Kita neseniai priimta direktyva dėl energijos vartojimo efektyvumo taip pat turėtų padėti didinti energijos vartojimo efektyvumą pastatuose.
Šios abi direktyvos yra nukreiptos į pastatų energijos poreikių mažinimą jų eksploatavimo metu neatsižvelgiant į energijos kiekį, reikalingą pastatui sukurti. Tai yra suprantama, kai kalbame apie standartinius pastatus, kuriems sukurti (pagaminti statybines medžiagas ir pastatyti) reikiamas energijos kiekis sudaro maždaug 10 proc., palyginti su energijos kiekiu, sunaudotu per visą pastato gyvavimo laiką. Tačiau, gerinant pastatų energines charakteristikas, juos geriau izoliuojant bei diegiant papildomas alternatyvias energijos gamybos sistemas (saulės kolektorius, saulės elementus ir pan.) – pastatui sukurti reikia didesnio medžiagų kiekio.
Šis kiekis pasyviajame name sudaro maždaug 1/3 visos per pastato gyvavimo laiką suvartotos energijos. Tampa aišku, norint sukurti energiškai efektyvų ir darnų pastatą,
neužtenka remtis tik jo metiniu energijos poreikiu, būtina atsižvelgti ir į medžiagas, kurios naudojamos jam sukurti, ir jų daromą įtaką aplinkai. Būtina vertinti pastatą per visą jo gyvavimo laikotarpį – nuo sukūrimo iki nugriovimo, t. y. taikyti gyvavimo ciklo analizę.
Šiame straipsnyje teoriniu pavyzdžiu iliustruojama, kaip Lietuvos klimato sąlygomis per pastato gyvavimo ciklą (100 metų) pastate vartojama energija ir išskiriamos klimato šiltėjimą bei ozono sluoksnio plonėjimą sukeliančios dujos.
Kas yra gyvavimo ciklo analizė?
Gyvavimo ciklo analizė – tai įrankis, kurį galima taikyti įvairiose srityse, taip pat ir statyboje. Jo paskirtis – ne tiek pateikti tikslias absoliutines vertes, kiek padėti priimti sprendimus, kuriems reikia mažiau išteklių ir jie yra mažiau kenksmingi aplinkai. Šis metodas nėra naujas, jis pradėtas vystyti dar 1969 m., kai amerikiečių kompanija „Coca Cola“ nusprendė atlikti produkcijos pakuočių analizę. Šis metodas ir toliau buvo vystomas, siekiant suprasti ir sumažinti gamybos procesų daromą įtaką aplinkai. Šiandien šis metodas taip pat yra naudojamas kaip priemonė analizuoti, vertinti pastatus ir jų inžinerines sistemas bei mažinti jų daromą neigiamą įtaką.
Projektuojant pastatą, gyvavimo ciklo analizė yra naudinga tuo, kad leidžia priimti sprendimus, susijusius su projekto alternatyvomis, parinkti konstrukcines medžiagas, nustatyti, kurie iš pastato elementų ir kurioje pastato gyvavimo ciklo fazėje daro didžiausią aplinkosauginį poveikį.
Taigi kyla klausimas: kodėl gyvavimo ciklo analizė vis dar nėra plačiai naudojama praktiškai architektų bei kitų pastato projektavimo proceso dalyvių? Pagrindinės to priežastys yra tos, kad tai procesas, kuriam reikia daug laiko ir surinkti daugybę duomenų, kyla duomenų patikimumo problemų, poveikio vertinimo metodo ir svorio skirtingiems įtakos faktoriams suteikimo problemų, tačiau jas didžiąja dalimi leidžia išspręsti tam tikslui sukurtos kompiuterinės programos.
Gyvavimo ciklo analizės pritaikymo pavyzdys
Kaip pavyzdį panagrinėkime gyvenamąjį vieno aukšto namą, kurio plotas 81 m2, konstrukcijos, sandarumas ir vėdinimo sistema atitinka STR 2.01.09:2012 „Pastatų energinis naudingumas. Energinio naudingumo sertifikavimas“ A+ klasės pastatams (pasyviesiems) keliamus reikalavimus.
Visų pirma atlikdami gyvavimo ciklo analizę, apsibrėžiame nagrinėjamos sistemos ribas arba, kitaip tariant, kokio detalumo bus analizė, kokias gyvavimo ciklo fazes ji apims.
Taigi priimama, kad bus nagrinėjamos šios gyvavimo ciklo fazės: pastato elementų gamyba ir statyba, pastato naudojimas ir priežiūra, nugriovimas ir medžiagų perdirbimas, transportavimas visų fazių metu. Vertinamas pastato gyvavimo laikas – 100 metų, per kuriuos tiek pastato atitvaros, tiek inžinerinių sistemų elementai turės būti atnaujinti, atsižvelgiant į jų gyvavimo laiką.
Atliekant pastato gyvavimo ciklo analizę, kaip jau buvo minėta, labai svarbu žinoti, iš kokių medžiagų pagamintas pastatas ir jo inžinerinės sistemos, suskaičiuoti jų kiekius (atlikti inventorinę analizę). Tai analizės dalis, kuriai prireikia daugiausia laiko.
Taip pat nagrinėjamos pastato inžinerinės sistemos: apšvietimas šviesos diodų (LED) lempomis, signalizacijos sistema, mechaninis vėdinimas su šilumos atgavimu, grindinė šildymo sistema, medžio granulių katilas su saulės kolektoriais šilumai ir karštam vandeniui gaminti, šalto ir karšto vandentiekio bei nuotekų sistemos. Pastato energijos poreikiai bei emisijos naudojimo fazėje yra nustatomi atlikus pastato dinaminį (metų laikotarpiui valandos žingsniu) ir energinį modeliavimą su programa „DesignBuilder“.
Atlikta gyvavimo ciklo analizė rodo, kad pastato, pastatyto pagal pasyviajam pastatui keliamus reikalavimus, sukūrimui ir priežiūrai (elementų keitimui) per visą jo gyvavimo laiką didžiausią įtaką energijos vartojimui turės naudojimo fazė, taip pat ši fazė esminę įtaką turi ozono sluoksnio plonėjimui įtaką darančių dujų emisijoms.
Tačiau matome), kad įkūnytoji energija (energija, reikalinga pastatui sukurti ir prižiūrėti) sudaro 1/3 visos suvartojamos energijos, o įkūnytosios klimato šiltėjimą sukeliančių dujų emisijos sudaro 2/3 emisijų per pastato gyvavimo laiką.
Visgi visos šios priemonės leidžia gerokai sumažinti energijos poreikius bei emisijas naudojimo fazės metu.
Didžiausią įtaką pastato aplinkosauginiam efektyvumui daro jo konstrukcijos, ypač sienos, grindys ir stogas. O visoms inžinerinėms sistemoms kartu sudėjus reikia tik 15 % visos įkūnytosios energijos.
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl pastato konstrukcijoms reikia tiek energijos ir jos išskiria daugiausia klimato šiltėjimą sukeliančių emisijų, tai didelis konstrukcijoms apšiltinti reikalingas termoizoliacinės medžiagos kiekis.
Taigi projektuojant pasyvųjį pastatą reikalinga ne tik daug dėmesio skirti eksploatacinėms savybėms gerinti, bet ne mažiau svarbu yra parinkti mažiausią neigiamą įtaką aplinkai darančias konstrukcines medžiagas. Pavyzdžiui, įvertinus visas galimas alternatyvas ir parinkus tinkamas medžiagas, įmanoma net 42 % sumažinti ozono sluoksnio plonėjimą sukeliančių dujų emisijas.
Tyrimai patvirtina kai kurių mokslininkų teiginius, kad mažai energijos vartojančiam pastatui sukurti reikia kelis kartus daugiau energijos nei standartiniam pastatui. Todėl aplinkosauginiam poveikiui sumažinti ypač daug dėmesio būtina skirti pastato konstrukcinių medžiagų parinkimui.
Nors iki šiol praktiškai buvo apsieinama ir be gyvavimo ciklo analizės, tačiau šis metodas jau skinasi sau kelią, ir ateityje gali tapti plačiai naudojamas vertinant pastatų efektyvumą (ne tik energinį).
Pavyzdžiui, pastatų sertifikavimo sistemos, tokios kaip plačiai pasaulyje žinoma LEED (JAV), BREEAM (Jungtinė Karalystė), DGNB (Vokietija), „ASHRAE/USGBC/IESDNA Standard 189“ (JAV) pradeda naudoti arba jau naudoja šį vertinimo metodą. Taigi tik laiko klausimas, kada jis taps privalomas naudoti visoje Europos Sąjungoje.
Išsamesnių žinių apie gyvavimo ciklo metodą, pastatų energijos vartojimo efektyvumą, atsinaujinančius energijos išteklius ir mikroklimato sistemas galima gauti studijuojant VGTU Pastatų energetikos katedros vykdomose bakalauro bei magistrantūros studijose. Nuo šių metų jau bus siūlomos išlyginamosios studijos kolegijų studentams bei nuotolinės bakalauro studijos.
