Faza wyrobu (Product Stage) A1-A3 w środowiskowej analizie cyklu życia budynków (LCA)

Faza wyrobu, określana w normach EN 15978 i EN 15804 jako moduły A1-A3, odnosi się do procesów związanych z pozyskiwaniem surowców, ich transportem oraz produkcją wyrobów budowlanych. Jest to kluczowy etap w analizie cyklu życia budynków, ponieważ wyroby użyte w budowie mają znaczący wpływ na całkowity ślad węglowy budynku. Obejmuje ona:
- A1 – Pozyskanie surowców (Raw material supply): Proces wydobycia i wytwarzania surowców, w tym produkcji półproduktów.
- A2 – Transport (Transport): Transport surowców i półproduktów do miejsca produkcji wyrobów.
- A3 – Produkcja (Manufacturing): Właściwa produkcja materiałów budowlanych, w tym ich pakowanie oraz przygotowanie do dystrybucji.
Cały cykl życia budynku zgodnie z normami EN 15978 i EN 15804 przedstawia poniższa tabela:
Faza wyrobu A1-A3 stanowi fundament dla zrozumienia wpływu materiałów budowlanych na środowisko, ponieważ zawiera dane o emisjach początkowych, pozwala na porównanie różnych materiałów oraz może wpływać na wybór materiałów w procesie projektowania. Emisje fazy wyrobu obejmują ślad węglowy materiałów jeszcze przed ich zastosowaniem w budowie. Zrozumienie wpływów środowiskowych pozwala projektantom wybierać materiały o niższym śladzie węglowym.
Obliczanie emisji w fazie wyrobu
Aby obliczyć wpływ środowiskowy fazy A1-A3 analizowanego budynku, stosuje się następujące kroki:
1. Przygotowanie zestawienia wyrobów budowlanych związanych z budynkiem. Można to przygotować podobnie jak wykonuje się przedmiar do kosztorysu – zliczając poszczególne wyroby/materiały użyte w projekcie w m3, kg lub m2. Dużym ułatwieniem jest wykorzystanie do tego celu modelu BIM i wyeksportowanie zestawienia bezpośrednio z programu.
2. Wykorzystanie bazy danych LCA. Dane do analizy pochodzą zazwyczaj z gotowych generycznych baz danych (np. Oekobau.dat) lub deklaracji środowiskowych produktów (EPD – Environmental Product Declaration) typu III, które są zgodne z EN 15804. EPD typu III zawierają szczegółowe dane dotyczące emisji gazów cieplarnianych, zużycia energii pierwotnej oraz innych wpływów środowiskowych związanych z modułami A1-A3.
Pobierając tego typu dane należy zwracać uwagę na deklarowaną jednostkę funkcjonalną (Declared Functional Unit). Podstawową jednostką funkcjonalną w analizie jest np. 1 m³ materiału, 1 m² pokrycia dachowego lub określona jednostka masy produktu (np. 1 kg). Musi być zgodna z w przygotowanym wcześniej zestawieniem ilościowym. Jeśli tak nie jest należy przeliczyć jednostki (np. jeśli deklaracja zawiera dane dla deklarowanej jednostki funkcjonalnej 1 tony wyrobu, a nasze zestawienie jest przygotowane 1 m3 to znając gęstość objętościową przeliczamy tony na m3).
3. Sumowanie modułów A1, A2, A3.
Bazy danych lub deklaracje środowiskowe EPD zawierają dane dla poszczególnych modułów. Kalkulacja polega na sumowaniu poszczególnych modułów:
• A1 – Pozyskanie surowców: Uwzględnia wpływy związane z wydobyciem, produkcją surowców wtórnych oraz emisje wynikające z procesu sekwestracji w materiałach odnawialnych (np. drewno, konopie). Ważne jest uwzględnienie emisji biogenicznego dwutlenku węgla oraz potencjalnych korzyści z magazynowania węgla w produktach.
• A2 – Transport: W tej części analizuje się odległości transportowe, rodzaj używanego paliwa oraz efektywność środka transportu.
• A3 – Produkcja: Obejmuje zużycie energii i emisje związane z procesami przetwarzania, takimi jak cięcie, formowanie, suszenie i pakowanie.
4. Wyniki i ich interpretacja
Wyniki analizy fazy wyrobu A1-A3 przedstawia się w postaci różnych wskaźników, takich jak na przykład:
• Global Warming Potential (GWP) – Potencjał globalnego ocieplenia, wyrażony w kg CO₂eq (ekwiwalent dwutlenku węgla), inaczej ślad węglowy,
• Zużycie energii pierwotnej (odnawialnej i nieodnawialnej).
• Ozone Depletion Potential (ODP) - Potencjał niszczenia warstwy ozonowej, wyrażony w kg CFC-11-eq (ekwiwalent freonu CFC-11)
• Acidification Potential (AP) - Potencjał zakwaszenia, wyrażony w kg SO₂-eq (ekwiwalent dwutlenku siarki)
• Eutrophication Potential (EP) - Potencjał eutrofizacji, wyrażony w kg PO₄³⁻-eq (ekwiwalent fosforanu).
• Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) - Potencjał tworzenia ozonu fotochemicznego (smogu letniego), wyrażony w kg NMVOC-eq (ekwiwalent niemetanowych lotnych związków organicznych).
• Abiotic Depletion Potential – Fossil Fuels (ADP-fossil) - Potencjał wyczerpywania zasobów abiotycznych – paliwa kopalne, wyrażony w MJ (megadżule energii pierwotnej).
• Abiotic Depletion Potential – Elements (ADP-elements) - Potencjał wyczerpywania zasobów abiotycznych – pierwiastki, wyrażony w kg Sb-eq (ekwiwalent antymonu).
• Water Use (WDP), Potencjał związany z użytkowaniem wody, wyrażony w m³
• Human Toxicity Potential (HTP) - Potencjał toksyczności dla ludzi, wyrażony w kg 1,4-DCB-eq (ekwiwalent dichlorobenzenu).
• Ecotoxicity Potential (ETP) - Potencjał ekotoksyczności, wyrażony w kg 1,4-DCB-eq (ekwiwalent dichlorobenzenu).
• Particulate Matter Formation Potential (PMFP) - Potencjał tworzenia cząstek pyłu zawieszonego, wyrażony w kg PM2.5-eq (ekwiwalent cząstek PM2.5).
• Land Use Potential (LUP) - Potencjał użytkowania terenu, wyrażony w m²a (metry kwadratowe przekształcone w ciągu roku).
• Ionising Radiation Potential (IRP) - Potencjał promieniowania jonizującego, wyrażony w kBq U235-eq (ekwiwalent uranu U-235).
Potencjał globalnego ocieplenia (GWP) może być dodatkowo podzielony następująco:
• GWP-fossil: emisje związane ze spalaniem paliw kopalnych
• GWP-biogenic: emisje wynikające ze spalania paliw biogenicznych
• GWP-luluc: emisje powstałe w wyniku użytkowania i zmian użytkowania gruntów
• GWP-total: suma wszystkich wymienionych wyżej wskaźników
Wyroby drewniane, drewnopochodne i biopochodne
W izolacjach opartych na włóknach naturalnych, takich jak płyty z konopi czy włókien drzewnych, faza wyrobu często wykazuje niskie wartości GWP dzięki sekwestracji dwutlenku węgla przez rośliny w trakcie ich wzrostu. Należy jednak pamiętać, że można w analizie uwzględniać ujemny ślad węglowy tylko wtedy kiedy wykonujemy analizę całego cyklu życia budynku łącznie z fazami końca cyklu życia (C1-C4). Wynika to z tego, że nie są znane dalsze losy wyrobów biopochodnych (np. drewno), które mogą zostać ponownie użyte lub poddane recyklingowi, ale także mogą zostać spalone lub składowane na składowisku.
Autorzy:
Michał Pierzchalski