Facebook

Architektoniczny ślad węglowy

Z:A 80

KATEGORIA: Temat wydania

To już naprawdę ostatni dzwonek na podjęcie konkretnych działań na rzecz dekarbonizacji sektora budowlanego. Musimy zdecydowanie zmienić nasze podejście do projektowania, wznoszenia i utylizacji obiektów.

W latach 70. XX wieku naukowcy zajmujący się klimatem zaczęli tworzyć pierwsze komputerowe prognozy dotyczące zmian wynikających z nasycenia atmosfery dwutlenkiem węgla. Dziś okazuje się że tamte, dość prymitywne, modele klimatyczne wykorzystujące równania matematyczne były jednak dokładne! Dlaczego więc dopiero po 50 latach zaczynamy masowo, jako społeczeństwo, interesować się tym tematem? W przeciągu pół wieku badania nad klimatem znacznie się rozwinęły. Pojawiało się wiele prac naukowych potwierdzających, że z naszą planetą dzieje się coś złego, a jako główną tego przyczynę wskazano działalność człowieka powodującą znaczne zwiększenie ilości niebezpiecznych substancji kierowanych do środowiska, w szczególności emisję gazów cieplarnianych. Do około 1800 roku koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze utrzymywała się na względnie stałym poziomie, tj. ok. 280 cząsteczek CO2 na milion cząsteczek powietrza. Początek XIX wieku to rozpoczęcie rewolucji przemysłowej, początek wydobywania i spalania kopalin na masową skalę oraz towarzysząca tym działaniom zwiększona emisja CO2. Przez następnych zaledwie 200 lat jego ilość wzrosła do ponad 380 cząsteczek i nadal się zwiększa.

Nagromadzona w atmosferze warstwa gazów cieplarnianych zachowuje się jak intensywnie nasłoneczniona, przeszklona, szczelna elewacja, która przepuszcza ciepło do wnętrza budynku, nagrzewając go w środku i nie wypuszczając na zewnątrz nadmiaru ciepła. Na szczęście mamy w budynkach otwierane okna lub klimatyzację… ale co z naszą planetą? Tu takich rozwiązań nie ma. Na razie cześć nadmiernie kumulującego się na Ziemi ciepła pochłaniają oceany, jako ogromne akumulatory, choć nie dzieje się to bez szkody dla żyjących w nich organizmów. Należy mieć świadomość, że pojemność cieplna oceanów i mórz kiedyś się skończy.

Centrum zrównoważonych krajobrazów (CSL) w Pensylwanii, fot. Denmarsh Photography, In

Ślad węglowy

Co więc emituje tyle CO2 i „podgrzewa” naszą planetę? Jednym z istotnych winowajców jest niestety sektor budowlany. Według raportu ONZ dotyczącego budownictwa – United Nations 2020 Global Status Raport For Buildings and Constructions[1] –  światowy sektor budowlany jest odpowiedzialny za konsumpcję ponad 35% energii, z czym wiąże się emisja dużej ilości gazów cieplarnianych do atmosfery. Do tego należy dodać transport, który jest potrzebny do przewożenia materiałów, czy osób związanych z realizacją i eksploatacją inwestycji.

Suma emisji gazów cieplarnianych wywołanych bezpośrednio lub pośrednio jest rodzajem negatywnego śladu ekologicznego, zwanego śladem węglowym, który definiuje się jako GWP (Global Warming Potential), czyli potencjał tworzenia efektu cieplarnianego. Wskaźnik GWP dla 1 tony Co2 wynosi 1, ale już dla 1 tony metanu będzie to 25, a dla tej samej wagi fluorku siarki – aż 22 800. Dzieje się tak, ponieważ niektóre gazy absorbują więcej ciepła, przez co bardziej przyczyniają się do globalnego ocieplenia. Dla uproszczenia przelicza się więc wszystkie gazy na ekwiwalent CO2.
      W kontekście sektora budowlanego warto wspomnieć o dwóch istotnych zagadnieniach, związanych bezpośrednio z dwutlenkiem węgla– są to „wbudowany ślad węglowy”, który uwzględnia emisje związane z wydobyciem i produkcją poszczególnych materiałów budowlanych oraz „operacyjny ślad węglowy”, określający emisje związane z fazą eksploatacyjną obiektu. Do wyliczenia śladu węglowego na poszczególnych fazach powstawania i funkcjonowania budynku wykorzystywana jest Analiza Cyklu Życia, zdefiniowana w normie EN 15978. Metodologia ta odnosi się do takich faz życia, jak: produkcja materiałów, budowa, użytkowanie i utylizacji budynku, które z kolei dzielą się na jeszcze bardziej szczegółowe etapy. Przykładowo w fazie produkcji są one następujące: A1 – wydobycie i wytworzenie surowców, A2 – transport komponentów i produktów, A3 – produkcja wyrobu, zaś podczas wznoszenia budynków: A4 – dotycząca transportu, i A5 – odnosząca się do procesów związanych ze wznoszeniem budynku i instalacjami. Poszczególne fazy oblicza się w zależności od potrzeb i dostępnych danych. Aby określić ślad węglowy, potrzebujemy wielu informacji związanych z konkretnym etapem, np. dane o emisji związanej z wybranym materiałem budowlanym możemy znaleźć w Środowiskowej Deklaracji Produktu (EPD) opracowywanej przez Instytut Techniki Budowlanej (ITB) lub w innych dostępnych źródłach uznanych w danym kraju.

Aby ograniczyć ślad węglowy, musimy zdecydowanie zmienić nasze podejście do projektowania, wznoszenia i utylizacji budynków tak jak dzieje się to już w innych dziedzinach naszego życia. Najefektywniejszym sposobem ograniczania śladu węglowego jest mniejsza konsumpcja, co w przypadku zapotrzebowania na nowe powierzchnie bywa niezwykle trudne. Możemy jednak ograniczyć negatywne oddziaływanie budynków na środowisko na wiele innych sposobów. Ale o tym później…
Jako społeczeństwo zaczynamy sobie zdawać sprawę, że my już nie idziemy, ale biegniemy w stronę kryzysu klimatycznego, którego konsekwencje będą katastrofalne. Co na to przywódcy państw? Dyskusja  na szczeblach rządowych trwa już od lat 80. poprzedniego wieku, ale konkretne działania widać dopiero od niedawna. W kwietniu 2016 roku przedstawiciele 171 państw, w tym Polski, podpisali Porozumienie Paryskie. Od tego czasu możemy mówić o formalnym rozpoczęciu drogi Unii Europejskiej do neutralności klimatycznej.

Hypérion w Bordeaux – najwyższy drewniany wieżowiec Francji, proj. Viguier Architecture,  fot. Alban Gilbert | materiały prasowe Eiffage

Ostatni dzwonek na praktykę

Teorię i cel już mamy, ale co z praktyką? W sierpniu 2018 roku wiele z nas śledziło wystąpienia Grety Thunberg, szwedzkiej nastolatki, która nagłaśniając wyniki badań naukowców, zwróciła uwagę społeczeństwa na negatywne zmiany klimatyczne. Poruszyła tym samym tysiące młodych ludzi, którzy zaczęli domagać się dla siebie bezpiecznej przyszłości i uruchomiła lawinę strajków klimatycznych na całym świecie. Na potwierdzenie wielu niepokojących zjawisk w październiku 2018 roku został opublikowany raport Międzynarodowego Zespołu ds. Klimatu przy ONZ (IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change), sporządzony przez 91 autorów z 40 państw i zawierający ponad 6000 odniesień do źródeł naukowych. Główna konkluzja tej publikacji odnosi się do konieczności pilnego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, zatrzymując postępujące globalne ocieplenie klimatu na poziomie nie większym niż 1,5°C względem czasów sprzed rewolucji przemysłowej. W maju 2019 roku został opublikowany kolejny istotny dokument - Raport Międzyrządowej Platformy ds. Bioróżnorodności i Funkcji Ekosystemu (IPBES), który pokazuje jak bardzo już działalność człowieka wpłynęła na destrukcję Błękitnej Planety. Czytamy w nim, że ponad 75% powierzchni lądów i 66% obszarów morskich zostało w istotny sposób zmienione przez człowieka, a wiele gatunków fauny i flory wymarło. Prognozuje się, że w ciągu najbliższych kilku dekad z powierzchni Ziemi mogą zniknąć setki tysięcy kolejnych przedstawicieli świata przyrody, co przyniesie bardzo negatywne skutki również dla gatunku ludzkiego.

Wykres 1. Energia zużywana przez budynki, na podstawie raportu 2020 Global Status Report for Buildings and Construction.

Wykres 2. Globalne emisje CO2 w budownictwie, na podstawie raportu 2020 Global Status Report for Buildings and Construction.


Obecnie szacuje się, że w 2020 roku zostało wyemitowane do atmosfery 51 mld ton CO2, w tym 300 mln przypada na Polskę[2]. Zarówno w Europie, jak i na świecie z roku na rok emisja w sektorze budowlanym rośnie. Mimo stopniowej poprawy efektywności energetycznej obiektów nowo powstających i renowacji części już tych istniejących tempo zmian jest za małe, a zapotrzebowanie na nowe inwestycje zbyt duże.
To już naprawdę ostatni moment, aby podjąć działania na rzecz dekarbonizacji sektora budowlanego, tym bardziej że Unia Europejska kieruje znaczącą pomoc finansową w postaci pakietów naprawczych o wartości 670 mld euro, mających na celu odbudowę naszej gospodarki po pandemii COVID-19 i przeciwdziałaniu kryzysowi klimatycznemu.
Europejski Zielony Ład to nowa strategia rozwoju gospodarczego Unii Europejskiej, która z trzeciego największego źródła emisji gazów cieplarnianych na świecie ma w ciągu trzech dekad stać się pierwszym obszarem neutralnym klimatycznie. Znaczący problemem stanowią budynki istniejące, które są od tego celu bardzo dalekie. Szacuje się że około 30% obiektów w Europie wymaga gruntownych remontów i dostosowania do wyższych energooszczędnych standardów. Odpowiedzią na te potrzeby ma być tzw. Fala Renowacji, która jest częścią wdrażanej europejskiej polityki Zielonego Ładu. Jej głównym zadaniem jest przyspieszenie renowacji istniejących budynków z 1% do 3% rocznie i tym samym przybliżenie Europy do realizacji celu zakładanego na rok 2050.

Więcej niż zero

Co możemy, a nawet musimy, zrobić już dziś, aby ograniczyć ślad węglowy budynków? Przede wszystkim musi nastąpić zmniejszenie ilości konsumowanej energii, w tym elektrycznej, która w Polsce produkowana jest obecnie w ok. 70% w wyniku procesu spalania węgla, co jest powszechnie dostrzegane przez społeczeństwo w postaci smogu. Znane są już liczne przykłady budynków tzw. zeroenergetycznych, które za chwilę staną się obowiązującym standardem. Wykazują one zerowe zużycie energii netto i zerową emisję dwutlenku węgla w bilansie rocznym. Bywają też budynki nazywane plusenergetycznymi, które w ciągu roku wytwarzają nadwyżkę energii z OZE. Dzieje się to lokalnie dzięki połączeniu technologii powstawania energii ze źródeł alternatywnych, takich jak energia słoneczna i wiatr, przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitego zużycia energii z wysoce energooszczędnymi systemami ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i technologii oświetleniowych.

Drugim istotnym aspektem wpływającym na ślad węglowy budynku są materiały budowlane analizowane w cyklu życia budynku. Pomocne w ocenie mogą być tu wymienione wcześniej deklaracje EPD lub nowe narzędzia cyfrowe tworzone w tym celu. Na przykład duńska Piramida Materiałów Budowlanych (The Construction Pyramid, źródło: www.materialepyramiden.dk) odnosi się do trzech pierwszych etapów cyklu życia obiektu i obrazuje oddziaływanie na środowisko szeregu istotnych materiałów budowlanych. Jest to narzędzie sporządzone dla produktów wykorzystywanych w Skandynawii, ale może być pomocne również u nas. Piramida daje możliwość porównania nie tylko pod względem wspomnianego GWP,  lecz także ODP (Ozone Depletion Potential – potencjał niszczenia ozonu), POCP (Photochemical Ozone Creation Potential – potencjał fotochemicznego tworzenia ozonu), AP (Acidification Potential – potencjał zakwaszenia) i EP (Eutrophication Potential – potencjał eutrofizacji).

Kolejnym krokiem w podejściu do materiałów budowlanych i ograniczenia śladu węglowego jest przejście na gospodarkę obiegu zamkniętego i związana z tym idea „zero waste”, czyli maksymalne ograniczenie odpadów. Łączy się z nią możliwość wykorzystywania w procesie produkcji oraz konsumpcji wszelkich zasobów, zarówno finansowych, materialnych, jak i naturalnych i utylizacji produktów ubocznych. Model taki znacząco obniża poziom eksploatacji ograniczonych zasobów naszej planety i minimalizuje generowanie odpadów zanieczyszczających środowisko naturalne.

Oszczędność energii i zmiana podejścia do materiałów budowlanych to bardzo istotne elementy związane ze śladem węglowym, ale to nie wszystko. Jest jeszcze wiele obszarów, gdzie możemy szukać potencjału w zmniejszeniu negatywnego ich oddziaływania na środowisko. Z budynkami i codziennymi przyzwyczajeniami ich użytkowników wiąże się również efektywne wykorzystanie zasobów wodnych. Dostarczenie czystej, uzdatnionej wody do kranów to zużycie dużej ilości energii związanej z systemem pomp, które muszą ją przetransportować. Dodatkowo procesy uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków  zasilane są energią elektryczną zwiększającą ślad węglowy. Nie wspomnę już o powiązanej z nimi  masie szkodliwych chemikaliów. Ograniczajmy zatem zużycie wody pitnej w budynkach, zagospodarujmy wodę deszczową z dachów i terenu inwestycji do podlewania roślin, czy mycia elewacji, zamiast wpuszczać ją do kanalizacji deszczowej. Stosujmy odzysk wody szarej i używajmy jej ponownie, np. do spłukiwania toalet. Takie rozwiązania mogą dawać nawet 50% oszczędności zużycia wody, obniżyć rachunki za media, oraz zmniejszyć operacyjny ślad węglowy. Problem deficytu wody w Polsce będzie coraz bardziej odczuwalny ze względu na zmiany klimatyczne, a brak szerokich planów retencji w skali całego kraju może tylko przyczynić się do pogłębiania tego zjawiska. Na zasoby wody pitnej może zauważalnie wpłynąć dobór roślin pasujących do strefy klimatycznej i naszego środowiska. Obniżyć ślad węglowy w budynkach pozwala również codzienna działalność człowieka. Projektowanie budynków w sposób zachęcający swoich użytkowników do dobrych nawyków jest nowym trendem projektowym, coraz bardziej popularnym.

Co ważne, wiele czynników nienaturalnego środowiska ma olbrzymi wpływ na nasze zdrowie i samopoczucie. Farby, kleje, lakiery w dużej ilości emitują lotne związki organiczne, których nie widzimy, ani nie czujemy, ale wdychane są dla nas bardzo szkodliwe. We wnętrzach często panuje nieodpowiednia temperatura i wilgotność, co przyczynia się do obniżenia wydajności przebywających tam osób oraz jakości wykonywanej przez nich pracy. Innym ważnym czynnikiem jest dostęp do naturalnego światła dziennego, które jest bardzo ważne dla naszych oczu i układu hormonalnego. Długotrwały jego brak światła powoduje osłabienie działania układu odpornościowego człowieka.

Każda nowa inwestycja jest wyzwaniem i inspiracją do poszukiwań nowatorskich rozwiązań technicznych. Powinna być ona dopasowana do lokalizacji projektu oraz potrzeb inwestora. Nie muszą to być jednak zaawansowane technologie oparte na kosztownych rozwiązaniach, takich jak własne elektrownie wiatrowe czy trigeneracja. Celem jest zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko.

Triodos Bank, Holandia, proj. RAU Architects, fot. Ber t Rietberg / J.P. van Eesteren

Im wcześniej, tym lepiej

Osiągnięcie zerowego poziomu netto całkowitego śladu węglowego budynków do 2050 roku jest celem bardzo ambitnym, ale wciąż możliwym do realizacji. Wymaga on transformacji zarówno budynków, jak i całego sektora budowlanego oraz wyraźnych i zdecydowanych działań władz na różnych szczeblach, które będą stymulować zmiany docelowo zmierzające do dekarbonizacji zasobów budowlanych. Dla architektów i inwestorów oznacza to radykalne zmiany w podejściu do projektowania nowych budynków oraz modernizacji tych już istniejących, co zapewne nie jest drogą łatwą, ale konieczną.

Jako architekci i inwestorzy już dziś projektujemy i budujemy miasta przyszłości, które będą służyły przyszłym pokoleniom. Wdrażane rozwiązania powinny sprzyjać tworzeniu stabilnych, zrównoważonych i bezpiecznych przestrzeni miejskich do mieszkania, pracy, rozrywki i rekreacji. Aby zrealizować takie założenia, niezbędna jest współpraca wielu interesariuszy jeszcze na etapie projektowym, a wręcz na etapie wczesnej koncepcji projektowej, bo „im wcześniej, tym lepiej”! Przemyślane decyzje projektowe, przeprowadzone studia wykonalności, symulacje komputerowe, szerokie konsultacje są niewielką inwestycją, która odpowiednio ujęta „na papierze” może dać znaczące korzyści w postaci wysokiej jakości realizacji pojedynczych obiektów i całych przestrzeni urbanistycznych na długie lata. Mowa tu o zyskach społecznych, ekologicznych i oczywiście ekonomicznych, które są nierozłączną częścią zrównoważonego podejścia do projektowania i wznoszenia budynków. Już dziś trzeba mieć świadomość, że etap projektowania musi się poszerzyć, a nawet wydłużyć w czasie, po to aby powstawały projekty lepszej jakości, które skrócą etap budowy, podniosą jakość budynków, obniżą ślad węglowy i przyczynią się do lepszej i bezpiecznej przyszłości dla ich użytkowników. Zmiana podejścia do procesu inwestycyjnego,  procesu projektowego i przygotowania inwestycji są niezbędne, jeśli chcemy, aby Polska wraz z Europą osiągnęły cel neutralności klimatycznej za niecałe 30 lat.

Mam nadzieję, że w naszym kraju za przykładem coraz liczniej powstających inwestycji, w których stosuje się zasady zrównoważonego rozwoju, pojawią się również szersze możliwości legislacyjne i instrumenty finansowe sprzyjające inwestorom chcącym budować zdrowe, przyjazne miasta, nie tylko dla nas, ale przede wszystkim dla przyszłych pokoleń.

 

 


[1] United Nations 2020 Global Status Raport For Buildings and Constructions, online: https://globalabc.org/resources/publications/2020-global-status-report-buildings-and-construction (data dostępu 17.06.2021).

[2] United Nations Framework Convention for Climate Change CP/2016/2.

Agnieszka Kalinowska-Sołtys
Agnieszka Kalinowska-Sołtys

architekt, partner w APA Wojciechowski Architekci, wiceprezes ZG SARP ds. środowiska i ochrony klimatu

reklama

Warto przeczytać