Metodyka szacowania śladu węglowego budynków

Ocena cyklu życia (LCA) jest techniką, którą można stosować do zbadania oddziaływania budynku w całym jego cyklu życia, począwszy od pozyskania lub wytworzenia materiałów budowlanych z surowców i zasobów naturalnych przez produkcję, użytkowanie, aż do rozbiórki. Wykorzystana jest przy szacowaniu śladu węglowego budynku, jednak może służyć także wyznaczeniu innych wskaźników, jak na przykład potencjał niszczenia ozonu (ODP – Ozone Depletion Potential).

Procedury obliczeniowe są dla innych wskaźników analogiczne jak w przypadku śladu węglowego. Na zakres oceny cyklu życia i rodzaju wskaźników określonych za jej pomocą wpływ mogą mieć lokalne regulacje, branżowe wytyczne oraz wymogi systemów oceny wielokryterialnej budynków.

Zgodnie z wytycznymi zawartymi w systemie Level(s), raportowanie współczynnika globalnego ocieplenia wyrażonego w kg CO₂e powinno uwzględniać pochodzenie ze źródeł kopalnych, biogenicznych oraz z tytułu użytkowania gruntów i zmiany. GWP-luluc (land use and land use change) – wykorzystanie terenu i zmiana sposobu użytkowania, uwzględnia wszystkie emisje związane z uwolnieniem biogenicznego dwutlenku węgla wskutek zmiany sposobu użytkowania terenu np. przekształcaniem terenów leśnych w teren pod zabudowę. Zgodnie z metodyką opracowywania deklaracji EPD przedstawioną w PN EN 15804, wartość GWP-luluc może być pominięta, jeżeli jej udział w całkowitej wartości GWP (na którą składa się GWP-fossil, GWP-biogenic oraz GWP-luluc), dla wszystkich modułów LCA poza fazą D nie przekracza 5%. W praktyce wartość GWP-luluc nie jest określana w deklaracjach EPD.

Przedstawiona w niniejszym opracowaniu metodyka dotyczy szacowania śladu węglowego budynku, z pominięciem skutków zmiany sposobu użytkowania działki inwestycyjnej. Z tego względu wskaźnik GWP-luluc nie będzie uwzględniany w metodyce szacowania śladu węglowego budynku. Autorzy niniejszej metodyki rekomendują, aby GWP-luluc był określany i brany pod uwagę na etapie wydawania decyzji środowiskowej, w której rozpatrywany jest wpływ całej inwestycji w kontekście jej lokalizacji i wpływu na otoczenie.

Niniejszy raport opisuje metodykę szacowania śladu węglowego budynku opracowaną dla realizacji celów przedstawionych w publikacji „Zerowy ślad węglowy budynków. Mapa drogowa dekarbonizacji budownictwa do roku 2050”. Metodyka powstała w oparciu m.in. o:

• normę PN EN 15978:2012 „Zrównoważone obiekty budowlane – Ocena środowiskowych właściwości użytkowych budynków – Metoda obliczania”,
• Level(s) – unijny system głównych wskaźników zrównoważonego charakteru budynków biurowych i mieszkalnych,
• „Whole life carbon assessment for the built environment (RICS professional statement”, UK, 1st edition, November 2017),
• „How to calculate embodied carbon” (second edition, The Institute of Structural Engineers).

Opracowana metodyka opiera się na ogólnych wytycznych i zasadach obliczeń przedstawionych w powyższych tytułach, a także na zaleceniach przedstawionych w opracowaniach branżowych takich jak np. „LETI Embodied Carbon Primer” oraz na doświadczeniach autorów z przeprowadzonych ocen cyklu życia budynków.

Ocena cyklu życia (LCA)

Na cały cykl życia budynku składa się 15 modułów przypisanych do trzech głównych etapów cyklu:

A. Wejściowy wbudowany ślad węglowy: faza wyrobu i faza wznoszenia,
B. Wbudowany i operacyjny ślad węglowy: faza użytkowania,
C. Wbudowany ślad węglowy: faza końca życia.

Faza wyrobu obejmuje moduły A1 (wydobycie surowców), A2 (ich transport do zakładu produkcji) oraz A3 (produkcję wyrobów). Kolejne moduły powiązane stricte z procesem budowy to A4 (transport wyrobów na plac budowy) oraz A5 (proces budowy).

W obrębie fazy użytkowania określono moduły cyklu życia odnoszące się do trwałych komponentów budynku takie jak B1 (użytkowanie), B2 (konserwację), B3 (naprawy), B4 (wymiany), B5 (renowacje) oraz moduły związane z doprowadzonymi do budynku mediami, czyli B6 (zużycie energii) oraz B7 (zużycie wody).

Cztery moduły powiązane z fazą końca życia to C1 (rozbiórka/wyburzenie), C2 (transport gruzu i odpadów), C3 (przetworzenie odpadów) i C4 (utylizacja lub składowanie odpadów).

Analiza może obejmować także etap D, w którym uwzględnia się wszelkie emisje gazów cieplarnianych (lub ich redukcje), które występują poza cyklem życia rozpatrywanego obiektu, a które mogą być powiązane z możliwością ponownego wykorzystania komponentów budynku w nowym obiekcie lub poddaniem ich recyklingowi.

Ślad węglowy budynku można określać dla różnych zakresów cyklu życia:

• Ocena „od kolebki do bramy” (ang. from cradle to gate) obejmuje moduły od A1 do A3, zatem uwzględnia wyłącznie emisje powiązane z wytworzeniem wyrobów, z których powstał lub powstanie budynek,
• Ocena „od kolebki do ukończenia budowy” (ang. from cradle to completion) uwzględnia moduły od A1 do A5, czyli dodatkowo zawiera emisje spowodowane przez transport wyrobów na miejsce budowy oraz przez sam proces budowy. W przypadku śladu węglowego oszacowanego dla tego zakresu mówimy o wejściowym śladzie węglowym.
• W ocenie „od kolebki do grobu” (ang. from cradle to grave) należy wziąć pod uwagę cały cykl życia budynku, zatem moduły A1-A5, B1-B7 oraz C1-C4.
  W przypadku oszacowania śladu węglowego budynku dla takiego zakresu można mówić o całkowitym śladzie węglowym. Warto jednak zwrócić uwagę na to, że w obrębie całkowitego śladu węglowego dodatkowo wyróżnia się ślad operacyjny, powiązany z modułami B6 oraz B7, a także ślad wbudowany, powiązany z pozostałymi modułami cyklu życia.
• Opcjonalnie, wraz z rozwojem prac nad przejściem na gospodarkę o obiegu zamkniętym (cyrkularną) na znaczeniu zyskują także oceny cyklu życia „od kolebki do kolebki” (ang. from cradle to cradle), które uwzględniają dodatkowo korzyści i obciążenia dla środowiska wynikające z etapu D.

Żywotność budynku

Definiując zakres analiz LCA, warto zwrócić uwagę na fakt, iż żywotność budynków wyrażana jest przeważnie w dekadach, a w przypadku niektórych obiektów monumentalnych może sięgnąć wieków. Na potrzeby przeprowadzanych obecnie szacunków śladu węglowego budynków przyjmuje się ich żywotność przeważnie na poziomie 50 lub 60 lat. Oznacza to, że przeprowadzając ocenę cyklu życia w celu oszacowania wbudowanego śladu węglowego dla budynku projektowanego, można oprzeć się na aktualnych danych dotyczących produkcji wyrobów wykorzystanych do jego budowy, jednak następnie należy poczynić szereg założeń odnośnie użytkowania obiektu na przestrzeni kolejnych dekad oraz założyć scenariusz końca życia adekwatny do realiów drugiej połowy XXI wieku. Wskazanie okresu branego pod uwagę w analizie LCA jest jednym z wielu założeń, które ma fundamentalne przełożenie na wyniki całkowitego śladu węglowego budynku.

Zakres cyklu życia budynku

Ograniczając zakres oceny cyklu życia do modułów A1–A3 (fazy wyrobu) i A4–A5 (fazy wznoszenia) skracana jest perspektywa czasu brana pod uwagę w analizie, a tym samym znacznie ograniczona jest liczba potrzebnych do przyjęcia założeń. Oznacza to, że oszacowanie samego wejściowego śladu węglowego może być znacznie bardziej precyzyjne od oszacowania wbudowanego śladu węglowego (w trakcie użytkowania budynku) oraz całkowitego śladu węglowego.

RYS. 1. ilustruje, jak zakres analizowanego okresu życia budynku wpływa na niepewność wyników dla poszczególnych modułów oceny cyklu życia.

Kwestie wpływu założeń na niepewność wyników oszacowania zostały omówione dokładniej w ramach studium przypadku w dalszej części opracowania. Kolejne strony tego rozdziału przedstawiają zalecenia wraz z propozycjami założeń do oszacowania śladu węglowego dla budynków zlokalizowanych na terenie Polski.

Szacowanie śladu węglowego budynku w procesie inwestycyjnym

Unijny system wskaźników zrównoważonego charakteru budynków Level(s), który jest jedną z podstaw dla niniejszego opracowania, wyróżnia trzy poziomy oceny cyklu życia odpowiednie dla różnych etapów procesu inwestycyjnego. Analogiczne etapy można wyróżnić w przypadku szacowania śladu węglowego budynku.

W zależności od etapu procesu inwestycyjnego analiza będzie służyć innym celom i będzie charakteryzowała się inną dokładnością, odpowiednią dla danego etapu projektu lub realizacji. Zaleca się, aby w procesie inwestycyjnym rozważyć możliwość oszacowania śladu węglowego na każdym z trzech etapów zaawansowania przedsięwzięcia budowlanego. W zależności od etapu projektu ocena cyklu życia będzie służyć realizacji różnych celów.

Etap 1 – zalecany (projekt koncepcyjny)

Jest to najmniej dokładny poziom oceny, ponieważ obejmuje głównie parametry jakościowe na wczesnym etapie realizacji. Ocena cyklu życia budynku wykonana na tym etapie ma na celu przedstawienie alternatywnych rozwiązań dla projektu koncepcyjnego oraz zidentyfikowanie elementów budynku, które najbardziej przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych. Wyniki oceny cyklu życia przeprowadzonej na tym etapie powinny być podstawą do sformułowania wytycznych dla dalszych faz projektu. Dzięki temu ocena cyklu życia budynku przeprowadzona na tak wczesnym etapie może w największym stopniu przyczynić się do minimalizacji śladu węglowego przedsięwzięcia.

Etap 2 – obowiązkowy (projekt techniczny – budowlany – lub przetargowy)

Ocenę cyklu życia wykonuje się na tym etapie w oparciu o kompletną dokumentację wielobranżową, opracowaną dla przedsięwzięcia oraz często szczegółowe modele BIM. Etap ten umożliwia dość precyzyjną ocenę ilościową zaprojektowanych rozwiązań oraz przyjęcie realistycznych scenariuszy dotyczących procesu realizacji. Wyniki oceny cyklu życia budynku otrzymane na tym etapie mogą np. pomóc w określeniu dodatkowych kryteriów wyboru dla wyspecyfikowanych w projekcie materiałów.

Etap 3 – zalecany (etap budowy i powykonawczy)

Na tym etapie możliwe jest uwzględnienie dokładnej ilości, pochodzenia i typu użytych materiałów na podstawie projektu powykonawczego oraz pomiarów i ewidencji prowadzonych przez generalnego wykonawcę. Obliczenie wejściowego śladu węglowego na tym etapie może stanowić weryfikację założeń przyjętych do oceny cyklu życia przeprowadzonej na etapie wcześniejszym. Z uwagi na swoją przydatność dla przyszłych realizacji zaleca się, aby wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, obliczenie wbudowanego śladu węglowego budynku było obowiązkowym elementem prac zleconych generalnemu wykonawcy.

Z uwagi na rangę projektu budowlanego i jego uregulowanie w prawie budowlanym, zalecenia przedstawione w dalszej części rozdziału odnoszą się w głównej mierze do ocen cyklu życia budynku przeprowadzanych właśnie w ramach etapu projektu budowlanego, zatem na etapie 2 wg nomenklatury systemu Level(s).

Warto jednak zauważyć, że:

• oszacowanie śladu węglowego na wcześniejszych etapach projektu jest wyjątkowo wartościowe z punktu widzenia dekarbonizacji inwestycji i może być dodatkowo premiowane przez różne systemy oceny wielokryterialnej budynków,
• oszacowanie śladu węglowego na etapie budowy, z uwagi na największą dostępność informacji odnośnie przebiegu procesu i ostatecznie zastosowanych rozwiązań, ma największą wartość badawczą i tym samym może przyczynić się pośrednio do obniżenia śladu węglowego kolejnych inwestycji.

Źródła danych materiałowych

W celu zapewnienia porównywalności wyników ocen cyklu życia budynków w obliczeniach przeprowadzanych od etapu projektu budowlanego, należy korzystać z deklaracji EPD, zgodnych z normą PN EN 15804 oraz ze zweryfikowanych danych uśrednionych (generycznych). Deklaracje EPD dostarczają informacje dotyczące materiałów, wyrobów budowlanych oraz urządzeń w kontekście ich wpływu na środowisko. Należy pamiętać jednak, aby deklaracje były aktualne – na pierwszej stronie powinna znajdować się data weryfikacji oraz termin ważności dokumentu. Są one zwykle ważne przez pięć lat. Na podstawie danych szczegółowych z deklaracji EPD opracowywane są także dane generyczne.

Jeżeli na etapie projektu znany jest konkretny wyrób, który znajdzie zastosowanie w realizacji inwestycji, warto skorzystać z danych dotyczących emisji dwutlenku węgla specyficznych dla danego produktu. Deklaracje EPD dostarczają szczegółowych informacji o wpływie materiału lub produktu na środowisko, w tym informację o współczynnikach emisji dwutlenku węgla w fazach A1–A3.

Informacje z EPD można również wykorzystać do określenia, które produkty powinny być stosowane w celu spełnienia oczekiwanych założeń. Deklaracje EPD można znaleźć na stronach internetowych producentów wyrobów oraz instytucji zajmujących się ich opracowywaniem i rozpowszechnianiem, np.

• Instytut Techniki Budowlanej,
• ECO Platform,
• ÖKOBAUDAT,
• Environdec,
• Institut Bauen und Umwelt,
• BRE Green Book Live,
• Transparency Catalog,
• Climate Earth,
• EPD Ireland,
• Carbon Leadership Forum.

Komentarze i zalecenia

Należy zwrócić uwagę na to, że przytoczone strony internetowe zawierają deklaracje EPD opracowane dla wyrobów wytwarzanych w różnych krajach. Miejsce produkcji wyrobu może mieć istotny wpływ na wartości emisji dwutlenku węgla.

• EPD często zawierają tylko moduły A1–A3, dlatego należy zachować ostrożność, jeśli łączy się dane z EPD z innymi źródłami, które mogą zawierać dodatkowe moduły (np. A–C). W celu porównania ze sobą takich danych konieczne będzie uzupełnienie braków (lub przynajmniej zwrócenie na nie uwagi).
• Norma EN 15804 wymaga obecnie, aby EPD dla wyrobów i materiałów budowlanych zawierała deklaracje modułów A1–A3, C1–C4 i D. Zwiększy to dostępność danych dla modułów C i D i może zostać włączone do obliczeń emisji dwutlenku węgla w całym okresie użytkowania, pod warunkiem że wszystkie materiały i wyroby będą rozpatrywane w ten sam sposób.

Źródła danych stosowanych w analizach LCA zależą w dużej mierze od tego, na jakim etapie dokonywana jest ocena budynku. Informacje potrzebne do oceny można podzielić na następujące kategorie:

• Dane ogólne (wskaźniki) – typowe dla danego rodzaju budynku oraz użytych materiałów budowlanych. Są to wartości określone na podstawie wcześniejszych przeprowadzonych, bardziej szczegółowych analiz dla obiektów referencyjnych.
• Zagregowane dane dla głównych elementów budynku – mogą odnosić się one przykładowo do wybranych elementów budynku, takich jak jego konstrukcja, przegrody zewnętrzne, wewnętrzne, instalacje budynkowe itd. Dane te mogą pochodzić z analizy wybranego reprezentatywnego fragmentu budynku i posłużyć do ekstrapolacji wyników dla całego obiektu. Dane te są szczególnie przydatne na etapie koncepcji, przy porównaniu różnych wariantów projektu.
• Dane generyczne – informacje uśrednione zebrane dla jednego produktu lub elementu budynku na podstawie informacji od różnych producentów. Przydatne są na każdym etapie projektu.
• Szczegółowe dane – najczęściej stosowane na zaawansowanych etapach procesu projektu lub w trakcie budowy. Zawarte są przeważnie w kartach EPD (np. cegły, gips, izolacja, posadzka, okna, wykończenia).
• Dane pomiarowe – najdokładniejsza kategoria danych, pochodzących bezpośrednio z pomiarów zużycia energii lub materiałów w trakcie prowadzenia robót budowlanych lub z etapu użytkowania budynku.

Źródła danych o budynku

W celu przeprowadzenia oceny cyklu życia budynku niezbędna jest jego aktualna dokumentacja projektowa. Dodatkową pomoc mogą stanowić modele BIM lub przedmiary robót. W przypadku istniejących budynków źródłem danych powinny być projekty warsztatowe i dokumentacja powykonawcza.

Niezależnie od etapu, na którym przeprowadza się oszacowanie śladu węglowego, należy wskazać źródła danych służących jako podstawa dla oceny i wymienić ewentualne wykluczenia z zakresu. Standardową praktyką jest także wyłączenie z oceny cyklu życia komponentów budynku, których udział masy nie przekracza 1% całości budynku, pod warunkiem że całkowity udział wszystkich wykluczeń nie przekracza 5% masy całego obiektu.

Narzędzia do oceny cyklu życia

Dużym ułatwieniem w obliczeniu śladu węglowego mogą być specjalistyczne programy opracowane z myślą o ocenie cyklu życia budynku. Mogą ułatwić dostęp do wielu baz danych oraz posiadać zaimplementowane formuły do obliczeń modułów LCA – np. A4, na podstawie lokalizacji budowy i przyjętego środka transportu dla danego produktu. Programy mogą ułatwić także pozyskanie informacji o budynku z modelu BIM oraz przedstawienie wyników. Należy jednak pamiętać, że do obsługi narzędzi potrzebne są umiejętności, aby posługiwać się nimi świadomie i poddawać otrzymane wyniki weryfikacji.

Zakres oceny cyklu życia

Przed przystąpieniem do oszacowania śladu węglowego należy określić zakres oceny cyklu życia budynku, czyli granice rozpatrywanego systemu w odniesieniu do komponentów budynku oraz długości analizowanego okresu i modułów LCA branych pod uwagę w oszacowaniu. Wyniki oszacowań śladu węglowego przeprowadzone dla różnych obiektów, przez różne jednostki oceniające mogą być między sobą porównywalne tylko wtedy, gdy ocena cyklu życia przeprowadzona jest dla identycznego zakresu.

Przedstawiony dalej minimalny zakres analiz dla budynku określono w oparciu o wytyczne i zalecenia branżowe funkcjonujące w innych krajach europejskich oraz biorąc pod uwagę dostępność danych i stan wiedzy na temat śladu węglowego w Polsce.

Moduły analizy LCA

Autorzy niniejszego opracowania zalecają, aby w ramach oceny cyklu życia budynku oszacować rozdzielnie wbudowany i operacyjny ślad węglowy budynku (RYS. 2).

Wbudowany ślad węglowy powinien obejmować emisje wynikające z modułów A1–A5, B1–B4 oraz C1–C4. Wyłączenie z zakresu modułu B5 oraz B6 (operacyjnego śladu węglowego) ma następujące uzasadnienie:

1. Kwestie związane z efektywnością energetyczną budynków są obecnie uregulowane prawnie, a w przepisach funkcjonują wymogi dotyczące wskaźnika EP wyrażonego w jednostce energii kWh (w przeliczeniu na rok i na jednostkę powierzchni użytkowej budynku). Przyczynia się to do poprawy efektywności energetycznej budynków, czyli do obniżenia operacyjnego śladu węglowego.

2. Czynnikiem, który poza efektywnością energetyczną ma wpływ na operacyjny ślad węglowy, jest stopień dekarbonizacji sieci energetycznej w Polsce, określany mianem miksu energetycznego. Uczestnicy procesu inwestycyjnego mogą wpłynąć w pewnym stopniu na miks energetyczny, np. poprzez decyzję o produkcji energii elektrycznej lub ciepła na miejscu, co także odnajduje już odzwierciedlenie we wskaźniku EP.

3. Istnieje wiele prognoz co do udziału poszczególnych źródeł energii elektrycznej i ciepła w Polsce, jednak aktualnie ich horyzont czasowy kończy się przeważnie na roku 2040, podczas gdy ocena cyklu życia budynku wymaga poczynienia założeń dochodzących do ósmej dekady XXI wieku. Osiągnięcie neutralności klimatycznej do roku 2050, zgodnie z celami porozumienia paryskiego, oznaczałoby całkowite odejście od paliw kopalnych, choć pomimo różnych starań i inicjatyw, taki scenariusz jest mało prawdopodobny.

4. Udział operacyjnego śladu węglowego w całkowitym śladzie węglowym budynku w zależności od typu budynku oraz przyjętych założeń dotyczących dekarbonizacji sieci energetycznej może wahać się od 20% do 80%. Włączenie do szacowania tak dużej składowej emisji, która jednocześnie obarczona jest bardzo wysoką niepewnością sprawiłoby, że oceny cyklu życia odnoszące się do całkowitego śladu węglowego budynku straciłyby wartość jako narzędzie do porównania między sobą budynków. Kwestia ta została omówiona w studium przypadku opracowanym w ramach niniejszego opracowania.

5. Faza B5 obejmuje procesy związane z renowacją budynku, który może obejmować swoim zakresem zmianę przegród konstrukcyjnych, wewnętrznych, przeznaczenia pomieszczeń oraz instalacji w budynku. W konsekwencji ingerencji w przegrody zewnętrzne zmienić się może także operacyjny ślad węglowy budynku. W związku z brakiem konkretnie zdefiniowanych planów renowacji w nieokreślonej przyszłości, próba ich skwantyfikowania jest obarczona ryzykiem dużego przeszacowania lub niedoszacowania.

Największy udział we wbudowanym śladzie węglowym budynku mają moduły dotyczące fazy wyrobu, zatem od A1 do A3. Ich udział zwyczajowo przekracza 50%.

Moduły składające się na fazę wznoszenia, zatem A4 i A5, przeciętnie składają się na nie więcej niż 5% wbudowanego śladu węglowego, z czego transport drogowy materiałów w obrębie kraju odpowiada za ok. 1%. Dla obiektów wymagających bardzo rozbudowanych prac ziemnych i robót tymczasowych wartości wyznaczone dla modułu A5 będą większe. Temat ten został szerzej opisany w dalszej części opracowania.

Można przyjmować, że w typowych budynkach wejściowy ślad węglowy (moduły A1 do A5) stanowi ok. 60% wbudowanego śladu węglowego. Wartość ta będzie niższa dla obiektów o lekkiej konstrukcji, w których większy udział stanowić będą elementy podlegające wymianie w rozpatrywanym okresie użytkowania budynku, takie jak wykończenie i wyposażenie, instalacje czy fasada.

Dla modułów B1–B3, odnoszących się do użytkowania, konserwacji i napraw, nie ma wielu danych i opracowań, ale ich udział w skali całego budynku szacuje się przeważnie na 0,5–1%. Moduły B1–B3 w cyklu życia budynku mają największy udział w obrębie grupy instalacji budynkowych, ze względu na wycieki czynników chłodzących z instalacji oraz przeglądy lub naprawy urządzeń.

Moduły B4 i B5, czyli wymiana i renowacja mają duży udział we wbudowanym śladzie węglowym budynku, bo aż 35–40%. W praktyce moduł B5 jest trudny do zaplanowania i często utożsamiany z modułem B4, co zostało szerzej omówione w dalszej części opracowania.

Faza końca życia budynku, czyli moduły C1–C4, ma przeważnie udział we wbudowanym śladzie węglowym jak połowa wartości określonych dla modułów związanych z fazą budowy (A4–A5). Oznacza to, że w typowych obiektach ich łączny udział można przyjmować na poziomie 2%.

W module D czasami identyfikowane są dodatkowe korzyści wynikające z zastosowania pewnych technologii czy materiałów, przez co pojawić się w nim mogą wartości ujemne. Zaleca się, aby wartości dla modułu D były zawsze raportowane osobno, z uwagi na dużą niepewność przyjętych scenariuszy dotyczących końca życia obiektu, które mogą uzasadniać zaistnienie takich korzyści. Najczęściej korzyści odnoszą się do elementów modułowych, mogących znaleźć zastosowanie w nowych obiektach bez konieczności ich przetworzenia lub z uwagi na zawartość biogenicznego dwutlenku węgla w elementach drewnianych (o ile sekwestracja CO₂ nie została wcześniej policzona na poczet fazy wyrobu). Zagadnienie to zostało omówione szerzej w dalszej części opracowania.

Elementy budynku

W oszacowaniu śladu węglowego budynku należy uwzględnić wszystkie elementy budynku wchodzące w skład analizowanego projektu, które mają istotny udział we wbudowanym śladzie węglowym. Jako kryterium istotności można przyjąć kryterium masy, jak opisano wcześniej.

Elementami budynku objętymi oceną cyklu życia na potrzeby oszacowania śladu węglowego powinny być:

1. Konstrukcja podziemna budynku: fundamenty (w tym pale), ściany zewnętrzne piwnicy, stropodach pod poziomem dachu, pozostałe elementy głównej konstrukcji nośnej w obrębie piwnicy takie jak stropy, słupy i ściany.

2. Konstrukcja części nadziemnej: elementy pionowe – słupy, ściany i ustroje usztywniające, elementy poziome – konstrukcja stropów (płyty, belki), konstrukcja dachów, konstrukcje drugorzędowe, takie jak antresole techniczne, podkonstrukcje pod urządzenia i konstrukcje wsporcze pod elewacje, o ile nie zostały uwzględnione w pozostałych grupach elementów budynku.

3. Przegrody zewnętrzne budynku – fasada, warstwy dachowe i poszycie dachów, ściany osłonowe (o ile nie wchodzą w skład konstrukcji nośnej budynku) z izolacją i wykończeniem, okna i drzwi zewnętrzne.

4. Przegrody wewnętrzne – ściany działowe, podłogi i sufity.

5. Elementy wykończenia wnętrz i wyposażenia (o ile są objęte projektem – np. w częściach wspólnych budynków biurowych lub mieszkalnych wielorodzinnych) – wierzchnie warstwy wykończeniowe ścian, podłóg i sufitów; urządzenia sanitarne, oprawy oświetleniowe.

6. Instalacje budynkowe i urządzenia – kanalizacja, instalacja wody użytkowej, ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja, z uwzględnieniem emisji czynników chłodniczych, elektryczne i teletechniczne (instalacja niskiego i wysokiego napięcia), paliwowe, odgromowe i przeciwpożarowe, technologiczne (w zależności od funkcji budynku), urządzenia komunikacyjne (dźwigi osobowe, schody ruchome).

Dodatkową kategorię elementów, które mogą wchodzić w zakres oceny cyklu życia budynku, mogą stanowić elementy zagospodarowania terenu i prace zewnętrzne, np.:

• zagospodarowanie terenu (utwardzenie terenu, ogrodzenie, oświetlenie, nasadzenia),
• obiekty pomocnicze (wiaty, parkingi naziemne),
• sieci zewnętrzne (przyłącza, drenaż terenu).

W razie oszacowania śladu węglowego wymienionych wyżej prac, zaleca się przedstawienie tych wyników oddzielnie od wyników analizy dla budynku.

Ślad węglowy związany z prowadzeniem prac tymczasowych, wymienionych poniżej, powinien być ujęty w module A5 analizy LCA.

• przygotowanie terenu (rozbiórki obiektów istniejących, niwelacja terenu, wywóz odpadów),
• specjalistyczne prace ziemne (elementy zabezpieczenia wykopu, wzmacnianie gruntu, odwodnienie wykopu),
• konstrukcje tymczasowe wzniesione wyłącznie na potrzeby budowy obiektu i niepodlegające ponownemu wykorzystaniu po demontażu (np. żelbetowe fundamenty pod żurawie).

Szczegółowe dane związane z technologią prowadzenia robót, potrzebne do oszacowania powyższego zakresu, są przeważnie dostępne dopiero na etapie realizacji. Na wcześniejszych etapach projektu wartości te mogą być oszacowane przy pomocy danych ogólnych lub zagregowanych. Prowadzenie dokładnych obliczeń śladu węglowego na etapie realizacji inwestycji, opartych na danych pomiarowych, może być podstawą do opracowania nowych, bardziej precyzyjnych metod obliczeń, zatem oszacowanie śladu węglowego w trakcie budowy lub po jej zakończeniu może także przyczynić się do dekarbonizacji przyszłych realizacji.

Wytyczne do szacowania śladu węglowego

W poniższej części opracowania przedstawiono szczegółowe wytyczne do obliczeń śladu węglowego wraz z omówieniem założeń dla każdego z modułów analizy LCA

Faza wyrobu A1–A3

Faza wyrobu, obejmująca moduły LCA od A1 do A3, stanowi najbardziej istotny element składowy oceny cyklu życia budynku. Prawidłowe oszacowanie wartości dla tej fazy jest kluczowe dla poprawności wyników wbudowanego śladu węglowego w całym cyklu życia. Idea szacowania śladu węglowego dla tych faz jest bardzo prosta i sprowadza się do zsumowania emisji dla każdego z elementów budynku objętego analizą.

Warto zwrócić uwagę, że o wyniku końcowym będzie decydowała poprawność i kompletność danych ilościowych oraz odpowiedni dobór wartości generycznych lub deklaracji EPD do konkretnych komponentów budynku.

W celu oszacowania śladu węglowego należy dobierać dane o produktach powszechnie dostępnych w rejonie, w którym zlokalizowana będzie budowa. Mimo to, ostateczne pochodzenie wyrobu, o ile nie wynika ono ze specyfikacji projektowej, może być inne od założonego. Analogiczne wyroby różnią się między sobą co do wartości śladu węglowego, z uwagi na pochodzenie surowców, procesy technologiczne stosowane przy ich wytwarzaniu oraz lokalizację fabryki, a tym samym miks energetyczny, który służy do jej zasilenia.

O ile specyfikacje materiałowe nie narzucają ograniczeń co do wartości wskaźnika GWP produktu, zaleca się dobieranie materiałów cechujących się wyższymi wartościami tego wskaźnika. Jeżeli dla danego regionu nie ma szczegółowych danych (z deklaracji EPD) dla wyrobu, ani danych uśrednionych (generycznych), można posiłkować się wartościami określonymi dla podobnych grup wyrobów z innych regionów świata, jednak należy mieć na uwadze różnice w procesie technologicznym i w kompozycji wyrobu. Wszelkie zastosowane w ocenie cyklu życia uproszczenia, przybliżenia i kalibracje parametrów należy opisać w raporcie i przedstawić w transparentny sposób.

Przy opracowywaniu wyników dla modułów A1–A3 należy zwrócić uwagę, czy stosowane w projekcie wyroby zawierają biogeniczny węgiel. Nowe deklaracje EPD, opracowane zgodnie z EN 15804:2012+A2:2020, powinny wyróżniać wartość emisji CO₂e, powiązaną ze zmagazynowanym w wyrobie węglem biogenicznym, jednak starsze opracowania lub niektóre dane zagregowane mogą tej informacji nie zawierać. W przypadku braku szczegółowych danych, można przyjąć, że 1 kg drewna magazynuje w sobie ok. 1,64 kg CO₂e. Wartość ta została określona na podstawie EN 16449 przy założeniu, że do produkcji drewna wykorzystywane jest 50% biomasy, a resztę stanowi odpad (korzenie, korona drzewa).

Obliczając ślad węglowy, w przypadku wzięcia pod uwagę zjawiska sekwestracji CO₂, należy wyróżnić w wynikach dla modułów A1–A5 wartość zmagazynowanego węgla. W takim wypadku moduły C1–C4 uwzględniać powinny emisje związane z uwolnieniem do atmosfery przechowanego wcześniej dwutlenku węgla.

Warto zaznaczyć, że drewno, dzięki uwzględnieniu sekwestracji, może cechować się ujemnym śladem węglowym w całym cyklu życia budynku, jednak o ostatecznym wyniku decyduje przyjęty scenariusz końca życia danego elementu.

Faza wznoszenia A4–A5

Moduł A4 dotyczy emisji dwutlenku węgla związanej z transportem materiałów z fabryki na plac budowy. Określenie emisji dwutlenku węgla związanej z transportem (moduł A4 obejmuje wszystkie etapy transportu od ostatniego zakładu produkcyjnego do placu budowy, biorąc pod uwagę również postoje w magazynach lub centrach dystrybucji) wymaga dostępności następujących danych:

• odległość między fabryką a miejscem budowy (z uwzględnieniem miejsc przeładunku i tymczasowego składowania),
• rodzaj transportu wraz z współczynnikiem emisji (kg CO₂/kg/km),
• masa przewożonego materiału oraz stopień wypełnienia środka transportu.

Na etapie projektu przeważnie nie posiada się wymienionych wyżej danych szczegółowych i należy bazować na danych ogólnych, określonych dla typowych dystansów i środków transportu, stosowanych w rozpatrywanym regionie.

• Przeważnie moduł A4 nie ma dużego udziału we wbudowanym śladzie węglowym – można go szacować na poziomie 1%.
• Pomocne mogą okazać się specjalistyczne programy dedykowane do analiz LCA budynków, które posiadają formuły umożliwiające oszacowanie wpływu transportu na podstawie lokalizacji budowy.
• Emisję dwutlenku węgla, powstałą w wyniku procesu budowy, należy uwzględnić w module A5. Przeważnie emisje związane z modułem A5 mają umiarkowany, ale zauważalny udział w ogólnym bilansie dla wbudowanego śladu węglowego, na poziomie 4–5%.
• Należy wziąć pod uwagę zużycie energii na zagospodarowanie terenu, prace budowlane oraz przetwarzanie i usuwanie odpadów w procesie budowy. Korzystając z informacji dostępnych w EPD należy upewnić się, czy założenia odnośnie do sposobu montażu określone w deklaracji pokrywają się z projektem.
• Moduł A5 powinien uwzględniać odsetek marnowanych na budowie produktów, które generują odpad i nie nadają się do ponownego wykorzystania. Na podstawie dostępnych publikacji proponuje się przyjąć następujące wartości naddatku na odpad dla następujących materiałów.
• Do emisji powiązanych z modułem A5 należy wliczyć także wszelkie prace tymczasowe, w tym obiekty powstające na czas budowy, jak np. platformy robocze lub obudowa wykopu. Jeżeli na etapie projektu dostępne są dokładne dane na temat obiektów tymczasowych, emisje z nimi związane należy policzyć w analogiczny sposób jak emisje związane z budową docelowego obiektu dla faz A1–A4. Elementy tymczasowe, które mogą zostać odzyskane i wykorzystane ponownie na innych budowach, takie jak niektóre obudowy wykopu, systemowe deskowania i rusztowania, nie powinny być uwzględniane w module A5.
• W module A5 należy uwzględnić także transport z placu budowy do miejsca składowania urobku z wykopu, ewentualnych substancji szkodliwych oraz gruzu pozostałego po rozbiórce obiektów. Emisje te mogą być określone w sposób analogiczny do metod opisanych w module A4.
• W razie braku szczegółowych danych, dotyczących niebezpośrednich emisji generowanych na placu budowy, na etapie projektu, można posłużyć się danymi ogólnymi – wskaźnikami określonymi dla typowej budowy zlokalizowanej w północnej Europie, w klimacie umiarkowanym.

Faza użytkowa B1–B5

Na emisję dwutlenku węgla związaną z użytkowaniem budynku, w zakresie wbudowanego śladu węglowego, składa się użytkowanie, konserwacja, naprawy, wymiana oraz renowacja komponentów wchodzących w skład budynku. W całym cyklu życia budynku moduły B1–B5 mogą łącznie mieć znaczący udział, w przedziale 30–50%.

Spośród modułów B1–B5 przeważnie największą rolę odgrywa moduł B4, który wiąże się z przyjętym okresem użytkowania poszczególnych elementów budynku, po którym to następuje ich całkowita wymiana w wyniku zużycia komponentu, modernizacji lub przearanżowania przestrzeni. O ile projekt nie specyfikuje konkretnych wyrobów lub urządzeń, dla których producent przewidział krótszy okres użytkowania, należy przyjąć wartości przedstawione na RYS. 3.

Dla elementów zagospodarowania terenu i prac zewnętrznych można przyjąć okres użytkowania określony na RYS. 4.

Przyjęty okres użytkowania elementów budynku ma znaczący wpływ na wyniki obliczeń fazy użytkowania obiektu. Im większa liczba niezbędnych cykli wymiany i renowacji, tym większy wpływ na wbudowany ślad węglowy. Dotyczy to w szczególności renowacji instalacji wewnętrznych budynku, w tym okablowania i rurociągów, jak również materiałów wykończeniowych, takich jak farby.

• Moduł B1 obejmuje emisje dwutlenku węgla z materiałów budowlanych i urządzeń w okresie eksploatacji budynku. Szczególnie duży udział w emisjach związanych z modułem B1 mogą mieć czynniki chłodnicze.
• Moduł B2 odnosi się do emisji CO₂ związanej z konserwacjami: dachu, ścian zewnętrznych, okien i drzwi zewnętrznych, wykończenia oraz instalacji.
• W module B3 zawarte są emisje dwutlenku węgla pochodzące ze wszystkich aktywności związanych z naprawą elementów budynku, łącznie z użytymi produktami. Dla wielu grup wyrobów aktualnie nie ma danych dotyczących emisji objętych modułami B1–B3, dlatego wielkości przedstawione w ocenach cyklu życia dla tych modułów mogą być niedoszacowane. W związku z tym, o ile nie posiada się bardziej dokładnych danych, zaleca się przyjęcie emisji związanych z modułami B1–B3 na podstawie wskaźnika odnoszącego się do powierzchni całkowitej budynku, wynoszącego ok. 5–10 kg CO₂e/m².
• Moduł B5 jest związany z planowaną zmianą sposobu użytkowania obiektu na potrzeby przyszłych funkcji i wiąże się ze znaczną przebudową budynku lub jego części. Z powodu braku scenariusza określonych działań w zakresie modułu B5 zaleca się nieuwzględnianie tego modułu.

Faza użytkowania B6–B7

Moduł B6 uwzględniać powinien emisje dwutlenku węgla wynikające ze zużycia energii przez systemy zintegrowane z budynkiem w całym okresie życia budynku. Dotyczą one energii z sieci cieplnej lub elektrycznej, zużywanej w wyniku stosowania następujących systemów: wentylacji, ogrzewania, chłodzenia, ciepłej wody użytkowej oraz oświetlenia.

Oceniając budynki, w których zaprojektowano odnawialne źródła energii, należy przedstawić, w jaki sposób energia zostanie wykorzystana. W przypadku braku informacji, należy przyjąć założenie, że energia wytwarzana na miejscu w pierwszej kolejności zaspokaja potrzeby budynku, a następnie zostaje eksportowana do sieci. W obliczeniach emisji CO₂ w module B6 zaleca się opierać na wynikach modelowania energetycznego budynków, dynamicznych symulacjach termicznych lub obliczeniach energetycznych. Moduł B7 odnosi się natomiast do zużycia wody i może być pominięty w ocenie cyklu życia przeprowadzanej na potrzeby oszacowania śladu węglowego.

Faza końca życia C1–C4

Etap końca życia budynku rozpoczyna się, gdy nie jest on już w użytkowaniu. Na potrzeby oceny cyklu życia typowego budynku zaleca się przyjąć 50-letni okres eksploatacji. Moduły C1–C4 uwzględniają emisje dwutlenku węgla wynikające z czynności rozbiórkowych oraz transportu, przetwarzania i utylizacji materiałów po zakończeniu użytkowania obiektu. Warto zauważyć, że dokładność danych dotyczących współczynników emisji CO₂ związanych z etapem końca życia budynku jest bardzo niska, ponieważ odnosi się do dość odległej przyszłości i wymaga przyjęcia wielu założeń. Wysoka niepewność co do wyników dla etapu końca cyklu życia nie wpływa jednak istotnie na wyniki obliczeń śladu węglowego budynku, ponieważ udział modułów C1–C4 we wbudowanym śladzie węglowym jest przeważnie niewielki – na poziomie kilku procent.

• Emisje związane z modułem B6 nie są wliczane do budowanego śladu węglowego budynku i mogą być przedstawiane osobno, określając operacyjny ślad węglowy budynku. Stanowią one znaczną lub wręcz dominującą część całkowitego śladu węglowego budynku, zwłaszcza w budynkach istniejących.
• W miarę poprawy efektywności energetycznej obiektów i dekarbonizacji sieci, udział operacyjnego śladu węglowego w cyklu życia budynku będzie malał.
• Wyniki dla modułu B6, w zależności od typu budynku i przyjętych scenariuszy dla miksu energetycznego w kraju, zostały szerzej omówione w załączonym do raportu studium przypadku.
• Moduł C1 obejmuje emisje CO₂ związane z rozbiórką i wyburzeniem budynku. W obliczu braku bardziej precyzyjnych danych możliwe jest zastosowanie średniego współczynnika emisji, który wynosi 3,4 kg CO₂e/m² powierzchni całkowitej budynku.
• Moduł C2 powinien uwzględniać emisję CO₂ wynikającą z transportu odpadów. Jego wartość jest związana głównie z odległością składowiska odpadów od lokalizacji budynku. Dla transportu drogowego na dystansie 50 km można przyjąć średnią wartość emisji w wysokości 0,005 kg CO₂e na każdy kg przewożonych odpadów.
• Emisje dwutlenku węgla związane z ponownym użyciem lub recyklingiem materiałów po zakończeniu okresu eksploatacji budynku, powinny zostać zaraportowane w module C3, natomiast w module C4 należy zaraportować emisje CO₂ wynikające z utylizacji materiałów, które nie są odzyskiwane do ponownego użycia lub recyklingu. O ile nie posiada się szczegółowych danych z deklaracji EPD, można przyjąć zastępczy współczynnik obejmujący moduł C3 i C4, wynoszący 0,013 kg CO₂e/kg.
• Udział emisji związanych z modułami C3–C4 będzie wyższy, jeżeli w budynku zostało zastosowanych wiele elementów drewnianych (zwłaszcza w konstrukcji budynku). W takim przypadku w modułach C3 i C4 należy uwzględnić emisję węgla biogenicznego, zmagazynowanego w elementach drewnianych w okresie użytkowania budynku.

Zjawisko sekwestracji dwutlenku węgla jest istotnym elementem dekarbonizacji budownictwa, więc aby podkreślić ten fakt, emisje dwutlenku węgla biogenicznego powinno się raportować osobno.

W uzasadnionych przypadkach popartych rozwiązaniami projektowymi sprzyjającymi gospodarce cyrkularnej, można przyjąć taki scenariusz końca życia dla elementów drewnianych, który zakłada brak lub częściowe ograniczenie emisji, w związku z jego ponownym wykorzystaniem – transferem biogenicznego dwutlenku węgla do nowego obiektu. Drewno z rozbiórki może zostać także poddane recyklingowi i wykorzystane jako surowiec do produkcji wyrobów drewnopochodnych lub jako ściółka dla zwierząt. Taki scenariusz także umożliwia przynajmniej częściowy transfer biogenicznego dwutlenku węgla do nowego obiektu, chociaż wiąże się też z pewnym dodatkowym wydatkiem energetycznym, wynikającym z przetworzenia elementu.

Kolejnym typowym scenariuszem końca życia dla elementów drewnianych jest ich spalenie w celu wytworzenia energii. W tym wypadku biogeniczny dwutlenek węgla trafia do atmosfery, jednak z drugiej strony pozyskiwana jest energia, której produkcja w inny sposób najczęściej wiązałaby się także z emisją gazów cieplarnianych. Potencjalny odzysk energii ze spalania odpadów organicznych należy zaraportować w module D.

Najmniej pożądanym scenariuszem końca życia dla elementów drewnianych jest ich składowanie na wysypiskach śmieci, gdzie wydzielać się z nich będzie metan i dwutlenek węgla, bez żadnych dodatkowych korzyści. Dla przykładu, w Wielkiej Brytanii szacuje się, że drewno z rozbiórki jest w ok. 55% poddawane recyklingowi, w ok. 44% spalane, natomiast zaledwie 1% trafia na wysypiska śmieci. Warto zaznaczyć, że nowoczesne składowiska odpadów wykorzystują techniki wychwytywania gazów z rozkładu materii organicznej. Dla typowych scenariuszy końca życia w przypadku drewna można przyjąć wartość emisji w modułach C3–C4 na poziomie 1,64 kg CO₂e/kg drewna, zatem tyle, ile wynosi wartość dwutlenku węgla biogenicznego przyjmowana w modułach A1–A3.

Moduł D poza cyklem życia

Moduł D obejmuje potencjalne obciążenia dla środowiska lub korzyści wynikające z ponownego wykorzystania elementów budynku lub odzyskania energii, wykraczające poza okres cykl życia obiektu. Moduł D może być miarą tego, jak dobrze obiekt spełnia założenia gospodarki cyrkularnej, która jest jedną z kluczowych dróg do dekarbonizacji budownictwa.

Oszacowanie wartości modułu D wymaga określenia wielkości emisji, których uda się w przyszłości uniknąć, w związku z ponownym wykorzystaniem danego elementu. Precyzyjne określenie tej wartości jest z tego względu praktycznie niemożliwe, ponieważ nieznane są nam wartości emisji powiązane z modułami A1–A3 dla wyrobów, które zostaną wytworzone za 50 lat, a także nie ma jednoznacznych podstaw dla określenia emisji związanych z wytworzeniem energii w tak odległym horyzoncie czasu. Z tego względu wartości dla modułu D (np. określone na podstawie szczegółowych danych z deklaracji EPD) powinny być raportowane osobno, a główny nacisk powinien być stawiany na opis przyjętego scenariusza końca życia w odniesieniu do założeń projektowych promujących cyrkularność i maksymalizujących potencjał recyklingu zastosowanych materiałów.

Dla maksymalizacji korzyści objętych modułem D należy dążyć do tego, aby elementy projektowanego budynku mogły być w największym stopniu wykorzystane ponownie, a w najgorszym przypadku poddane recyklingowi.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!