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 Leltárelemzés Értékelés Közvetlen alkalmazások: - Termékfejlesztés és javítás - Stratégiai tervezés - A közzéteendı politika kialakítása - Marketing - Egyéb Hatásbecslés
Leltárelemzés Bemenı Kimenı Építés EMISSZIÓK ENERGIA Karbantartás/felújítás VÍZ VÍZ Üzemeltetés HULLADÉK ANYAGOK Bontás és újrahasznosítás HULL. Hİ ZAJ
CML hatáskategóriák : Üvegházhatás (GWP 100) Vizek és talaj savasodása (AP) Hatásértékelés Módszerek: CML- módszer eco-indicator 99 Kumulatív Energiaigény (CED) 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 - Bizonytalanságok - 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) 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 Embodied E Heating E
Teljes életciklusra vetített energiamérleg
micro-compact home, München
Nem megújuló primer energiaigény (kwh) 25000 20000 20494 15941 15000 11707 10000 5000 0 13255 10421 7573 7564 5380 5411 4515 2465 1513 1992 57 398 0 115 708 OSB Alu-burkolat Ablak Bitumen PVC XPS Alu-profilok Epoxigyanta Primerenergia n.m. (MJ)
Nem megújuló primer energiaigény (kwh) 400000 350000 Primerenergia n.m. (MJ) 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 96519 13763 130224 11681 109509 106099 Építés Üzemeltetés Építés Főtés Hőtés HMV Világítás Berendezések
Ajánlások Az építıanyagok megválasztása: - PVC cseréje linóleumra - XPS CO 2 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 1400 CED, n.r. (MJ/m2a), hıszigetelı tégla 100% CED, n.r. (%), hıszigete lı tégla 1200 1000 80% 800 60% 600 40% 400 200 20% hıszigetelı tégla 0 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 0% 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 600 CED, n.r. (MJ/m2a), kétszintes családi ház 100% CED, n.r. (%), kétszintes családi ház 500 80% 400 60% 300 200 40% 100 20% 0 Hıszig. tégla Pórusb. B30+ hıszig. Faváz Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat. 0% Hıszig. tégla Pórusb. B30+ hıszig. Faváz Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat.
A hıszigetelés növelése 1200 A hıszigetelés vastagság hatása CED, n.r. (MJ/m2a) 1000 800 600 400 200 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 hıszig. vastagság (m) Teljes hat. Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat.
Sugárzási hınyereség 120 A sugárzási nyereség hatása, hıszigetelı tégla, kétszintes családi házak az alapszcenárió %-a, CED, n.r. 100 80 60 40 20 0 Alap Árnyékolt Benap. Arány 0,3-0,4 Dél 0,6 Dél 0,6, benapozott Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat.
Megújuló energia hasznosítás az alapszcenárió %-a, CED n.r. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 HMV napkollektorral, hıszigetelı tégla, kétszintes családi ház Alap Napkollektorral Építés hat. Karbant. hat. Főtés hat. Bontás hat. Egyéb s zerk. Főtés egyéb 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 - Környezeti címkézés az átlagos irodaházakhoz viszonyított környezeti elıny számítása
Köszönöm a figyelmet! zsuzsa.szalay@yahoo.com