Az életciklus szemlélet jelentősége a tervezési fázisban

Az életciklus-elemzés (LCA) egyik előnye, hogy számszerűsíthető az épületek környezeti hatása, így pedig összehasonlíthatóvá válnak a különböző megoldások a tervezés minden szakaszában. LCA-val foglalkozó cikksorozatunk ezen része az életciklus szemlélet jelentőségét foglalja össze a tervezés egyes fázisaiban, projektpéldákon keresztül.

Bevezetés
Az építmények tervezése, megvalósítása és bontása során alkalmazandó életciklus-elemzés már az OTÉK, majd a 2025. január 1-jétől hatályos TÉKA elvárásai között is szerepel, azonban tartalma, módszerei, hatálya és célkitűzései még nem lettek pontosan meghatározva. Emiatt az épületek teljes életciklusát lefedő, nemzetközi szabványokon alapuló, részletes környezeti hatáselemző módszerek még nem épültek be a jelenlegi építési gyakorlatba. Ez azonban elszalasztott lehetőség, hiszen az életciklus-elemzés (LCA) alkalmazása számos előnnyel jár nemcsak az egyes építési projektek esetében, hanem globálisan is. LCA-val foglalkozó cikksorozatunk ezen része az életciklus szemlélet jelentőségét foglalja össze a tervezés egyes fázisaiban, projektpéldákon keresztül.

Az életciklus-elemzés előnyei

Az LCA alkalmazásának egyik előnye például az, hogy az életciklus-elemzés révén számszerűsíthető az épületek környezeti hatása, ezzel lehetővé téve a pontos összehasonlítást és teljesítményértékelést, valamint az átlátható, megalapozott kommunikációt a projekt szereplői között. További jelentős előny, hogy lehetőség nyílik a különböző tervezési megoldások összevetésére, ami támogatja az életciklus-szemlélet szempontjainak beépítését a döntéshozatalba. Az LCA hozzájárul az anyag- és erőforrás-hatékony szemlélet kialakításához is, miközben elősegíti a körforgásos gazdasági stratégiák – például az újrafelhasználás, újrahasznosítás és modularitás – előtérbe helyezését. Végezetül az LCA egyre inkább követelményként jelenik meg a különböző fenntarthatósági minősítési rendszerekben és az EPBD révén várhatóan a nemzeti szabályozásban is.

Ezen előnyök miatt az ABUD Mérnökiroda LEED v4 minősítési projektjeinek 100%-ában, a BREEAM minősítések döntő többségében, valamint az átfogó fenntarthatósági tervezési és tanácsadási projektek esetében is végzünk LCA-elemzést.

A környezeti hatások vizsgálatára alapuló tervezési módszertan sikerességének egyik kulcsa, hogy a projektek kezdetekor kerüljenek megfogalmazásra a csökkentési célok, majd a koncepciótervi fázistól kezdve egészen a kiviteli tervek elkészültéig a fázisnak megfelelő részletezettségű vizsgálatok segítsék ezek teljesítését.

A beruházói célok megfogalmazása az építési programban
Az életciklus szemlélet alkalmazása a beruházások kezdetétől fogva kulcsfontosságú. Az LCA szempontok korai figyelembevételével vizsgálhatjuk meg a lehető legtöbb lehetőséget, így érhető el a legnagyobb költségcsökkentés is. Azáltal, hogy a szabályozásban nincsenek pontosan meghatározva az életciklus-számítás részletei, már az építési programalkotás során szükséges átgondolni az LCA céljait, így a beruházóra is nagyobb felelősség hárul.

Többek között eldöntendő, hogy mely rendszereket fedje le a vizsgálat, milyen szabványt, nemzetközi vagy egyedi eljárást alkalmazzanak, érintse-e az építési program a beépített és üzemelési karbonkibocsátást és határozzanak-e meg számszerűsített környezeti hatáscsökkentési célokat az egyes hatáskategóriákban. Elengedhetetlen, hogy ezeket a kérdéseket már a beruházói igény felmerülésekor meghatározzuk annak érdekében, hogy a leginkább fenntartható és költséghatékony végeredményt kapjuk.

Optimalizáció a koncepciótervezési fázisban
A koncepciótervezés fázisában érdemes több szempontot is alaposan megvizsgálni, hiszen ezek döntően befolyásolják egy épület teljes életciklusra vetített karbonlábnyomát. A szerkezet szempontjából kiemelten fontos a megfelelő anyagválasztás, mivel a különböző szerkezeti anyagok jelentősen eltérnek beépített szén-dioxid-kibocsátásukban; tudatos döntésekkel akár 30 százalékkal is csökkenthető az épület beépített karbonlábnyoma. Akár teljesen el is kerülhető a szerkezetből fakadó karbonlábnyom, ha újrahasznosítjuk a meglévő épületszerkezetet – erre korábbi cikkünkben részletesen kitértünk. Továbbá a geometriai koncepció kialakításánál is érdemes megvizsgálni, hogy mely tömegforma jár a legkisebb beépített karbonnal, amely az alapterülethez viszonyított anyagfelhasználás arányából meghatározható. Végül az alkalmazott energiaforrás és gépészeti rendszerek is kulcsszerepet játszanak a működési szén-dioxid-kibocsátás alakulásában, így már a koncepció szintjén szükséges ezek körültekintő megválasztása.

A korai tervfázisú környezeti hatásoptimalizáció gyakorlati alkalmazására példa az E-Co Housing projekt, amely az Európai Bizottság Urban Innovative Actions (UIA) programjának részeként valósult meg. Fő célja egy olyan innovatív, fenntartható, önkormányzati bérlakásokat tartalmazó ház kialakítása volt Zuglóban, amellyel alacsony fenntartási költségű lakásokhoz juthattak a kerületi lakosok. A projektben elvégzett életciklus-elemzés során kilenc szerkezeti variáció környezeti hatását hasonlítottuk össze: három vasbeton vázas variációt, valamint acélvázas, favázas és vegyes vasbeton vázas verziókat fa és födémpanelekkel.

A szoftveres elemzés EN 15978 szabványnak megfelelően készült, tartalma az A1-A3, B4 és C3+C4 kategóriákra terjedt ki, 50 éves élettartamot figyelembe véve. Az elemzés azonban nem tért ki az épület élettartama során végbemenő, megfelelő üzemeléshez szükséges primerenergia-fogyasztás környezeti hatásaira. A megfelelő összehasonlítási alap biztosításának érdekében az egyes variációk szerkezeti rétegrendjei úgy lettek meghatározva, hogy az épületburok hőtechnikai tulajdonságai a 7/2006. (V. 24.) TNM 5. melléklete által elrendelt határértéknél 20%-kal szigorúbb követelménynek egységesen megfeleljenek.

A kapott eredmények ezután manuálisan kerültek kiegészítésre a gyártás helyétől az építkezési területig tartó szállítás környezeti terhelésével (A4), ezáltal pontosabb képet kaptunk a helyben előállított és a nagy szállítási távolságú variációk közti különbségekről. Az eredmények azt mutatták, hogy a vasbeton vázas szerkezethez képest a favázas és fa kitöltőfalas megoldás 44%-kal csökkenti a szerkezet beépített karbonkibocsátását, míg az acélszerkezet csak 12%-os csökkentést eredményez.

Részletes tervfázisok
A részletes tervezési szakaszok során az LCA módszertan különböző mélységben és céllal alkalmazható, az adott fázis sajátosságaihoz igazodva. Az engedélyezési tervfázisban az LCA elsősorban a nem teherhordó szerkezeti elemek – például belső válaszfalak, burkolatok, álmennyezetek – környezeti teljesítményének összehasonlító elemzésére szolgál. Ilyenkor a cél a lehető legkisebb környezeti terhelést jelentő megoldások kiválasztása, figyelembe véve azok teljes életciklusát. Az elemzés ebben a szakaszban általánosabb adatokon alapul, mivel a konkrét termékek vagy gyártók még nem feltétlenül ismertek.

A tender és kiviteli tervfázisok során már lehetőség nyílik konkrét termékek és gyártók életciklusadataival dolgozni. Ebben az esetben az LCA részletesebb, mivel a tényleges építési anyagok, technológiák és szállítási módok ismeretében pontosabb eredményt kaphatunk.

Egy gyárépület esetében különböző anyagválasztással kapcsolatos tervezési megoldásokat hasonlítottunk össze, ahol a beépített és használati CO₂ kibocsátásra való hatásának vizsgálata volt a feladat. Az elemzés többek között a világítás korszerűsítésére, a beton összetételére, a CO₂ érzékelős szellőztetés-szabályozásra és a napelemes rendszert alkalmazó megoldásokra tért ki. Az összehasonlítás eredménye – a költséghatékonysági és a műszaki elvárások mellett – fontos szempont volt a végleges tervezési megoldás kiválasztásában.

Az értékelési módszertan két vizsgálaton alapult. Először dinamikus energetikai szimulációval meghatározásra került az épület összenergia fogyasztása az építészeti tervek és a gépészeti elektromos rendszertervek alapján. Majd a modell segítségével a különböző energiaigény-csökkentési stratégiák CO₂ kibocsátásra való hatásának értékelése is megtörtént. Emellett az egyes opciókban meghatározott termékek, anyagmennyiségek segítségével a beépített karbonkibocsátás is kiszámítható volt. A beépített és fogyasztási karbonemisszió összevetése az épület várható élettartamát figyelembe véve valósítható meg, ami 60 évben lett meghatározva.

Az elemzés minden esetben kimutatta, hogy az energiahatékonysági megoldások által létrejövő ÜHG kibocsátáscsökkentés az épület teljes élettartamát nézve sokkal jelentősebb, mint a többletanyag-mennyiség be nem építéséből származó kibocsátáscsökkentés, így fenntarthatósági szempontból javasolt a kedvezőbb opció tervekbe illesztése.

LCA elemzés a gyakorlatban
Az épületek életciklus-elemzése során a bemeneti adatok részletezettsége és pontossága nagy mértékben függ az elemzés céljától. Koncepcionális döntéstámogatás esetén elegendőek lehetnek becsült adatok, irodalmi források vagy adatbázis alapú becslések. Amennyiben azonban az LCA célja például egy környezetvédelmi tanúsítás támogatása (mint a BREEAM, LEED vagy DGNB), úgy a bemeneti adatok mellett részletes anyagkimutatás is szükséges, melyek környezeti hatását hitelesített, EPD-kel (Environmental Product Declarations – környezeti terméknyilatkozatokkal) alátámasztott forrásokból határozhatjuk meg.​

A BIM (Building Information Modeling) modellek tervezés közben való alkalmazása meggyorsíthatja a tervező és az LCA szakértő közötti információáramlást. A BIM modellek megfelelő paraméterezésével – a szerkezeti elemekhez rendelt anyagtulajdonságokkal, termékmegnevezésekkel – automatizálható az adatok importálása egyes LCA szoftverekbe. Emellett léteznek már olyan építészeti tervezőszoftverekbe beépíthető LCA (életciklus-elemzés) bővítmények, amelyek segítséget nyújtanak a környezeti hatások értékelésében.

Azonban ezek használatához továbbra is szükség van egy szakértőre, aki támogatja a tervezőcsapatot az eredmények értelmezésében, hibák kiszűrésében és a pontosság megítélésében. Ez azért fontos, mert az eredmények megbízhatósága több tényezőtől is függ – például az emberi hibák lehetőségétől, a választott számítási módszer korlátaitól, az adatbázisok részletességétől és attól, hogy ezek mennyire veszik figyelembe a regionális sajátosságokat, valamint attól is, hogy az anyagok környezeti hatását meghatározó EPD-k mennyire pontosak vagy rendelkeznek egységes módszertannal. Emellett az LCA szakértő az eredmények értelmezésében is segít és javaslatot tud adni a további optimalizációra.

Összegzés

Az életciklus-elemzés (LCA) beépítése az építészeti tervezés folyamatába alapvető fontosságú a fenntartható és környezettudatos épített környezet szempontjából. Már a beruházás legkorábbi szakaszában lehetőséget nyújt a környezeti hatások átlátható értékelésére, a döntéshozatal megalapozására és a hosszú távon is költséghatékony megoldások kiválasztására. Bár a szabályozás még nem határozza meg pontosan az alkalmazandó módszertant, az LCA szerepe egyre hangsúlyosabbá válik mind a szakmai elvárások, mind a jogszabályi követelmények terén. Az elemzés megbízható alkalmazásához elengedhetetlen a szakértői közreműködés, azonban a digitalizáció és a tervezőszoftverek fejlődése lehetőséget kínál az LCA-számítás tervezési integrációjának egyszerűsítésére.

Az LCA tehát nem csupán egy értékelést elősegítő technikai eszköz, hanem stratégiai gondolkodásmód is egyben, amely elengedhetetlen a jövő fenntartható építészeti gyakorlatához és a tudatos és felelős tervezési döntéshozatalhoz.

Orova Melinda
Senior Fenntarthatósági Tanácsadó, ABUD – Advanced Building & Urban Design
Okl. építészmérnök (BME)
Város- és Létesítményenergetikai Szakmérnök (PTE)
LEED Accredited Professional BD+C

Források

ABUD (2021) E-Co-Housing: a Social and Sustainable Housing Solution. https://abud.hu/1416-2/ és https://abud.hu/portfolio/e-co-housing/

UIA (2023) E-Co-Housing - Co-creating a Regenerative Housing Project Together with the Community. https://www.uia-initiative.eu/en/uia-cities/budapest

Fang D, Brown N, De Wolf C, Mueller C (2023) Reducing embodied carbon in structural systems: A review of early-stage design strategies, Journal of Building Engineering, Volume 76, ISSN 2352-7102, https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107054.

Orova Melinda (2024) Életciklus elemzés szerepe az ingatlanfejlesztésben. XIX. LCA Konferencia. https://lcacenter.hu/wp-content/uploads/2025/01/2417.pdf

Ramachandran, Asha (2024) 10 design commandments for cutting your building’s embodied carbon. https://oneclicklca.com/en/resources/articles/how-to-reduce-embodied-carbon-in-the-built-environment

United Nations Environment Programme (2023). Building Materials and the Climate: Constructing a New Future.

 

Szerk.: Hulesch Máté