Spis treści
- Jak liczyć wpływ budynku na środowisko?
- Produkcja materiałów, ich transport oraz proces budowy
- Użytkowanie i konserwacja
- Zakończenie użytkowania budynku
- Życie po życiu
- Wpływ wbudowany i użytkowy
- Adaptacja istniejącego obiektu zmniejsza emisję
- Beton - ograniczenie zużycia CEM I obniża ślad węglowy
- Obniżanie wbudowanego śladu węglowego
W znowelizowanej dyrektywie EPBD, przyjętej przez Parlament Europejski w marcu 2024 roku, pojawia się po raz pierwszy zapis o konieczności przygotowania analizy cyklu życia (ang. Life Cycle Assessment, LCA) dla wszystkich nowych obiektów. Od 2028 roku każdy nowy budynek publiczny w UE będzie musiał mieć określoną całkowitą emisję CO₂e w cyklu życia. Co to oznacza dla architektów?
We Francji od 2022 roku dla nowych obiektów obowiązują limity emisji gazów cieplarnianych dla całego cyklu życia budynku. Oznacza to konieczność sporządzania analizy śladu węglowego, która wykazałaby oczekiwaną redukcję emisji CO₂e i potwierdziła spełnianie obowiązujących norm. Tymczasem w polskim prawie nie tylko nie znajdujemy tego typu wskazówek, lecz także nie mamy określonej metodologii liczenia niekorzystnego wpływu budownictwa na środowisko.
Pełny tekst omawiający wszystkie problemy metodologii ukazał się w sierpniowym wydaniu Architektury-murator, a także jest dostępny w serwisie internetowym - Analiza cyklu życia budynku. Poniżej prezentujemy skrót tekstu.
Jak liczyć wpływ budynku na środowisko?
Analiza cyklu życia budynku jest kompleksową metodologią oceny wpływu budynku na środowisko na wszystkich etapach jego życia – od produkcji materiałów przez eksploatację aż po rozbiórkę i zagospodarowanie odpadów. Przeprowadza się ją dla określonego czasu życia obiektu. Obecnie najczęściej bierze się pod uwagę pierwsze 50 lat, co jest relatywnie krótką perspektywą.
Cykl ten dzieli się na cztery kluczowe etapy. Pierwszy (etap A) związany jest z produkcją materiałów, ich transportem oraz procesem budowy. Kolejny (etap B) dotyczy użytkowania i konserwacji. Następnie (etap C) uwzględniamy zakończenie użytkowania budynku, w tym również rozbiórkę i zarządzanie odpadami. Ostatni krok (etap D) obejmuje życie po życiu, czyli ponowne wykorzystanie, odzysk oraz recykling materiałów.
Standardy oceny wpływu danego obiektu na środowisko wynikają z normy ISO 14040 Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework, która ustanawia podstawowe zasady i strukturę LCA oraz uzupełniającej ją ISO 14025 Environmental labels and declarations, odnoszącej się do środowiskowych deklaracji produktu (EPD), w Polsce najczęściej opracowanych przez Instytut Technologii Budowlanych w Warszawie – dokumentów potwierdzających zweryfikowany wpływ materiałów i komponentów budowlanych na środowisko.
Produkcja materiałów, ich transport oraz proces budowy
Ocena na etapie A, obejmującym produkcję i budowę, skupia się na wszystkich procesach niezbędnych do powstania gotowego obiektu. Uwzględniamy w nim pięć modułów:
- pozyskanie surowców (A1),
- transport do zakładu produkcyjnego (A2),
- proces produkcji materiałów budowlanych (A3),
- transport materiałów na plac budowy (A4),
- budowa i montaż (A5).
Dla uproszczenia skoncentruję się przede wszystkim na emisji gazów cieplarnianych, ale warto pamiętać, że nie są one jedynym miernikiem wpływu materiału czy budynku na środowisko.
Szczególnie istotny jest etap A1, czyli pozyskiwanie surowców, który może być źródłem znacznych emisji gazów cieplarnianych, oraz innych niepożądanych efektów środowiskowych, takich jak zanieczyszczenie powietrza, wody czy gleby. Różne parametry emisyjności wykazują np. beton, stal, drewno, a jeszcze inne zaawansowane kompozyty czy prefabrykaty. Coraz większe znaczenie ma także analiza śladu wodnego oraz zużycia energii pierwotnej odnawialnej i nieodnawialnej w procesach produkcji.
Etap A2 obejmuje analizę wpływu logistycznego, w tym odległości między miejscem pozyskania surowców a zakładem produkcyjnym oraz środka transportu. Nie zależy wyłącznie od dystansu – kluczowe znaczenie ma również emisja przypadająca na jednostkę masy przewożonego surowca, uzależniona od rodzaju transportu (drogowy, kolejowy, morski) i jego efektywności energetycznej. Paradoksalnie, nawet jeśli materiał sprowadzany jest z daleka, ale transport oparty jest na niskoemisyjnych technologiach lub odbywa się w sposób zoptymalizowany dla środowiska, wpływ ten może być relatywnie niski.
Etap A3, obejmujący produkcję materiałów budowlanych, charakteryzuje się istotnym zróżnicowaniem wpływu środowiskowego, w dużej mierze uzależnionym od miksu energetycznego wykorzystywanego w procesach produkcyjnych, wydajności parku maszynowego oraz stosowanych technologii i standardów zarządzania środowiskowego.
Ostatnie dwa moduły etapu A – A4 (transport materiałów na plac budowy) oraz A5 (proces budowy) – mają, w porównaniu z wcześniejszymi krokami, relatywnie niewielki udział w całkowitym śladzie środowiskowym budynku.
i
Użytkowanie i konserwacja
Eksploatacja budynku (etap B) obejmuje wymianę elementów, które uległy zużyciu lub zniszczeniu, niezbędne naprawy, ale przede wszystkim zużycie energii, wody oraz innych zasobów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania gmachu w okresie jego użytkowania. W przypadku obiektów komercyjnych kluczową rolę na tym etapie odgrywa zarządca oraz zintegrowane systemy zarządzania budynkiem (Building Management Systems, BMS), które umożliwiają monitorowanie warunków użytkowania i dynamiczne dostosowywanie parametrów pracy budynku do aktualnych potrzeb użytkowników. Na tym etapie warto zwrócić szczególną uwagę na moduł analizy poświęcony wymianie elementów i komponentów obiektu w trakcie jego użytkowania - generuje zazwyczaj największy ślad środowiskowy, ponieważ wiąże się z produkcją nowych materiałów, transportem, montażem oraz utylizacją elementów wycofanych z eksploatacji.
Dzięki przyjętym okresom trwałości technicznej poszczególnych elementów już na etapie tworzenia LCA jesteśmy w stanie obliczyć związany z tą kwestią ślad środowiskowy. Przykładowo pierwszą wymianę okien przewiduje się po 22 latach. Wykładziny i dywany mają zakładaną 12-letnią trwałość, a instalacje HVAC powinny przetrwać 25 lat. Główne elementy konstrukcyjne (np. ściany, stropy, fundamenty) pozostają niezmienne w pełnym cyklu życia budynku wynoszącym zazwyczaj 50 lat.
Zakończenie użytkowania budynku
Etap C odnosi się do tego momentu, gdy budynek przestaje odpowiadać potrzebom użytkowników lub wymaganiom rynku i nie może zostać poddany skutecznej renowacji ani adaptacji. Analiza LCA obejmuje tutaj proces rozbiórki, demontażu oraz przetwarzania elementów na surowce wtórne lub odpady.
Współcześnie rola tego etapu nabiera coraz większego znaczenia. Klasyczne pojęcia, takie jak „gruz” czy „odpady budowlane” stają się anachroniczne w świetle idei gospodarki o obiegu zamkniętym i nowoczesnego podejścia do projektowania cyrkularnego. Z drugiej strony, rzeczywistość budownictwa wskazuje na ograniczoną gotowość do pełnej implementacji tych idei: większość budynków w Europie ma dziś ponad 30 lat, a wiele zastosowanych w nich materiałów nie nadaje się do efektywnego recyklingu – albo z powodu swojej struktury, albo braku technologii ich rozdzielania i przetwarzania.
Co więcej, obecnie dostępne deklaracje środowiskowe produktów (EPD) w ograniczonym zakresie odnoszą się do fazy końca życia produktu – często pomijają informacje o potencjale recyklingu lub biodegradacji. W efekcie, materiały niekompostowalne, które nie mogą być odzyskane, stają się potencjalnym źródłem zanieczyszczeń – zarówno gleby, jak i wód powierzchniowych.
Co stanie się z elewacyjnymi płytami bloku z lat 70., ocieplonego w latach 90. ubiegłego wieku? Czy poszczególne warstwy: tapety, kleje, beton, styropian, siatki z tworzyw sztucznych – mogą zostać skutecznie oddzielone i przetworzone? Czy raczej trafią na składowisko odpadów, generując emisje i długoterminowe ryzyko dla środowiska? Jakie są rzeczywiste koszty – środowiskowe i ekonomiczne – związane z tym procesem? Niestety, obecne systemy utylizacji często nie są w stanie zapewnić odpowiedniego poziomu odzysku materiałowego, a składowanie odpadów budowlanych niesie ze sobą ryzyko wtórnego zanieczyszczenia środowiska.
Życie po życiu
Ostatni etap dotyczy życia po życiu budynku oraz potencjału ponownego wykorzystania materiałów i ich odzysku po rozbiórce. To właśnie tutaj realizują się założenia gospodarki cyrkularnej i idei Building as Material Banks, w których obiekt traktowany jest jako magazyn przyszłych zasobów. Przykładami praktycznej realizacji tych koncepcji są inicjatywy, takie jak belgijski ROTOR czy francuska BELLASTOCK.
Tutaj kluczowe jest projektowanie z myślą o rozkładaniu i ponownym użyciu komponentów, zgodnie z zasadami Design for Disassembly. Działanie w taki sposób umożliwia łatwiejszy demontaż, segregację materiałów i ich ponowne wykorzystanie w nowych projektach architektonicznych.
i
Wpływ wbudowany i użytkowy
Analizę cyklu życia budynku i jego ślad środowiskowy można też przeprowadzać, opierając się na dwóch głównych kategoriach – wpływie wbudowanym (embodied) i użytkowym (operational). Ten pierwszy związany jest z materiałami oraz komponentami budowlanymi i obejmuje emisje generowane podczas ich produkcji, transportu, montażu, a także procesów utrzymania i napraw w trakcie eksploatacji. Ten drugi wynika ze zużycia energii i wody, czyli codziennego funkcjonowania obiektu oraz jego użytkowników.
O ile historycznie uwaga skupiała się głównie na ograniczaniu zużycia energii w fazie użytkowania, o tyle obecnie coraz większy nacisk kładzie się na redukcję śladu środowiskowego wbudowanego w materiały, zwłaszcza że ich udział w całkowitym wpływie budynku może sięgać nawet 40-60% w zależności od standardu energetycznego i okresu eksploatacji.
Adaptacja istniejącego obiektu zmniejsza emisję
Na potrzeby konferencji Off-Site Manufacturing w Warszawie, przygotowałem statystki analizy cyklu życia projektów, nad którymi pracowaliśmy w ostatnich trzech latach w Dosta Tec w Portugalii. Porównywałem budynki w Porto, które leży w strefie klimatu śródziemnomorskiego z ciepłym, suchym latem, oraz w Lizbonie, w subtropikalnym śródziemnomorskim klimacie. Oba miasta charakteryzują się podobną kulturą budowlaną oraz używanymi materiałami. Analizy nie uwzględniają żadnych instalacji w budynkach – jakość i ilość danych, którymi dzisiaj dysponujemy, jest niewystarczająca.
Prace – w ślad za innymi badaniami – pokazały, jak wielka różnica w kwestii wygenerowanego CO2 wiąże się z zagadnieniem adaptacji istniejącego obiektu bądź budowy nowego. W naszym przypadku renowacje miały aż o 70%-80% mniej wbudowanego dwutlenku węgla niż nowe budynki. Wynika to z faktu, że najbardziej obciążającymi środowiskowo elementami są konstrukcja oraz fundamenty i podpiwniczenia, w tym parkingi podziemne.
Podobne wnioski płyną z analizy Net Zero Theatres, przygotowanej przez pracownię Bennetts Associates. Jej celem było pokazanie emisji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych na etapie budowy i eksploatacji czterech brytyjskich teatrów – King’s Theatre, Citizens Theatre, Hertford Theatre i Storyhouse. Autorzy raportu wykazali, że największy wpływ na ślad węglowy mają decyzje podejmowane już na etapie konstrukcji – zwłaszcza wybór materiałów i zakres ingerencji w strukturę budynku.
Modernizacje istniejących obiektów okazały się znacznie mniej emisyjne niż budowa od podstaw. Przebudowa King’s Theatre to koszt 508 kg CO₂e/m², a zastosowanie drewna CLT przy rozbudowie Hertford Theatre pozwoliło dodatkowo obniżyć emisje w kluczowych obszarach, takich jak stropy, ściany działowe czy dachy. Dzięki temu szkodliwe emisje związane z konstrukcją zredukowano o połowę – do 560 kg CO₂e/m². Autorzy raportu podkreślali, że szczególnie wysokoemisyjne okazały się przestrzenie o dużych wymaganiach technicznych – jak wieże sceniczne i audytoria – które wymagają ogromnych ilości stali oraz elementów spełniających rygorystyczne normy akustyczne i wibracyjne.
Ponadto niezależnie od tego, czy dany budynek jest nowy, czy przechodzi proces renowacji, największa ilość emisji gazów cieplarnianych pochodzi z betonu, a ten z cementu. W ponad 20 projektach, które przeanalizowałem, to właśnie konstrukcja budynku odpowiedzialna była za około 65% całego wpływu w kategorii GWP!
Beton - ograniczenie zużycia CEM I obniża ślad węglowy
Beton jako materiał budowlany pozostanie z nami przez najbliższe lata. Jestem o tym całkowicie przekonany. Dlatego musimy opracować sposoby zmniejszania jego ilości zarówno w nowych budynkach, jak i renowacjach. Przede wszystkim należy go używać tam, gdzie jest niezbędny – trudno wyobrazić sobie ściany oporowe z innego materiału, ale np. można wymienić pustaki betonowe na te z betonu konopnego.
Ponadto w betonie największy udział GWP ma cement. Tutaj projektanci i generalny wykonawca mogą wybrać CEM I, który w swoim składzie ma ponad 95% cementu portlandzkiego albo CEM II i CEM III, czyli cementy wieloskładnikowe, gdzie zawartość minerałów, składników pochodzenia z recyklingu wynosi odpowiednio między 6% a 20% oraz 21% a 35%. Takie cementy można wykorzystywać również do elementów konstrukcyjnych, niektóre mogą np. wydłużać proces budowy. Dziś w Polsce CEM I cieszy się największą popularnością, stanowi ponad 46% zużycia cementu, zaraz po nim CEM II (40%) i CEM III (12%).
Obniżanie wbudowanego śladu węglowego
Z naszej praktyki obniżenie śladu węglowego na poziomie obiektu zaczyna się na samym początku, w momencie decyzji o wielkości podpiwniczenia i wyborze systemu konstrukcyjnego. Budynki z CLT mogą mieć nawet o 93% mniej dwutlenku węgla wbudowanego niż te z betonu zbrojonego. System konstrukcyjny niesie ze sobą również inne rozwiązania – trudno wyobrazić sobie stropy i kolumny z drewna krzyżowo-klejonego, a ściany wewnętrzne z pustaków betonowych.
Pytanie dotyczące budynków istniejących jest inne i skupia się na pytaniu: co możemy zostawić? Jakie elementy były projektowane na stałe? Które można odnowić? Okna, jeśli były z PCV albo aluminium, prawdopodobnie trzeba będzie wymienić, jeśli zaś były drewniane, może wystarczy tylko wymienić szklenie i uszczelnić. Podobnie podłogi, te wykonane z litego kamienia lub drewna warto odświeżyć, jeśli zaś były to panele, być może trzeba będzie wymienić. Dlatego tak ważne jest obliczanie w perspektywie kilkudziesięciu lat. Warto połączyć LCA z LCC, czyli Life Cycle Cost. Wtedy mamy pełny obraz kosztów środowiskowych i finansowych danej inwestycji.
Ważnym krokiem w analizie cyklu życia jest zdefiniowanie materiałów odpowiedzialnych za większość wpływu. Ważne jest również zapisanie odpowiednich reguł gry w projekcie przetargowym. Znana wszystkim projektantom jest tzw. wielka wymiana. Dzieje się tak wtedy, gdy generalny wykonawca szuka materiałów zastępczych, żeby zmniejszyć koszty budowy. Właśnie dlatego warto określić kluczowe materiały (wraz z producentami) i wykluczyć ich wymianę albo zapisać dla nich maksymalne wartości. Takie podejście przyjmujemy w niektórych projektach publicznych, kiedy nie można określić producentów.
Analiza cyklu życia pozwala przekraczać schematy tradycyjnego projektowania i staje się wyzwaniem dla warsztatu architektek i architektów. W praktyce oznacza konieczność łączenia wiedzy specjalistycznej inżynierskiej z empatią i odpowiedzialnością. Dziś potrzebujemy projektów, które nie tylko mniej szkodzą, ale realnie wspierają środowisko, regenerują. Takie podejście oznacza zmianę sposobu myślenia o materiałach, cyklach trwania i przede wszystkim współpracę.
Zobacz także: Wrocławska ulica Miernicza - filmowa kariera zagrożona bo remontują kamienice
