ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ

Transcript

1 ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ Σ.Κ Μυλωνάς Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στις σύγχρονες κατευθύνσεις για τον σχεδιασµό των οικοδοµικών κατασκευών και προϊόντων, περιλαµβάνεται ο προσδιορισµός και η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών τους επιπτώσεων στη διάρκεια της ζωής τους. Στο πλαίσιο αυτό η εργασία επικεντρώνεται σε ζητήµατα της µεθοδολογίας και των αποτελεσµάτων της ανάλυσης του κύκλου ζωής του φέροντος οργανισµού οπλισµένου σκυροδέµατος, ως παράµετρο για τον σχεδιασµό τυπικών κτιρίων στην Ελλάδα. Στην εργασία που ακολουθεί ειδικότερα: Α. Παρουσιάζονται τα βασικά µεθοδολογικά χαρακτηριστικά της ανάλυσης του κύκλου ζωής (Α.Κ.Ζ) καθώς και ο τρόπος εφαρµογής της στο Φ/Ο οπλισµένου σκυροδέµατος (σκυρόδεµα και χάλυβας οπλισµού) κτιρίων. Αναλύεται και προσαρµόζεται η φάση του σχεδιασµού των κτιρίων µε γνώµονα την Α.Κ.Ζ, µε στόχο τον περιορισµό των συνολικών ενεργειακών καταναλώσεων και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων στον κύκλο ζωής των κτιρίων µε έµφαση στη φάση της κατασκευής τους. Β. Αναλύονται τα αποτελέσµατα της εφαρµογής της Α.Κ.Ζ σε κτιριακές κατασκευές αστικής κατοικίας στην Ελλάδα µέσω συγκεκριµένου παραδείγµατος. Τα στοιχεία και τα αποτελέσµατα είναι πρωτότυπα για τα ελληνικά δεδοµένα. Γ. Τέλος, εξάγονται συγκεκριµένα συµπεράσµατα για τις δυνατότητες εφαρµογής της µεθόδου στη πράξη. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο κτιριοδοµικός σχεδιασµός όπως εξετάζεται από την παρούσα εργασία, αφορά στο σύνολο των αποφάσεων και παραµέτρων που λαµβάνονται υπόψη για το σχεδιασµό και ολοκλήρωση ενός κτιριακού έργου. Σήµερα ο µελετητής µηχανικός, πρέπει να συνθέσει µια πληθώρα πληροφοριών για ένα αποτέλεσµα που να είναι συµβατό µε τις απαιτήσεις του πελάτη, το νοµοθετικό πλαίσιο και τα οικονοµικά δεδοµένα. Τελευταία, τα στοιχεία που συνθέτει ο σύγχρονος µηχανικός εµπλουτίζονται µε την ανάγκη για την προστασία του περιβάλλοντος και την εισαγωγή περιβαλλοντικών παραµέτρων σχεδιασµού, σε όλες τις διαστάσεις του κύκλου ζωής των κτιρίων. Ερευνητικές προσπάθειες πιστοποιούν τη προηγούµενη πρόταση.[1] Εργαλείο για τη σωστή µελέτη των περιβαλλοντικών παραµέτρων που προηγούνται και έπονται του σχεδιασµού και της κατασκευής των κτιρίων µπορεί να αποτελέσει αυτό της ανάλυσης του κύκλου ζωής, όπως η προτείνεται από την παρούσα εργασία. Η Α.Κ.Ζ. όπως χαρακτηριστικά ονοµάζεται, στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό έχει ως στόχο να εισάγει και να µελετήσει τις περιβαλλοντικές παραµέτρους των διαφόρων φάσεων του κύκλου ζωής των κτιρίων και των στοιχείων που το συνθέτουν. Οι περιβαλλοντικοί

2 παράµετροι προσδιορίζονται βάσει των εισροών υλικών και ενέργειας στο σύστηµα κτίριο και µελετώνται βάσει των εκροών σε ατµοσφαιρικούς ρύπους, στερεά και υγρά απόβλητα. Η δοµή και το µοντέλο της ανάλυσης του κύκλου ζωής (Α.Κ.Ζ), προδιαγράφεται σήµερα από το διεθνή πρότυπο ISO [2], σύµφωνα µε το οποίο αναλυτικά προδιαγράφονται όλες οι φάσεις για τη σωστή εφαρµογή του. 2. ΣΥΝΤΟΜΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Σύµφωνα µε τα διεθνές πρότυπο βασικοί στόχοι της εφαρµογής της Α.Κ.Ζ αποτελούν: Η µελέτη των σχέσεων του συστήµατος µε το περιβάλλον και κυρίως ως προς τις εισροές σε ενέργειας και πόρους και εκροές που συνεπάγονται περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Σχήµα 1. Ο προσδιορισµός των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων στο φυσικό περιβάλλον. Η παροχή πληροφοριών γύρω από περιβαλλοντικά ζητήµατα και η αξιοποίηση τους για τη διαδικασία λήψης αποφάσεων. ΕΙΣΡΟΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΦΑΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΚΡΟΕΣ Σχήµα 1: Εισροές και εκροές και συστηµικά όρια για το υπό εξέταση σύστηµα. Σύµφωνα και πάλι µε το διεθνές πρότυπο η εφαρµογή της Α.Κ.Ζ περιλαµβάνει τα παρακάτω στάδια: I. Τον καθορισµό των στόχων και του αντικειµένου της ανάλυσης. (Όρια της ανάλυσης, λειτουργική µονάδα, βαθµός λεπτοµέρειας). II. Την καταγραφική ανάλυση. (Προσδιορισµός εισροών εκροών από το εξεταζόµενο σύστηµα προϊόντος). III. Την εκτίµηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. IV. Την ταξινόµηση και τον χαρακτηρισµό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. V. Την ανάλυση των προοπτικών βελτίωσης. Για την ανάλυση των προοπτικών βελτίωσης απαιτείται τόσο η εξέταση των τεχνικών που συνεπάγονται βελτίωση της κατάστασης του περιβάλλοντος όσο και η συνδυαστική εξέταση της οικονοµικής βιωσιµότητας τους. 3. Η ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ Η εφαρµογή της µεθοδολογίας της ανάλυσης του κύκλου ζωής στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό µε όλα τα βήµατα που απαιτούνται, σήµερα δεν είναι ακόµη εύκολα δυνατή. Κύριοι λόγοι είναι µια σειρά από δυσκολίες, αποτέλεσµα της µεθοδολογίας της ανάλυσης του κύκλου ζωής γενικότερα αλλά και λόγω των χαρακτηριστικών του κτιριοδοµικού σχεδιασµού. Ειδικότερα προβλήµατα στην εφαρµογή της Α.Κ.Ζ στον κτιριοδιµικό σχεδιασµό δηµιουργούν: Ο µεγάλος αριθµός των υλικών που συνθέτουν ένα κτίριο. Απαιτείται συνεπώς για κάθε δοµικό υλικό λεπτοµερής Α.Κ.Ζ, κάτι που συνεπάγεται σηµαντικό χρόνο και κόστος

3 για την εφαρµογή της µεθοδολογίας από έναν µελετητή στο επίπεδο ενός κτιρίου. Οι σχέσεις που δηµιουργούν µεταξύ τους τα υλικά κατά τη σύνθεση τους σε δοµικά στοιχεία. Η µεγάλη διάρκεια ζωής των κτιρίων όπως και οι διαφορετικοί χρόνοι ζωής των δοµικών στοιχείων και δοµικών υλικών που τα συνθέτουν. Θα πρέπει επίσης να αναφερθεί ότι τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κτιριοδοµικού σχεδιασµού όπως οι κανονιστικές και νοµοθετικές απαιτήσεις, οι επιρροές από εξωγενείς παράγοντες από τους κατασκευαστές και τους χρήστες και τέλος τα οικονοµικά κριτήρια, µεταβάλλουν σηµαντικά τις µεταβλητές που συνθέτουν το πρόβληµα εφαρµογής της Α.Κ.Ζ στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό. Η σχέση λοιπόν κτιρίου-περιβάλλοντος όπως δηµιουργείται µέσω του κτιριοδοµικού σχεδιασµού για τη µελέτης της κάτω από τη µεθοδολογία της Α.Κ.Ζ, απαιτεί µια σειρά τροποποιήσεων και µια σειρά παραδοχών που εξετάζονται στη συνέχεια. Ειδικότερα ως προς τις τροποποιήσεις της µεθοδολογίας της ανάλυσης του κύκλου ζωής για την εφαρµογή της στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό προτείνονται από την εργασία τα παρακάτω: 1. Η µείωση των υπό εξέταση φάσεων του κύκλου ζωής και ο προσδιορισµός των συστηµικών ορίων που να εξυπηρετεί στον προσδιορισµό αυτών των φάσεων που σχετίζονται άµεσα µε τα κτίρια. Οι φάσεις που κυρίως ενδιαφέρουν είναι: α) η παραγωγή των δοµικών υλικών, β) οι µεταφορές τους στο εργοτάξιο, γ) η διαδικασία της κατασκευής των κτιρίων, εφόσον υπάρχουν στοιχεία αλλά και η δυνατότητα µέτρησης της, δ) και τέλος η λειτουργία του κτιρίου. 2. Η µείωση των παραµέτρων της καταγραφικής διαδικασίας. Η συλλογή των δεδοµένων κατά τη φάση της καταγραφικής διαδικασίας είναι ιδιαίτερα επίπονη. Κατά συνέπεια ο περιορισµός των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών εξυπηρετεί σηµαντικά στην απλοποίηση της µεθοδολογίας. Επιπλέον, επιτρέπει στην ουσιαστική µελέτη των περιβαλλοντικών αυτών επιπτώσεων και στην εξέταση εναλλακτικών µεταβλητών. 3. Η επικέντρωση σε συγκεκριµένες περιβαλλοντικές εκποµπές και επιπτώσεις. Με τον περιορισµό των παραµέτρων της καταγραφικής διαδικασίας, η µεθοδολογία θα πρέπει να επικεντρωθεί σε συγκεκριµένες περιβαλλοντικές εκποµπές και επιπτώσεις. Προτείνεται η µελέτη των εκποµπών του διοξειδίου του άνθρακα και του διοξειδίου του θείου, αποτέλεσµα της καύσης των καυσίµων για όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής που µελετώνται. Για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις προτείνεται η µελέτη των δεικτών του φαινοµένου του θερµοκηπίου και της όξινης βροχής καθώς είναι ευκολότερα κατανοητοί και υπολογίζονται αξιόπιστα (Από την εργασία µελετώνται περισσότερες αέριες εκποµπές). 4. Η χρήση τόσο ποσοτικών όσο και ποιοτικών δεδοµένων. Σηµαντική είναι η παρατήρηση ότι η χρήση βιογραφικών πηγών και άλλων βάσεων δεδοµένων είναι αποδεκτή, αρκεί να ελέγχεται η αξιοπιστία τους. 5. Η µείωση των εξεταζόµενων υλικών και στοιχείων που συνθέτουν ένα κτίριο. Με τον τρόπο αυτό απλοποιείται η συνολική εφαρµογή της µεθοδολογίας στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό, τα αποτελέσµατα όµως της ανάλυσης δεν θα αφορούν σε ολόκληρο το κτίριο αλλά σε µέρος του. Επίσης, επιτακτική κρίνεται η ανάγκη της χρήσης µερικών βασικών παραδοχών οι οποίες σχετίζονται µε το κτίριο και τα δοµικά στοιχεία και υλικά που το συνθέτουν. 1. Το κτίριο για τη µεθοδολογία της ανάλυσης κύκλου ζωής, ορίζεται ως σύνολο προϊόντων και διεργασιών. 2. Οι φάσεις του κύκλου ζωής των κτιρίων που λαµβάνονται υπόψη από την Α.Κ.Ζ είναι διαδοχικές, δηλαδή ολοκληρώνεται η µία για να ξεκινήσει η επόµενη. 3. Ο φέροντας οργανισµός των κτιρίων είναι κατασκευασµένος από οπλισµένο

4 σκυρόδεµα και έχει διάρκεια ζωής ίση µε 80 χρόνια. Η εφαρµογή της µεθοδολογίας της ανάλυσης του κύκλου ζωής προϋποθέτει την αναγνώριση των εισροών και εκροών για το υπό εξέταση σύστηµα, δηλαδή το κτίριο. Οι εισροές για το κτίριο αφορούν σε δοµικά υλικά και ενέργεια, ενώ οι εκροές σε εκποµπές στερεών, υγρών και αέριων ρύπων. Στον πίνακα που ακολουθεί προσδιορίζονται τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά που συνθέτουν τις εισροές εκροές για τις φάσεις του κύκλου ζωής των κτιρίων. Φάσεις κύκλου ζωής Εισροές Εκροές Παραγωγή δοµικών υλικών Πρώτες ύλες, ενέργεια, διεργασίες, άλλα υλικά, πρόσµεικτα, πόρους. Αέριες εκποµπές, στερεά απορρίµµατα, υγρά απόβλητα, παραπροϊόντα. Μεταφορές δοµικών υλικών Καύσιµα ενέργεια. Αέριες εκποµπές. ιαδικασία κατασκευής κτιρίων Λειτουργία κτιρίου Αποδόµηση κατεδάφιση Καύσιµα ενέργεια, υλικά, διεργασίες, πόρους. Ενέργεια, υλικά, διεργασίες, πόρους. Καύσιµα ενέργεια, διεργασίες. Αέριες εκποµπές, στερεά απορρίµµατα. Αέριες εκποµπές, υγρά απόβλητα. Αέριες εκποµπές, στερεά απορρίµµατα, υλικά. Πίνακας 1: Αναγνώριση των εισροών εκροών για τις φάσεις του κύκλου ζωής κτιρίων. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των εισροών εκροών του συστήµατος κτίριο, περιλαµβάνουν θετικές και αρνητικές επιπτώσεις στο φυσικό ατµοσφαιρικό περιβάλλον και τον άνθρωπο, οι οποίες θα πρέπει να µελετηθούν µε βάση τη σπουδαιότητα τους. 3. ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ Στην παρούσα εργασία µελετάται η περίπτωση κτιρίου αστικής πολυκατοικίας µε χρήση κατοικίας, που πρόκειται να κατασκευαστεί. Το κτίριο έχει σχεδιαστεί µε 3 ορόφους και το στατικό του σύστηµα είναι ιδιαίτερα απλό. Ο φέρον οργανισµός πρόκειται να κατασκευαστεί από οπλισµένο σκυρόδεµα, πληροί το σύνολο των προδιαγραφών και κανονισµών όπως σήµερα ισχύουν. Ο βαθµός όπλισης υπολογίστηκε ίσος µε 120 kg/m 3. Στον πίνακα 2 συγκεντρώνονται όλα τα στοιχεία που αφορούν στο κτίριο και τα δοµικά στοιχεία του Φ/Ο. Στοιχεία κτιρίου Φέροντας οργανισµός Επιφάνεια κτιρίου 724 m 2 Υποστυλώµατα (0,35 m) 78,05 m m 3 Όγκος κτιρίου 2443 m 3 οκάρια (0.40 m) 64,93 m m 3 F/V 0,449 Τοιχεία (0.30 m) 5,25 m m 3 U value 0,808 W/m 2 K Επιφάνεια δώµατος (0.15m) 162,49 m m 3 Πατώµατα (0.15 m) 442,5 m m 3 Θεµελίωση 121,016 m 3 Πίνακας 2: Στοιχεία κτιρίου µε βάση τον αρχιτεκτονικό σχεδιασµό Καθορισµός στόχων της ανάλυσης Ο καθορισµός των στόχων της ανάλυσης αποτελεί το πρώτο βήµα της εφαρµογής της Α.Κ.Ζ στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό. Βασικοί στόχοι της Α.Κ.Ζ στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό

5 αναγνωρίζονται οι εξής: Η εισαγωγή της έννοιας της ανάλυσης του κύκλου ζωής στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό για τη µελέτη των σχέσεων κτιρίου περιβάλλοντος, και ειδικότερα για τη µελέτη του περιορισµού των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που δηµιουργούνται από το κτίριο. Η συστηµατοποίηση των φάσεων του κύκλου ζωής που διανύει ένα κτίριο και η αναγνώριση και αξιολόγηση των περιβαλλοντικών ζητηµάτων που συνεπάγονται από αυτές. Αναλυτικότερα, µελετώνται οι ενεργειακές απαιτήσεις και οι περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις για κάθε φάση του κύκλου ζωής των κτιρίων. Έµφαση θα πρέπει να δοθεί στα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά όπως διαµορφώνονται από την παραγωγή των δοµικών υλικών, καθώς οι παραγωγικές διαδικασίες σχετίζονται άµεσα µε τη κατανάλωση πρώτων υλών και ενέργειας. Ορίζεται ως λειτουργική µονάδα αναφοράς για την εφαρµογή της Α.Κ.Ζ στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό το 1m 2 (ένα τετραγωνικό µέτρο). Η µελέτη λόγω των σηµαντικών δεδοµένων που απαιτούνται, επικεντρώνεται στον φέροντα οργανισµό του κτιρίου που κατασκευάζεται από οπλισµένο σκυρόδεµα. Αναφερόµαστε δηλαδή στα υλικά που συνθέτουν το σκυρόδεµα (τσιµέντο, άµµος, χαλίκι, νερό) και στον χάλυβα οπλισµού. Ο προσδιορισµός των στοιχείων που αναφέρονται στο κτίριο γίνεται µε τη φάση της καταγραφικής ανάλυσης και αντλούνται από τα σχέδια του κτιρίου όπως αυτά δηµιουργούνται κατά τη σύλληψη του έργου. Το σχήµα που ακολουθεί βοηθά στον προσδιορισµό των στοιχείων της Α.Κ.Ζ που συστηµατοποιεί η παρούσα εργασία. Τσιµέντο Σκύρα Άµµος Νερό ΠΑΡΑΓΩΓΗ Ορ. σίδηρος Σκράπ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Σκυρόδεµα Χάλυβας οπλισµού ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ Εργοτάξιο Κατ. ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΤΙΡΙΟ Σχήµα 2: Απεικόνιση της σύνθεσης του φέροντος οργανισµού Ο/Σ κτιρίων µε βάση την Α.Κ.Ζ Καταγραφική ανάλυση Η καταγραφική ανάλυση όπως ειπώθηκε και προηγούµενα, αναφέρεται στην καταγραφή των εισροών εκροών που επισηµάνθηκαν στον σκοπό της ανάλυσης, και αφορούν σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής των κτιρίων. Η αναγνώριση των υλικών εισροών για το σύστηµα κτίριο στον

6 κτιριοδοµικό σχεδιασµό του παραδείγµατος γίνεται στον πίνακα 3 που ακολουθεί. Στον πίνακα συγκεντρώνονται όλα τα στοιχεία της καταγραφικής ανάλυσης και ειδικότερα οι ποσότητες των υλικών που απαιτούνται για την κατασκευή του κτιρίου σε όλες τις διεργασίες. Η εργασία επικεντρώνεται στον υπολογισµό των αέριων περιβαλλοντικών εκποµπών που συνεπάγεται η παραγωγή του οπλισµένου σκυροδέµατος (έτοιµο σκυρόδεµα + οπλισµός) οι µεταφορές τους στο εργοτάξιο και η κατασκευαστική διαδικασία (χρήση αντλίας σκυροδέµατος). Πίνακας 3. Φάσεις κύκλου ζωής Υλικά Ποσότητες υλικών στο κτίριο Τσιµέντο (13,9%) 88,94 tn Παραγωγή: Άµµος (23,95%) 31,93 tn Σύνθεση σκυροδέµατος 350kg Σκύρα (52,11%) 230,031 tn Νερό (9,98%) 63,85 tn Παραγωγή Χάλυβα Χάλυβας οπλισµού 31,93 tn Μεταφορές: Ειδικό όχηµα 6m 3 Σκυρόδεµα 266,611 m 3 Βαρύ όχηµα Χάλυβας οπλισµού tn Κατασκευαστική διαδικασία: Σκυρόδεµα m 3 Αντλία σκυροδέµατος Πίνακας 3: Καταγραφική ανάλυση για το υπό εξέταση κτίριο. Τα στοιχεία της καταγραφικής ανάλυσης σε συνδυασµό µε εξειδικευµένες βάσεις δεδοµένων που περιέχουν στοιχεία Α.Κ.Ζ. δοµικών υλικών είναι αρκετά για το προσδιορισµό και µελέτη των περιβαλλοντικών εκποµπών και επιπτώσεων που ακολουθεί στην επόµενη ενότητα Προσδιορισµός περιβαλλοντικών εκποµπών και επιπτώσεων. Ο υπολογισµός των περιβαλλοντικών εκποµπών γίνεται από τις ενεργειακές καταναλώσεις των φάσεων του κύκλου ζωής που εξετάζονται, δηλαδή την εµπεριεχόµενη ενέργεια όπως χαρακτηριστικά ονοµάζεται. Στον πίνακα 4, προσδιορίζονται τα ενεργειακά χαρακτηριστικά της σύνθεσης του Φ/Ο του κτιρίου. Συγκεκριµένα στον πίνακα αναλύεται η σύνθεση της εµπεριεχόµενης ενέργειας των υλικών και διεργασιών του κτιρίου στα διαφορετικά καύσιµα, συµπεριλαµβανοµένου και της ηλεκτρικής ενέργειας, τα οποία χρησιµοποιούνται στις διάφορες φάσεις του κύκλου ζωής του κτιρίου. Για τη µελέτη της εµπεριεχόµενης ενέργειας των παραγωγικών διεργασιών, των µεταφορών και της κατασκευαστική διαδικασίας, λαµβάνονται υπόψη οι µέσες συνθήκες που επικρατούν σήµερα στην Ελλάδα. Ειδικότερα για την παραγωγή των δοµικών υλικών, τα στοιχεία της σύνθεσης της εµπεριεχόµενης ενέργειας λαµβάνονται από επεξεργασία µελετών της στατιστικής υπηρεσίας [3], τα στοιχεία των µεταφορών του έτοιµου σκυροδέµατος από φορείς όπως ο σύνδεσµος έτοιµου σκυροδέµατος Σ.Ε.Β.Ε.Σ. και κατασκευάστριες εταιρίες φορτηγών οχηµάτων και τα στοιχεία της κατασκευαστικής διαδικασίας από υπολογισµούς δοµικών µηχανών ακόµη και τον Α.Τ.Ο.Ε. Οι τιµές που υπολογίζονται ανάγονται σε µονάδες ενέργειας ανά µονάδα υλικού (kg) και ανά µονάδα όγκου οπλισµένου σκυροδέµατος (m 3 ).

7 ΠΑΡΑΓΩΓΗ οµ. υλικών Ηλεκτρική Πετρέλαιο Λιγνίτης Εµπ. Ενέργεια Ποσοστό συµµετοχής Τσιµέντο 4,235 0,324 3,381 7,8 13,91 % 1,0842 Άµµος 0,0857 0,314 0,4 23,95 % 0,0958 Σκύρα 0,1 0,1 52,11 % 0,05211 Νερό 0,036 0,036 9,98 % 0,0357 MJ/kg MJ/m 3 ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ 1, ,68 ΧΑΛΥΒΑΣ 21,7 6,6 8, kg/m ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ 2,79 ΜJ/tn/km 134,2 ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ 9 MJ/m 3 9 Πίνακας 4: Προσδιορισµός των ενεργειακών καταναλώσεων για τη σύνθεσης του Φ/Ο του κτιρίου. Γνωρίζοντας τις ενεργειακές καταναλώσεις και τη σύνθεση τους κατά τις διεργασίες της κατασκευής του κτιρίου, όπως αυτή προγραµµατίζεται κατά τον κτιριοδοµικό σχεδιασµό, µε τη χρήση κατάλληλων δεικτών µετατροπής (θερµογόνος δύναµη x ποσότητα καυσίµου x συντελεστές εκποµπής), υπολογίζονται τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά, αέριες εκποµπές, της εµπεριεχόµενης ενέργειας. Έπειτα, η εκτίµηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων γίνεται µε τον υπολογισµό εξειδικευµένων δεικτών. Στον πίνακα 5, συστηµατοποιούνται τα αποτελέσµατα του προσδιορισµού των περιβαλλοντικών εκποµπών και επιπτώσεων. Για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις γίνεται αναφορά σε δύο, αυτή του φαινοµένου της θερµοκηπίου που εκφράζεται σε τόνους ισοδυνάµου διοξειδίου του άνθρακα ανά τετραγωνικό µέτρο κτιρίου (GWG tn CO 2 /m 2 ) και σε αυτή της όξινης βροχής που εκφράζεται σε τόνους ισοδυνάµου διοξειδίου του θείου ανά τετραγωνικό µέτρο κτιρίου. (AcRn tn SO 2 /m 2 ). Παραγωγή δοµ. υλικών Μεταφορές Κατασκ. διαδικασία Σύνολο Περιβ. επιπτώσεις CO ,03kg/m 2 GWG tn/m 2 CO E -4 1,2856kg/m 2 AcRn 9.04E -4 tn/m 2 CH ,9165kg/m 2 NO x E E -4 0,804kg/m 2 SO E -3 3,063kg/m 2 VOC 3.2 E E -4kg/m 2 Πίνακας 5: Αέριες περιβαλλοντικές εκποµπές και επιπτώσεις για τις φάσεις του κύκλου ζωής του ΦΟ Σύµφωνα µε τα παραπάνω αποτελέσµατα και τον συνδυασµό των πινάκων 4 και 5 προκύπτουν µερικά χρήσιµα συµπεράσµατα: Το 4,76% του βάρους του Φ/Ο που προέρχεται από τον χάλυβα οπλισµού συµµετέχει στο 52,12% της συνολικής εµπεριεχόµενης ενέργεια ενώ δηµιουργεί το 49,67% των εκποµπών του διοξειδίου του άνθρακα. Κατά συνέπεια θα πρέπει να εντοπιστούν λύσεις που σχετίζονται µε την παραγωγή του χάλυβα ώστε να είναι λιγότερα ενεργοβόρες και περισσότερα αποδοτικές. Η θεµελίωση ευθύνεται για το 21% της συνολικής εµπεριεχόµενης ενέργειας στοιχείο που δείχνει πως θα πρέπει να εξεταστεί η αριστοποίηση της σχέσης ύψους κτιρίου θεµελίωση ως προς αυτό το χαρακτηριστικό, αλλά όχι εις βάρος των κανονισµών. Οι µεταφορές και η κατασκευαστική διαδικασία, για τις µέσες συνθήκες της Ελληνικής πραγµατικότητας και για το συγκεκριµένο παράδειγµα, αποτελούν το

8 1,41% της συνολικής εµπεριεχόµενης ενέργειας του Φ/Ο και το 0,0646% των εκποµπών σε διοξείδιο του άνθρακα. Το µέγεθος είναι ιδιαίτερα σηµαντικό, εφόσον κανείς κρίνει µε το µέγεθος του κτιρίου υπό κατασκευή και τις περιορισµένες µεταφορικές αποστάσεις που ελήφθησαν για τη συγκεκριµένη εργασία, δηλαδή τα 20 χιλιόµετρα Οι δυνατότητες εφαρµογής και χρήσης των αποτελεσµάτων Τα αποτελέσµατα της µερικής ή ολικής εφαρµογής της Α.Κ.Ζ. στον κτιριοδοµικό σχεδιασµό µπορούν να αξιοποιηθούν βασικά ως στοιχεία περιορισµού των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συνεπάγεται η κατασκευή ενός κτιρίου. Έχοντας τη δυνατότητα της µελέτης εναλλακτικών λύσεων εφαρµογών, µπορεί ο µελετητής να επιλέξει αυτή τη λύση η οποία συνδυάζει λύσεις χαµηλότερου κόστους και οικολογικής απόδοσης. Ειδικότερα οι δυνατότητες της εφαρµογής και χρήσης των αποτελεσµάτων εντοπίζονται στα παρακάτω: Στον εντοπισµό υλικών µε χαµηλότερες περιεκτικότητες σε εµπεριεχόµενη ενέργεια και αντίστοιχες ισοδύναµες εκποµπές αέριων ρύπων. Στον σχεδιασµό νέων δοµικών υλικών εφόσον τα ήδη διαθέσιµα δεν ικανοποιούν τις ανάγκες και τους στόχους ένταξης περιβαλλοντικών κριτηρίων στο κτιριοδοµικό σχεδιασµό. Στον σχεδιασµό κτιρίων µε περιβαλλοντικά κριτήρια και ειδικότερα, στον περιορισµό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συµβαίνουν από τις αρχικές φάσεις του κτιρίου πριν ακόµη τη λειτουργία του. Στον χαρακτηρισµό και στη σήµανση των κτιρίων ως προς τα περιβαλλοντικά τους χαρακτηριστικά ακόµη και από τα αρχικά στάδια του σχεδιασµού τους. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σήµερα ο κτιριοδοµικός σχεδιασµός στην Ελλάδα δεν διέπεται από τις αρχές της προστασίας του περιβάλλοντος και της αειφορικής ανάπτυξης. Το κανονιστικό και νοµοθετικό πλαίσιο της χώρας µας δεν είναι ακόµη ισχυρό προς αυτή τη κατεύθυνση. Η εργασία προσπάθησε να καταδείξει έναν απλοποιηµένο τρόπο εφαρµογής της Α.Κ.Ζ. και χρήσης των αποτελεσµάτων της από τους µηχανικούς. Αυτή όµως η ανάλυση προϋποθέτει την ύπαρξη συγκεκριµένων µεθοδολογικών εργαλείων. Τα ήδη υπάρχοντα εργαλεία της Α.Κ.Ζ. ωστόσο δεν είναι σε θέση να επιλύσουν τόσο σύνθετα προϊόντα όπως είναι ένα κτίριο, κυρίως λόγω της αδυναµίας συνδυασµού πολλαπλών βάσεων δεδοµένων αλλά και ύπαρξης σχετικών στοιχείων κυρίως γύρω από τα υλικά και τις παραγωγικές τους διαδικασίες. Προτάθηκε η απλοποίηση της Α.Κ.Ζ. στο επίπεδο του κτιρίου µε τη µελέτη συγκεκριµένων υλικών και στοιχείων. Τα αποτελέσµατα κατέδειξαν περιοχές όπου απαιτείται είτε αλλαγή στη παραγωγική διαδικασία, είτε στο σχεδιασµό του κτιρίου είτε µεταβολή στον τρόπο οργάνωσης της σύνθεσης του, καταδεικνύοντας την ανάγκη για περαιτέρω έρευνα. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. D.Bikas and S.Milonas (2000) A method for environmental characterization of buildings Proc. Int. Conf. Protection and Restoration of the Environment V, Thassos Island, Greece, July 3-6, 2000, pp ISO 14041: 1998, Environmental management Life cycle assessment Goal and scope definition and inventory analysis. 3. Στατιστική υπηρεσία της Ελλάδος, πίνακες βιοµηχανικής παραγωγής και κατανάλωσης