ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΣΥΝ ΥΑΣΜΟ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ

ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΣΥΝ ΥΑΣΜΟ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Μαυρίδου Σ. 1, Οικονόµου Ν. 2, Κατσιφαράκης Κ.Λ. 2 και Μπίκας. 2 1 ρ. Πολιτικός Μηχανικός ΑΠΘ, Χηλής 29, 55132, Θεσσαλονίκη, E-mail: smavrido@civil.auth.gr 2 Καθηγητής, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ΑΠΘ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παραγωγή και επιλογή δοµικών υλικών που προκαλούν τις ελάχιστες δυνατές περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις αποτελεί σηµαντικό βήµα στην κατεύθυνση της φιλικής προς το περιβάλλον δόµησης. Για την επιλογή των δοµικών υλικών µε περιβαλλοντικά κριτήρια απαιτείται η γνώση πληθώρας παραµέτρων, που καλύπτουν ολόκληρο τον κύκλο ζωής των υλικών. Σε κάθε περίπτωση, ο µηχανικός που θα επιλέξει τα δοµικά υλικά µιας κατασκευής οφείλει να είναι καλός γνώστης των ιδιοτήτων των υλικών, κυρίως εκείνων που επιδρούν αρνητικά στο περιβάλλον και στην ανθρώπινη υγεία. Στην παρούσα εργασία πραγµατοποιείται οικολογική αξιολόγηση δύο βασικών θερµοµονωτικών υλικών, κάνοντας συνδυασµένη χρήση των µεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης και της ανάλυσης κύκλου ζωής. Ο πετροβάµβακας και η εξηλασµένη πολυστερίνη χρησιµοποιούνται ευρέως στις σύγχρονες κατασκευές και σε ιδιαίτερα αυξηµένες ποσότητες. Εποµένως κρίθηκε σκόπιµος ο έλεγχος των υλικών αυτών από περιβαλλοντική σκοπιά µε στόχο την αξιολόγηση της χρήσης τους κατασκευαστικά, λειτουργικά αλλά κυρίως περιβαλλοντικά. ECOLOGICAL EVALUATION OF BASIC INSULATING MATERIALS BY COMBINING MULTICRITERIA ANALYSIS AND LIFE CYCLE ANALYSIS Mavridou S. 1, Oikonomou N. 2, Katsifarakis K. L. 2 and Bikas D. 2 1 Dr Civil Engineer AUTh, 29 Hilis str, 55132, Thessaloniki, Greece, E-mail: smavrido@civil.auth.gr 2 Professor, Department of Civil Engineering, AUTh ABSTRACT Building materials production, causing the least of negative environmental effects is crucial towards sustainable development. For the desirable successful choice of building materials with environmental criteria, the decision maker should take into account many parameters covering the whole life cycle of them. In every case, the engineer who is responsible for the material s choice should know the properties of the materials, especially those which have a negative impact on the environment and/or human health. This study deals with the environmental assessment of two basic insulating materials, namely extruded polystyrene and rockwool, by the combined use of multicriteria analysis and Life Cycle Analysis. These materials are widely used in building construction, in large quantities. So it is crucial to examine these materials in terms of environmental effects in order to certify their constructional, functional but also environmental use. 1

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο κύκλος ζωής των δοµικών υλικών, από το αρχικό στάδιο εξόρυξης πρώτων υλών µέχρι το τελικό στάδιο της διάθεσής τους (απόρριψης), έχει σηµαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Τα κριτήρια επιλογής των υλικών αυτών έχουν ιδιαίτερη βαρύτητα και σηµασία, όχι µόνο κατασκευαστικά και λειτουργικά, αλλά κυρίως περιβαλλοντικά. Για την επιλογή των δοµικών υλικών µε περιβαλλοντικά κριτήρια, απαιτούνται γνώσεις σχετικές µε τη διαθεσιµότητα και την επάρκεια των φυσικών πρώτων υλών, την ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή καθώς και για τις υπόλοιπες φάσεις του κύκλου ζωής των υλικών, τα παραγόµενα απορρίµµατα (στερεά-υγρά-αέρια), την τοξικότητα, την ανθεκτικότητά τους, τις ανάγκες συντήρησης, την περιεκτικότητά τους σε ανακυκλωµένα υλικά, καθώς και τη δυνατότητα επανάχρησης ή ανακύκλωσης των ιδίων µετά το τέλος του κύκλου ζωής τους. Σε κάθε περίπτωση, ο µηχανικός που θα επιλέξει τα δοµικά υλικά µιας κατασκευής οφείλει να είναι καλός γνώστης των ιδιοτήτων των υλικών, κυρίως εκείνων που επιδρούν αρνητικά στο περιβάλλον και κατ επέκταση στην ανθρώπινη υγεία. Οι παράµετροι που προσδιορίζουν τους στόχους της εναρµονισµένης µε το περιβάλλον δόµησης, αναφορικά µε την παραγωγή, διάθεση, µεταφορά και εφαρµογή των δοµικών υλικών στον κατασκευαστικό τοµέα, συνοψίζονται στα παρακάτω: Περιβαλλοντικά ορθός σχεδιασµός υλικών. Τυποποίησή τους. Ενσωµάτωση ανακυκλωµένων προϊόντων στην κατασκευή. Εξασφάλιση εύκολου διαχωρισµού των επιµέρους συστατικών ενός δοµικού υλικού. Πρόνοια για απλοποίηση της συντήρησης ή επισκευής τους, µε αποφυγή χρήσης τοξικών ουσιών, οι οποίες χρησιµοποιούνται για την ενίσχυση των ιδιοτήτων τους. Πρόνοια για τις φάσεις µετά το τέλος του κύκλου ζωής των υλικών και κυρίως όσον αφορά την ανακύκλωση και επαναχρησιµοποίησή τους. Μείωση των παραγόµενων απορριµµάτων (αερίων, στερεών και υγρών) και της καταναλισκόµενης ενέργειας κατά τα διάφορα στάδια του κύκλου ζωής των δοµικών υλικών, καθώς και Χρήση φιλικών προς το περιβάλλον µέσων µεταφοράς για τη διάθεση των προϊόντων. Μέχρι πρότινος, η επιλογή των δοµικών υλικών επηρεαζόταν από παράγοντες, όπως το κόστος, η διαθεσιµότητα και ο λειτουργικός σκοπός της κατασκευής. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια η καταλληλότητα των υλικών από περιβαλλοντική σκοπιά αποκτά ιδιαίτερη βαρύτητα. Το ζήτηµα της µόνωσης µιας κατασκευής είναι κρίσιµο και αρκετά περίπλοκο. Η σωστή µόνωση του κελύφους είναι ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την ενεργειακή συµπεριφορά ενός κτιρίου, τόσο στο εσωτερικό όσο και το εξωτερικό του περιβάλλον. Στην παρούσα εργασία αξιολογούνται δύο βασικά θερµοµονωτικά υλικά, η εξηλασµένη πολυστερίνη και ο πετροβάµβακας, τα οποία χρησιµοποιούνται ευρέως σε κατασκευαστικά έργα. Η αξιολόγηση των υλικών αυτών βασίζεται σε πληθώρα κριτηρίων που σχετίζονται άµεσα µε τα διάφορα στάδια του κύκλου ζωής των προϊόντων αυτών. 2. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Η συνεχώς αυξανόµενη ευαισθητοποίηση της παγκόσµιας κοινής γνώµης για την προστασία του περιβάλλοντος γενικώς και τον περιορισµό των πιθανών επιπτώσεων από την παραγωγή και κατανάλωση προϊόντων ειδικότερα, έχει σαφώς αυξήσει το ενδιαφέρον για ανάπτυξη µεθόδων ή µηχανισµών περιβαλλοντικής διαχείρισης, µε τη βοήθεια των οποίων µπορούν να ελαχιστοποιηθούν αυτές οι πιθανές αρνητικές επιπτώσεις. Στις µέρες µας, έχουν αναπτυχθεί και αναπτύσσονται διαρκώς πολλές µέθοδοι εκτίµησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Κύριος σκοπός της χρήσης των µεθόδων αυτών είναι η ορθή περιβαλλοντικά επιλογή υλικών, διεργασιών ή διαδικασιών. 2

Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας επιλέχθηκαν δύο µέθοδοι (πολυκριτηριακή ανάλυση και ανάλυση κύκλου ζωής), οι οποίες συνδυαζόµενες µπορούν να οδηγήσουν σε περιβαλλοντική αξιολόγηση των εξεταζόµενων υλικών. Στοιχεία τόσο για τις µεθόδους όσο και για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των εξεταζόµενων δοµικών υλικών αναφέρονται στη συνέχεια. 2.1 ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Ένα πρόβληµα πολυκριτηριακής ανάλυσης αφορά ένα σύνολο εναλλακτικών λύσεων, οι οποίες αξιολογούνται χωριστά µε βάση προκαθορισµένα κριτήρια. Αυτή αποτελεί ένα εργαλείο λήψης αποφάσεων που έχει αναπτυχθεί για σύνθετα προβλήµατα πολλαπλών κριτηρίων, τα οποία περιλαµβάνουν ποιοτικές ή/και ποσοτικές πτυχές ενός προβλήµατος κατά την διαδικασία λήψης αποφάσεων. Η πολυκριτηριακή ανάλυση προϋποθέτει αφενός τη διατύπωση όλων των κριτηρίων που σχετίζονται µε τη λήψη µιας απόφασης µε ποσοτικούς όρους και αφετέρου την ενσωµάτωση τους σε µια ενιαία αριθµητική έκφραση, η οποία είναι γνωστή ως συνάρτηση χρησιµότητας. Η πρώτη προϋπόθεση είναι δύσκολο να υλοποιηθεί όταν τα κριτήρια είναι υποκειµενικά ή δεν µπορούν παρά να βαθµονοµηθούν µε ποιοτικούς όρους. Για το λόγο αυτό, γενικά χρησιµοποιούνται κλίµακες µε µικρό αριθµητικό εύρος, κάτι που υιοθετείται και στην παρούσα εργασία. Η δεύτερη προϋπόθεση ενέχει τον κίνδυνο υποτίµησης ή υπερτίµησης ορισµένων κριτηρίων σε σχέση µε τα υπόλοιπα, µε αποτέλεσµα τη διατύπωση µεροληπτικών συναρτήσεων χρησιµότητας. Παρόλο που έχει προταθεί ένα µεγάλο πλήθος τεχνικών αντιµετώπισης των παραπάνω προβληµάτων, εξάλειψη της µεροληψίας κατά την εφαρµογή της πολυκριτηριακής ανάλυσης δεν µπορεί να επιτευχθεί. Μερικές γνωστές µέθοδοι πολυκριτηριακής ανάλυσης που αναφέρονται στην βιβλιογραφία είναι οι ELECTRE I-II, PROMETHEE, Compromise programming, Goal programming, Weighting method και A.H.P. (Analytic Hierarchy Process) [1]. Η χρησιµότητα της πολυκριτηριακής ανάλυσης είναι αδιαµφισβήτητη (ποσοτικοποιεί το πρόβληµα και οδηγεί σε λήψη αποφάσεων), µολονότι δεν είναι απολύτως αντικειµενική. Μέχρι σήµερα όµως, αποτελεί το µοναδικό νοητικό εργαλείο για να αντιµετωπιστούν σύνθετα (πολυκριτηριακά) προβλήµατα αποκτώντας ποσοτική εικόνα, χωρίς απαραιτήτως η λύση που παρουσιάζεται να είναι µονοσήµαντη, κυρίως λόγω της φύσης των εφαρµοζόµενων κριτηρίων, καθώς και του υποκειµενισµού που είναι δυνατόν να υπεισέλθει από τον χρήστη της µεθόδου. Η µέθοδος πολυκριτηριακής ανάλυσης παρέχει έναν ελαστικό δρόµο αντιµετώπισης ποιοτικών πολυδιάστατων περιβαλλοντικών επιπτώσεων αποφάσεων, ωστόσο δεν αποτελεί πανάκεια, καθώς δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί εύκολα σε όλες τις περιπτώσεις. 2.2 ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Μια από τις τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί για τη βελτίωση και τη µείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων είναι η ανάλυση κύκλου ζωής ενός προϊόντος (Life Cycle Analysis-LCA). Η ανάλυση κύκλου ζωής αποτελεί µια τεχνική εκτίµησης των περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων που συνδέονται µε κάποιο προϊόν ή δραστηριότητα ή διεργασία. Προσδιορίζοντας και ποσοτικοποιώντας την ενέργεια και τα υλικά που χρησιµοποιούνται καθώς και τα απόβλητα που απελευθερώνονται στο περιβάλλον, µπορούν να εκτιµηθούν οι επιπτώσεις από τη χρήση της ενέργειας και των υλικών, καθώς και από την απελευθέρωση των αποβλήτων. Επίσης µε τον τρόπο αυτό αναγνωρίζονται και εκτιµώνται οι δυνατότητες περιβαλλοντικών βελτιώσεων. Η µέθοδος αυτή αποτελεί σηµαντικό εργαλείο για την υποστήριξη της διαδικασίας λήψης αποφάσεων που άπτονται της προστασίας του περιβάλλοντος. Ο στόχος, τα σύνορα και το επίπεδο των λεπτοµερειών µιας µελέτης ανάλυσης κύκλου ζωής εξαρτάται από το θέµα και την προβλεπόµενη χρήση της µελέτης. Επίσης το βάθος και το πλάτος ανάλυσης µιας µελέτης ανάλυσης κύκλου ζωής µπορεί να διαφέρει αρκετά από τη µια µελέτη στην άλλη, ανάλογα µε 3

το σκοπό που έχει η συγκεκριµένη µελέτη. Εντούτοις όµως σε κάθε περίπτωση, οι αρχές και το πλαίσιο που καθιερώνονται από πλευράς ιεθνούς Οργανισµού Τυποποίησης µε το ιεθνές Πρότυπο ISO14040:1997 [2] πρέπει να ακολουθηθούν ως ελάχιστη προϋπόθεση. Το πλαίσιο µεθοδολογίας της ανάλυσης κύκλου ζωής (ΑΚΖ) που προτείνεται από τον SETAC (Society of Environmental Toxicology and Applied Chemistry) αποτελείται από τέσσερα βασικά στάδια: Προσδιορισµός του στόχου και του σκοπού της ανάλυσης. Καταγραφή δεδοµένων, δηλαδή εισροών και εκροών του υπό µελέτη συστήµατος, τα οποία στην περίπτωσή µας είναι πρώτες ύλες, ενέργεια, απόβλητα και θόρυβος. Ανάλυση και αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Βελτιστοποίηση του κύκλου ζωής. Η µέθοδος της ανάλυσης κύκλου ζωής αποτελεί ένα εργαλείο περιβαλλοντικής διαχείρισης και η εφαρµογή της σε οποιαδήποτε παραγωγική διεργασία είναι ιδιαίτερα σηµαντική για την περαιτέρω επιβίωση των ανθρώπων σε ένα καθαρό και υγιές περιβάλλον [3]. Ωστόσο, η ανάλυση κύκλου ζωής είναι ένας από τους πολλούς µηχανισµούς περιβαλλοντικής διαχείρισης, διότι δεν είναι ο πλέον ενδεικνυόµενος µηχανισµός για κάθε περίπτωση. 2.3 ΣΥΝ ΥΑΣΜΕΝΗ ΧΡΗΣΗ ΜΕΘΟ ΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η οικολογική αξιολόγηση δύο βασικών θερµοµονωτικών δοµικών υλικών, της εξηλασµένης πολυστερίνης και του πετροβάµβακα, συνδυάζοντας την ανάλυση κύκλου ζωής µε την πολυκριτηριακή ανάλυση, ώστε το τελικό αποτέλεσµα να είναι όσο το δυνατόν πιο αντικειµενικό. Για το σκοπό αυτό λαµβάνονται υπόψη διάφορα κριτήρια (παραγωγή αποβλήτων, θορύβου, κατανάλωση ενέργειας, δυνατότητα ανακύκλωσης κ.α.), τα οποία συνδυάζονται µε τα διάφορα στάδια του κύκλου ζωής των υλικών (εξόρυξη πρώτων υλών, παραγωγική διαδικασία, µεταφορά, χρήση και τελική απόθεση). Στην ανάλυση εκτιµώνται ποιοτικά οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των υλικών (α ι ) κατά τα διάφορα στάδια του κύκλου ζωής τους. Όπως είναι γνωστό, δεν µπορεί να οριστεί µονοσήµαντα και ποσοτικά η οικολογική συµπεριφορά ενός υλικού, παρά µόνο ποιοτικά. Για το λόγο αυτό, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις του υλικού εκφράζονται σε µια κλίµακα από -2 έως +2, ανάλογα µε το µέγεθος της περιβαλλοντικής επίπτωσης. Για την τιµή -2 υπάρχει µεγάλο περιβαλλοντικό κόστος ενώ για το +2 το κόστος είναι µηδενικό. Η κλίµακα είναι µικρού εύρους, δεδοµένου ότι αύξηση του εύρους της προκαλεί αύξηση σφαλµάτων εκτίµησης των παραµέτρων [4]. Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται στον συντελεστή βαρύτητας β ι, ο οποίος κυµαίνεται µεταξύ 1 και 5, ενώ εκτιµάται σύµφωνα µε τη σπουδαιότητα κάθε παραµέτρου. Με 1 συµβολίζεται το κριτήριο που έχει το µικρότερο περιβαλλοντικό κόστος και µε 5 αυτό µε το µεγαλύτερο. Η συνάρτηση χρησιµότητας των στοιχείων έχει στόχο να προκύψει ένα εύχρηστο νούµερο, που να εκφράζει ποιοτικά την οικολογική συµπεριφορά του υλικού. Η συνάρτηση χρησιµότητας εκφράζεται από τη σχέση: Υ=Σ(β ι x(σα ι )) και είναι το άθροισµα των γινοµένων (συντελεστής βαρύτητας x (άθροισµα αξιολόγησης των επιπτώσεων κάθε περιβαλλοντικής επίπτωσης)). Ανάλογα µε το αποτέλεσµα που θα προκύψει, θα πραγµατοποιηθεί η σύγκριση οικολογικής συµπεριφοράς των εξεταζόµενων υλικών. Πρέπει να σηµειωθεί ότι η σύγκριση αυτή θα αφορά γενικά τα δοµικά υλικά και όχι συγκεκριµένες εφαρµογές τους [5]. Όσον αφορά στην πολυκριτηριακή ανάλυση, επιλέχθηκαν κριτήρια, τα οποία σχετίζονται άµεσα µε τον κύκλο ζωής των δοµικών υλικών και τα οποία είναι τα εξής: 1. Απόβλητα. 2. Ρύπανση εδάφους, νερού, αέρα. 3. Θόρυβος. 4

4. Κατανάλωση ενέργειας. 5. Κατανάλωση φυσικών πόρων. 6. Ενσωµάτωση άλλων υλικών στο παραγόµενο υλικό. 7. Πολυπλοκότητα διαδικασίας εξόρυξης-συλλογής πρώτων υλών και παραγωγής του υλικού. 8. Σχέση µεγέθους των χρησιµοποιούµενων πόρων µε την ικανότητα ανανέωσής τους. 9. Απαιτούµενη συντήρηση κατά τη διάρκεια ζωής του υλικού. 10. Χρόνος ζωής υλικού. 11. Ικανότητα ανακύκλωσης και 12. Ικανότητα βιοδιάσπασής του. Όσον αφορά στην µέθοδο Ανάλυσης Κύκλου Ζωής, γίνεται διάκριση της ζωής των δοµικών υλικών στα παρακάτω στάδια: 1. Εξόρυξη πρώτων υλών. 2. Παραγωγή. 3. Μεταφορά. 4. Χρήση και 5. ιάθεση µετά το τέλος του κύκλου ζωής. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 3.1.1 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις εξηλασµένης πολυστερίνης Όπως ισχύει και µε άλλα συνθετικά υλικά, ένα τµήµα της ρύπανσης από την εξηλασµένη πολυστερίνη είναι αποτέλεσµα της εξαγωγής του πετρελαίου και της παρασκευής ενδιάµεσων προϊόντων στην πετρελαϊκή βιοµηχανία. Προέρχεται από µη ανανεώσιµη πηγή ενέργειας (υδρογονάνθρακες), ενώ η κατανάλωση ενέργειας κατά την παραγωγή της ανέρχεται στα 24,90 MJ/Kg. Η εξηλασµένη πολυστερίνη προκαλεί ρύπανση λόγω της διαφυγής τοξικών πτητικών αερίων στο περιβάλλον, όπως CFC (χλωροφθοράνθρακες), πεντανίου (καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος και ενισχύουν το φαινόµενο του θερµοκηπίου) και στυρενίου (ουσία νευροτοξική, που ενοχοποιείται για καρκινογενέσεις). Σε περίπτωση φωτιάς παράγονται τοξικά βρωµιούχα αέρια, εξ αιτίας των ουσιών που περιέχει, οι οποίες χρησιµοποιούνται εξαρχής µε στόχο την καθυστέρηση εκδήλωσης πυρκαγιάς [6]. Ποσοτικά, η εξηλασµένη πολυστερίνη µπορεί να ανακυκλωθεί σε ποσοστό 20% της αρχικής πρώτης ύλης [7]. Ιδιαίτερα σηµαντική εναλλακτική επιλογή της αποτελεί η ενσωµάτωσή της σε προϊόντα τσιµέντου για την παραγωγή ελαφροσκυροδέµατος, κατάλληλου για δάπεδα, οροφές αλλά και για την κατασκευή δεξαµενών κολύµβησης [8]. 3.1.2 Αξιολόγηση εξηλασµένης πολυστερίνης από περιβαλλοντική σκοπιά Με βάση τα παραπάνω συντάχθηκε ο πίνακας 1 περιβαλλοντικής αξιολόγησης της εξηλασµένης πολυστερίνης. Όπως φαίνεται και από τον πίνακα, τα στάδια µε το µεγαλύτερο περιβαλλοντικό αρνητικό φορτίο είναι το στάδιο της εξόρυξης των πρώτων υλών, της παραγωγικής διαδικασίας καθώς και το τελευταίο στάδιο, της διάθεσης µετά το τέλος του κύκλου ζωής της, ενώ το περισσότερο φιλικό προς το περιβάλλον είναι το στάδιο της χρήσης. 5

Πίνακας 1. Περιβαλλοντική αξιολόγηση της εξηλασµένης πολυστερίνης Συντ. βαρυτ. βi 5 5 5 4 4 5 3 2 3 4 2 3 1 2 Επιπτώσεις Απόβλητα Ρύπανση εδάφους Ρύπανση νερού Εκποµπές αερίων Θόρυβος Κατανάλωση ενέργειας Κατανάλωση φυσικών πόρων Ενσωµάτωση άλλων υλικών στο τελικό προϊόν Πολυπλοκότητα εξόρυξηςπαραγωγής υλικού Σχέση µεγέθους χρησιµοποιούµενων πόρων µε δυνατότητα ανανέωσης τους Εξόρυξη πρώτων υλών (α1) -2-2 -1-1 -1-1 -2-1 Παραγωγή (α2) -1-1 -1-1 -1 Μεταφορά (α3) -2 Χρήση (α4) 2 2 ιάθεση (α5) -1-1 -1 2-2 Συντήρηση Χρόνος ζωής Ικανότητα ανακύκλωσης Ικανότητα βιοδιάσπασης ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑΣ βi *(Σαi) -20-15 -10-16 -4-10 -6-2 -3-4 4 6 2-4 -82 3.1.3 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις πετροβάµβακα Ο πετροβάµβακας αποτελεί µη ανανεώσιµο υλικό (εκτός της υάλου), που προέρχεται όµως από υλικά που βρίσκονται σε αφθονία στη φύση όπως η άµµος, ο βασάλτης κλπ. Η κατανάλωση ενέργειας κατά την παραγωγή του ανέρχεται στα 92,38MJ/Kg. Η κύρια ρύπανση που προκαλεί εµφανίζεται και περιορίζεται στις µονάδες παραγωγής (λόγω του διοξειδίου του άνθρακα CO 2 ) και κατά τη διάρκεια της µεταφοράς του. Παράλληλα, µειονέκτηµά του είναι ότι απελευθερώνει ίνες που θεωρούνται επιβλαβείς για την υγεία, γι' αυτό θέλει προσοχή κατά την τοποθέτηση και καλό εγκλωβισµό στα δοµικά στοιχεία της κατασκευής. Σε αντίθεση µε τις ίνες αµιάντου, οι ίνες του πετροβάµβακα δεν διαχωρίζονται κατά το µήκος τους, αλλά σπάνε κάθετα στη µάζα τους και σύµφωνα µε το I.A.R.C. η επικινδυνότητά τους έγκειται στις διαστάσεις τους (µήκος ανώτερο των 5 µm και διάµετρος µικρότερη των 3 µm)[6]. Τέλος, ο πετροβάµβακας µπορεί να ανακυκλωθεί κατά 16-30% οδηγώντας σε σηµαντική εξοικονόµηση πρώτων υλών και ενέργειας κάνοντας χρήση ενός σπαστήρα και ενός φούρνου (χαµηλής ισχύος) για την προθέρµανση του υλικού [7, 9]. 3.1.4 Αξιολόγηση πετροβάµβακα από περιβαλλοντική σκοπιά Με βάση τις παραπάνω ενότητες συντάχθηκε πίνακας περιβαλλοντικής αξιολόγησης του πετροβάµβακα. Όπως φαίνεται και από τον πίνακα, τα στάδια µε το µεγαλύτερο περιβαλλοντικό αρνητικό φορτίο είναι το στάδιο της εξόρυξης των πρώτων υλών και της παραγωγικής διαδικασίας και της τελικής διάθεσης, ενώ το περισσότερο φιλικό προς το περιβάλλον είναι το στάδιο της χρήσης. 6

Πίνακας 2. Περιβαλλοντική αξιολόγηση πετροβάµβακα Συντ. βαρυτ. βi 5 5 5 4 4 5 3 2 3 4 2 3 1 2 Επιπτώσεις Απόβλητα Ρύπανση εδάφους Ρύπανση νερού Εκποµπές αερίων Θόρυβος Κατανάλωση ενέργειας Κατανάλωση φυσικών πόρων Ενσωµάτωση άλλων υλικών στο τελικό προϊόν Πολυπλοκότητα εξόρυξηςπαραγωγής υλικού Σχέση µεγέθους χρησιµοποιούµενων πόρων µε δυνατότητα ανανέωσης τους Εξόρυξη πρώτων υλών (α1) -1-1 -1-1 -1-1 -1-1 Παραγωγή (α2) -1-1 -2-1 -1 Μεταφορά (α3) -2 Χρήση (α4) 2 2 ιάθεση (α5) -2-2 -2 2-2 Συντήρηση Χρόνος ζωής Ικανότητα ανακύκλωσης Ικανότητα βιοδιάσπασης ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑΣ βi *(Σαi ) -20-15 -15-16 -4-15 -3-2 -3-4 4 6 2-4 -89 ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Όσον αφορά στην περιβαλλοντική αξιολόγηση των εξεταζόµενων υλικών, προέκυψε ο παρακάτω συγκεντρωτικός πίνακας 3, µε τα αποτελέσµατα των συναρτήσεων χρησιµότητάς τους. Πίνακας 3. Αποτελέσµατα συνάρτησης χρησιµότητας εξεταζόµενων θερµοµονωτικών υλικών Υλικό Αποτέλεσµα συνάρτησης χρησιµότητας Εξηλασµένη πολυστερίνη -82 Πετροβάµβακας -89 Το αρνητικό πρόσηµο σηµαίνει ότι κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους τα παραπάνω υλικά επιδρούν αρνητικά στο περιβάλλον. Όσο µεγαλύτερη είναι η απόλυτη τιµή της συνάρτησης, τόσο πιο βλαβερό περιβαλλοντικά είναι το υλικό. Εποµένως µε βάση τα συγκεκριµένα κριτήρια, συντελεστές βαρύτητας και δεδοµένα µπορούµε να συµπεράνουµε ότι ο πετροβάµβακας είναι πιο βλαβερός περιβαλλοντικά από την πολυστερίνη. Αναλυτικά, η σύγκριση της εξηλασµένης πολυστερίνης και του πετροβάµβακα δείχνει ότι η εξηλασµένη πολυστερίνη υπερέχει ενεργειακά και ως προς την εκποµπή αερίων ρύπων του πετροβάµβακα, καθ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους (πίνακας 4). Παράλληλα, η εξηλασµένη πολυστερίνη και ο πετροβάµβακας έχουν συγκρίσιµες τιµές του συντελεστή θερµικής αγωγιµότητας (0,030-038 W/(m.K) και 0.033-0,041 W/(m.K) 7

αντίστοιχα)[10]. Ωστόσο, ο πετροβάµβακας µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε µεγαλύτερο εύρος θερµοκρασιών (-100 έως 750 ο C έναντι -60 έως 75 ο C της εξηλασµένης πολυστερίνης) [7]. Πίνακας 4. Σύγκριση εξηλασµένης πολυστερίνης-πετροβάµβακα από άποψη εκποµπών αερίων και απαιτούµενης ενέργειας [7] CO 2 eq (kg) SO 2 eq (kg) PO 4 eq (kg) C 2 H 4 eq (kg) Συνολική Ενέργεια (MJ) Υλικό Εξηλασµένη πολυστερίνη 2,17 0,01303 0,00132 0,00059 24,90 Πετροβάµβακας 4,04 0,01646 0,00125 0,00088 92,38 CO 2 : σχετίζεται µε το φαινόµενο του θερµοκηπίου, SO 2 : σχετίζεται µε την οξίνιση, PO 4 : σχετίζεται µε τον ευτροφισµό, C 2 H 4 : σχετίζεται µε τη φωτοχηµική αιθαλοµίχλη 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια περιβαλλοντικής αξιολόγησης βασικών θερµοµονωτικών υλικών όπως είναι η εξηλασµένη πολυστερίνη και ο πετροβάµβακας, που χρησιµοποιούνται ευρέως στη δόµηση. Η αξιολόγηση βασίσθηκε σε συνδυασµένη εφαρµογή της µεθόδου Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) και της πολυκριτηριακής ανάλυσης. Σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα προκύπτει ότι η εξηλασµένη πολυστερίνη υπερέχει έναντι του πετροβάµβακα, από περιβαλλοντική σκοπιά. Ωστόσο, θα πρέπει να τονιστεί ότι δεν έχει εξαλειφθεί κάθε υποκειµενικότητα στα αποτελέσµατα, δεδοµένου του ότι τα συγκεκριµένα κριτήρια, που χρησιµοποιούνται για την περιβαλλοντική αξιολόγηση των υπό εξέταση δοµικών υλικών, αποτελούν επιλογή των συγγραφέων της εργασίας. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Ζορµπά. (2010) Πολυκριτηριακή ανάλυση µε χρήση συµβιβαστικού Προγραµµατισµού, Εφαρµογή σε αρδευτικά δίκτυα της πεδιάδας Θεσσαλονίκης, Μεταπτυχιακή ιατριβή, ΠΜΣ Γεωπληροφοριακή- Κατεύθυνση Υδατικών Πόρων, Τµήµα Αγρονόµων Τοπογράφων, Α.Π.Θ., σελ. 60-71. 2. ISO 14040, 1997, A standard on principles and framework of LCA, 1 st Edition 3. http://www.p2pays.org/ref%5c01%5c00047/7-04.htm 4. Κορωναίος Αιµ. και Σαργεντής Φ. (2005) οµικά Υλικά και Οικολογία, ΕΜΠ, Αθήνα. 5. Μαυρίδου Σ., (2010) Περιβαλλοντική αξιολόγηση συµβατικών δοµικών υλικών µε συνδυασµό των µεθόδων ανάλυσης κύκλου ζωής και πολυκριτηριακής ανάλυσης, Μεταπτυχιακή ιατριβή, Πρόγραµµα Προστασίας Περιβάλλοντος και Βιώσιµης Ανάπτυξης, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ΑΠΘ. 6. http://www.buildings.gr/greek/eksoplismos/oikologika_ilika/thermomonosi.htm 7. Αναστασέλος. (2009) Σύστηµα αξιολόγησης θερµοµονωτικών λύσεων µε έµφαση στις δυνατότητες επαναχρησιµοποίησης και ανακύκλωσής τους, ιδακτορική ιατριβή, Α.Π.Θ. 8. Amianti M., Botaro V. (2008) Recycling of EPS: A new methodology for production of concrete impregated with polystyrene (CIP), Cement & Concrete Composites, 30, p.23-28. 9. http://www.rockwool-firepro.co.uk/grapjics/rw-gbimplementation/brochures/rockcycle.pdf). 10. Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-2/2010 «Θερµοφυσικές ιδιότητες οµικών υλικών και έλεγχος της θερµοµονωτικής επάρκειας των κτηρίων», πίνακας 2, Τεχνικό Επιµελητήριο Ελλάδας, Αθήνα, Ιούλιος 2010. 8