Hringrásarsmíði

Photo by EJ Yao on Unsplash

Hringrásarsmíði

Inngangur

Árið 2050 er áætlað að jarðarbúum muni hafa fjölgað um 22% í 9,7 milljarða, og með núverandi neyslumynstri er ekki erfitt að ímynda sér umhverfisáhrif þessarar fjölgunar, og þann efnisskort sem við munum standa frammi fyrir til að mæta vexti innviða.

Borgir hýsa 55% jarðarbúa, en íbúar þéttbýlis neyta meira en 75% af náttúruauðlinda og eru ábyrgir fyrir meira en helming úrgangs og 60-80% af losun gróðurhúsalofttegunda á heimsvísu[1].

Samkvæmt Ellen MacArthur Foundation eru flestar byggingar byggðar samkvæmt línulegri hugmyndafræði, og aðeins 20-30% af byggingar- og niðurrifsúrgangi (B&NÚ) er endurunninn eða endurnýttur. Samkvæmt úrgangstölfræði Eurostat, í ESB, var óvirkur B&NÚ 37,1% af öllum úrgangi sem varð til árið 2020 og varð þar með stærsti úrgangsstraumur í Evrópu. Árið 2020, í Póllandi, var hlutdeild B&NÚ í heildarúrgangi sem til fellur um 13% og á Íslandi – um 50%. B&NÚ er aðallega notaður sem uppfyllingarefni og landmótunarefni, sem í mörgum tilfellum ætti að flokkast sem downcycling, þ.e.a.s. veruleg skerðing á gæðum og virkni efnisins miðað við upprunaleg gildi þess.

Á sama tíma eru aðeins fimm efni ábyrg fyrir 55% af losun gróðurhúsalofttegunda frá iðnaði á heimsvisu: stál (25%), sement (19%), pappír (4%), plast og ál (3%). Byggingariðnaðurinn er ekki aðeins aðalneytandi sements heldur notar hann einnig um 26% af áli, 50% af stáli og 25% af plasti[2].

Þar að auki, samkvæmt skýrslu Umhverfisáætlunar Sameinuðu þjóðanna[3], er öflun og vinnsla hráefna (þar með talið fyrir byggingariðnaðinn) ábyrg fyrir meira en 90% af tapi á líffræðilegum fjölbreytileika á heimsvísu og álagi á ferskvatn.

Til að draga úr neikvæðum áhrifum byggignariðnaðarins á umhverfið þarf að innleiða hringrásarhagkerfið, og þannig varðveitast verðmæti byggingarefna og þau haldast á markaði eins lengi og mögulegt er.

Hringrásarsmíði getur einnig haft jákvæð félagsleg áhrif. Í fyrsta lagi getur það leitt til heilbrigðara og öruggara vinnuumhverfis fyrir byggingarstarfsmenn, meðal annars með því að takmarka notkun hættulegs og skaðlegs efnis og að takmarka undirbúningsvinnu á staðnum þegar forsmíðaðir einingar eru notaðar. Í öðru lagi getur það haft jákvæð áhrif á samfélög með því að draga úr vinnuálagi á verkstað og stytta framkvæmdartíma[4].

Grundvallaratriði hringrásarhagkerfis fyrir smíði og endurbætur

  • Nota núverandi byggingarmassa þegar mögulegt er.
  • Lágmarka orku- og auðlinda- (efnis)notkun.
  • Lengja líftíma vöru með t.d. réttu viðhaldi, viðgerðum og endurbótum.
  • Hanna nýjar vörur þannig að þær séu endingargóðar en einnig svo að auðvelt sé að gera við þær og að lokum endurnýta þær.
  • Forðast hluti sem eru samsettir úr mörgum efnum sem erfiðara er að endurvinna.
  • Forðast skaðleg efni.
  • Nota efni og einingar sem hægt er að endurnýta.
  • Bæta sífellt ferla og vörur.

Hringrásarbygging

Til þess að geta talað um hringrásarsmíði, þarf að skilgreina hvað hringrásarbygging er, sérstaklega þar sem slík skilgreining er lagalega ekki til. Þess vegna var eftirfarandi skilgreining búin til:

Hringrásarbygging er bygging sem í gegnum lífsferil sinn eyðir ekki óendurnýjanlegum auðlindum jarðar og rýrar ekki vistkerfið.

Til að ná þessu markmiði ætti byggingin að:

  • vera hönnuð, notuð, og tekin í sundur samkvæmt ofangreindri meginreglu;
  • vera eingöngu búin til úr efnum sem voru þegar í notkun;
  • vera orkusparandi á byggingar- og notkunarfösum, og nota endurnýjanlega orku sem sem eyðir ekki óendurnýjanlegum auðlindum jarðar yfir allan lífsferil hennar;
  • lágmarka myndun úrgangs á byggingar- og notkunarfösum;
  • gera ráð fyrir sveigjanlegri notkun og stækkun;
  • vera endurnotanleg í heild sinni, í hlutum, eða sem einstök efni.

Að reisa 100% hringrásarbyggingu er mjög erfitt og beinlínis ómögulegt í ljósi núverandi ástands byggingariðnaðarins. Engu að síður ættu markmiðin sem sett eru fram í ofangreindri skilgreiningu að leiða þær aðgerðir sem gripið er til í gegnum líftíma byggingarinnar.

Hönnun fyrir aðlögunarhæfni og sundurtöku

Hönnun fyrir aðlögunarhæfni og hönnun fyrir sundurtöku eru meginstoð hringrásarsmíði.

Hönnun fyrir aðlögunarhæfni

Aðlögunarhæfni er geta til að breyta byggingu eða hluta hennar á auðveldan hátt allan lífsferil hennar, eftir breyttum þörfum og framtíðaraðstæðum, án þess að þörf sé á meiriháttar framkvæmdum. Nauðsynlegt er að geta komist til móts við breytingar á tegund notkunar, lýðfræði og þörfum notenda eða að geta aðlagast ytri þáttum eins og loftslagsbreytingum. Með tímanum geta þarfir notenda einnig breyst, t.d. vegna aldurtengra breytinga á líkamlegri getu. Þegar um íbúðarhúsnæði er að ræða geta aðlögunareiginleikar gert notendum kleift að aðlaga híbýli sín að þörfum þeirra eftir því sem þær breytast með aldrinum.

Í ISO 20887 staðlinum er yfirlit um aðlögunarhæfni og sundurtöku, og aðferðir við að samþætta þetta inn í hönnun bygginga.

Almennar hönnunarreglur fyrir aðlögunarhæfni eru:

  • jölbreytni (rými hafa marþætta notkun yfir daginn, vikuna eða mánuðinn án þess að breyta þurfi hönnun byggingarinnar);
  • breytileiki (rými hönnuð svo að auðvelt sé að breyta notkun byggingarinnar, t.d. að hanna og byggja skrifstofubyggingu sem hægt er að breyta í búðarhúsnæði í framtíðinni);
  • stækkanleiki (getan til að bæta við fleiri hæðum eða gólfplassi án verulegra breytinga á burði byggingarinnar).

Hönnun fyrir sundurtöku

En Brand Layers HouseHönnun byggingarinnar ætti einnig að taka tillit til hluta og eininga sem auðvelt er að taka í sundur og endurnýta í framtíðinni. Samkvæmt ISO 20887 staðlinum eru almennar reglur um hönnun fyrir sundurtöku:

  • auðvelt aðgengi að íhlutum (efni/þættir/tenglar sem auðvelt er að nálgast, sérstaklega það sem hefur styttri líftíma, óvarnar tengingar með pláss a öllum hliðum svo hægt sé að taka í sundur);
  • sjálfstæði (geta til að fjarlægja/uppfæra þætti/tengi/einingar/kerfi án þess að hafa neikvæð áhrif á tengd og aðliggjandi kerfi með því að hanna byggingu í lögum sem standa sjálfstæð, til dæmis eftir Brand’s Theory of Layers[5]
  • forðast óþarfa frágang, sem gæti hindrað endurnotkun eða endurvinnslu í framtíðinni;
  • stuðningur við hringrásar viðskiptamódel með því að nota hringrásarlausnir þegar hægt er;
  • einfaldleiki (þættir/tengi/einingar/kerfi hönnuð til að vera einföld með lágmarks fjölda efna sem þarf til að framkvæma fyrirhugaða virkni);
  • stöðlun (notkun þátta/tengja/eininga/kerfa með stöðluðum stærðum, ihlutum, og tegundum tengja);
  • öryggi sundurtöku.

Ic Brand Layers Table

Ný hlutverk og ábyrgð í hringrásarsmíði

Umskiptin yfir í hringrassarhagkerfi munu krefjast nýrrar kerfisbundinnar og heildrænnar nálgunar á hvernig byggingar eru hannaðar, notaðar og hvernig þeim er viðhaldið af öllum sem koma að byggingarferlinu. Hægt er að innleiða hringrasarstarfsemi í gegnum líftíma byggingar:

  • Hönnunarfasi: að hafa sjálfbær og notuð efni sem hluti af hönnuninni, að hanna fyrir sundutöku, og að hanna fyrir aðlögunarhæfni.
  • Byggingarfasi: endurnotkun byggingarefna og -tækja, ábyrg og sjálfbær meðhöndlun byggingarúrgangs.
  • Notkunarfasi: meðvitað viðhald og viðgerðir, hagræðing á orkunotkun.
  • Niðurrifsfasi: sértækt niðurrif, ábyrg og sjálfbær meðhöndlun niðurrifssúrgangs.

Í þessum hluta verður stuttlega farið yfir nýjar skyldur hagaðila í byggingariðnaði.

Verktakar

  • draga úr neyslu á efnum/hlutum með því að hagræða pantanir (forðast ofpantanir) og kaupa frá birgjum í nærumhverfinu (forðast langa flutninga);
  • draga úr neyslu á efnum/hlutum og myndun úrgangs (afskurðir) með því að vinna með framleiðendum sem útvega tilbúnar vörur til samsetningar í æskilegri stærð;
  • flokka byggingarúrgang á réttan hátt;
  • virk samvinna við hönnunarteymi til að veita praktíska þekkingu á hringrásarlausnum á byggingarstigi.

Niðurrifsteymi

  • framkvæma sértækt niðurrif, aðgreina og flokka úrgang á réttan hátt í endurnýtanlegt og endurvinnanlegt.

Hönnunarteymi

  • auka hlutdeild notaðra og sjalfbærra efna í hönnuninni;
  • innleiða hönnun fyrir sundurtöku og hönnun fyrir aðlögunarhæfni í verkefnið;
  • samstarf við verktaka og framleiðendur til að mynda þverfagleg teymi sem vinna að skilvirkustu leiðum til að innleiða hringrásarlausnir í hönnunina;
  • samstarf við verkeiganda/fjárfesta til að dreifa þekkingu um hringrásarlausnir og þá jákvæða umhverfis- og félagslega þætti sem af þeim leiða.

Trygginga- og fjármálafyrirtæki

  • veita mikilvægan stuðning við áhættustjórnun til að samræma öryggiskröfur og sjálfbærni.

Framleiðendur

  • búa til nýjar, endingarbetri vörur úr endurnotuðum efnum sem auðveldara er að gera við.

Opinberir aðilar

  • búa til reglugerðir sem efla hringrásarhagkerfið í byggingariðnaði;
  • búa til viðeigandi reglur sem fela í sér hringrásarlausnir sem tengjast opinberum innkaupum.

Leigjendur/notendur bygginga

  • passa upp á að byggingar og byggingarhlutar fái almennilegt viðhald.

Hringrás í vottunarkerfum

Vottunarkerfi sem stuðla að sjálfbærni eru að verða æ vinsælli í byggingariðnaðinum. Þessi vottunarkerfi innihalda oft hringrásarhagkerfið sem hluta af heildarsjálfbærni. Þessi hluti kynnir þá þætti hringrásarhagerfisins sem finna má í vinsælustu vottunarkerfunum. Þar að auki er umfjöllun um Umhverfisyfirlýsingar (EPD), sem vottunarkerfin mæla oft með að séu notaðar því að þær innihalda áreiðanlegar upplýsingar um umhverfisáhrif efna og vara.

Lífsferilsgreiningar (LCA) eru oft hluti af umhverfismati vottunarkerfa. LCA skoðar alla fasa á líftíma byggingarinnar (t.d. byggingarefni, framkvæmd, notkun, og möguleika endurnotkunar eða endurvinnslu í lok líftíma byggingarinnar).

Umgjörðin og aðferðafræðin við að framkvæma LCA fyrir byggingar er að finna í staðlinum EN 15978 (Sustainability of construction works – Assessment of environmental performance of buildings – Calculation method).

Með notkun LCA er hægt að bera kennst á þau efni eða þá byggingarhluta sem hafa verstu umhverfisáhrifin á líftíma byggingarinnar, og þannig er hægt að nota LCA sem tól til að taka ákvarðanir sem draga úr neikvæðum umhverfisáhrifum.

Umhverfisyfirlýsingar (EPD) - tegund III

Mikilvægt er að það séu til gagnsæjar upplýsingar um umhverfisáhrif byggingarefna, og eru Umhverfisyfirlýsingar (EPD) tegund III gott dæmi um slíkar upplýsingar. EPD er ekki dæmigert vottorð, heldur vitnisburður um umhverfisáhrif vöru í gegnum líftíma hennar, þ.e.a.s. frá öflun hráefna, vinnslu, framleiðslu, flutning, samsetningu, notkun, og förgun eða endurvinnslu.

EPD blöð eru útbúin samkvæmt stöðlum, t.d. ISO 14040/14044, ISO 14025, EN 15804, eða ISO 21930, og gilda oftast í fimm ár frá útgáfudegi.

Hagnýt notkun EN 15804 fyrir umhverfisyfirlýsingar hefur sýnt að EPD útgáfustofnanir í Evrópu túlka margt í staðlinum á mismunandi hátt, oft hvað varðar val á viðeigandi gögnum, gagnagæði og aðgengi gagna, aðferðafræðilegar upplýsingar og forsendur, notkunarsviðsmyndir, meðhöndlun á D fasa (endurvinnsla), eða að sleppa ákveðnum lífsferilsfösum[6]. ECO-Platform samtökin voru stofnuð til að bregðast við þessum málum, sameina EPD útgáfuaðila fyrir evrópskar byggingarvörur, og tryggja samræmda túlkun á EN 15804 staðlinu, og samræmdri innleiðingu hans.

Eins og staðan er núna eru gild EPD blöð mismunandi hvað varðar umfang. Sum innihalda einungis upplýsingar um vörufasann (A1-A3 samkvæmt LCA aðferðafræðinni), en þegar það kemur að hringrásarhagkerfinu skipta upplýsingar í fösum C og D miklu máli, því þeir tengjast lok líftíma.

BREEAM

Í BREEAM fær hagkvæm notkun efna mikið vægi. Sem liður í því eru aðgerðir metnar sem lágmarka efnisnotkun, auka hlutfall endurnýttra efna og notkun vara úr endurunnu efni.

Vottunarkerfið metur einnig ending efna sem finnast í byggingarhlutum sem eru óvarnir, sem á að draga úr tíðni endurnýjunar þeirra og þannig draga úr framtíðar efnisnotkun. Því þarf að gera viðeigandi verndarráðstafanir til að koma í veg fyrir skemmdir á innri og ytri byggingarhlutum.

Vottunarkerfið tekur einnig á aðlögunarhæfni, og dæmi um lausnir sem nefndar eru í viðmiðunum eru kerfi sem auðvelda skipti á helstu innsetningum, einingabygging, og möguleikinn á að stækka bygginguna bæði lárett og lóðrett.

DGNB

DGNB vottunarkerfið hefur tekið upp bónuspunktakerfi fyrir hringrásarlausnir. Hægt er að vinna sér inn aukastig fyrir að endurnýta byggingarefni eða nota endurunnið efni, draga úr sóun, lágmarka efnisnotkun, og að auka bæði deilimöguleika byggingarinnar og hversu mikið hún er notuð. Einnig er hægt að fá bónusstig fyrir að bæta umhverfisárangur mjög mengaðs lands og innleiða kerfi sem leyfa notkun grávatns og regnvatns. Auk þess er í vottuninni lagt mat á að huga að aðlögunhæfni byggingarinnar, upprunavottun efna, og ábyrga skipulagningu við niðurrif hússins við lok líftíma þess, sem ætti að huga að á hönnunarstigi samhliða vali á byggingarefnum.

DGNB vottunarkerfið er lengra komið en flest önnur kerfi þegar það kemur að innleiðingu hringrásarhagkerfisins.

LEED

LEED vottunarkerfið inniheldur einnig viðmig sem passa við hugmyndafræði hringrásarhagkerfisins, og bónuspunktakerfi fyrir hringrásarlausnir. Ein af þeim forsendum sem þarf að uppfylla er gerð úrgangsáætlunar (þ.m.t. byggingar- og niðurrifsúrgang) svo hægt sé að fylgjast betur með minnkun úrgangs og aukningu í endurvinnslu- og endurnotkunarhlutfalli. Hægt er að vinna sér inn aukastig ef byggingarúrgangur helst undir 50 kg/m2 af gólffleti byggingarinnar, og með því að auka endurheimt byggingarúrgangs í a.m.k. 50% eða 75%.

LEED vottunarkerfið býður einnig upp á stig þegar gert er við sögulegar eða yfirgefnar byggingar, ef a.m.k. 50% af gólffletinum er endurnýjaður. Auka stig fást fyrir að endurnota byggingarhluta.

Síðast en ekki síst hvetur LEED kerfið til notkunar á umhverfisvottuðu og upprunavottuðu efni, með t.d. C2C eða EPD tegund III.

References

[1]https://www.swecogroup.com/urban-insight/circularity/circular-construction-an-opportunity-we-cant-waste/
[2]SWECO, Building the future with data from the circular economy – Tools for extracting „green gold“, 2022.
[3]UNEP, RESOURCE EFFICIENCY AND CLIMATE CHANGE Material Efficiency Strategies for a Low-Carbon Future, 2020
[4]Kayaçetin et al., Social Impact Assessment of Circular Construction: Case of Living Lab Ghent, Sustainability, 15, 2023
[5]Brand S., How Buildings Learn: What Happens after They’re Built, Penguin Books, 1995
[6]Piasecki M., Assessment of environmental properties of products as part of the evaluation of a designed building, Installation Market, 7-8, 2014 (in Polish)