Budownictwo w obiegu zamkniętym – kierunek rozwoju zrównoważonej gospodarki

Dynamiczny rozwój cywilizacyjny ludzkości, a przede wszystkim nadmierny konsumpcjonizm wysoko rozwiniętych krajów spowodował niespotykane dotąd w historii świata zagrożenie dla środowiska naturalnego. Zmiany klimatu związane z emisją wytwarzanych antropogenicznie gazów cieplarnianych, gromadzenie odpadów czy też zużywanie nieodnawialnych zasobów naszej planety to jedynie część problemów, z jakimi musimy się obecnie zmierzyć, jeśli chcemy, aby Ziemia przetrwała dla przyszłych pokoleń. Zagrożenia środowiska są wzajemnie powiązane, należy więc szukać rozwiązań systemowych – takich, które będą zgłębiać problemy nie tylko jednego, ale większości powiązanych kwestii środowiskowych.

Zrównoważone wykorzystanie zasobów w budownictwie cyrkularnym

Odpowiedzią na wiele zagrożeń środowiska jest koncepcja gospodarki o obiegu zamkniętym (inaczej gospodarki cyrkularnej), która wspierając ponowne użycie, efektywność wykorzystania i recykling istniejących materiałów odnosi się do problemu odpadów, a jednocześnie przynosi rozwiązanie nadmiernego zużywania surowców naturalnych, redukcję emisji gazów cieplarnianych czy też zmniejszenie stosowania substancji chemicznych itp. Koniecznością stało się to, aby jak najszybciej zastąpiła ona wciąż powszechny dzisiaj schemat gospodarki linearnej, opierający się na zasadzie „wydobyć – wyprodukować – użyć – wyrzucić".

Jednym z istotnych elementów gospodarki cyrkularnej jest budownictwo cyrkularne oraz związane z nim odpowiednie podejście do kwestii doboru i pozyskiwania materiałów. Wybór zrównoważonych, ponownie wykorzystywanych materiałów budowlanych ma zasadniczy wpływ na to, jak inwestycja będzie oddziaływała na środowisko naturalne w każdej fazie inwestycji i powiązanych z nią procesach: od pozyskania surowców na ich wyprodukowanie, przez efektywność energetyczną powstającego budynku czy jego utrzymanie, aż po rozbiórkę.

Przeczytaj również:

• Analiza LCC (Life Cycle Costing). Jak ograniczyć koszty eksploatacji budynku biurowego?
• Magazyn energii do fotowoltaiki. Jakie korzyści daje magazynowanie energii?

To, czy materiały użyte w obiekcie będą mogły być ponownie użyte, czy budynek po zakończeniu użytkowania będzie mógł być modernizowany lub łatwo będzie można zmienić jego funkcję, czy rozbiórka będzie łatwa i będzie umożliwiała późniejsze wykorzystanie powstałych odpadów – czyni budynek bardziej lub mniej dostosowanym do całej koncepcji gospodarki cyrkularnej.

LCA i LCCA jako narzędzia projektowe doboru materiałów w budownictwie cyrkularnym

Aby materiał budowlany oraz procesy z nim powiązane były jak najbardziej zgodne z zasadami gospodarki obiegu zamkniętego, należy je przeanalizować pod kątem oddziaływania na środowisko. Ocenie poddaje się wpływ na każdym etapie procesu powstawania materiału, zarówno ten wynikający z wydobycia lub pozyskania materiałów pierwotnych czy surowca (np. wpływ z wydobycia boksytu w celu pozyskania tak powszechnego w budownictwie aluminium czy z pozyskania drewna, jednego z najszerzej stosowanych surowców budowlanych), jak i możliwości jego ponownego użytku lub recyklingu po zakończeniu użytkowania obiektu, w którym zostanie zastosowany.

Pomocą w ocenie i wyborze materiałów w budownictwie cyrkularnym są zaawansowane narzędzia projektowe, takie jak analiza cyklu życia (LCA – Life Cycle Assessment) oraz analiza kosztów cyklu życia zastosowanych rozwiązań projektowych (LCCA – Life Cycle Cost Analysis). Są one doskonałą drogą do poszukiwania najlepszych, najbardziej optymalnych z punktu widzenia środowiska rozwiązań materiałowych i technologicznych w przedsięwzięciach inwestycyjnych. W systemie budownictwa cyrkularnego ponowne użycie i recykling materiałów są najważniejszymi elementami, ale nie należy pomijać także takich etapów inwestycyjnych, jak: proces decyzyjny i służące mu narzędzia (m.in. wspomniane LCCA i LCA), metody budowania, a także dbałość o efektywność materiałową na każdym etapie realizacji projektu, dzięki której zapotrzebowanie na materiały może być znacząco niższe niż pierwotnie się zakłada.

Odpady budowlane w gospodarce obiegu zamkniętego

Coraz częściej odpady są oceniane jako marnotrawstwo zasobów i utrata zysków. Dostrzeganie potencjału biznesowego w gospodarce odpadami może nakierować uwagę rynku na kwestię rozbiórek, które z powodzeniem mogą stać się źródłem tanich materiałów dla nowych inwestycji, jak również pomóc zainicjować działania projektowe umożliwiające łatwiejszy demontaż budynku w przyszłości w celu ponownego wykorzystania materiałów i komponentów oraz recyklingu materiałów konstrukcyjnych.

W ten sposób można postrzegać obiekty budowlane jako wielkie magazyny materiałów dla przyszłych inwestycji. Niestety, dzisiejsze praktyki inwestycyjne skupiają się na jak najszybszych, najprostszych i najtańszych metodach budowania. Proponowany w budownictwie cyrkularnym sposób działania stwarza okazję do pozyskiwania tańszych, bardziej zrównoważonych materiałów, ale nakład pracy konieczny do uzyskania pożądanych parametrów tych materiałów, a także wydłużenie czasu całej inwestycji, niepewność co do ciągłości dostawy i jakości otrzymywanych produktów budowlanych powodują, że proces ten nie znajduje obecnie  łatwego uzasadnienia ekonomicznego.

Przeczytaj również:

• Instalacja hybrydowa OZE – jak połączyć fotowoltaikę, pompę ciepła i magazyn energii w jednym systemie?
• Recykling paneli fotowoltaicznych i turbin wiatrowych – co się dzieje z nimi po zakończeniu eksploatacji?

Wynika to między innymi z faktu, że większość procesów gospodarczych nie jest obarczona realnymi kosztami środowiska, jakie przyszłe pokolenia będą musiały zapłacić za szkody przez nie powodowane. Pomimo powyższych barier producenci materiałów budowlanych powinni poszukiwać metod zagospodarowywania odpadów powstających z ich produktów, a pozyskiwanych z rozbiórek, uwzględnić je w produkcji nowych wyrobów. Jedną z szans rozwoju dla rynku materiałów z recyklingu jest model biznesu oparty na sprzedaży produktu jako usługi (ang. product as a service), ponieważ w ten sposób utrzymuje się odpowiedzialność producenta za wyrób przez cały cykl jego życia. Podobnie projektanci i inwestorzy muszą zaadaptować takie praktyki projektowe, które umożliwią odzysk materiałów budowlanych na końcu życia budynków oraz ich reintegrację w nowe projekty budowlane po zakończeniu pierwotnego okresu użytkowania.

Pozyskiwanie materiałów budowlanych z rozbiórek

W budownictwie obiegu zamkniętego nie da się pominąć znaczenia materiałów budowlanych pochodzących z wyburzeń. Odzyskane materiały mogą być stosowane bez obróbki jako ponownie użyte komponenty bezpośrednio w nowym obiekcie budowlanym powstającym na miejscu rozbiórki. Może to być cała struktura budynku, jak i pojedyncze jego elementy. Materiały rozbiórkowe do bezpośredniego zastosowania po niewielkiej obróbce, takie jak cegła, elementy drewniane czy stalowe, mogą również pochodzić spoza terenu inwestycji, najlepiej z okolicznych wyburzeń. Konieczne jest przekroczenie pewnej bariery psychicznej przy rozważaniu ponownego wykorzystania elementów rozbiórkowych bez konieczności ich recyklingu, co najwyżej po procesie ich regeneracji, modernizacji czy ulepszenia. W tym zakresie największy potencjał wykazują elementy wyposażenia wnętrz, ale także niektóre wbudowane na stałe elementy budynku, np. fragmenty instalacji czy elementy drewna konstrukcyjnego lub fundamenty.

Zazwyczaj jednak przed ponownym wykorzystaniem elementów pozyskanych z rozbiórek, np. drewnianych podłóg, drzwi, schodów, należy je co najmniej odnowić, a jeszcze częściej poddać recyklingowi i dopiero wtedy – jako nowe produkty zawierające przetworzony materiał rozbiórkowy – zastosować w nowym obiekcie. Do materiałów takich należą np. płyty gipsowe, elementy stalowe, wykładziny podłogowe, płyty drewniane. Spełnienie kryteriów stawianych dzisiaj budynkom w zakresie nowoczesności rozwiązań i formy oraz wytrzymałości i bezpieczeństwa powoduje, że właśnie to ostatnie podejście jest najczęściej stosowane.

Oczywiście, najbardziej zrównoważonym podejściem wpisującym się w schemat cyrkularny jest rewitalizacja lub modernizacja już istniejących budynków i ewentualna ich rozbudowa, bez konieczności wykonywania większych wyburzeń. Dlatego też bardzo istotnym elementem zrównoważonego budownictwa powinna być wysokiej jakości architektura, która gwarantuje ponadczasowe wartości architektoniczne, pozwalające na zachowanie obiektów nie tylko przez dziesiątki, ale i setki lat, a także umożliwia zmianę funkcji budynku. Nie mniej istotna jest także jakość wykonania obiektu budowlanego, zarówno w zakresie działań budowlanych, jak i jakości użytych materiałów oraz jakości samego projektu.

Efektywność materiałowa w gospodarce obiegu zamkniętego

Kluczowym elementem budownictwa obiegu zamkniętego jest efektywność wykorzystania materiałów budowlanych. Oznacza ona uzyskanie tych samych funkcji i parametrów przy ograniczeniu ilości wykorzystanego materiału podczas całego procesu budowlanego, bez uszczerbku dla stabilności strukturalnej, trwałości lub żywotności użytkowej budynku.

Strategia efektywności materiałowej w budownictwie wymaga głębokiej analizy procesu budowlanego, z uwzględnieniem całego łańcucha dostaw oraz procesu projektowego, etapu budowy i użytkowania. W jej zakres wchodzą: kwestia trwałości produktów, ponowne użycie, sposób projektowania i budowania z mniejszą ilością materiałów, a także modularyzacja i regeneracja już wykorzystanych materiałów.

Efektywne wykorzystanie materiałów w budownictwie jest w interesie ekonomicznym wszystkich stron procesu budowlanego, włączając w to interes społeczny. Coraz częściej efektywność związana jest także z wieloma innymi czynnikami i może wynikać między innymi z wymogów regulacyjnych, z potrzeby konkurencyjności, zapewnienia dostępu do surowców i energii, zmniejszenia zależności od surowców z importu, zmniejszenia presji i negatywnego wpływu na środowisko naturalne, potrzeby poprawy wydajności produkcji oraz wyników sektora energetyki  czy też zarządzania odpadami i stosowania surowców wtórnych.

Przeczytaj również:

• Współczynnik LAF w budownictwie wielorodzinnym – mały współczynnik, duża różnica na rachunku za ogrzewanie
• Kamera termowizyjna – jak wykryć nieszczelność w instalacji grzewczej? Analiza termowizyjna w służbie oszczędzania ciepła i energii

Analizując zasady budownictwa cyrkularnego, należy podkreślić wagę pochodzenia produktów budowlanych. Lokalność jest tutaj ważną cechą, pozwalającą zarówno na dostosowanie do potrzeb miejscowych metod budowania, typu obiektów, jak również na zapewnienie funkcjonowania całego systemu obiegu zamkniętego.

Przepisy prawne powinny nadążać za zmieniającymi się technologiami i nie ograniczać ich wdrażania. Prawodawstwo powinno wręcz wspierać procesy poszukiwania nowych metod i technologii budowania czy zastosowania materiałów, wspierając budownictwo cyrkularne, w tym efektywność materiałową.

Ekonomiczne aspekty budownictwa cyrkularnego

Procesy cyrkularne w budownictwie mogą stać się zachętą do tworzenia innowacyjnych produktów i pomysłowych inicjatyw biznesowych w obszarze rynku budowlanego, a także mogą prowadzić do powstania nowych zawodów i kompetencji, w tym unikatowych umiejętności po stronie tak projektantów, jak i wykonawcy. Oczywiście, może to być szansą na zdobycie przewagi rynkowej wielu firm. Ważne będą przy tym także otwartość po stronie inwestora i wiedza kosztorysanta w celu dokonania m.in. oceny ryzyka inwestycyjnego.

Należy przy tym pamiętać, że w budownictwie – w przeciwieństwie do większości innych dziedzin gospodarki – cykl życia materiałów jest o wiele dłuższy, liczony w dziesiątkach, a nawet setkach lat. Obliczenie opłacalności recyklingu czy ponownego użytku wielu innych stosowanych materiałów, np. materiałów opakowaniowych, wykonuje się dla obecnych warunków ekonomicznych. Tymczasem w budownictwie należy mieć na uwadze odpowiednio i znacząco dłuższy czas obiegu zamkniętego użytych materiałów.

Obecnie musimy wykorzystywać i przetwarzać materiały z rozbiórki obiektów, które powstawały najczęściej kilkadziesiąt lat temu, a przerób materiałów wykorzystywanych w obiektach powstających dzisiaj będzie następował za wiele lat, w trudnych do przewidzenia warunkach ekonomicznych i środowiskowych, w tym klimatycznych. Dlatego projektując i planując w dzisiejszych czasach, musimy tworzyć scenariusze przyszłych warunków gospodarczo-środowiskowych, tak aby skutecznie wspierać mechanizmy gospodarki obiegu zamkniętego.