Impactul construcţiilor asupra mediului Abordarea pe ciclul de viaţă

1

Programul PosDRU – ID 7726505.03.2013, Timisoara

Impactul construcţiilor asupra mediuluiAbordarea pe ciclul de viaţă (LCA)

Conf.dr.ing. Adrian Ciutina

Prof.dr.ing Daniel Grecea

Evaluarea impactului construcţiilor asupra mediului. Abordarea pe ciclu de viaţă - ID 77265 05.03.2013

Evaluarea Ciclului de Viaţă este o metodologie de evaluare a

aspectelor legate de mediu pentru un produs sau de ciclul lui de

viaţă. Cele mai importante domenii de aplicare ale LCA sunt:•Analiza contribuţiei etapelor ciclului de viaţă la încărcarea globala a

mediului, cu scopul de a prioritiza îmbunătăţirile necesare produsului sau

procesului;

•Compararea produselor destinate uzului intern sau extern;

LCA – Abordarea pe ciclul de viață

În ultimii ani gândirea orientată pe ciclul de viaţă a devenit

prioritate principală în implementarea politicii orientate pe mediu• Exemplu: IPP (Integrated Product Policy) prezentată de către UE;

• Circular Economy din China precum şi multe state din America promovează

strategii orientate pe ciclul de viaţă.

Obs: cel mai des întâlnit motiv de utilizare al LCA este pentru scopuri interne: de exemplu

îmbunătăţirea produsului, suport pentru decizii strategice şi benchmarking.

2


Valoarea de piaţă a unui produs

LCA – Abordarea pe ciclul de viaţă


Ce este LCA?

LCA studiază impactul potenţial al produselor, de la extragerea

și achiziţia materialelor brute prin procese de producţie, utilizare

și debarasare (cradle-to-grave).

Principalele categorii ale impactului asupra mediului care

trebuie considerate includ utilizarea resurselor, sănătatea

umană și consecinţele asupra mediului (ISO 14040).

Ciclul de viaţă în industrie

3


LCA este o tehnică pentru evaluarea aspectelor de mediu şi a

potenţialului asociat unui produs prin:• compilarea unui inventar al datelor de intrare şi de ieşire a unui

sistem; Pentru o analiză de tip LCA vor fi compilate toate materialele

și cantitățile de energie.

• evaluarea impactului asupra mediului potenţial asociat datelor de

intrare şi ieşire.

• interpretarea rezultatelor în relaţie cu obiectivele studiului. În final

rezultatele analizei pe inventar și a impactului pe întreg ciclul de

viață trebuie evaluate și urmărite prin intermediul metodei de

analiză.

LCA – Abordarea pe ciclul de viață

OBS: prin efectuarea unei LCA se pot obţine informaţii cantitative privitoare la contribuţia

unui produs la schimbarea climatului şi reducerea resurselor. Ulterior acestea pot fi

comparate cu rezultate similare ale altui produs (menţinând aceleaşi condiţii de margine).


• “European buildings are responsible for 50% use of the

resources, 40% of final energy consumption, and produce 25% of

the waste in a city”

Vision 2030 & Strategic Research Agenda - Focus Area Cities and Buildings“

• More than 50% of all materials extracted from earth are

transformed into construction materials and products”Report of the taskforce on sustainable construction, Lead Market Initiative

Interesul evaluării impactului datorat construcțiilor este foarte

important:

LCA ȘI SECTORUL CONSTRUCȚIILOR

4


O construcție reprezintă un produs destul de greu de definit care are o utilizare uni-dimensională şi care poate fi exprimată printr-o singură unitate funcţională. Este mai degrabă un sistem complicat de produse cu funcţii complexe şi mai mulţi utilizatori. În plus, diferitele elemente ale clădirii au diferite cicluri de viaţă, ceea ce conduce la o viaţă de utilizare rezultată pentru clădire destul de dificil de anticipat.Datorită faptului că o LCA reprezintă o abordare holistică, analiza de tip LCA pentru o construcţie reprezintă o sarcină destul de complexă. Există numeroase necunoscute legate de: utilizare sfârşitul ciclului de viaţă mentenanţă

Comportamentul real al utilizatorilor în ceea ce priveşte modul de încălzire / răcire şi ventilare al clădirilor poate conduce la consumuri diferite de energie faţă de cele

prevăzute prin diferite scenarii.

LCA ȘI SECTORUL CONSTRUCȚIILOR


IndicatoriUn indicator este ceva care ajută la înţelegerea poziţiei în care ne aflăm, în care direcţie să mergem și cât de departe suntem de ţintă.

INDICATORI DE MEDIU

Indicatorii reprezintă informaţii cuantificabile care ajută la explicarea schimbării lucrurilor în timp.Ei au trei funcţii de bază:

- simplicitatea; - cuantificarea; - comunicarea.

• Un indicator arată aria negativă a subiectului• Un indicator arată cum poate fi îndreptată problema în cauză.

Un indicator poate prezenta succint anumite date obţinute prin monitorizare sau colectare. Principalul aspect al unui indicator este de a fi în măsură să facă vizibile principalele elemente ale unei informaţii complexe care pot ajuta factorii de decizie.

5


Indicatorii dezvoltării durabileIndicatorii dezvoltării durabile sunt diferiţi de indicatorii tradiţionali (economici, sociali etc. inclusiv cei de mediu). Pentru comunităţi cu probleme economice, sociale sau de mediu, aceşti indicatori pot sugera modul de rezolvare a problemei in viitorul apropiat.

O parte a populaţiei este preocupată de mediu și dezvoltarea durabilă. Prin urmare, aceştia aşteaptă informaţii utile despre starea mediului și a economiei și de legătura

dintre schimbările acestora. Datorită simplicităţii, indicatorii trebuie sa ajute acest public general în înţelegerea principalei părţi a subiectului.

Indicatorii aleşi pentru a reflecta dezvoltarea durabilă trebuie să răspundă şi să fie previzibile unor eventuale schimbări de management a strategiilor și a politicilor publice, astfel încât ei să reflecteze modul în care schimbările economice pot afecta dezvoltarea durabilă.

INDICATORI DE MEDIU


Indicatorii dezvoltării durabile în domeniul construcţiilorModalităţile de evaluare a dezvoltării durabile pot fi privite ca un set de indicatori. Prin prisma acestor modalităţi de cuantificare a dezvoltării durabile pentru construcţii, următoarele arii sunt în general acoperite în cazul construcţiilor:

• energie si poluare• apa, materiale de constructii si deseuri• mediu interior• santier si ecologie.

În mod normal fiecare arie conține între 5 și 10 indicatori.În general ei sunt de diferite tipuri în funcţie de tipul de analiză urmărit.Indicatorii variază în funcţie de analiză de la indicatori orientaţi pe răspuns la indicatori orientaţi pe caracteristici sau la orientarea pe procedură. Exemple:- echivalentul de CO2 ;- etichetarea produselor;- dezvoltarea unui plan de management al energiei.

INDICATORI DE MEDIU

6


• LCA este o tehnică pentru evaluarea aspectelor de mediu şi a potenţialului asociat unui produs prin:

• compilarea unui inventar al datelor de intrare şi de ieşire ale unui sistem;

• evaluarea impactului asupra mediului potenţial asociat datelor de intrare şi ieşire.

• interpretarea rezultatelor în relaţie cu obiectivele studiului.

LCA – MODUL DE ABORDARE

Prin efectuarea unei LCA se pot obţine informaţii cantitative privitoare la contribuţia unui produs la schimbarea climatului şi reducerea resurselor.

Ulterior acestea pot fi comparate cu rezultate similare ale altui produs (menţinând aceleaşi condiţii de margine).


Principiul unui calcul LCA este relativ simplu:- pentru fiecare stadiu al ciclului de viaţă sunt estimate cantităţile de materiale şi energie folosite şi emisiile asociate acestor procese.

- Emisiile sunt apoi multiplicate cu factori de caracterizare proporţionali cu puterea acestora de a cauza diverse impacturi asupra mediului. - De multe ori una din emisii este aleasă ca referinţă iar rezultatul este prezentat în echivalenţi faţă de impactul substanţei de referinţă.

Cea mai cunoscută dintre emisii este cea de CO2


7


Ca exemplu, 1 Mj de petrol ars este asociat cu următoarele emisii și gram-echivalentele de CO2. Aceste valori reprezintă contribuţia la încălzirea globală considerând pentru CO2 un factor de caracterizare unitar.

- Numărul de echivalenţi însumaţi pentru fiecare impact (categorie de impact) pot fi ulterior normalizaţi şi ponderaţi pentru a ajunge la un rezultat sintetizat (final).

Nucleul metodei de evaluare



Diferite metode de interpretare pot utiliza factori de caracterizare diferiţi şi date de emisie diferite dacă procesul de producţie şi cele de combustie diferă.De asemenea, instrumente diferite de calcul pot avea metode de normalizare şi de sintetizare diferite care vor conduce la rezultate diferite.

Un instrument de analiză LCA de bază poate include o bază de date cu informaţii asupra emisiilor pentru un număr de materiale de construcţii şi tipuri de energii.

Este de preferat ca informaţiile să fie extrase din EPD (Environmental Product Declarations – Declaraţiile de Mediu ale Produselor) care sunt declaraţii de tip

III conform ISO 14025.

Instrumentele de analiză LCA sofisticate au nevoie de acces la baze de date internaţionale.


8


Stadiile ciclului de viaţă ale unei clădiri şi datele de intrare pentru LCA


Prim

ary

ma

teria

lE

xtra

ctio

n fr

omna

ture

Sec

onda

ry m

ater

ial

Pro

duct

s fr

om s

ocie

ty

Pro

duct

ion

of b

uild

ing

prod

ucts

Ere

ctio

n of

a bu

ildin

g

Ma

inte

nan

ce

Primaryfunction

Dem

olis

hing

Tre

atm

ent

Dep

osit

Recovery

Secondary function

Energy extraction

Activitystep x

Pentru fiecare activitate, sunt necesare datele de intrare si iesire

EnergyMaterial

Transport

ProductsEmissions

Waste


NUCLEUL UNEI EVALUĂRI LCA

Pentru efectuarea unei evaluări LCA sunt necesare anumite elemente cheie (în conformitate cu EN-ISO 14040).O LCA trebuie să includă următoarele elemente:- Definiţia scopului şi a domeniului de aplicaţie- Analiza inventarului- Evaluarea impactului- Interpretarea rezultatelor.

Pentru specificarea scopului şi a domeniului de aplicaţie trebuie definite:- O unitate funcţională (faţă de care impactul asupra mediului este raportat)- condiţile de margine (condiţii incluse în evaluare) în conformitate cu scopul studiului.

Pentru a justifica abordarea pe ciclu de viaţă trebuie incluse cel puţin două stadii ale ciclului de viaţă.

(spre exemplu producerea materialelor de construcţieşi faza de operare a acesteia)

9


Definiţia unităţii funcţionale este în mod particular importantă atunci când sunt comparate diferite produse (clădiri). În conformitate cu CEN 350 (European Standardisation Process Sustainability in Construction) se recomandă să se numească echivalent funcţional pentru a se face diferenţierea faţă de unitatea funcţională.

Pentru o construcţie rezidenţială, echivalentul funcţional poate fi descris ca: O construcţie proiectată pentru 90 de rezidenţi la o anumită locaţie care îndeplineşte normele şi cerinţele naţionale de confort, sănătate, siguranţă, cerinţe de energie etc. pentru o perioadă de viaţă prezumtivă de 50 de ani.

Următorul pas în efectuarea unui LCA este analizarea inventarului LC şi calculul rezultatelor în relaţie cu o referinţă.



Ilustrarea acţiunilor efectuate în evaluarea unui ciclu de viaţă(ISO 14042)

Assigning of LCI result - classification

Calculation of category indicators - characterisation

Mandatory

Selection of category indicators and characterisation

Life Cycle Inventory (LCI) - generic and specific

LCAI profileINDICATORS

Calculation of result in relation to reference - normalisationGroupingWeighting

Data quality analysis

Optional


10


EVALUAREA ȘI SINTETIZAREA REZULTATELOR

Informaţiile relative la mediu sunt în general complexe şi greu de cuantificat. Pentru a putea comunica rezultatele diferitelor LCA factorilor de decizie, avem nevoie de anumite simplificări.

În cazul în care sunt abordate mai multe aspecte de mediu, este evident faptul că ele sunt importante în mod diferit.

Scopul unei aprecieri finale (weighting) este de a compensa diferenţele în semnificaţia vis-a-vis de mediu astfel încât un factor de decizie să poată avea o bază de plecare pentru luarea deciziilor, în ciuda informaţiei condensate prin sintetizare.

Cu toate că cele mai multe programe de analiză fac apel la o metodă de agregare a rezultatelor, nu există un consens în crearea şi utilizarea unor

aprecieri finale.


Standardul pentru Abordarea Impactului pe Ciclu de Viaţă (LCIA – Life Cycle Impact Assessment) menţionează faptul că normalizarea, gruparea şi sintetizarea rezultatelor sunt elemente opţionale ale unei LCIA (ISO 2000):normalizarea utilizează informaţii de referinţă şi-sau linii de bază, în timp ce gruparea şi sintetizarea finală folosesc valori preferenţiale (value-choices).

Pentru folosirea aprecierii finale este nevoie de două decizii:- deciderea modului de creare a aprecierilor (spre exemplu părerea unor „experţi” sau folosirea anumitor instrumente pentru setarea aprecierilor finale -instrumentele de analiză multi-criteriale);- alegerea bazei prin care se va face analiza.

EVALUAREA ŞI SINTETIZAREA REZULTATELOR

11


În momentul de faţă o modalitate uzuală de a compara diverse obiecte este transformarea acestora în valori economice.

Exemple de baze pentru dezvoltarea aprecierilor finale.

BASIS EXAMPLEMONEY - willingness to pay

- loss of production income- costs for elimination

OPINIONS - panel of experts- group of stakeholders- public opinion

DAMAGES - what nature can sustain- documented damages- projections of damages

ENVIRONMENTAL GOALS

- international agreement- national goals- sectorial goals

Datorită faptului că situaţia economică a diferitelor persoane sau ţări se schimbă permanent, comparaţia valorilor economice nu reprezintă

o măsură facilă.



Ţintele de mediu sunt foarte rar bazate numai pe fondul pur al mediului înconjurător. De cele mai multe ori, ele sunt bazate pe diferite compromisuri dintre grupuri sau ţări care au interese specifice.

Example showing weight basis used in different assessment tools

METHOD TYPE WEIGHTING BASE/ PROCEDURE

EcoIndicator 99 (NL) LCA - General DamageEPS (S) LCA - General Willingness to payGBTool (Int.) Building Assessment No clear baseEnvest (UK) Building Assessment /LCA Stakeholder panelCASBEE (J) Building Assessment Expert panelLEEDS (US) Building Assessment Panel (new approach)EcoEffect (S) Building Assessment /LCA Damage


12


CERINŢE NORMATIVE PENTRU LCA

At European level within the European Committee for Standardisation (CEN) is operational the Technical Committee 350 (TC350) which provides the legislative framework on sustainable development in the building sector. CEN TC350 documents will be gathered in European regulations, present drafting norms being provisional Europeans standards (pre-standards):- EN 15643: Sustainability of construction works – Assessment of buildings;- EN 15804: Sustainability of construction works - Environmental product declarations;- EN 15978: Sustainability of construction works – Assessment of environmental performance of buildings. Calculation method.


EN 15978

The standard gives:• the description of the object of assessment;• the system boundary that applies at the building level;• the procedure to be used for the inventory analysis;• the indicators and procedures to be used for the impact assessment;• the requirements for presentation of the results;• and the requirements for the data necessary for the calculation;

The process for setting up the calculations required for the assessment

In order to carry out and complete the calculations necessary for the assessment of environmental performance of buildings precise steps shall be followed.This ensures that all the essential information is gathered and processed correctly and consistently according to the standard

requirements.

Documents

Impactul construcţiilor asupra mediului Abordarea pe ciclul de viaţă