Trajnostno gradbeništvo
Trajnostno gradbeništvo je srčika sodobne gradnje, saj zajema vse vidike graditve: okoljske, kamor lahko štejemo tudi energetsko učinkovitost, finančne, sociološke, nikakor pa ne smemo pozabiti na tehnične vidike trajnostne gradnje. Tako integralno trajnostno gradnjo na ZAG tudi dojemamo in integralno naslavljamo vse hkrati, vključno z vprašanjem varnosti: potres, požar, škodljivi vplivi radona,… Prav zmožnost integralne obravnave problema nas doma in tudi v evropskem merilu postavlja v skupino najbolj kompetentnih centrov za analize življenjskega cikla s področja gradbeništva.
Pri okoljskem vidiku gradbeništva dajemo prvi poudarek rabi materialov. Tako mineralnih surovin, kot tudi biogenih surovin (les, ovčje volna, celulozna vlakna, konoplja, topolova vlakna) in pa recikliranih iz odpadkov. Materiale in izdelke vrednotimo najprej skozi analizo življenjskega cikla (LCA). Pri tem raziskovalci in sodelavci na ZAG uporabljamo podatkovne baze z velikim številom posameznih enot, kar nam omogoča izvedbo zelo kakovostnih analiz, mnoge podprocese pa po potrebi tudi modeliramo. Raziskujemo na področju stavb in na področju infrastrukture. V več projektih različnih programov koordiniramo ali sodelujemo prav nalogi izvajanja LCA analiz ali pa pri nalogah, naposredno povezanih z okoljsko trajnostnostjo: Center kompetenčnosti TIGR, projekti 7. okvirnega programa Smart rail in Heromat, Projekta programa Life+ Unisash in RusaLCA… Pri tem je ključen že omenjen integralni pristop.
ZAG tudi upravlja lasten sistem okoljskih deklaracij za proizvode (EPD) po zahtevah standarda SIST EN 15804. Sistem EPD ZAG je tudi član ECO platforme, prav tako pa v Evropski organizaciji za tehnične ocene EOTA usklajujemo delo skupine, ki se ukvarja z vidiki trajnostnosti gradbenih proizvodov. Z naborom teh dejavnosti ponujamo industriji, ne izključno gradbeni, mehanizem okoljske optimizacije proizvodov kot tudi zanesljiv in kredibilen sistem za uveljavljane svojih tržnih prednosti.
Raziskovalno in razvojno delo ZAG obsega tudi nivo stavbe in izračune okoljskih odtisov različnih stavb. Pri tem po potrebi združujemo poglobljena znanja gradbene fizike, vključno z numeričnimi simulacijami, in okoljskih lastnosti materialov. Analize pokažejo zanimiva razmerja med vplivom izbora materialov, režimom rabe stavbe in drugimi dejavnostmi stanovalcev. Pokažejo namreč, da je delež emisij, ki nastanejo s proizvodnjo materialov lahko zelo velik v sliki celotnih emisij. Zato je še kako pomembno, da v koncepti načrtovanja stavbe ali inženirskega objekta vidik vgrajenih emisij pravilno upoštevan. Primer konkretne analize pokaže:
- izračunane vgrajene emisije so 5,6 kgCO2,ekv/m2leto oziroma 335 kgCO2,ekv/m2 v življenjski dobi;
- emisije CO2, povezane s potrebno toploto za ogrevanje stavbe (15 kWh/m2a, električna toplotna črpalka, sezonski COP = 2,5), so 2,8 kgCO2,ekv/m2leto,
- emisije CO2, povezane z rabo primarne energije (45 kWh/m2a), so 8,4 kgCO2,ekv/m2leto.
Na slikah vidimo deleže posameznih prispevkov.
Levo je primerjava vgrajenih emisij, emisij pri ogrevanju (toplotna črpalka) in emisij, povezanih z rabo primarne energije (brez ogrevanja)
Desno pa je primerjava vgrajenih emisij, emisij pri ogrevanju (toplotna črpalka), emisij zaradi primarne energije (brez ogrevanja) in emisij zaradi dnevnih migracij
Pri tem so osnovni podatki, pomembni za razumevanje izračunov, naslednji: pričakovana življenjska doba 60 let, površina 150 m2, energetska učinkovitost razred A2 (nivo pasivne hiše), vir toplote električna toplotna črpalka zrak/voda. Gre torej za energetsko precej učinkovito stavbo, blizu standarda nič energijske hiše. Vpliv dnevnih migracij je izračunan za 30 km dnevih migracij (ob delavnikih) z izpustom 100 g CO2/km.
Analiza pokaže zanimiv rezultat, da je raba primarne energije za ogrevanje sicer nizka, zaradi rabe obnovljivega vira energije (toplote zraka), vendar pa istočasno uporabljamo elektriko z višjo emisijo CO2/kWh kot jo dobimo iz drugih goriv, zato je vpliv na zmanjšanje emisij praktično izničen. Seveda pa s spreminjanjem sestave elektrike in z večanjem deleža OVE v njej ta vpliv slabi. Upoštevani so podatki iz PURES iz leta 2008.
Analiza je zanimiva še v luči emisij toplogrednih plinov, normiranih na izpust povprečnega Evropejca; ta znaša slabih 10 ton CO2,ekv./letno. Izračunane emisije ob upoštevanju 30 m2 stanovanjske površine/osebo znašajo cca 250 kg CO2,ekv/leto. Kar je 2,5%. Če vemo, da stavbe, kot jih imamo danes sicer povzročijo približno 35% emisij toplogrednih plinov to pomeni, da je že tehnično dosegljivo zmanjšanje emisij toplogrednih plinov celo do 90%. Seveda če bi ves stavbni fond prenovili na pasivni nivo rabe energije.
Drugi segment trajnostne gradnje, s katerim se ukvarjamo, je stroškovna analiza po metodi LCC. Pri tem raziskujemo vplive različnih faktorjev na vračilno dobo. V okviru projekta SmartRail 7. OP smo skupaj s partnerji izdelali tudi orodje za izvedbo LCC analize objekta infrastrukture.
Metoda LCC se še redko uporablja na nivoju stavbe, čeprav lepo pokaže primerjavno med posameznimi variantami. Primer analize vpliva diskontne stopnje na rezultat na sliki pa pokaže, da je metodo treba uporabljati pametno in utemeljeno.
Vpliv diskontne stopnje na vračilno dobo.
ZAG sodeluje v projektu
TIGR4smart
Naslov in akronim programa: Trajnostno in inovativno gradbeništvo za pametne stavbe – TIGR4smart
Prednostno področje SPS: Pametne zgradbe in dom z lesno verigo
Vrednost: 9.184.425,00 EUR
Sofinanciranje (EU in SLO udeležba): 5.913.345,12 EUR (64,38% upravičenih stroškov operacije)
Vodilni partner: TRIMO, inženiring in proizvodnja montažnih objektov, d.d.
Ostali partnerji: COSYLAB, laboratorij za kontrolne sisteme d.d., Hidria Rotomatika d.o.o., industrija rotacijskih sistemov, INTRA LIGHTING Proizvodnja svetil, inženiring in oprema objektov d.o.o., JELOVICA HIŠE d.o.o., JUB kemična industrija d.o.o., Knauf podjetje za tehnično svetovanje in posredovanje pri prodaji, L-TEK elektronika d.o.o., M Sora d.d., NELA razvojni center d.o.o., REM d.o.o., Biotehniška fakulteta, Fakulteta za elektrotehniko, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Fakulteta za strojništvo, Zavod za gradbeništvo Slovenije.
Obdobje izvajanja: 1. 9. 2016 – 28. 2. 2019
Opis programa:
Cilj programa je razviti izdelke in tehnologije, ki omogočajo vzpostavitev zdravega bivalnega in delovnega notranjega okolja na način združevanja razvojno raziskovalnega potenciala podjetij in raziskovalnih organizacij.
Tehnologije in izdelki, ki bodo razviti, so uvrščeni v tri skupine medsebojno povezanih izdelkov:
- leseni stavbni sistemi,
- inteligentni krmilniki in gradniki ter pametno upravljanje stavb,
- izdelki za fasadni ovoj,
Izdelki bodo integrirani v demonstracijsko bivalno modularno enoto TIGR4smart.
Rezultati programa:
- 20 inovacij in 3 patentne prijave,
- 20 % povečanje obsega zasebnih vlaganj v RR,
- izdelana tehnična navodila za vsaj 4 tehnološke rešitve,
- nove investicije (10 % vrednosti programa),
- 18 prototipov izdelkov in 1 demonstracijska bivalna enota,
- 8 znanstvenih člankov oziroma predstavitev na znanstvenih konferencah,
- 11 internih delavnic med partnerji programa,
- 5 novih projektnih prijav.
