Environmentálne vplyvy fáz životného cyklu domov

Obr. 1 Hranica systému – diagram

Zdravé životné prostredie je základom zachovania ľudskej existencie, zdravého rozvoja spoločnosti aj podstatným faktorom životnej úrovne obyvateľstva. Človek ovplyvňuje jeho kvalitu niekedy zámerne, inokedy nevedome.

Vytvára si vlastné prostredie, vyplývajúce z jeho fyziologických nárokov na teplo, svetlo, charakter a veľkosť priestoru, no ako jednotlivec nie je schopný podstatne meniť hlavné aspekty životného prostredia rozsiahlych území. Je potrebné spolupôsobenie všetkých zainteresovaných činiteľov, ktoré vo výsledku určuje kvalitu životného prostredia príslušnej oblasti.

V súvislosti so stavebnou činnosťou sa v oblasti starostlivosti o kvalitu životného prostredia rozlišujú dva zásadné prístupy, a to:
– z hľadiska ochrany životného prostredia, ktorý prevažuje v štádiu realizácie stavebných prác,
– z hľadiska tvorby životného prostredia, ktorý prevažuje v štádiu využívania výsledkov stavebnej činnosti.

Stavebná činnosť výrazne ovplyvňuje kvalitu prostredia, a to pozitívne aj negatívne. Negatívne sa podieľa napríklad na tvorbe exhalátov zo všetkých hlavných druhov škodlivín. Nárast škodlivých emisií je pritom vyvolaný predovšetkým industrializáciou a rastom mechanizácie.

Jedným z najnepríjemnejších dôsledkov stavebných prác je aj nadmerný hluk, ktorý sa dostáva do priameho styku s obyvateľstvom, pričom jeho hodnoty prekračujú hodnoty povolené hygienickými predpismi často o viac ako 20 dB. Ďalší vplyv na životné prostredie má stavebná doprava, ktorá zasahuje rozsiahle územia.

Jej účinky sú v mestách najzávažnejšie zo všetkých druhov prepravy. Exhalácie zo stavebných strojov a stavebnej dopravy majú na znečisťovaní miest podiel 20 – 40 % z celkových exhalácií škodlivín, v blízkosti stavenísk dochádza často k prekračovaniu maximálnych prípustných exhalácií.

Závažné škodliviny sa do ovzdušia dostávajú aj pri búracích prácach pomocou trhavín. Ide o zmesi aerosólov, ktoré majú podobné zloženie ako výfukové plyny, tiež majú vysoký podiel dusíka. Búracie práce patria aj k zdrojom enormných emisií prašnosti z búraných objektov, pričom množstvo prachu môže dosiahnuť až niekoľko ton.

Takisto sa zistilo, že zvýšená koncentrácia prašnosti v ovzduší sa nachádza vo viac ako kilometrovej vzdialenosti od miesta deštrukcie v smere vetra. Celkovo je podiel stavebníctva na znečisťovaní ovzdušia prašnosťou až 25 % [9].

Pri stavebných prácach dochádza aj k znečisťovaniu povrchových vôd a v niektorých prípadoch aj podzemných vôd, čo spôsobujú rôzne chemické škodliviny splavené do vôd zo stavebných prevozov či z nevhodne realizovaného čistenia strojov, prípadne škodliviny, ktoré vytekajú do vôd pri porušení hermetickosti obalov a nádrží.

Z negatívnych faktorov stavebnej činnosti sú veľmi závažné aj neúmerne vysoké zábery verejných plôch na zabezpečenie stavenísk. Dôsledkami sú vyčerpané zdroje, narušený ekosystém, znečisťovanie, ale aj vytváranie záporných sociálnych a kultúrnych vplyvov a zmien v prostredí, čo vedie k vzniku skleníkového efektu, globálneho otepľovania a k celkovému znečisteniu ekosystému.

Destabilizácia uhlíkového cyklu tak spôsobuje hromadenie CO2 v atmosfére a zvýšenie priemernej globálnej teploty. Stavebné odvetvie však napreduje vo vývoji nových materiálov a technológií na rozličných bázach, čo urýchľujú najmä sprísňujúce sa požiadavky súvisiace s platnou legislatívou a tiež dôsledky správania sa človeka k životnému prostrediu v období posledných desaťročí.

V súčasnosti sa dostávajú do popredia tzv. zelené technológie, ktoré sa práve vďaka pokroku a čoraz lepšej dostupnosti začínajú častejšie využívať. Použitím zelených technológií v domoch sa z nich stávajú do istej miery zelené budovy, resp. zelené domy.

Pri hodnotení ich využívania sa porovnávajú s fungovaním na báze pôvodných, konvenčných technológií – ide hlavne o tepelnotechnické vlastnosti budov a ich konštrukcií. V akej miere je teda využívanie environmentálne vhodnejších produktov, postupov a technológií výhodnejšie oproti tým starším osvedčeným?

Cieľom tohto článku je posúdiť životný cyklus troch rodinných domov pomocou LCA. Analýza je zameraná na environmentálne vplyvy potenciálu globálneho otepľovania GWP, acidifikácie AP, eutrofizácie EP, tvorby fotochemických oxidantov POCP, narušovania ozónovej vrstvy ODP a vyčerpávania abiotických zdrojov ADPE, vyjadrené ako CO2eq, SO2eq, PO43-eq, C2H4eq, CFC-11 a Sbeq, a to počas celého životného cyklu budovy (t. j. od kolísky po hrob).

Definície a aspekty posudzovania životného cyklu

Proces LCA sa riadi podľa ISO 14000, série medzinárodných noriem zameraných na manažment životného prostredia. Podľa medzinárodnej normy ISO 14040 (Environmentálne manažérstvo – Posudzovanie životného cyklu – Princípy a štruktúra) je LCA „kompiláciou a hodnotením vstupov, výstupov a potenciálnych environmentálnych vplyvov systému výrobkov počas jeho životného cyklu“.

Kódex postupov Spoločnosti environmentálnej toxikológie a chémie (SETAC) opisuje LCA ako proces:

  1. hodnotenia environmentálnych záťaží spojených s výrobkom, procesom alebo činnosťou, a to identifikáciou a kvantifikáciou použitých materiálov a odpadov uvoľnených do životného prostredia,
  2. posúdenia vplyvu týchto použitých energií a materiálov a únikov do životného prostredia,
  3. identifikácie a vyhodnotenia možností ovplyvniť zlepšenie životného prostredia.Každý výrobok alebo proces prechádza rôznymi fázami alebo etapami svojho života, pričom každá fáza sa skladá z niekoľkých činností. V prípade priemyselných výrobkov možno tieto fázy definovať zo širšieho hľadiska ako získavanie materiálu, výrobu, používanie a údržbu, koniec životnosti.

V prípade budov sú tieto etapy podrobnejšie vymedzené ako výroba materiálov, výstavba, používanie a údržba, koniec životnosti. Výroba materiálov zahŕňa získavanie surovín zo zeme, ich prepravu do výrobných priestorov, výrobu stavebných výrobkov, balenie a distribúciu [1].

Fáza výstavby zvyčajne zahŕňa činnosti, ako sú preprava materiálov a výrobkov na stavenisko, použitie elektrického náradia a zariadení počas výstavby budovy, samotná výstavba a použité energie. Použitie a údržba sa vzťahujú na prevádzku budovy, ktorá zahŕňa spotrebu energie, spotrebu vody a tvorbu odpadov.

Zohľadňuje sa tiež oprava a výmena systémov budov. V tomto štádiu sa počíta aj s dopravou a použitím zariadenia na opravu a výmenu. Fáza konca životnosti zahŕňa spotrebovanú energiu a odpad, ktorý vzniká v dôsledku demolácie budov. Do tejto etapy je zahrnutá aj preprava odpadového stavebného materiálu.

Činnosti spojené s recykláciou a opätovným použitím, ktoré súvisia s odpadom z demolácií, môžu byť v tejto fáze zahrnuté v závislosti od dostupnosti údajov (návrat významných materiálov s vysokou hodnotou do zásob prostredníctvom recyklácie možno dokonca považovať za „negatívny vplyv“).

Je potrebné poznamenať, že opis uvedených fáz životného cyklu budov je založený na preskúmaní predchádzajúcich štúdií LCA [2, 3, 4]. Každá etapa životného cyklu môže, ale nemusí zahŕňať všetky činnosti opísané vyššie, a to v závislosti od rozsahu projektu.

Energia z výroby, prevádzková energia a LCA

Energetické modelovanie sa aplikuje na budovy už viac ako 30 rokov, počnúc nástupom počítačových simulácií, ako boli DOE2 a BLAST na začiatku 70. rokov 20. storočia. Využívanie energetického modelovania je stredobodom hodnotiaceho systému LEED, ktorý sa stáva široko využívaným nástrojom navrhovania budov.

Hoci architekti vo všeobecnosti nevyrábajú svoje vlastné energetické modely, väčšina z nich je s procesom oboznámená. Energetické modelovanie predstavuje pritom asi najvhodnejší spôsob, ako splniť požiadavky energetického kódexu pre budovy, ako sú napríklad budovy začlenené do systémov ASHRAE 90.1 a 90.2 v rámci komerčných a obytných budov, ako aj vyššie úrovne hospodárnosti, ktoré LEED očakáva.

Výstupom z energetického modelu je predpokladaná spotreba energie v budove, ktorá funguje počas typického meteorologického roka. Túto energiu možno považovať za „prevádzkovú energiu“ a je jednou zo zložiek vstupu potrebného na dokončenie LCA budovy.

Druhou hlavnou zložkou energie spotrebovanej budovou je viazaná energia, ktorá pochádza z fáz výroby a výstavby stavebného projektu. Potreba pochopiť viazanú energiu sa stáva dôležitejšou, pretože sa prijímajú opatrenia na zníženie prevádzkovej energie.

V prípade takzvaných nulových budov bude väčšina vplyvov z výroby produktov, pretože systémy sú určené na pokrytie čistých prevádzkových potrieb s výrobou elektrickej energie na mieste. Štúdia LCA, ktorá zahŕňa fázu výroby materiálov a výstavby, je primárnym prostriedkom na výpočet energie v budove.

Kroky procesu LCA

Štúdia LCA sa podľa normy EN ISO 14040 vykonáva v štyroch základných fázach, ktorými sú definície cieľov a rozsahu, inventarizačná analýza, hodnotenie vplyvov a interpretácia životného cyklu. V prvej fáze musí byť jasne definované, čo a ako sa bude hodnotiť.

Ide predovšetkým o presnú špecifikáciu posudzovaného produktu a jeho funkcie. Potenciálny účinok skúmaného produktu vzhľadom na environmentálnu kategóriu vplyvu sa vyjadruje pomocou tzv. potenciálov, ktoré naznačujú relatívnu schopnosť podieľať sa na zvýšení negatívneho efektu v danej environmentálnej kategórii.

Na číselné vyhodnotenie vplyvu environmentálnych aspektov a ich príspevkov k danému typu účinku boli stanovené jednotkové ekvivalenty a prepočítavacie faktory. V každej environmentálnej kategórii sa za jednotkový ekvivalent zvolila emisia, ktorá najviac prispieva k danému environmentálnemu účinku.

Komplexnosť štúdie LCA určujú hranice systému, ktoré slúžia na oddelenie podstatných a nepodstatných procesov životného cyklu produktu. Voľba hraníc systému teda výrazne ovplyvňuje výstupy štúdie LCA. Je potrebné definovať, ktoré fázy životného cyklu budú predmetom analýzy, aby bolo v inventarizačnej fáze zrejmé, čo bude a čo nebude predmetom inventarizácie.

Hranice systému určujú aj geografický a časový rozsah štúdie, čím určujú aj rozsah jej platnosti.
Inventarizácia slúži na zistenie a vyčíslenie všetkých materiálových a energetických tokov vstupujúcich do životného cyklu.

Jej podstatou je modelovanie produktového systému, ktoré sa obvykle realizuje pomocou špecializovaného databázového softvéru. Súčasťou inventarizácie je zber dát (ekovektor), čiže zisťovanie informácií o jednotlivých procesoch životného cyklu produktu, o energetickej a materiálovej náročnosti všetkých zúčastnených procesov.

Množstvo spotrebovaných surovín a vypustených emisií sa vždy vzťahuje k referenčnému toku posudzovaného produktu. Inventarizácia životného cyklu pokrýva celú škálu vstupov a výstupov, snažiac sa pokryť 99 % hmotnosti výrobku, 99 % energie spotrebovanej pri jeho výrobe a všetky ekologicky citlivé toky.

Neoddeliteľnou súčasťou LCA je prevedenie ekovektora produktu, čiže zoznamu množstva elementárnych tokov spojených so životným cyklom, na hodnoty vhodne zvolených veličín jednotlivých kategórií vplyvu. Takéto prevedenie emisných tokov, zvyčajne vyjadrených hmotnostne, na konkrétne problémy v životnom prostredí je jedným z hlavných prínosov LCA [5].

Interpretácia životného cyklu slúži na prehľadné prezentovanie zistených poznatkov:
a) ako sa dané štádium životného cyklu produktu najviac podieľa na environmentálnych vplyvoch,
b) ktorá kategória vplyvov má najvyšší podiel,
c) kde dochádza k najväčšej materiálovej či energetickej náročnosti.

Metodiky posudzovania vplyvov životného cyklu

Pre metódu LCA je dostupných niekoľko metodík posudzovania environmentálnych vplyvov podľa výstupov dát z inventarizácie, ktoré nazývame metodiky LCIA (Life Cycle Impact Assessment). V závislosti od myšlienkovej koncepcie metodiky LCIA môžu byť kategórie vplyvov midpointové alebo endpointové.

V súčasnosti je najčastejšie používaná midpointová (hodnotenie veľkosti zástupných indikátorov) metodika CML. Na vyčíslenie reálnych škôd v životnom prostredí sa zameriava endpointová metodika, napr. Ekoindikátor 99, Ekofaktor alebo EPS 2000. Perspektívne sú aj metodiky kombinujúce midpointové a endpointové kategórie vplyvov ako IMPACT 2002+ a metóda ReCiPe [5].

Funkčná jednotka

Funkčná jednotka môže byť definovaná ako porovnávacia jednotka, ktorá zabezpečuje, že porovnávané produkty poskytujú ekvivalentnú úroveň funkcie alebo služby [2]. Je však ťažké stanoviť funkčnú rovnocennosť v stavebníctve, skutočnú rovnocennosť možno zabezpečiť len na úrovni kompletného projektovania budovy.

Napríklad, drevená konštrukcia má pravdepodobne odlišné požiadavky na obklady a izolácie ako oceľová alebo betónová konštrukcia.

Preto ak sa drevo porovnáva s oceľou alebo betónom, čo sa týka vplyvu na životné prostredie, je potrebné zohľadniť všetky súvisiace rozhodnutia, ako sú napríklad práve možnosti obkladu a izolácie, aby sa dosiahla funkčná rovnocennosť. Pri určovaní funkčnej rovnocennosti by sa mali výslovne uviesť úvahy týkajúce sa jednotlivých prípadov [6].

Hranica systému

Hranica systému je definovaná ako rozhranie medzi produktovým systémom a prostredím alebo inými produktovými systémami [7]. Definuje činnosti a procesy, ktoré budú zahrnuté do každej etapy životného cyklu v rámci analýzy LCA, a tie, ktoré budú vylúčené.

Stanovenie cieľa a rozsahu posudzovania

Ako sme už spomenuli v úvode, analýza je zameraná na posúdenie kategórií environmentálnych vplyvov ako potenciál globálneho otepľovania GWP, acidifikácia AP, eutrofizácia EP, tvorba fotochemických oxidantov POCP, narušovanie ozónovej vrstvy ODP a vyčerpávanie abiotických zdrojov ADPE, ktoré sú vyjadrené ako kg CO2eq, ­SO2eq, PO43-eq, C2H4eq, CFC-11 a Sbeq, a to počas celého životného cyklu budovy (t. j. od kolísky po hrob).

LCA analýza daných rodinných domov sa vykonala použitím softvéru eToolLCD [8], ktorý pracuje v súlade s normami EN ISO 14040, EN ISO 14044 a EN 15978.

Softvér poskytuje výsledky hodnotenia pomocou metodiky CML-IA, ktorej midpointová charakteristika je založená na viac vedecky podložených modeloch, než majú endpointové metodiky. Midpointové hodnotenie je založené na porovnávaní účinkov jednotlivých emisií s referenčnou látkou a je vyjadrené v kilogramoch ekvivalentov tejto referenčnej látky.

End­pointové hodnotenie je založené na vyčíslení merateľných zmien v životnom prostredí, ktoré považujeme za nepriaznivé. Zvolená funkčná jednotka je 1 m2 celkovej podlahovej plochy. Dĺžka referenčného obdobia bola stanovená na 60 rokov. Na obr. 1 je systémová hranica definovaná na vykonanie LCA hodnotených domov.

Inventarizačná analýza – konštrukčné riešenie a technické vybavenie posudzovaných rodinných domov
Posudzované rodinné domy sú riešené ako samostatne stojace jednopodlažné objekty určené pre štvor- až päťčlennú domácnosť, sú osadené na rovinatom teréne.

Rodinný dom 1

Pôdorys 1. NP rodinného domu 1 je zobrazený na obr. 2, jeho hlavné charakteristiky sú uvedené v tab. 1.
Na prízemí RD 1 sa nachádzajú 3 spálne, 2 kúpeľne, obývacia izba, kuchyňa, komora, vstupná chodba so šatníkom, práčovňa a technická miestnosť.

Konštrukčne ide o drevostavbu z CLT panelov založenú na základových pásoch z prostého betónu. Hrúbka CLT panelov obvodových, nosných vnútorných stien a stropu je 170 mm. Deliace konštrukcie tvoria CLT panely s hrúbkou 100 a 150 mm.

Zastrešenie je zrealizované ako plochá vegetačná strecha s použitím extenzívnej zelene. Okná a zasklené steny sú drevohliníkové s izolačným trojsklom. Podlaha na teréne je izolovaná minerálnou vlnou s hrúbkou 160 mm. Tepelnú izoláciu strechy tvoria PUR dosky s hrúbkou 260 mm.

Obvodové steny sú zateplené fasádnym zatepľovacím systémom z ovčej vlny s hrúbkou 230 mm. Posudzovaný rodinný dom je napojený na verejnú sieť elektroinštalácie, vodovodu a kanalizácie. Zdrojom vykurovania a TV je tepelné čerpadlo, súčasťou sú aj slnečné kolektory na prípravu teplej vody.

Obr. 2 Pôdorys 1. NP – RD 1
Obr. 2 Pôdorys 1. NP – RD 1 |

Rodinný dom 2

Pôdorys 1. NP rodinného domu 2 je zobrazený na obr. 3, jeho hlavné charakteristiky sú uvedené v tab. 1.
Na prízemí RD 2 sa nachádzajú 3 spálne, 2 kúpeľne, WC, obývacia izba, kuchyňa, komora, technická miestnosť, vstupná chodba a šatník.

Konštrukčne ide o murovanú stavbu z pórobetónových tvárnic Ytong založenú na základových pásoch z prostého betónu. Hrúbka obvodových stien je 375 mm, nosných vnútorných stien 250 mm, deliacich konštrukcií 125 a 150 mm.

Strešná konštrukcia je stanová so strešným plášťom z ťažkých betónových škridiel. Nosnú konštrukciu strechy tvorí drevený krov riešený ako stojatá stolica. Okná a zasklené steny sú drevohliníkové s izolačným trojsklom. Podlaha na teréne je izolovaná podlahovým polystyrénom EPS s hrúbkou 150 mm.

Tepelnú izoláciu strechy tvorí fúkaná celulóza s hrúbkou 360 mm. Obvodové steny sú zateplené drevovláknitými tepelnoizolačnými doskami s hrúbkou 100 mm. Posudzovaný rodinný dom je napojený na verejnú sieť elektroinštalácie, plynofikácie, vodovodu a kanalizácie. Zdrojom vykurovania a TV je plynový kotol s integrovaným zásobníkom TV.

Obr. 3 Pôdorys 1. NP – RD 2
Obr. 3 Pôdorys 1. NP – RD 2 |

Rodinný dom 3

Pôdorys 1. NP rodinného domu 3 je zobrazený na obr. 4, jeho hlavné charakteristiky sú uvedené v tab. 1.
Na prízemí RD 3 sa nachádzajú 3 spálne, 2 kúpeľne, WC, obývacia izba, kuchyňa, komora, technická miestnosť, vstupná chodba so šatníkom a garáž.

Konštrukčne ide o murovanú stavbu z pórobetónových tvárnic Solbet založenú na základových pásoch z prostého betónu. Hrúbka obvodových stien je 300 mm, nosných vnútorných stien 250 mm, deliacich konštrukcií 100 a 150 mm.

Strešná konštrukcia je plochá s použitím strešného plášťa z modifikovaných asfaltových pásov. Vodorovné nosné konštrukcie tvorí železobetónový strop s hrúbkou 150 mm, stužujúce vence a preklady. Okná a zasklené steny sú drevohliníkové s izolačným trojsklom. Podlaha na teréne je izolovaná podlahovým polystyrénom EPS s hrúbkou 130 mm.

Tepelnú izoláciu strechy tvorí EPS s hrúbkou 300 mm. Obvodové steny sú zateplené tepelnoizolačnými doskami EPS s hrúbkou 150 mm. Posudzovaný rodinný dom je napojený na verejnú sieť elektroinštalácie, plynofikácie, vodovodu a kanalizácie. Zdrojom vykurovania a TV je plynový kotol s integrovaným zásobníkom TV.

Obr. 4 Pôdorys 1. NP – RD 3
Obr. 4 Pôdorys 1. NP – RD 3 |

Interpretácia životného cyklu rodinných domov

Výsledky hodnotenia vplyvu životného cyklu daných rodinných domov v zmysle požiadaviek STN EN 15978 sú uvedené v tab. 2 až 4. Farebne zvýraznené bunky v tabuľke znázorňujú úroveň vplyvu každého hodnoteného ukazovateľa, pričom nad 60 % zobrazuje červená farba, 51 – 60 % oranžová, 41 – 50 % fialová a 31 – 40 % žltá farba.

Použité skratky sú: GWP – potenciál globálneho otepľovania, AP – potenciál acidifikácie pôdy a vody, EP – potenciál eutrofizácie, POCP – potenciál tvorby fotochemických oxidantov, ODP – potenciál narušovania ozónovej vrstvy, ADPE – potenciál vyčerpania abiotických zdrojov.

Z tab. 2 až 4 je zrejmé, že najväčšími prispievateľmi do oblasti environmentálnych vplyvov sú fázy výroby produktu (A1 – A3), využívania prevádzkovej energie (B6) a v značnej miere je to aj fáza renovácie (B5). V prípade RD 1, ktorý je zrealizovaný zo „zelených“ materiálov a technológií, sú vplyvy na potenciál globálneho otepľovania najnižšie.

V porovnaní s RD 2 je to o 37 % menej, s RD 3 až o 50 %. No v prípade potenciálu acidifikácie (AP) a eutrofizácie (EP) je RD 2, ktorý je kombináciou „zelených“ a konvenčných materiálov, lepšou alternatívou. Hodnoty potenciálu acidifikácie a eutrofizácie sú v porovnaní s RD 1 nižšie o 66 a 63 % a v porovnaní s RD 3 o 34,75 a 36,5 %.

Rodinný dom 1 má vo fáze B6 (využívanie prevádzkovej energie) pri týchto dvoch ukazovateľoch omnoho vyššie vplyvy ako RD 2 a 3. V prípade RD 1 sú tieto hodnoty 3,9 kg SO2eq a 0,894 kg PO43-, v prípade RD 2 a 3 sú tieto hodnoty 0,28 kg SO2eq a 0,068 kg PO43- na 1 m2 celkovej podlahovej plochy.

Tento rozdiel vznikol v dôsledku využívania rôznych zdrojov vykurovania (RD 1 – tepelné čerpadlo, RD 2 a 3 – plynový kotol). Z materiálov uvedených vyššie majú najväčší podiel na potenciáli globálneho otepľovania betónové konštrukcie. Predstavujú 18 až 29 % zo všetkých použitých materiálov.

Vysoký podiel majú aj tepelnoizolačné dosky z extrudovaného polystyrénu (2,1 až 3,6 %) a PP a PVC fólie (1,6 až 4,5 %). Ďalšími prispievateľmi GWP sú hliníkové rámy okien a betónové strešné škridly. Na potenciáli acidifikácie a eutrofizácie sa pri RD 2 a 3 najviac podieľajú pórobetónové tvárnice (11 až 15 %), betónové konštrukcie (34 až 14 %), hydroizolácie (7 až 15,7 %) a hliníkové okná (6 až 11 %).

V prípade RD 1 sú hlavným prispievateľom betónové konštrukcie (11 %), sadrokartónové obklady (4 %) a hydroizolácie (4 %). K tvorbe fotochemických oxidantov (smogu) výrazne prispievajú železobetónové konštrukcie (15 až 37,6 %), impregnované drevené materiály (47,4 %) a pórobetónové tvárnice (9,61 až 11,7 %).

Tieto materiály majú aj najvyšší percentuálny podiel na narušovaní ozónovej vrstvy v stratosfére. Izolácie z ovčej vlny a celulózy, keramická dlažba a klampiarske výrobky vykazujú najväčší vplyv na tvorbu potenciálu vyčerpávania abiotických nefosílnych zdrojov.

Vzhľadom na to, že veľkým rizikom je tvorba skleníkových plynov, ktorých koncentrácia v atmosfére vyvoláva celosvetovú zmenu klímy, je ukazovateľ GWP kľúčový. Z výsledkov vyhodnotenia vyplýva, že fáza prevádzkovej energie (B6) pri tomto hlavnom potenciáli má najväčšie environmentálne vplyvy z celého životného cyklu budov (RD 1 – 90 %, RD2 – 68 %, RD3 – 52 %).

V prípade použitia konvenčných materiálov zobrazuje fáza produktu (A1 – A3) druhý najvyšší podiel negatívneho vplyvu na životné prostredie. Pri RD 3 predstavujú tieto vplyvy 41 % z celého životného cyklu. Pri RD 2, kde sú niektoré materiály nahradené prírodnými, tvorí fáza produktu 20 % z celého životného cyklu, zatiaľ čo pri RD 1 je hodnota potenciálu GWP záporná.

Výsledky poukazujú na to, že je veľmi dôležité brať do úvahy environmentálne vplyvy stavebných materiálov a hľadať environmentálnou optimalizáciou najvhodnejšie riešenia pri zohľadnení čo najširšej škály zložiek životného prostredia.

Tab. 2 Environmentálne vplyvy jednotlivých fáz životného cyklu – RD 1
Tab. 2 Environmentálne vplyvy jednotlivých fáz životného cyklu – RD 1 |

Záver

Budovy sú neoddeliteľnou súčasťou nášho života, trávime v nich viac ako 80 % svojho času. Môžeme ich posudzovať z rôznych hľadísk. V priemyselnej sfére sa to týka hlavne dvoch sektorov – stavebného, ktorého cieľom je vytvoriť originálne dielo, čo najlepšie spĺňajúce svoj účel, a ekonomického, pretože budovy tvoria jednu z najväčších investícií na medzinárodnom trhu.

Je tak nevyhnutné zamerať sa aj na hľadisko udržateľného rozvoja, ktorého základom sú tri piliere, a to ekonomický, sociálny a environmentálny. Vplyvom budov sa do ovzdušia uvoľňuje mnoho látok, ktoré môžu mať negatívny účinok nielen na životné prostredie, ale aj na ľudské zdravie.

Mohlo by vás zaujímať: Inteligentní rodinný dům s elektrickým vytápěním, fotovoltaickou elektrárnou a bateriovým úložištěm

Preto je dôležité nájsť rovnováhu medzi stavebným priemyslom a životným prostredím, aby mohli koexistovať. Z hľadiska udržateľnosti je potrebné sa sústrediť na obmedzenie používania materiálov s vysokými energetickými vstupmi pri výrobe a na vylúčenie hmôt s nepriaznivým vplyvom na zdravie užívateľov.

Súčasne treba myslieť aj na minimalizáciu dopravných nárokov a na zníženie množstva odpadov zo stavebníctva ich recykláciou a opätovným použitím pri výstavbe.

Vo väčšej miere by sa mali využívať miestne, recyklované a prírodné materiály, ako sú drevo, kameň, hlinené omietky, linoleum, drevené podlahy, ľan, konope, korok, rozvláknené drevo či celulóza. Environmentálne vplyvy výstavby súčasnej konvenčnej budovy sú asi také veľké ako environmentálne vplyvy spojené s prevádzkou pasívneho domu počas 100 rokov.

Preto je ekologická optimalizácia vplyvov výstavby významnou súčasťou udržateľnej architektúry a výstavby. Medzi priority udržateľnej výstavby patrí aj minimalizácia materiálových tokov a emisií pri výrobe stavebných materiálov a znižovanie viazanej energie a jednotlivých potenciálov environmentálnych dopadov.

Ing. Andrea Moňoková, doc. Ing. Silvia Vilčeková, PhD.
Autorky pôsobia na ÚEI Stavebnej fakulty TU v Košiciach.
Recenzoval: Ing. Ladislav Piršel, PhD.

Tento príspevok vznikol v rámci projektov VEGA 1/0307/16 a VEGA 1/0648/17.

Literatúra

  1. Guinee, J. B., et. al.: Life Cycle Assessment – An Operational Guide to the ISO Standards. 2001.
  2. Arena, A. P. and de Rosa, C.: Life cycle assessment of energy and environmental implications of the implementation of conservation technologies in school buildings in Mendoza-Argentina. Building and Environment, 2003. 38(2): p. 359 – 368.
  3. Junnila, S. – Horvath, A. and Guggemos, A. A.: Life-Cycle Assessment of Office Buildings in Europe and the United States. Journal of Infrastructure Systems, 2006. 12(1): p. 10 – 17.
  4. Krogmann, U., et al.: Life Cycle Assessment of New Jersey Meadowlands Commission’s Center for Environmental & Scientific Education. 2008, Rutgers Edward J. Bloustein School of Planning & Public Policy: New Jersey. p. 47.
  5. Kočí, V.: Environmentální dopady: Posuzování životního cyklu, Praha: VŠCHT Praha, 2013.
  6. Trusty, W. B. – Meil, J. K., and Norris, G. A.: ATHENA: A LCA Decision Support Tool for the Building Community, ATHENA Sustainable Materials Institute: Canada.
  7. ACLCA: Life Cycle Assessment Definitions. Dostupné na: http://www.lcacenter.org/LCA/LCA-definitions.html.
  8. eTool: eToolLCD Software, https://etoolglobal.com/, 2017.
  9. Kašiarová, S.: Kontaminácia ekosystémov. Vysokoškolské učebné texty pre dištančné štúdium krajinnej ekológie, Banská Štiavnica, 2002.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 4/2019.

KategórieEnergie