Integrated analysis of costs and amount of greenhouse gases emissions during the building lifecycle

• Autorzy: Zima Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.137176

Warianty tytułu

PL

Zintegrowana analiza kosztów i wielkości emisji gazów cieplarnianych w czasie życia budynku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

More than 6 billion square metres of new buildings are built each year. This is about 1.2 million buildings. If we translate these figures into carbon footprint (CF) generated during the construction, it will be approximately 3.7 billion tons of carbon dioxide. The contractors all over the world - also in Poland - decide to calculate the carbon footprint for various reasons, but mostly they are compelled to do so by the market. The analysis of costs and emissions of greenhouse gases for individual phases of the construction system allows implementing solutions and preventing a negative impact on the environment without increasing the construction costs. The share of each phase in the amount of produced carbon for construction and use of the building depends mainly on the used materials and applied design solutions. Hence, the materials and solutions with lesser carbon footprint should be used. It can be achieved by using natural materials or materials which do not need much energy to be produced. The author will attempt to outline this idea and present examples of integrated analysis of costs and amount of carbon footprint during the building lifecycle.

PL

Analiza kosztów i wielkości emisji gazów cieplarnianych dla poszczególnych faz procesu budowlanego pozwala wdrażać rozwiązania i przeciwdziałać negatywnemu wpływowi na środowisko, bez zwiększania kosztów budowy. Udział w każdej z faz ilości wyprodukowanego węgla na potrzeby wybudowania i użytkowania budynku zależy przede wszystkim od wykorzystanych w nim materiałów oraz przyjętych rozwiązań projektowych. Należy więc stosować materiały i rozwiązania o mniejszym śladzie węglowym. Ślad węglowy zdefiniowany przez normę ISO 14067 [6] to suma emisji i pochłaniania gazów cieplarnianych, wyrażona jako ekwiwalent CO2 i oparta na ocenie cyklu życia z uwzględnieniem ich wpływu zmiany klimatu. Spośród gazów cieplarnianych emisja dwutlenku węgla jest największa i stanowi ponad 80% całkowitej emisji gazów cieplarnianych. Można to osiągnąć przez wykorzystywanie materiałów pochodzenia naturalnego lub tych, których produkcja nie pochłania dużo energii. W artykule autor chciał przybliżyć ideę oraz pokazać na przykładach zintegrowaną analizę kosztów i wielkości śladu węglowego w cyklu życia budynku. Kalkulację śladu węglowego, ale i kalkulację kosztów można rozpatrywać na dowolnym poziomie szczegółowości. W artykule autor przedstawił kalkulacje na przykładzie wybranego materiału, ale i przykładowych budynów analizując ślad węglowy w fazie produkcji i w fazie budowy oraz koszty zakupu materiałów i koszty budowy obiektu budowlanego. Prezentowane podejście porównawcze polegające na zintegrowanych obliczeniach emisji CO2 i kosztów przedstawione w artykule może być wykorzystane przez decydentów, do podejmowania wczesnych decyzji projektowych. Rozwiązania projektowe, technologia wykonania i użyte materiały odgrywają znaczącą rolę w ogólnym koszcie i charakterystyce węglowej konstrukcji Decyzje wpływające na równowagę między kosztem, a wydajnością węglową składowych elementów konstrukcyjnych powinny być podejmowane wcześnie. Ustalenia te są znaczące, ponieważ ostateczne decyzje projektowe muszą być skutecznie koordynowane z szerszym zespołem projektowym. Pokazane w artykule przykłady udowadniają, że można zmniejszyć ślad węglowy realizowanych robót budowlanych, bez konieczności zwiększania kosztów robót budowlanych. Kalkulację śladu węglowego wraz z kalkulacjami kosztów mozna rozpatrywać na dowolnym poziomie szczegółowości. Efektem obliczeń może być znaczne zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, co jest obecnie istotnym celem UE zgodnie z postanowieniami porozumienia klimatycznego z Paryża.

Słowa kluczowe

EN

cost estimation; carbon footprint; construction; building life cycle

PL

kosztorysowanie; ślad węglowy; budownictwo; cykl życia budynku

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 413--423
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zima Krzysztof

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5563-5482

Bibliografia

• [1] A. Dziadosz, O. Kapliński, M. Rejment, “Łączne koszty budynku w cyklu życia inwestycji budowlanej”, Wybrane problemy budownictwa. ed. A. Podchorecki, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Bydgoszcz, 127-134, 2015.
• [2] S. Eleftheriadis, P. Duffour, P. Greening, J. James, B. Stephenson, D. Mumovic, “Investigating relationships between cost and CO2 emissions in reinforced concrete structures using a BIM-based design optimisation approach”, Energy & Buildings, 166: 330-346, 2018. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.059
• [3] A. Greinert, M. Mrówczyńska, W. Szefner, “The Use of Waste Biomass from the Wood Industry and Municipal Sources for Energy Production”, Sustainability, 11: 3083, 2019. https://doi.org/10.3390/su11113083
• [4] B. Grzyl, E. Miszewska-Urbańska, M. Apollo, “The life cycle cost of a building from the point of view of environmental criteria of selecting the most beneficial offer in the area of competitive tendering”, E3S Web of Conferences 17: 00028, 2017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20171700028
• [5] M. Ilic, M. Nikolic, “Drivers for development of circular economy - A case study of Serbia”, Habitat International, 56: 191-200, 2016. https://doi.org/10.1016/j.habitatint.2016.06.003
• [6] ISO 14067: “Carbon footprint of products - requirements and guidelines for quantification and communication”
• [7] M. Kośmieja, J. Pasławski, “A flexible approach to the evaluation of the cost effectiveness of investment projects”, Technical Transactions 9: 91-98, 2017. https://doi.org/10.4467/2353737XCT.17.150.7162
• [8] D. Li, H. Chen, E. C. Hui, J. Zhang and Q. Li, "A Methodology for Estimating the Life-Cycle Carbon Efficiency of a Residential Building," Building and Environment, 59: 448-455, 2013. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.09.012
• [9] M. Lieder, A. Rashid, “Towards Circular Economy implementation: A comprehensive review in context of manufacturing industry”, Journal of Cleaner Production, 115: 36-51, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.12.042
• [10] P. Mesároš, T. Mandičák, M. Spišáková, “Sustainability trough BIM technology in construction industry”, Proceedings of 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, 18: 531-536, 2018.
• [11] P. Nuñez-Cacho, J. Górecki, V. Molina-Moreno, F. A. Corpas-Iglesias, “What Gets Measured, Gets Done: Development of a Circular Economy Measurement Scale for Building Industry”, Sustainability, 10: 2340, 2018. https://doi.org/10.3390/su10072340
• [12] E. Plebankiewicz, W. Meszek, K. Zima, D. Wieczorek, “Probabilistic and fuzzy approaches for estimating the life cycle costs of buildings under conditions of exposure to risk”, Sustainability, 12: 226, 2020. https://doi.org/10.3390/su12010226
• [13] E. Plebankiewicz, K. Zima, D. Wieczorek, “Scenarios for Maintenance and Building Decommissioning in the Building’s Life Cycle”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 222: 012015, 2019.
• [14] A. Ruuska (ed.), “Carbon footprint for building products. ECO2 data for materials and products with the focus on wooden building products”, VTT Technology 115, Espoo Finland , 2013.
• [15] J. Solís-Guzmán, C. Rivero-Camacho, D. Alba-Rodríguez, A. Martínez-Rocamora, “Carbon Footprint Estimation Tool for Residential Buildings for Non-Specialized Users: OERCO2 Project”, Sustainability, 10: 1359, 2018. https://doi.org/10.3390/su10051359
• [16] J. Svajlenka, M. Kozlovska, M. Spisakova, “The benefits of modern method of construction based on wood in the context of sustainability”, International journal of Environmental Science and Technology, 14: 1591-1602, 2017. https://doi.org/10.1007/s13762-017-1282-6

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).