Svázané hodnoty energie a emisí CO2 v systémech TZB
Hodnocení životního cyklu slouží k regulaci a snižování dopadů výrobků na životní prostředí. Hodnoty uvedené v článku jsou původní výsledky předkládané prvně odborné veřejnosti a významná část z nich je i pro obor vytápění.
Těžba surovin na výrobu stavebních materiálů, jejich zpracování, doprava, realizace a další kroky životního cyklu stavebních materiálů a konstrukcí jsou spojeny s produkcí emisí CO2 a se spotřebou energie. Každý objekt, konstrukce a materiál zabudovaný ve stavbě, vykazuje určité emise CO2 a určitou spotřebu energie svázanou s jejich vlastní existencí - svázané produkce CO2 a svázaná spotřeba energie. Jednou z metod vyvíjených za účelem regulace a snižování dopadů produktů lidské činnosti na životní prostředí je hodnocení životní cyklu.
Úvod - proč se zabývat svázanými hodnotami emisí CO2 a energie?
Oxid uhličitý CO2, skleníkový plyn, je považován za hlavní příčinu globálního oteplování, vzniká i při výrobě stavebních materiálů, během výstavby a za provozu staveb. Spalovací procesy jsou největším zdrojem CO2 (cca 97 % celkových emisí CO2). Z emisí skleníkových plynů má rozhodující podíl CO2, tj. cca 82 % celkových emisí skleníkových plynů.
Do začátku 19. století užívali lidé převážně obnovitelných zdrojů paliv a energie (biomasa, práce zvířat, lidí, voda, vítr, sluneční záření). Spotřeba byla nízká a takřka bezodpadová. V roce 1850 připadalo na fosilní paliva a vodní energii pouze 11,5% spotřeby veškeré energie světa, v roce 1910 však již 69% a dnes asi 89% (včetně jaderné energie). Posun od obnovitelných k neobnovitelným zdrojům se vyznačoval výrazným zvýšením celkové spotřeby primárních energetických zdrojů. Tím dochází k postupnému vyčerpávání neobnovitelných zdrojů energie.
Spotřeba energie a produkce CO2 v průběhu životního cyklu budov
Stavební průmysl a jeho produkty jsou hlavním konzumentem surovinových a energetických zdrojů a nepřímo patří mezi významné znečišťovatele životního prostředí. Odhaduje se, že v rámci EU spotřebovává stavebnictví přibližně 40 % celkové energie, produkuje 30 % emisí CO2 a produkuje přibližně 40 % veškerých odpadů. Mezi další vhodné ukazatele může patřit velikost svázané energie pocházející z neobnovitelných zdrojů potřebné pro vznik budovy, podíl použitých přírodních materiálů, podíl recyklovaných materiálů a podíl recyklovatelných materiálů po dožití budovy nebo jejích částí atd.
Některá z opatření vedoucí k environmentálně šetrnějšímu nakládání se zdroji mohou být z hlediska počátečních investičních nákladů méně výhodná. Z hlediska dlouhodobého pohledu jsou taková opatření často nejen environmentálně, ale i ekonomicky příznivější.
Svázané hodnoty energie a emisí CO2 jednotlivých stavebních materiálů jsou uvedeny v tab. 1, porovnání je patrné z obr.1.
| název | Energie [MJ/kg] | CO2 [g/kg] | název | Energie [MJ/kg] | CO2 [g/kg] |
|---|---|---|---|---|---|
| Pozink | 59,7 | 4079 | PE | 111,1 | 3169 |
| Ocel | 38,6 | 2588 | Rouno - plsť | 115,6 | 3562 |
| Měď | 97,2 | 5409 | PP | 87,0 | 2448 |
| Hliník | 410,0 | 20981 | PVC | 52,7 | 2161 |
| Litina | 41,1 | 2768,5 | PU | 104,4 | 2937,6 |
| Mozaz | 106,92 | 5949,9 | Skelná vlna | 42,7 | 2130 |
| Kamenina | 3,402 | 311,22 | Kamenná vlna | 17,5 | 1196 |
| Keramika | 2,8 | 259,4 |
Tab. 1. Svázané hodnoty energie a emisí CO2 pro různé materiály
 |
 |
Obr. 1. Svázané hodnoty energie a emisí CO2 pro různé materiály
Z grafů je patrné, že nejvíce se spotřebuje a vyprodukuje pro výrobu hliníku, nejméně pro keramiku, kameninu. Z plastů má nejpříznivější hodnoty PVC.
Systémy technických zařízení
Svázané hodnoty energie a emisí CO2 jednotlivých komponentů technických zařízení budov jsou uvedeny v tabulkách v příloze. Tyto, dosud nepublikované, hodnoty byly vypočítány pomocí následujích vzorců:
a) spotřeba energie
| E | množství svázané energie pro výrobek [MJ/bm, MJ/m2, MJ/ks] |
| εi | množství spotřebované energie při těžbě, zpracování, výrobě a dopravě materiálu [MJ/kg] |
| mi | hmotnost jednotlivých materiálů [kg/bm, kg/m2, kg/ks] |
b) produkce CO2
| C | emise oxidu uhličitého pro výrobek [g/bm, g/m2, g/ks] |
| εi | množství spotřebované energie při těžbě, zpracování, výrobě a dopravě materiálu [MJ/kg] |
| mi | hmotnost jednotlivých materiálů [kg/bm, kg/m2, kg/ks] |
Závěr
Integrovaný přístup k řešení energetických systémů budov a stavebních konstrukcí je metoda, kterou lze snížit spotřebu energie stavby při nižších nákladech. Vedle vlastních technických zařízení, zajišťujících vytápění a větrání budov je toto umožněno především prudkým vývojem v oblasti konstrukcí budov z hlediska tepelně technických vlastností a rozvojem systémů pro inteligentní řízení budov, které umožňují zajistit vazbu mezi jednotlivými subsystémy a harmonizovat chod celé budovy. Při vyhodnocování budov z hlediska spotřeby energie se stále více v poslední době prosazuje rozšíření pohledu na energetickou náročnost o LCA (life cycle asessment), který dává úplnější pohled na celý životní cyklus zařízení a jeho vliv na životní prostředí, neboť nejen energie provozní ale i energie zabudovaná má výrazný vliv na hodnocení budov. Zatímco o energii zabudované ve stavebních konstrukcích bylo publikována již řada děl, o energiích zabudovaných v systémech TZB jsou dostupné informace kusé. Hodnoty uvedené v tabulkách tohoto příspěvku jsou původními výsledky předkládané prvně odborné veřejnosti.
Přílohy: Hodnoty svázané energie a emisí CO2. (PDF, 124 kB)
Literatura:
[1] [D2] SIA Dokumentation D 0123: Hochbaukonstruktionen nach ökologischen Gesichtspunkten, Zürich 1995
[2] Waltjen, T.: Ökologischer Bauteilkatalog. Bewertete gängige Konstruktionen, Springer-Verlag/Wien 1999
[3] J. Erben, J. Jakeš, V. Kraus, Tabulky pro instalatéry a topenáře, 1985, ISBN 04-202-84
[4] Solaranlagen
[5] http://www.tzb-info.cz/
[6] http://www.env.cz/
[7] J. Řehánek, A. Janouš, P. Kučera, V. Kučera, J Šafránek, V. Václavík, 4xE o tepelné izolaci budov, 2004, ISBN 80-86769-25-9
[8] Podklady firem: Imi-international, Junkers, Protherm, Korado, Atrea, Janka, Schiedel, IVT, Dražice, WILO.
