Ecological minimization and control of energy and matter consumption on the example of a single-family house

• Autorzy: Gradziński Piotr

Identyfikatory

DOI

10.21005/pif.2023.55.B-02

Warianty tytułu

PL

Ekologiczna minimalizacja i kontrola konsumpcji energii i materii na przykładzie domu jednorodzinnego

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy dwóch elementów w architekturze domu jednorodzinnego oddziałujących na ekosystem: wykorzystanych materiałów budowlanych oraz zapotrzebowania energetycznego. Problem rozważany jest w kategorii analizy zmian materiałowych i energetycznych wpływających na przyrodę. W badaniach posłużono się m.in. ideą ‘mechanizmu klosza’, jako limitu śladu ekologicznego oraz metodą LCA. Zbadano trzy typy rozwiązań: użytych materiałów w strukturze budynku oraz ich zapotrzebowania energetycznego. Przedstawione wyniki badań przeanalizowano względem relacji wpływu materiałów budowlanych, konsumpcji energii i ich negatywnych emisji (potencjalnego tworzenia efektu cieplarnianego). Cel analiz określono ze względu na zmieniający się klimat a możliwości kontroli emisji zanieczyszczeń uwzględniając możliwości minimalizacji i kontroli negatywnego wpływu na środowisko przyrodnicze, ale także jej poprawy i regeneracji w procesie projektowym architektury.

EN

The article pertains to two elements in the architecture of a single-family house that impact the ecosystem: the use of building materials and energy consumption. The issue is considered within the framework of analyzing material and energy changes affecting the natural environment. In the research, various methods were employed, including the concept of the 'shade mechanism' as a limit for the ecological footprint, as well as the Life Cycle Assessment (LCA) method. Three types of solutions were examined: the materials used in the building structure and their energy demands. The research results presented were analyzed with regard to the relationship between building materials, energy consumption, and their negative emissions (potential greenhouse effect). The objectives of the analyses were determined with regard to the changing climate and the possibilities of controlling pollutant emissions, taking into account the ability to minimize and control the adverse environmental impact as well as its enhancement and regeneration in the architectural design process.

Słowa kluczowe

PL

architektura; LCA; środowiskowa ocena cyklu życia; budownictwo zrównoważone; materiały budowlane; mechanizm klosza

EN

architecture; LCA; life cycle assessment; sustainable construction; construction materials; bubble

• Wydawca: Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie
• Czasopismo: Przestrzeń i Forma
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 55
• Strony: 57--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Gradziński Piotr

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Poland. Faculty of Architecture, Department of Housing and Technical and Ecological Basics of Architecture

• https://orcid.org/0000-0002-5713-2309

Bibliografia

• [1] Adamczyk W. (2004) Ekologia wyrobów: jakość, cykl życia, projektowanie. Wydawnictwo PWE.
• [2] Arvizu-Piña V.A., López J.F.A., González A.A.G., Alarcón I.G.B. (2023) An open access online tool for LCA in building’s early design stage in the Latin American context. A screening LCA case study for a bioclimatic building. Energy and Buildings, Volume 295, 113269. DOI:10.1016/j.enbuild.2023.113269.
• [3] Bahramian M., Yetilmezsoy K. (2020) Life cycle assessment of the building industry: An overview of two decades of research (1995–2018). Energy and Buildings, Volume 219, 109917. DOI:10.1016/j.enbuild.2020.109917
• [4] Bałandynowicz H.W. (1983) Energochłonność skumulowana. PWN, Warszawa.
• [5] Baranowski A. (1998) Projektowanie zrównoważone w architekturze. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. Seria Monografie, Gdańsk.
• [6] Barański A., Gworek B., Bojanowicz-Bablok A. (2011) ”Ocena cyklu życia: teoria i praktyka”. IOŚ-PIB, Warszawa.
• [7] Czarnecki M., Rytel G., Zagadnienia ekologii i energooszczędności w architekturze – współczesne tendencje w projektowaniu domów jednorodzinnych, ARCHITECTURAE et ARTIBUS - 4/2013, Białystok, pp.11-20.
• [8] DPEiR 2010, Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, s.L153/21
• [9] EPD - Online. Herzlich Willkommen bei EPD-Online, der Plattform zur EPD-Erstellung des Institut Bauen und Umwelt e.V.! http://www.epd-online.com (Accessed: 01-07-2023)
• [10] EPD Portal. The International EPD System. http://www.environdec.com (Accessed: 18-08-2023)
• [11] EU Commision 2020, [online] https://commission.europa.eu/news/focus-energy-efficiency-buildings-2020-02- 17_en (Accessed: 01-07-2023).
• [12] Famiglietti J., Madioum H. Motta M. (2023) Developing a New Data-Driven LCA Tool at the Urban Scale: The Case of the Embodied Environmental Profile of the Building Sector. Sustainability 15(15):1-31, DOI:10.3390/su151511518
• [13] Goldsmith E., The Ecologist: A Blueprint for Survival, w: The Ecologist, Vol.2, No.1, 1972. Ecosystems Ltd.
• [14] Górzyński J. (2007) Podstawy analizy środowiskowej wyrobów i obiektów. WNT, Warszawa.
• [15] Gradziński P. (2022) ‘Minimization of the ecological footprint through the use of the bubbles mechanism in the architecture design process, Space & Form | Przestrzeń i Forma 52. http://doi.org/10.21005/pif.2022.52.B04.
• [16] GUS, [online] https://bdl.stat.gov.pl/BDL/dane/podgrup/wykres (Accessed: 01-07-2023).
• [17] Hollberg A., Ruth J. (2016) LCA in architectural design—a parametric approach. The International Journal of Life Cycle Assessment, Springer. DOI:10.1007/s11367-016-1065-1
• [18] IBU. The Institut Bauen und Umwelt e. V. http://www.ibu-epd.com/ (dostęp: 01.07.2023)
• [19] Johns S., Nebel B., Perez N., Buchanan A. (2009) Environmental Impacts of Multi-Storey Buildings Using Different Construction Materials, Research Report 2008-02. Department of Civil and Natural Resources Engineering, University of Canterbury Christchurch, New Zealand.
• [20] Kamionka L.W. (2012) Architektura zrównoważona i jej standardy na przykładzie wybranych metod oceny. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce.
• [21] Knauf Insulation. SMART INSULATION SOLUTIONS AND SERVICES FOR A BETTER WORLD. http://www.knaufinsulation.com/ (Accessed: 01-07-2023)
• [22] KOBIZE, [online] https://kobize.pl/pl/fileCategory/id/28/wskazniki-emisyjnosci (Accessed: 01-07-2023).
• [23] Longo S., Cellura M., Montana F., Birgisdottir H., Cusenza A.M., Frischknecht R. Guarino F., Hollberg A., Kiss B., Peuportier B., Sanseverino E.R., Szalay Z. (2023) Life-cycle optimization of building performance: a collection of case studies. International Energy Agency, treeze Ltd.. DOI:10.5281/zenodo.7468477
• [24] Matos G., Wagner L., Consumption of Materials in the United States, 1900–1995. Annual Reviews of Energy and the Environment, vol. 23, 1998, pp.107-122.
• [25] Meadows D.H., Meadows D.L., Randers J., Behrens W.W. III, (1972) The Limits to Growth: A report for the Club of Rome's project on the predicament of mankind. Universe Books.
• [26] Milne G., Reardon C., McGee C., Downton P. (2010) Your home technical guide, Embodied Energy, Commonwealth of Australia.
• [27] Niezabitowskiej E., Masły D. (2007) Oceny jakości środowiska zabudowanego i ich znaczenie dla rozwoju koncepcji budynku zrównoważonego. Monografia, Gliwice.
• [28] Roberts M., Allen S., Coley D. (2020) Life cycle assessment in the building design process – A systematic literature review, Building and Environment, Volume 185, 107274, DOI:10.1016/j.buildenv.2020.107274.
• [29] Rockström J., et.al. (2009) Planetary Boundaries: Exploring the Safe Operating Space for Humanity, Ecology and Society 14(2): 32. [online] www.ecologyandsociety.org/vol14/iss2/art32 (Accessed: 01-07-2023)
• [30] Rockström J., Steffen W., Noone K., Persson Å., Chapin F.S.III, Lambin E. Lenton T.M., Scheffer M., Folke C., Schellnhuber H.J., Nykvist B., de Wit C.A., Hughes T., van der Leeuw S., Rodhe H., Sörlin S., Snyder P.K., Costanza R., Svedin U., Falkenmark M., Karlberg L., Corell R.W., Fabry W.J., Hansen J., Walker B., Liverman D., Richardson K., Crutzen P., Foley J. (2009) A safe operating space for humanity. NATURE |Vol 461| 24, Londyn: Macmillan Publishers Ltd, pp.472-475. DOI:10.1038/461472a
• [31] Sarosiek W., Sadowska B., Ekologiczne aspekty termomodernizacji wybranych budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej, Materiały Budowlane, 2009, pp.77.
• [32] Stawicka-Wałkowska M. (2001) Procesy wdrażania zrównoważonego rozwoju w budownictwie. Wydawnictwo Instytutu Techniki Budowlanej, Warszawa.
• [33] Steve Lancaster S. (2012) Green Australia: A Snapshot. Wyd. Kent Town, S. Aust.: Wakefield Press.
• [34] Stoermer E., Crutzen P., The “Anthropocene”, Global Change, NewsLetter, no.41, 2000, pp.17-18.
• [35] Świątek L. (2015) Dematerializacja w architekturze: imperatyw projektowania zrównoważonego. Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin.
• [36] Weizsäcker von, C.F. (1978) Jedność przyrody. Państwowy Instytut Wydawniczy, Warszawa.
• [37] Węglarz A. (2014) Strategia modernizacji budynków: mapa drogowa 2050, Rozdział 3: Analiza potencjału termomodernizacji zasobów budowlanych w Polsce. Kraków.
• [38] Żurawski J., Efektywność energetyczna w budownictwie, 2013. [online] http://www.lexbud.com.pl/pdfpliki/efektywnoscenergia.pdf (Accessed: 01-07-2023)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).