LCA, czyli ocena cyklu życia i podejście cyrkularne w projektowaniu fasad
Każdy produkt wytworzony przez człowieka powinien być przystosowany do ponownego powrotu do obiegu jako surowiec dla kolejnego produktu. Przy tym ślad ekologiczny takiego obiegu, a więc bilans LCA, powinien być racjonalnie niski, a straty zminimalizowane. O ile pod koniec XX wieku najsilniejszy nacisk w nurtach środowiskowych kładziono na kwestie energii, o tyle obecnie stała się ona elementem gospodarki cyrkularnej. Właśnie ten sposób myślenia będzie wpływał na rozwój fasad w przyszłości.
Z coraz większą uwagą słuchamy ostrzeżeń ekologów o stanie środowiska i prognozach na przyszłość, podejmujemy się segregacji śmieci, rezygnujemy z produktów szkodliwych dla środowiska i dla nas samych. Zmiany są wciąż zbyt powolne, za mało radykalne i niewystarczająco kompleksowe, jednak się rozpoczęły. Można je także zauważyć w sektorze budowlanym, w tym także w branży fasad.
Pierwsze wynikające z kryteriów środowiskowych zmiany w projektowaniu fasad spowodowały konieczność lepszego kontrolowania strat energii, w tym przede wszystkim poprawy ich termoizolacyjności oraz ochrony przed przegrzewaniem powierzchni przeszklonych. Rozwinęły się zatem technologie izolowania termicznego ścian pełnych i przeszkleń oraz selektywnego blokowania promieniowania cieplnego przez szkło, a także systemy różnego rodzaju osłon przeciwsłonecznych. Jednak to wciąż za mało, by sprostać wyzwaniu ograniczenia śladu ekologicznego budynków
LCA - na czym polega?
Ocena skutków środowiskowych istnienia konkretnego wyrobu (na przykład budowlanego) lub użytkowanego obiektu (na przykład budynku) wymaga rozważenia wszystkich etapów jego istnienia, od wydobycia surowców potrzebnych do jego wytworzenia, przez złożony proces użytkowania, aż do etapu jego całkowitej utylizacji. Prekursorem teorii LCA (z ang. Life Cycle Assessment) był Harold Smith, który sformułował ją w latach 60. na potrzeby produktów chemicznych. Założeniem zgodnym z paradygmatem zrównoważonego rozwoju i wynikającym z katastrofalnego bilansu zanieczyszczeń i odpadów zalegających w różnych formach we wszystkich częściach świata jest dążenie do całkowitego zamykania obiegu wszelkich surowców i energii w układzie cyrkularnym na wzór obiegu materii w świecie przyrody. Każdy zatem produkt wytworzony przez człowieka powinien być przystosowany do ponownego powrotu do obiegu jako surowiec dla kolejnego produktu. Przy tym ślad ekologiczny takiego obiegu, a więc bilans LCA, powinien być racjonalnie niski, a straty zminimalizowane.
LCA - podejście cyrkularne
O ile pod koniec XX wieku najsilniejszy nacisk w nurtach środowiskowych kładziono na kwestie energii, o tyle współcześnie stała się ona – podobnie jak elementy materialne – elementem gospodarki cyrkularnej. Właśnie ten sposób myślenia będzie bardzo mocno wpływał na rozwój fasad w przyszłości.
- Przegląd nowoczesnych systemów fasadowych i ich charakterystyka
- Osłony przeciwsłoneczne fasad - rodzaje i przykłady zastosowań
Jako element złożony, odpowiedzialny za wiele funkcji użytkowych, w tym także za stronę wizualną budynku, fasada łączy zazwyczaj wiele materiałów, technologii i systemów. Z jednej strony stawiamy coraz wyższe wymagania w zakresie jej wpływu na kształtowanie środowiska wnętrza – zgodnie z podejściem bioklimatycznym powinna możliwie najpełniej wykorzystywać czynniki mikroklimatu panującego w otoczeniu, współtworząc we wnętrzu środowisko przyjazne człowiekowi. Powinna być zdolna do reagowania na zmiany warunków zewnętrznych i zmiany potrzeb użytkowników. Z drugiej strony kryterium redukowania śladu środowiskowego wyrobów budowlanych skłania do upraszczania technologii, redukowania elementów wymagających energochłonnego przetwarzania, wyspecjalizowanej konserwacji, napraw oraz kosztownej (ekologicznie i ekonomiczne) utylizacji w przyszłości. W tym aspekcie nie można korzystnie ocenić m.in. systemów szklenia z powłokami selektywnymi czy low-e, gdyż są one rodzajem kompozytu złożonego z wielu trwale zespolonych ze sobą warstw; podobnie inteligentne, sterowane komputerowo systemy przeciwsłoneczne chroniące duże powierzchnie przeszkleń. Mimo że przynoszą korzyści użytkowe i energetyczne w bilansie pierwszej fazy użytkowania, ich ogólny bilans LCA jest niekorzystny.
Nie można jednak upraszczać podejścia związanego z oceną LCA i stosować ich do każdego z elementów budynku z osobna. Może się bowiem okazać, że przy racjonalnym doborze elementów gorszy bilans LCA jednego z nich jest wart korzyści użytkowych, które daje.
Metody oceny LCA w odniesieniu do budynków, a tym bardziej do układów zabudowy, nie są jeszcze na tyle rozwinięte, by dostarczały jednoznacznych odpowiedzi na nurtujące pytania. Zasób informacji na temat śladu ekologicznego poszczególnych materiałów i wyrobów jest wciąż zbyt ubogi, by możliwe było dokonanie wiarygodnych obliczeń. Poza tym część bilansu LCA wymaga uwzględnienia przewidywań i prognoz, które mogą się nie sprawdzić. Dotyczy to sposobu użytkowania budynku przez wiele lat, zakresu jego modernizacji, a ostatecznie rozbiórki i utylizacji. Dążenie do modeli cyrkularnych jest jednak coraz wyraźniej zarysowanym kierunkiem we współczesnej architekturze i zaczyna być widoczne także w rozwiązaniach elewacyjnych.
Bilans LCA w projektowaniu fasad
Obserwując zmiany zachodzące w ciągu ostatnich kilkunastu lat, można zauważyć gwałtowny wzrost zastosowania drewna w budownictwie. Nie tylko wraca zainteresowanie technologiami znanymi, sprawdzającymi się dobrze w obiektach drobnej skali, ale także nowymi, które pozwalają rozszerzyć możliwości zastosowania drewna także w budynkach o znacznej kubaturze, wysokości i funkcjach innych niż mieszkalne. Przełomem okazała się technologia CLT (z ang. cross laminated timber), umożliwiająca budowanie ścian i stropów z litych prefabrykowanych elementów z drewna klejonego warstwowo.
Walory ekologiczne tej technologii (bazuje na materiale odnawialnym, proces przetwarzania nie jest rozbudowany, zminimalizowane są straty, możliwy jest recykling) uzupełniają te ekonomiczne, związane z uproszczeniem i skróceniem procesu budowy oraz mniejszą grubością ścian zewnętrznych w stosunku do innych technologii. Kraje skandynawskie, Niemcy, Francja, Japonia świadomie postawiły na budownictwo drewniane, prowadząc w tym kierunku zarówno politykę, badania naukowe, jak i działania ekonomiczne. W Polsce zmiany te zauważamy dopiero w ciągu ostatnich lat, głównie w formie rosnącego zainteresowania inwestorów tym właśnie materiałem. Ten trend będzie się z pewnością rozwijał, choć można mieć obawy, czy w ostatecznym rozrachunku chęć szybkiego zysku i brak rzetelnej kontroli nad gospodarką leśną nie doprowadzą do nadmiernego uszczuplenia zasobów do poziomu, w którym nie będzie możliwe zachowanie równowagi. Może się zatem zdarzyć, że budowanie z drewna stanie się nieekologiczne.
Choć drewno cieszy się największym zainteresowaniem wśród naturalnych materiałów elewacyjnych, to do tej grupy należą także inne, znajdujące coraz więcej zastosowań. Obiecującym materiałem jest słoma – dzięki bardzo dobrym właściwościom termoizolacyjnym. Poza sposobami tradycyjnego użycia w formie bloczków lub wypełnienia ściany szkieletowej w budynkach drobnej skali opracowywane są nowe rozwiązania, przeznaczone do znacznie większych budynków o dowolnych funkcjach. Na rynku pojawiło się kilka systemów w których słoma wykorzystana została jako wypełnienie prefabrykowanych płyt elewacyjnych. Rozwijają się także technologie różnego rodzaju kompozytów na bazie ziemi, cementu i dodatków roślinnych. Należy do nich np. technologia betonu konopnego (hempcrete), która – jak wykazał w swoich badaniach Michał Gołębiewski z Politechniki Warszawskiej – jest w stanie spełnić obowiązuje w Polsce wymagania cieplne i wilgotnościowe jako przegroda zewnętrzna oraz ma wielki potencjał do zastosowania w polskim budownictwie jednorodzinnym. Bilans LCA tej technologii jest znacznie korzystniejszy niż innych z obecnie przeważających.
Innym aspektem środowiskowym, którego waga coraz bardziej wzrasta w wartościowaniu poszczególnych technologii, jest podatność danego wyrobu na ponowne użycie i recykling. Budowanie za pomocą materiałów z odzysku staje się coraz silniejszym nurtem. Zaczynamy inaczej postrzegać walące się stodoły i opuszczone hale fabryczne. Stają się one zasobem na przykład desek czy stalowych profili, które można wykorzystać ponownie, budując jednocześnie ciągłość kulturową danego miejsca, które choć przekształca się, zachowuje pierwiastek tego, co było tam wcześniej. Ten aspekt, nie brany dotąd pod uwagę przy tworzeniu nowych rozwiązań technologicznych, stanie się prędzej czy później kwestią do rozważenia dla producentów systemów elewacyjnych. Łatwość rozdzielania fasady na części po okresie jej użytkowania oraz świadome planowanie technologii tak, by trwałe elementy dało się odzyskać, a te mniej trwałe poddać recyklingowi, jest jej dużym atutem środowiskowym.
Źródło: Ocena cyklu życia i podejście cyrkularne w projektowaniu fasad
