbázis és szoftver, ennek egy része kifejezetten épületek elemzéséhez • GaBi (Germany) • SimaPro (Netherlands) • Envest 2 (United Kingdom) • Eco-Quantum (Netherlands) • Athena Environmental Impact Estimator (Canada/U.S.) • BEES (U.S.)
GaBi (Germany)
GaBi (Germany)
Építészeti alkalmazások
Épület-sajátosságok - Komplexitás - Épületszerkezetek és épületgépészet - Felhasznált anyagok sokfélesége - Használat: hıszigetelés és hıtárolás -
Beépítés Karbantartás gyakorisága, élettartam Használat: lakó! Hulladékkezelés
- Egyéb indikátorok -
Akusztika Természetes világítás Belsı levegı minısége Nyári komfort, gépi hőtés
- Használati életfázis meghatározó!
Energy (kWh/m2a)
- Bizonytalanságok
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1
2
Embodied E
3
Heating E
Teljes életciklusra vetített energiamérleg
micro-compact home, München
Nem megújuló primer energiaigény (kWh) 25000
20000 15941 15000
13255 11707 10421
10000
7573 4515
5000
7564
5380
5411 2465
1513 1992 57
Al upr Ep of il ok ox ig ya nt a
XP S
PV C
Ab la k Bi tu m en
ol at Al ubu rk
SB
0 O
Primerenergia n.m. (MJ)
20494
398
0
115 708
Nem megújuló primer energiaigény (kWh) 400000
Primerenergia n.m. (MJ)
350000 96519
300000
13763
250000 200000
130224
150000 11681
100000 50000
109509
106099
Építés
Üzemeltetés
0
Építés HMV
Főtés Világítás
Hőtés Berendezések
Ajánlások Az építıanyagok megválasztása: (
PVC cseréje linóleumra XPS CO2 habosítóanyaggal Hulladékarány javítása Alumínium teherhordó szerkezet Fázisváltó anyag alkalmazása )
Transzmissziós veszteségek csökkentése - Vákuum hıszigetelés alkalmazása
Az energiahordozó megválasztása: - Áramtermelés fotovoltaikus cellával ( Hidrogén cella Az épületgépészeti rendszer optimalizálása )
Ph.D. disszertáció - A környezetterhelés vizsgálata hat épülettípus, négy építési rendszer és tíz környezeti indikátor figyelembe vételével, típusonként 1000 véletlenszerően generált épületgeometriára. - Excel-alapú saját modul - Funkcionális egység: egy lakóépület 50 év alatt Magyarországon. - Eredmények 1 m2 főtött alapterületre és egy évre - Vizsgálatok három szinten: - Az épület határolószerkezetei; - Az elızı és az egyéb szerkezetek; - Az elızı és a használótól függı tételek.
Az épülettıl és a használótól függı tényezık
CED, n.r. (%), hıszigete lı tégla
CED, n.r. (MJ/m2a), hıszigetelı tégla 100%
1400 1200
80%
1000
60%
800 600
40%
400
20%
200 0
hıszigetelı tégla
0% Cs aládi 1 Cs aládi 2 Sorház 1 Sorház 2 Al. társ as Középm . társ as Építés hat. Bontás hat.
Karbant. hat. Egyéb s zerk.
Főtés hat. Gép. egyéb
Cs aládi 1 Cs aládi 2 Sorház 1 Sorház 2 Al. társ as Középm . társ as Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat. Egyéb s zerk. Gép. egyéb
Építési rendszerek
CED, n.r. (%), kétszintes családi ház
CED, n.r. (MJ/m2a), kétszintes családi ház 600
100%
500
80%
400
60%
300 40%
200 20%
100
0%
0 Hıszig. tégla Építés hat.
Pórusb. Karbant. hat.
B30+ hıszig.
Faváz
Főtés hat.
Bontás hat.
Hıszig. Pórusb. tégla Építés hat. Karbant. hat.
B30+ hıszig. Főtés hat.
Faváz Bontás hat.
A hıszigetelés növelése A hıszigetelés vastagság hatása
CED, n.r. (MJ/m2a)
1200 1000 800 600 400 200 0 0,0 Teljes hat. Főtés hat.
0,1
0,2 Építés hat. Bontás hat.
0,3 0,4 hıszig. vastagság (m) Karbant. hat.
Sugárzási hınyereség
az alapszcenárió %-a, CED, n.r.
120
A sugárzási nyereség hatása, hıszigetelı tégla, kétszintes családi házak
100 80 60 40 20 0 Alap
Árnyékolt Benap. Arány 0,3- Dél 0,6 Dél 0,6, 0,4 benapozott
Építés hat.
Karbant. hat.
Főtés hat.
Bontás hat.
Megújuló energia hasznosítás HMV napkollektorral, hıszigetelı tégla, kétszintes családi ház az alapszcenárió %-a, CED n.r.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Építés hat. Egyéb s zerk.
Alap Karbant. hat. Főtés egyéb
Napkollektorral Főtés hat. Bontás hat. HMV
Vil.
OTKA kutatás Épületszerkezetek építésökológiai és –biológiai értékelı rendszerének összeállítása az építési anyagok hazai gyártási/elıállítási adatai alapján (2003-2006) Kutatók: Dr. Tiderenczl Gábor, Medgyasszay Péter, Szalay Zsuzsa, Zorkóczy Zoltán – Részletes irodalmi kutatás, LCA módszerek, adatbázisok, software-ek összegyőjtése – Értékelı módszer kidolgozása, indikátorok kiválasztása – Magyar építıanyag adatbázis létrehozása – Épületszerkezet szintő teljes életciklus összehasonlítások: falak, padlók, padlásfödémek – Épületszintő elemzések
MATESZ-kutatás Kutatási szerzıdés a Magyar Téglás Szövetséggel (2006-2007) Kutatók: Medgyasszay Péter, Szalay Zsuzsa, Zorkóczy Zoltán
A tégla környezetterhelésének vizsgálata - Gyártás: három hazai téglagyár kérdıíves felmérése - Használat: hıhidak, hıtárolóképesség vizsgálata, főtési energiaigény meghatározása dinamikus szimulációval, téli és nyári hıérzet - Hulladékkezelés: a tégla újrahasznosítási lehetıségeinek vizsgálata - Összehasonlító elemzések: öt jellemzı szerkezeti rendszer összevetése egy mintaházon
ENSLIC Energy Saving through Promotion of Life Cycle Assessment in Building – ENSLIC (2007-2010) Konzorcium: CIRCE (E), ECOFYS (NL), BYGGFORSK (N), ARMINES (F), KTH (S), IFZ (A), SEC (BG)
Cél: Az életciklus-elemzés építészeti alkalmazásának elısegítése - Egyszerősített módszer és irányelvek kidolgozása - Workshop-ok szervezése - Esettanulmányok: Szentendre, Nagykálló, Debrecen???
Debrecen, raktárcsarnok és irodaépület Alacsony energiafelhasználású épület. Jellegzetességek: -
Hıszivattyú, talajszonda és talajkollektor Felületfőtés, -hőtés Napkollektorok Hulladékhasznosító kiegészítı kazán Mesterséges szellızés hıvisszanyerıvel Csapadékvíz hasznosítás szürkevízként
Életciklus-elemzés
Lehetıségek: - Környezeti szempontól a „hotspot”-ok kimutatása felhasznált anyagok és energiafelhasználás - Megtérülés számítása energiában - Környezeti címkézés – az „átlagos” irodaházakhoz viszonyított környezeti elıny számítása
Köszönöm a figyelmet!
[email protected]
