ODnawialna Architektura

To badania prowadzone w ramach  Szkoły Doktorskiej Politechniki Wrocławskiej, które mają na celu wsparcie koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ) i rozpoznanie możliwości jej wdrożenia w sektorze małych, prefabrykowanych obiektów mieszkalnych w Polsce. Dynamicznie rozwijająca się koncepcja GOZ zmierza do ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko wywieranego przez dany produkt, z uwzględnieniem pełnego cyklu życia, począwszy od wydobycia surowców, poprzez produkcję, transport, budowę i użytkowanie, aż aż do zwiększonego wykorzystania surowców wtórnych. Zapraszam  do zapoznania się z możliwością współpracy z Politechniką Wrocławską w ramach projektu

O PROJEKCIE

GOZ to model ekonomiczny, w którym produkty, materiały oraz zasoby są utrzymywane w gospodarce tak długo, jak to możliwe, a generowanie odpady są minimalizowane. Główne strategie wspierające gospodarkę cyrkularną to tzw. zawężanie (redukcja), spowalnianie i zamykanie pętli zasobów. Poniżej wyjaśniamy znaczenie tych terminów:

Zawężanie przepływów zasobów to wykorzystywanie mniejszej ilości zasobów na dany produkt, na przykład poprzez optymalizację procesu produkcji, eliminację zbędnych procesów oraz wszelkich strat dotyczących zasobów. W przypadku budownictwa może to być tzw. szczupła konstrukcja (ang. lean design) dopasowana do danej funkcji.

Spowolnienie pętli zasobów to wydłużenie okresu użytkowania produktu w celu spowolnienia ogólnego przepływu zasobów. W przypadku sektora budowlanego, zastosowanie trwałych materiałów oraz poprawa zdolności adaptacji (np. poprzez mobilne ściany, możliwość rozbudowy lub redukcji powierzchni użytkowej) ma korzystny wpływ na spowolnienie pętli. Taki budynek lub element budowlany można dopasowywać do nowych potrzeb, unikając w ten sposób np. całkowitego wyburzenia obiektu. 

Zamykanie pętli zasobów to tworzenie przepływu okrężnego poprzez odzyskiwanie zasobów (naprawa, ponowne użycie, regeneracja, recykling). Działania wspierające zamykanie pętli to m.in. odseparowanie materiałów biodegradowalnych (cykl biologiczny) od materiałów związanych z cyklem technicznym. 

W związku z postępującymi zmianami klimatycznymi, prowadzone są aktualnie liczne badania, na podstawie których powstają wytyczne związane z wdrażaniem powyższych strategii w sektorze budowlanym [1]. Z naszych analiz wynika jednak, że koncepcja gospodarki cyrkularnej jak dotąd nie znajduje przełożenia w praktyce projektowo-budowlanej.
Naszym celem jest:

  • Zidentyfikowanie potencjału wdrażania strategii GOZ w polskim sektorze budownictwa jednorodzinnego, ze szczególnym uwzględnieniem technologii prefabrykowanych. Wybór ten podyktowany jest dużym potencjałem zysków środowiskowych prefabrykacji, oraz szczególną specyfiką firm, które integrując projektowanie, wykonawstwo i zarządzanie biznesowe, umożliwiają lepszą kontrolę nad całym procesem budowlanym. Badania opierają się na wywiadach i ankietach przeprowadzonych wśród kluczowych uczestników procesu inwestycyjno-budowlanego: inwestorów, architektów, konstruktorów, generalnych wykonawców (w tym producentów domów prefabrykowanych i podwykonawców) oraz firm rozbiórkowych.
  • Określenie, na podstawie analizy cyklu życia (Life Cycle Assessment – LCA), które materiały i technologie mają najkorzystniejszy wpływ na środowisko w kontekście polskiego budownictwa jednorodzinnego. W szczególności badamy wpływ lokalnego kontekstu na wiarygodność wyników – analizujemy źródła pozyskiwania surowców i półproduktów, logistykę dostaw (od produkcji do placu budowy) oraz obecne praktyki w zakresie stosowania materiałów wtórnych, zarówno w produkcji materiałów budowlanych, jak i w realizacji nowych inwestycji.

STRATEGIE GOZ W BUDOWNICTWIE

Nasze badania koncentrują się na analizie istniejących strategii wspierających gospodarkę obiegu zamkniętego, która stanowi istotną część planu działania UE [1]. W celu oceny możliwości wdrożenia tych strategii w polskim sektorze budownictwa – ze szczególnym uwzględnieniem budownictwa jednorodzinnego – przeprowadziliśmy ankiety i wywiady z głównymi uczestnikami procesu budowlanego (schemat poniżej).

Poniższe zestawienie przedstawia kluczowe strategie GOZ w budownictwie, ocenione pod kątem ich potencjału wdrożenia- na podstawie zebranych wyników ankiet przeprowadzonych wśród 60 respondentów.

STRATEGIE GOZPotencjał wdrożenia
Nie widzę możliwości zastosowaniaNiewielki potencjałŚredni potencjałDuży potencjałNie wiem
Renowacja istniejących budynków zamiast budowy nowych5918253
Szczupła konstrukcja (minimalne przekroje)51514188
Projektowanie według standardów wymiarowych dla minimalizacji odpadów01215276
Projektowanie umożliwiające zmianę funkcji2517333
Projektowanie z myślą o rozbiórce i odzysku materiałów w przyszłości7188225
Stosowanie materiałów niskoemisyjnych*5817246
Stosowanie materiałów z rynku wtórnego81716172

OCENA CYKLU ŻYCIA
(LIFE CYCLE ASSESSMENT- LCA)

Ocena LCA (Life Cycle Assessment), pozwala na analizę negatywnego wpływu produktu na środowisko poprzez ilościowe ujęcie całego jego cyklu życia i przedstawienie wyników w określonych jednostkach np. ekwiwalencie CO2. Pełny cykl życia obejmuje etapy: od wydobycia surowców, poprzez produkcję materiałów, transport, użytkowanie i konserwację, aż po fazę końca życia produktu. LCA stanowi podstawę m.in. do Deklaracji Środowiskowej Produktu (EPD- Environmental Product Declaration), która jest aktualnie wdrażana przez Unię Europejską [2].


W naszych badaniach uwzględniamy wielokrotny cykl życia budynku, co oznacza analizę kolejnych następujących po sobie konstrukcji analogicznego obiektu. Takie podejście pozwala na uwzględnienie wariantów cyrkularnych, takich jak ponowne użycie elementów z rozbiórki czy recykling materiałów. Poniżej przedstawiamy przykładowy schemat przyjęty dla konstrukcji drewnianej, zgodny z obecnie stosowanymi praktykami – zakładający, że 50% drewna trafia do produkcji płyt wiórowych, a pozostała część jest przeznaczana do spalania.

Ze względu na długi horyzont czasowy, jaki obejmuje cykl życia budynku, wiarygodna ocena cyklu życia (LCA) wymaga modelowania z użyciem danych odpowiadających poszczególnym momentom tego cyklu. Na przykład, planowana rozbiórka w 2100 roku powinna uwzględniać przewidywany wówczas miks energetyczny, który może znacznie różnić się od obecnego. W celu ujęcia tych zmian stosujemy perspektywiczną ocenę cyklu życia, łącząc aktualne bazy danych (np. EcoInvent) z wynikami zintegrowanych modeli oceny (IAM). Modele te uwzględniają zróżnicowane scenariusze społeczno-ekonomiczne (SSP – Shared Socioeconomic Pathways) oraz polityki klimatyczne (RCP – Representative Concentration Pathways).

Schemat ilustrujący koncepcję perspektywicznej oceny cyklu życia (LCA), w oparciu o Bruhn et al. 2023

WSPÓŁPRACA

Poniżej przedstawiamy osoby i instytucje, które zechciały podzielić się swoją wiedzą i doświadczeniem w ramach wywiadów i ankiet. Dziękujemy za ich cenny wkład w realizację badań.

ZESPÓŁ BADAWCZY

Aleksandra Kręt-Grześkowiak

Wydział Architektury, Politechnika Wrocławska (WA PWr.)
Architekt z wieloletnim doświadczeniem zawodowym w Polsce i za granicą (Niemcy, Szwajcaria). Swoje zainteresowanie wpływem budownictwa na środowisko naturalne rozwija i pogłębia od wielu lat (2014 ukończyła Certyfikat CAS Minergie-Eco w Szwajcarii). W swoich badaniach doktorskich skoncentrowała się na optymalizacji budynku pod kątem wpływu na środowisko, badając takie strategie jak DfD (projektowanie z uwzględnieniem procesu demontażu i logistyki zwrotnej), DfA (projektowanie z uwzględnieniem elastyczności i możliwości adaptacji), budynki jako bank materiałów, strategie w ramach Gospodarki o Obiegu Zamkniętym.

Magdalena Baborska-Narożny

Wydział Architektury, Politechnika Wrocławska (WA PWr.)
Kierownik Centrum Naukowego Zrównoważonego Kształtowania Środowiska Zbudowanego. Od dekady bada codzienność zamieszkiwania w budynkach o różnym standardzie energetycznym. Interesuje ją perspektywa mieszkańców, a także efekt środowiskowy. Prowadziła projekty w Wielkiej Brytanii i w Polsce finansowane przez Komisję Europejską w ramach FP7, Fundusze Norweskie i EOG w ramach FWD na lata 2014-2021, UM Wrocław, Wrocławską Rewitalizację Sp. z o.o i teraz NCN. Autorka i współautorka wielu publikacji naukowych (np. Climate justice: air quality and transitions from solid fuel heating) i popularno-naukowych (np. Węglem i nie węglem).

Zapraszamy do kontaktu,
chętnie odpowiemy na wszelkie pytania:

Aleksandra Kręt-Grześkowiak
aleksandra.kret-grzeskowiak@pwr.edu.p

[1] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Rad, Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. Nowy plan działania UE dotyczący gospodarki o obiegu zamkniętym na rzecz czystej i bardziej konkurencyjnej Europy. Bruksela 11 marca 2020 r.
[2] Construction Product Regulation- Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG Tekst mający znaczenie dla EOG EUR-Lex – 32011R0305 – EN – EUR-Lex (europa.eu). Zgodnie z rozporządzeniem wyroby budowlane dystrybuowane na rynku Unii Europejskiej posiadają obowiązkową Deklarację Właściwości Użytkowych (DoP) oraz dobrowolną Deklarację Środowiskową Produktu (EPD).