A fenntartható építés során ma már elengedhetetlen feladat (és egyúttal kihívás is) az épület teljes életciklusának ismerete. A fenntarthatóság mérése az építőipar számára is olyan kiemelt területet jelent, mint valamennyi ipari szektor számára. Már az építőanyagok megfelelő kiválasztása nagymértékben meghatározza az épületek fenntarthatóságát, beleértve azok energiafogyasztását és a fellépő környezeti hatásokat. Vagyis, az építőanyagok energiahatékonyságának és környezeti hatásainak nyomon követése a fenntartható épülettervezés szerves része, ami már az épülettervezési szakaszban fontos szerepet játszik. Amennyiben már a tervezési szakaszban figyelembe vesszük az egyes építőanyagok hatását, akkor nagy mértékben elősegíthetjük az épületek fenntarthatóságának mérésére szolgáló módszerek kidolgozását és azok optimálisabb alkalmazását. Egy kiterjedt épület életciklus-értékelése révén átfogó kalkulációkat végezhetünk az épületek valamennyi típusára vonatkozóan. Egy épület életciklus elemzésének alapját az ún. EPD modulok jelentik, melyek által átfogóbb életciklus elemzéseket végezhetünk.
Bevezetés
Az építőipar a világ nyersanyagkészletének körülbelül 24 százalékát használja fel viszonylag nagyobb mértékű energiafogyasztással. A hagyományos építőanyagok (ideértve az acélt, a betont, az alumíniumot és az üveget) alapvetően magas energiaigényű anyagok. Az épület a különböző életciklus szakaszokban különféle anyagokat használ fel, ezért az épületben felhasznált anyagok helyes megválasztása nagymértékben befolyásolja egy épület életciklusát. Számos tanulmány felismerte már az anyagkiválasztás fontosságát, ami alacsony energiaigényű anyagokat eredményezve jelentősebb, mint maga az épületüzemeltetési energia. A magas energiaigényű építőanyagok alkalmazása több energiát fogyaszt a kezdeti gyártási folyamatnál és magasabb kibocsátásokat eredményez.
Mivel az építőanyagok életciklusai mind az épületre, mind a természetes környezetre hatást gyakorolnak, ezért már a tervezés korai szakaszában alapvető fontossággal bír a fenntartható anyagok helyes kiválasztása. Az építőanyagok életciklusa alapvetően bölcsőtől-sírig terjed (beleértve a nyersanyag-kitermelést, a gyártási és szállítási folyamatokat, valamint az épület üzemeltetése során fellépő karbantartási és felújítási követelményeket is), ami szorosan kapcsolódik az épület felhasználás előtti élettartamához. Az építőanyagok kiválasztása mind a gyártási szakaszban, mind pedig a használati szakaszban szorosan kapcsolódik az épület teljes energiafogyasztásához. Korábbi kutatási tanulmányok arra mutattak rá, hogy amíg a kezdeti építési szakaszban viszonylag alacsony az építőanyagok energiafogyasztása, addig ez az energiaérték igen magas az épület használati szakaszában. Amennyiben az építőanyag újrahasznosítható, akkor az építési energiafogyasztás optimálisan csökkenthető. Az építési technológia és az építőanyagok gyártási folyamatainak fejlesztésével az építőanyagok energiaintenzitása csökkenthető. Asif és szerzőtársai [M. Asif, T. Muneer, R. Kelley: Life cycle assessment: a case study of a dwelling home in Scotland. Building and Environment 24, 2007, 1391-1394.] különböző építőanyagokra (fa, beton, üveg, alumínium, gipszkarton, kerámialap, habarcs) vonatkozó korábbi elemzési eredményei azt mutatták, hogy a beton járul hozzá a legnagyobb mértékben az energiafogyasztáshoz (legfeljebb 61%, a fa- és a kerámialapok az összes energia 14-15%-át teszik ki), miközben a beton szén-dioxid-kibocsátása eléri a teljes lakossági kibocsátás 99%-át. Az előre gyártott betonlapok környezeti hatása alapvetően kisebb, mint a helyben öntött betonoké az által, hogy azok használata csökkenti az épületben felhasznált beton összmennyiségét. Az épületek társadalmi fenntarthatóságának mérésére szolgáló szempontok a következők lehetnek:
|
- Fókuszpontok: Rugalmasság, épületek üzemeltetése, környék holisztikus képe.
- Rugalmasság: A modern épületeknek rugalmasan változtathatónak kell lenniük annak érdekében, hogy megfeleljenek a változó körülményeknek és a technológiai fejlődésnek.
- Társadalmi fenntarthatóság, lakók mentális egészségének fenntarthatósága (tágas, gondozott közös területekkel, terekkel).
- Környék holisztikus szemlélete: a mobilitás, az energiatermelés- és ellátottság, a munka és a lakhatás kombinációja vagy az infrastrukturális feltételek nem hatékonyak és gazdaságosak a környéken lévő többi épület bevonása nélkül.
- Az épületek egymással való együttműködéséhez a köztük lévő közös terek tudatos tervezése, akadálymentes megközelítés biztosítása, és nem utolsó sorban biztonság szükséges.
Környezetvédelmi terméknyilatkozatok fontossága
Egy környezetvédelmi terméknyilatkozat (Environmental Product Declaration, EPD) mindazokat az alapvető adatokat tartalmazza, ami lehetővé teszik az épületek környezeti értékelését. Azaz, egy épület életciklus szakaszai elemzésének alapját az építési szektorra vonatkozó EPD teremti meg. Az épületek esetében elvégzett karbonlábnyom számítása teljes körű választ ad egy épület környezetterhelésére, ahol az épület CO2-emisszióját az egyes EPD szakaszokra célszerű meghatároznunk. Egy épület életciklusának EPD moduljait az 1. ábra szemlélteti, melynek szakaszai az alábbiak:
A1-A3 szakasz: építőanyag gyártás fázisa: nyersanyag-ellátás; szállítás; gyártás
A4-A5 szakasz: kivitelezési fázis: szállítás; helyszíni munkák
B1-B7szakasz: üzemeltetés; karbantartás; javítás; csere; felújítás; üzemelési energiahasználat; üzemelési vízhasználat
C1-C4 end-of-lifeszakasz: bontás; szállítás; hulladékfeldolgozás (újrahasznosítás); lerakás.
- ábra: Épület életciklusa
Épületek életciklus-értékelése
Minél energiahatékonyabb egy épület és minél kevesebb energiát használ fel a hasznos élettartamán belül, annál jobban előtérbe kerül annak megépítése, illetve az anyagok kiválasztására és feldolgozására vonatkozó lépések. A fenntartható módon történő épületépítés során elsősorban a következő kérdésekkel szembesülünk:
- Milyen mértékben hasznosíthatók újra a felhasznált anyagok?
- Milyen nagyságú és mennyibe kerül a fajlagos primer energiafogyasztás?
Épület fajlagos primer energiafogyasztása = az adott épület egységnyi alapterületének 1 évre számított energiafogyasztása fosszilis energiában kifejezve (kWh/m2), ami a fűtési és meleg víz előállítási rendszer által használt energiát és az ezek előállításához szükséges villamos energiát jelenti. A villamos energia a fogyasztói szokásoktól függ, ezért nem számítandó bele az energiafogyasztásba. Az épületek energetikai tanúsítása során lényeges jellemző a fajlagos primer energiafogyasztás. Az elektromos energia felhasználása során az erőművi átalakítás alacsony hatásfoka és szállítási veszteségek miatt kétszer-háromszor annyi energiát fogyasztunk elsődleges energiahordozóból, mintha azokat primer forrásként és szállítás nélkül hasznosítanánk. Egy épület energiaigényének környezettudatos optimalizálása elsősorban a fűtési és hűtési energia minimalizálásával érhető el. Hőszigetelésnél a vastagság mértéke és az anyag típusa „zöldíthet” az épületen. Továbbá segíthet még: korszerű nyílászárók beépítése, közös fűtőközpont létrehozása, lapostető esetén napelemek felhelyezése, esővíz gyűjtése automata öntözőrendszerhez, közös mosóhelyiség létrehozása, fák ültetése stb.
- Mekkora az épület karbonlábnyoma?
- Vajon a teljes életciklusra vonatkozó környezeti hatásokat vesszük figyelembe a tervezés során? Vajon ezek ennek megfelelően kerülnek feltárásra?
- Mikor hozunk kedvezőbb döntést ökológiai szempontból?
Az épület életciklus-értékelése alapján:
- azonosíthatjuk, elemezhetjük és ábrázolhatjuk egy épület „hot-spot pontjait”
- ökohatékony tervezést és építést valósíthatunk meg
- kiszámíthatjuk a tanúsításokhoz (DGNB, LEED stb.) szükséges környezeti kritériumokat
- javíthatjuk a fenntarthatósági teljesítményt az egyes tervezési szakaszokban a különféle opciók összehasonlító elemzésével
- környezetbarát tervezést és kivitelezést érhetünk el
- bizonyíthatjuk a fenntartható építés érdekében tett erőfeszítéseinket a piaci versenytársakkal szemben
Karbonlábnyom csökkentésének lehetséges eszközei az épület életciklusa során:
- Erőforrás-használat (energia, víz, építőanyag) minimalizálása és optimalizálása.
- Építőanyagok helyes kiválasztása a fenntarthatósági követelményeknek megfelelően (közel zéró CO2-emisszió az építőanyagok gyártása és beépítése során, megújuló és helyi építőanyagok előnyben részesítése).
- Épületek társadalmi fenntarthatóságának mérésére szolgáló sztenderdek figyelembevétele.
- Hosszú élettartam, jól üzemeltethető, felújítható épület.
- Építési és használati biztonság, egészségmegőrzés.
- Nehezen lebomló anyagok mellőzése.
- Tartósan rendelkezésre álló erőforrások fenntartható mértékű fogyasztása = mérsékletes fogyasztás az ökológiai lábnyom korlátain belül (vissza kell térnünk az ökológiai lábnyom egyensúlyi mértékére!), szükségletek csökkentése.
- Energiahatékonyság optimalizálása: Nagyon magas energiahatékonyságú, „közel nulla energiaigényű épületek” építése megújuló energiaforrásokra való áttéréssel (EPBD épületenergetikai direktíva, Energy Roadmap 2050).
- Bontott épületelemek újrafelhasználása, építési hulladék újrahasznosítása.
Súlyozási faktorok szerepe az életciklus-értékelésben
Annak érdekében, hogy az egyes környezeti hatáskategóriák egymáshoz viszonyított súlyát kiszámíthassuk ún. súlyozási faktorral (Environmental Footprint, EF) alakíthatjuk át a normalizált értékeket. Az érvényes súlyozási faktorokat a mindenkori JRC Műszaki Riportok alapján érvényesíthetjük. Annak függvényében, hogy a toxicitással kapcsolatos hatáskategóriákat beszámítjuk vagy kihagyjuk a súlyozást illetően, különböző súlyozási értékekkel számolhatunk. Az 1. táblázat példaképpen az EF 3.0 szorzótényezőket ismerteti. A hosszabb ideig érvényben lévő EF 3.0 értékeket az EF 3.1 követte, de nem régen megjelentek az EF 3.2 értékek is már a legújabb LCA szoftverekben. Az EF 4.0 adatkészletek várhatóan majd 2026-ban lesznek nyilvánosan elérhetőek. A mai napig az EF-kompatibilis adatkészleteket az Európai Bizottság vezetésével fejlesztették ki, de a felhasználás az EF kísérleti és átmeneti szakaszának részét képező hivatalos kísérleti projektekre korlátozódik. Ma már, hogy egyre több szakpolitika támaszkodik vagy hivatkozik az EF-módszerekre, fontos, hogy a jó minőségű másodlagos adatkészletek szélesebb körben elérhetővé váljanak. Ez különösen fontos a kkv-k számára, amelyek számára egyébként túlságosan is fontos lenne az EF-kompatibilis LCA-vizsgálatok elvégzése.
- táblázat EF 3.0 szorzótényezők értékei a toxicitásra vonatkozó hatáskategóriák nélkül [JRC]
Környezeti hatáskategóriák |
Egyenértékek |
Szorzók |
Global Warming Potential (GWP 100 years) |
kg CO2-eq. |
22,19 |
Acidification Potential (AP) |
kg SO2-eq. |
6,64 |
Eutrophication Potential (EP) |
kg Phosphate-eq. |
2,95 |
Ozone Layer Depletion Potential (ODP, steady s.) |
kg CFC11-eq. |
6,75 |
Abiotic Depletion fossil (ADPF) |
MJ |
8,92 |
Abiotic Depletion elements (ADPE) |
kg Sb-eq. |
8,08 |
Photochemical Ox. Creation (POCP) |
kg Ethene- eq. |
5,1 |
Konklúzió
Egy energiahatékony és környezetbarát épület fenntarthatóságát kétségkívül úgy kell megvizsgálnunk, hogy minden egyes felhasznált építőanyag, illetve az egyéb anyagok teljes életciklusát figyelembe vesszük. Az építési szektorra vonatkozó EPD megteremti az épületek elemzésének alapját és részletezi a különböző életciklus szakaszokhoz tartozó információs modulokat. Az épület teljes életciklusára vonatkozó, EPD modulokra épülő életciklus-értékelés egy innovatív irányvonalat jelenthet az építőipar szereplői számára, különösképpen akkor, ha nem feledkezünk meg az EF hatásértékelési módszerek által nyújtott előnyökről sem.
(Az írás eredetileg a Zöld Ipar Magazin 2024. októberi lapszámában jelent meg nyomtatásban. A cikk folytatása a következő, 2024. decemberi lapszámban jelent meg. Internetes linkje: https://www.zipmagazin.hu/fenntarthato-epitoanyagok-kriteriumai-az-epulet-eletciklusaban-ii-resz-epuletek-eletciklus-ertekelesenek-javitasa-integralt-megkozelitesekkel