Opleiding Duurzaam Gebouw : Algemene opleiding

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw : Algemene opleiding Leefmilieu Brussel MILIEU-IMPACTEN VAN GEBOUWEN, COMPONENTEN EN MATERIALEN Wim DEBACKER VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK (VITO) Opleiding tot stand gebracht door de Stadswinkel vzw.

2 Doel van de uiteenze.ng Inzicht verschaffen in de impact van de bouwsector op macroschaal de impacten van bouwmaterialen, - elementen en gebouwen over hun levenscyclus op de menselijke gezondheid en milieu concepten en tools waardoor bouwprofessionals hiermee rekening kunnen houden 2

3 overzicht een blik op de huidige bouw milieu- en gezondsheidsmpacten van gebouwen over hun levenscycli evalua=etools op verschillende niveaus evalua=ecases conclusies 3

4 Een blik op de huidige bouw 4

5 Huidige bouw enkele cijfers op macroschaal 2% van de aardoppervlakte wordt bezet door steden 53% van de wereldbevolking leeft in steden sinds % van de wereldbevolking zal in steden wonen in 2030 stad 1 miljoen bewoners Een met verbruikt ton dagelijks fossiele brandstof, ton ton water, zuurstof, stoot ton ton CO 2 uit en stort vervuilt water. Sources: Burde> & Rode (2011), Ba>le (2007) 5

6 Huidige bouw enkele cijfers op macroschaal 40% van het energieverbruik van 36% van de uitstoot van broeikasgassen 31% grondstoffenverbruik de EU-27 bouwwereld is verantwoordelijk voor 33% van afvalproductie (sloopen bouwafval) 1/8 persoon wordt geconfronteerd met woonkosten die groter zijn dan 40% van het inkomen 1/6 persoon leeft in een huis met zware structurele problemen Sources: Eurostat (2010), EEA (2010) 6

7 Huidige bouw enkele cijfers op macroschaal 38% van het energieverbruik >22% van de uitstoot van broeikasgassen???? van grondstoffenverbruik Belgische bouwwereld is verantwoordelijk voor... 32% van afvalproductie (sloopen bouwafval) 1/10 1/5 persoon wordt geconfronteerd met woonkosten die groter zijn dan 40% van het inkomen persoon leeft in een huis met zware structurele problemen Sources: Eurostat (2010), EEA (2010), VMM, VITO et al (2011) 7

8 Huidige bouw enkele cijfers op macroschaal Sources: Eurostat (2010), EEA (2010) 9% van het totale EU-27 BNP 8% van de totale EU-27 werkgelegenheid MAAR, de bouwwereld is ook... Source: IPCC (2007) Fig.: Geschat economisch potenseel voor de wereldwijde vermindering van de uitstoot van broeikasgassen als funcse van de koolstofprijs in

9 Huidige bouw levensduur van gebouwen zeer tijdelijk tijdelijk 75-80% van de bestaande gebouwen in 2030 zijn reeds aanwezig vandaag TYPISCH langdurig 0, jaar 9

10 Huidige bouw levensduur van gebouwcomponenten Scheidingswanden, toestellen en afwerking: 5-7 jaar Technieken: jaar INVESTERINGS- KOSTEN Sources: Brand (1994), Durmisevic (2006) CUMULATIEVE KOSTEN Draagconstructie & gevels: jaar Site: langer als het gebouw TIJD (jaar) 10

11 Huidige bouw lineare benadering VERSCHILLENDE BELEIDSADMINISTRATIES BOUWHEER GEBRUIKER AANNEMER ONTWERPER PRODUCENT bron: Wim Debacker, PhD thesis 11

12 Huidige bouw levenscyclusdenken bron: Wim Debacker, PhD thesis? 12

13 Interactief moment: Welke impacten? Welke zijn belangrijk? Welke levenscyclusfases? Welke zijn belangrijk? Milieu- en gezondsheidsimpacten van gebouwen over hun levenscycli 13

14 Milieu-impacten van wieg tot graf / wieg effect Schade of verbetering Kwaliteit van ecosystemen Menselijke gezondheid Grondstoffen Land- bezeeng Land omvorming Verzuring Vermes=ng Biodiversiviteit Ecotoxiciteit UitpuEng mineralen UitpuEng fossiele stoffen Klimaats- verandering, ecosystemen Ioniserende straling, ecosystemen Ozonaantas=ng Menselijke toxciteit Water deple=on Klimaats- verandering, mens Ioniserende straling, mens Fotochemische oxidantvorming Respiratory inorganics geluidsoverlast geurhinder lichtvervuiling 14

15 Milieu-impacten extractie van «grondstoffen» Voor 1940: voornamelijk inerte materialen Bron: Fernandez (2006) Na 1940: sterke opmars van polymeren en composieten fossiele grondstoffen moeilijk / niet recycleerbaar 15

16 Milieu-impacten extractie van «grondstoffen» bron: New ScienSst (2007) Zeldzame mineralen 16

17 Milieu-impacten extractie van «grondstoffen» bron: Forrest and Aggriculture OrganisaSon of UN, Global Forrest Assessment 2010, p.18 Ontbossing Geen zicht op illegale houtkap! Overgang naar duurzaam houtbeheer Afkomst van hout 17

18 Milieu-impacten productie van bouwmaterialen en -elementen Productie = ingebedde energie??? Grootste impacten te wijten aan energieconsumptie Voornamelijk fossiele brandstoffen Impact op vlak van uitputting van grondstoffen, fijn stof en klimaatsverandering Emissies worden streng gecontroleerd binnen de Europese Unie REACH: Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances bron: Gao et al (2001) 18

19 Milieu-impacten constructie van gebouwen Korte duur ten opzichte van levensduur gebouw Transport van materialen en elementen Bouw- en snijafval wordt in principe teruggenomen Gezondheid en veiligheid van arbeiders 19

20 Milieu-impacten gebruik van gebouwen bron: Afhankelijk van de functie van het gebouw Meestal is fossiel energieverbruik verantwoordelijk voor de grootste impact Zijn hernieuwbare energiebronnen altijd milieuvriendelijker? 20

21 Milieu-impacten gebruik van gebouwen Bron: EPEA (2010) Binnenluchtkwaliteit is afhankelijk van de ventilatievoorzieningen, Maar ook in functie van de materiaalkeuze 21

22 Milieu-impacten gebruik van gebouwen Bron: Wong et al, 22

23 Milieu-impacten schoonmaak, onderhoud en vervangingen Scheidingswa nden, toestellen en afwerking 5-7 jaar Technieken: jaar INVESTERINGS- KOSTEN Sources: Brand (1994), Durmisevic (2006) CUMULATIEVE KOSTEN Draagconstructie & gevels: jaar Site: langer als het gebouw TIJD (jaar) 23

24 Milieu-impacten schoonmaak, onderhoud en vervangingen Scheidingswanden, toestellen en afwerking: 5-7 jaar Technieken: jaar Draagconstructie & gevels: jaar Site: Levensduur van elementen zijn verschillend Vervangingen kunnen zowel financieel als ecologisch een grote impact hebben Ontwerp en bouw ontmantelbare constructies Impact van schoonmaak en onderhoud is gebonden aan het gebruikers- en gebouwprofiel langer als het gebouw 24

25 Zie lezing Beheer van bouw- en sloopafval Milieu-impacten slopen en ontmantelen Korte duur ten opzichte van levensduur gebouw Transport van materialen en afval Meestal geen grote impact: inerte materialen uitzonderingen: Asbest 25

26 Milieu-impacten storten, verbranden, down-, en recyclen, Meerdere opties op het einde van het leven van bouwelementen Selectief sorteren België is koploper op vlak van recyclage / downcycling Zie lezing Beheer van bouw- en sloopafval 26

27 Interactief moment: Welke tools? Waarmee hebben jullie ervaring? Na- en voordelen? Evaluatietools op verschillende niveaus 27

28 Bouwproduct Bouwproject Evaluatietools Op de markt Legende: LCA: Life Cycle Assessment LCC: Life Cycle CosSng MCA: MulS- Criteria Analysis Wijk / Buurt LABELS EU Ecolabel; Nature Plus; FSC; ENV. PRODUCT DECLARATION INIES (FR); SIA (CH); CLASSIFICATETOOLS NIBE (NL); Green Guide (UK); ecobau (CH); Baubook (A); QUICK EVALUATION TOOLS CES Eco Selector (UK); Ecosoh (A); catalogueconstrucson.ch Envest2 (UK); eco- bat (CH);... EXPERT TOOLS (LCA, LCC, MCA) SimaPro; GABI; SimaPro; GABI; CERTIFICATIE C2C cersficason ReferenSel B ; BREEAM (UK); LEED (USA); Valideo (B);... BREEAM communises (UK); LEED ND (USA); REFERENTIEEL Vlaamse Maatstaf; ReferenSel B (under constr.),... 28

29 Bouwproducten Expert tools» Life cycle assessment (LCA)» Generieke LCA tools (license needed)» SimaPro ( GaBi ( so`ware.com)» 29

30 Bouwproducten Quick assessment tools» Ecoso`: Gebaseerd op MS Office EXCEL» generieke bouwmaterials databank: meer dan 500 materialen» Beperkt aantal milieu- indicatoren: global warming, acidifica8on, primary energy, photo- oxidants, eutrophica8on, eco- index» Catalogueconstruc=on.ch:» bouwelementen databank: gebaseerd op commerciële producten» Alleen ingebedde energie» Beperkt aantal commerciël spelers: Isover, sto, Ytong (Xella), Foamglas, Lignatur en binnenkort FLUMROC en SAGER 30

31 Bouwproducten classificatietools

32 ra=ng worst = 70 pts best = 10 pts pts: E pts: D pts: C pts: B pts: A pts: A

33 33

34 4/03/

35 4/03/13 35

36 Building materials & products ClassificaSon systems Materiaalgebonden Milieuprofielen van Gebouwelementen MMG *Materiaalgebonden Milieuprofielen van Gebouwelementen 36

37 Bouwproducten Labels (milieuverklaring Type 1) Bron: h>p:// gezond/bouw- gezond/materialen/labels/labels_bouwgezond.pdf 37

38 » LCA op gebouwniveau door experten Bouwprojecten Expert tools element code element type life span (yr) replacements (/) (13) ground floor 60 1 (16) foundasons 60 1 (21/31) external wall 60 1 (22/32) internal wall 60 1 (23/33) floor on grade 60 1 (24/34) staircase 60 1 (27/37) roof 60 1 (35) suspended ceiling 15 4 (41) exterior finishing on wall 15 4 (42) interior finishing on wall 15 4 (43) floor finishing 15 4 (45) ceiling finishing 15 4 (53) water supply system 30 2 (56) heasng system 20 3 (57) venslason system 20 3 (61) primary electricity system 20 3 (66) elevator system

39 Bouwprojecten Quick assessment tools Envest II:» Input op basis van eenvoudig gebouwontwerp» Milieu- analyse (LCA): 12 indicators» Financiële analyse (LCC): gebaseerd op consultancy» Es=mator en calculator versie» Web gebaseerd (van 99 tot 2500 )» eco- bat:» Input op basis van eenvoudig gebouwontwerp» Meer dan 100 generieke materialen» Focus op life cycle energy assessment» Vergelijking van verscheidene gebouwontwerpen» So`ware (500CHF) 39

40 Evaluatiecases 40

41 BBF Evaluatietools VITO activiteiten Bouwproduct Bouwproject Wijk / Buurt LABELS ENV. PRODUCT DECLARATION CLASSIFICATIETOOLS EPD voor industrie MMG QUICK EVALUATION TOOLS EXPERT TOOLS (LCA, LCC, MCA) MMG LCA industrie / beleid SuFiQuaD LCA voor KMO Evaluatie voor KMO/ beleid CERTIFICATIE REFERENTIEEL Referentiel B 41

42 LF = IF + PF + EOL F (in euro) LE = IE + PE + EOL E (in euro) Evaluatietools SUFIQUAD LF: financiële levenscycluskost IF: inisële financiële kost PF: periodieke financiële kost EOL F: financiële EOL- kost LE: milieulevenscycluskost IE: inisële milieukost PE: periodieke milieukost EOL E: milieu- EOL- kost IF PF Initial Financial costs Periodic Financial costs Initial Environmental costs IE Periodic Environmental costs Monetarisatie van milieuimpacten en -effecten Sustainability, Financial and Quality Evaluation of Dwellings in Belgium PE In opdracht van BELSPO Partners: VITO, KULeuven, WTCB Qualities Multi Criteria analysis Evaluatie van het bestaand gebouwpatrimonium in België Optimalisatie van gebouwelementen Beleidsadvies 42

43 Belang van kosten: WIE? Initiële financiële kosten: gebouweigenaar / bouwheer / vastgoedmakelaar Financiële levenscycluskosten: gebouweigenaar / huurder/ sociale huisvestingsmaatschappij Initiële milieukosten: producent / verdeler??? milieulevenscycluskosten: maatschappij / overheid??? Evaluatietools SUFIQUAD Life Cycle Cost (euro) Initial Financial and Life cycle Financial Total Initial and Total Life cycle Cost Initial Cost (euro) 43

44 Evaluatietools SUFIQUAD Qua (points) (euro) 44

45 Evaluatietools SUFIQUAD wijk woning element verwerkt materiaal grondstof 45

46 1. Belang van milieukosten? lager dan 10% van levenscycluskosten a ) a re r o 3000 ² flo / m ro u 2000 (e s t c o 1000 LF(incl. heat) LE(incl. heat) Evaluatietools SUFIQUAD Building Lifespan: 60years 0 terraced (< 1945) detached ( ) apartment ( ) LF: financiële levenscycluskost LE: milieulevenscycluskost Uitgedrukt in per m² vloeroppervlakte 46

47 2. Bijdrage tot milieu- en financiële kosten? 6000 IF IE PF PE EOL F EOL E PF heat PE heat Evaluatietools SUFIQUAD Building Lifespan: 60years 5000 Initiële milieu-kosten zijn ongeveer 6% van de totale levenscycluskosten LF: financiële levenscycluskost LE: milieulevenscycluskost 4000 a ) a re r o 3000 ² flo / m ro u 2000 (e s t c o terraced (< 1945) detached ( ) apartment ( ) Uitgedrukt in per m² vloeroppervlakte 47

48 2. Bijdrage tot milieu- en financiële kosten? Financieel: Locatie > vervangingen > investering > verwarming > elektriciteit > water elektriciteit > verwarming Evaluatietools SUFIQUAD Source: Allacker (2010) Building Lifespan: 60years IF: financiële investeringskost PF: periodieke financiële kosten EOLF: End- of- Life kosten 48

49 2. Bijdrage tot milieu- en financiële kosten? Milieu: Locatie > verwarming > elektriciteit > productie/constructie > water > elektriciteit > verwarming productie/constructie Evaluatietools SUFIQUAD Source: Allacker (2010) Building Lifespan: 60years 49

50 2. Bijdrage tot milieu- en financiële kosten? IF: financiële investeringskost LE: milieulevenscycluskost Milieuwinsten over de gehele levenscyclus voor een lage financiële financiering isoleringsgraaf technische installaties Energievraag Initiële productie and vervangingen - Ingebedde energie / resources - levensduur Materialen / - afwerking Resources Gedragsaspecten: - water - elektriciteit Dagelijks transport Verbruik van energie en water locatiekeuze mobiliteit Source: Allacker (2010) 50

51 3. Verder gebruik, renovatie of nieuwbouw? Rijwoning, voor 1945 Evaluatietools SUFIQUAD Initiële financiële kosten versus financiële levenscycluskosten 51

52 3. Verder gebruik, renovatie of nieuwbouw? Rijwoning, voor 1945 Evaluatietools SUFIQUAD Initiële milieukosten versus milieulevenscycluskosten 52

53 3. Verder gebruik, renovatie of nieuwbouw? Vrijstaande woning, Evaluatietools SUFIQUAD Initiële financiële kosten versus financiële levenscycluskosten life cycle cost (euro/m² floor) renovation reference FC (costs- in- use + EOL cost) new construction solid FC skeleton FC reference solid new FC reference skeleton new FC RENOVATION FC initial cost (euro/m² floor) 53

54 3. Verder gebruik, renovatie of nieuwbouw? Vrijstaande woning, Evaluatietools SUFIQUAD Initiële milieukosten versus milieulevenscycluskosten reference (costs- in- use + EOL cost) LE (euro/m² floor) renovation new construction solid_without solar boiler solid_with solar boiler 100 skeleton_without solar boiler skeleton_with solar boiler 50 solid_reference new skeleton reference new RENOVATION IE (euro/m² floor) 54

55 Evaluatietools MMG Milieugerelateerde Materiaalprestaties van Gebouwelementen Initial Financial costs Periodic Financial costs Initial Environmental costs Periodic Environmental costs In opdracht van Openbare Vlaamse Afvalmaatschappij (OVAM) Partners: VITO, KULeuven, BBRI Qualities SuFiQuaD Multi Criteria analysis + in lijn met Europese normen (en meer) In consultatie met sectororganisatie en andere overheden Monetisation of environmental effects 55

56 56

57 Milieueffecten Indicatoren cf. Europese normen (EN 15804) Aanvullende indicatoren 57

58 Fasen Indicatoren cf. Europese normen (EN 15804) Aanvullende indicatoren 58

59 Totaalbeeld CEN CEN + Fasen Milieueffecten 59

60 Bijvoorbeeld vergelijking van Evaluatietools MMG BW 10 BW 2 Gevelsteen (190 x 90 x 50), incl. mortel Luchtspouw, 3cm Regen- en winddichting (damp-open), geniet op waterbestendige OSB Dragend houtskelet met rotswol, 22cm Houtvezelplaat met dampscherm, geplakt Houten latten, Belgische houtmix (0,022 x 0,047) Acrylverf op gipskartonplaat Gevelsteen (190 x 90 x 50), incl. mortel Luchtspouw, 3cm Rotswol, medium hard, 22cm, incl. spouwankers Holle dragende betonsteen (290 x 140 x 190) Acrylverf op gipspleister 60

61 Verschil in prestaties Evaluatietools MMG option d (m) lamdba (W/mK) U (W/m2K) BW1_houtskelet_RW14_gevelsteen 0,33 nvt 0,28 BW2_houtskelet_RW22_gevelsteen 0,41 nvt 0,20 BW3_houtskelet_cellulose22_gevelsteen 0,41 nvt 0,20 BW4_houtskelet_RW14_vezelcementplaat 0,29 nvt 0,29 BW5_FJI_cellulose24_gevelsteen 0,65 nvt 0,16 BW6_FJI_cellulose36_gevelsteen 0,88 nvt 0,11 BW7_FJI_cellulose36_crepi_gipsblokken 0,85 nvt 0,11 BW8_houtskelet_RW14_planken 0,30 nvt 0,29 BW9_betonsteen_hol_RW7.5_gevelsteen 0,35 nvt 0,38 BW10_betonsteen_hol_RW22_gevelsteen 0,49 nvt 0,15 BW11_betonsteen_hol_PUR5_gevelsteen 0,32 nvt 0,37 61

62 Evaluatietools MMG 62

63 63

64 Fasen: wand met houtskeletbouw 64

65 Fasen: wand met holle betonblokken 65

66 Milieuindicatoren: wand met holle betonblokken 66

67 Milieuindicatoren: wand met houtskeletbouw 67

68 Milieuindicatoren: alle buitenwandvarianten 68

69 69

70 Evaluatietools Grenzen van een efficientietools Meten dit is duurzaam, dit is niet duurzaam! Focus verminderen van negatieve milieu-impacten en financiële kosten (i.e. optimalisatie) enkel huidige bouwtechnieken en -materialen Geen denkkader Om het onduurzame duurzaam te maken! Geen uitbreiding naar positieve impacten en het creëren van meerwaarde Naar innovatieve bouwconcepten en bouwoplossingen 70

71 Adapted from Royal Haskoning (2010) betaalbaar winstgevend welzijn Ecosysteemdiensten Propere lucht aanpasbaar veerkrachtig Proper water Ontwerper Overheid Propere en veilige energie Hergebruik Energievermindering Afvalvermndering Dematerialisatie Kostbesparend Vermijden van gevaarlijke stoffen Ontwerper Overheid 71

72 Door zijn fysische en tijdsgerelateerde schaal heeft de huidige bouwwereld een belangrijke (negatieve) impact op milieu, maatschappij en economie. Het meten van het duurzaamheidgehalte kan op verschillende niveaus. Nood aan een Belgische en transparante tool voor het bepalen van de milieu-impacten van bouwmaterialen, gebouwelementen en gebouwen Uitbreiding en compatibiliteit met andere duurzaamheidtools Een combinatie tussen efficientie- en effectiviteitsmaatregelen is noodzakelijk Bouwheer: laat u adviseren door milieu-experten Architect/studiebureau: neem de gehele levenscyclus mee in het ontwerp maak een zorgvuldige keuze van type evaluatietool Gebouwbeheerder: plan vervangingen op korte en lange termijn keuze van materialen in functie van periodieke schoonmaak en onderhoud Conclusies 72

73 Bibliografie Allacker K.(2010), Sustainable Building: the development of an evaluation method, doctoral dissertation, K.U.Leuven, Leuven, Belgium. Allacker K., De Troyer F., Geerken T., Debacker W., Spirinckx C., Van Dessel J., Janssen A., and Delem L., Final Report: Sustainability, Financial and Quality Evaluation of Dwelling Types (SuFiQuaD), in order of Belgian Science Policy Battle G. (2007), Sustainable cities. In Burdett R. and Sudjic D (Ed.).The Endless City, , Phaidon Press Ltd, London, UK. Brand S. (1994), How Buildings Learn: What Happens After They re Built, Penguin, USA. Burdett R. & Rode (2011), Living in the Urban Age. In Living in the Endless city, 8-24, Phaidon Press Ltd, London, UK. Debacker W. (2009), Structural design and environmental load assessment of multi-use construction kits for temporary applications based on 4Dimensional Design, PhD thesis, Vrije Universiteit Brussel, VUBPress, Brussel, Belgium. Durmisevic E. (2006), Transformable building structures - design for disassembly as a way to introduce sustainable engineering to building design & constucttion, PhD thesis, TU Delft, Delft, The Netherlands. EEA (2010), Greenhouse gas emission trends and projections in Europe, accessed via EPEA (2010), Cradle to Cradle examples, presentation in seminar Cradle to Cradle in higher education, February Eurostat (2010), Combating poverty and social exclusion A statistical portrait of the European Union 2010, Eurostat Statistical books, Luxembourg, Luxembourg. Eurostat (2011), database, accessed via epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/statistics/search_database Fernandez J. (2006), Material Architecture - Emergent Materials for Innovative Buildings and Ecological Construction, Architectural Press (Elsevier), Oxford, UK, 2006, 332p. Forrest and Aggriculture Organisation of UN (2010), Global Forrest Assessment 2010, p

74 Bibliografie Gao et al (2001), Energy impacts of recycling disassembly materials in residential buildings, in Energy and Buildings, vol. 33, 2001, pp IPCC (2007), Fourth Assessment Report: Climate Change 2007 (AR4), accessed via publications_and_data_reports.shtml#.t1d_wsbra8a New Scien=st (2007), Earth's natural wealth: an audit, 23 mei 2007, p Wong et al, Are our residensal buildings healthy and safe? A survey in Hong Kong Websites: so`ware.com