Zielony budynek i drewno

Zielone budownictwo to technika mająca na celu tworzenie struktur, które są przyjazne dla środowiska i efektywne pod względem wykorzystania zasobów w całym cyklu ich życia — w tym lokalizacji, projektowania, budowy, eksploatacji, konserwacji, renowacji i rozbiórki. Raport US General Services Administration z 2009 roku ocenił 12 budynków GSA zaprojektowanych w sposób zrównoważony i stwierdził, że ich eksploatacja kosztuje mniej.

Produkty z drewna pochodzące z odpowiedzialnych źródeł to dobry wybór dla większości projektów zielonego budownictwa – zarówno nowych, jak i renowowanych. Drewno rośnie naturalnie przy użyciu energii słonecznej i jest odnawialne, zrównoważone i nadaje się do recyklingu. Jest skutecznym izolatorem, a jego produkcja zużywa znacznie mniej energii niż beton czy stal. Drewno może również łagodzić zmiany klimatu , ponieważ produkty drzewne nadal magazynują węgiel pochłaniany przez drzewo podczas jego cyklu wzrostu, a zastąpienie drewna materiałami intensywnie wykorzystującymi paliwa kopalne, takimi jak stal i beton, skutkuje „uniknięciem” emisji gazów cieplarnianych .

Szacowanie cyklu życia

Ocena cyklu życia może pomóc uniknąć wąskiego spojrzenia na problemy środowiskowe, społeczne i ekonomiczne poprzez ocenę każdego wpływu związanego ze wszystkimi etapami procesu od kołyski do grobu (tj. od surowców poprzez przetwarzanie materiałów, produkcję, dystrybucję, użytkowanie, naprawa i konserwacja oraz utylizacja lub recykling).

Kompleksowy przegląd literatury naukowej z Europy, Ameryki Północnej i Australii dotyczącej oceny cyklu życia wyrobów z drewna zakończył się m.in.

Zużycie paliw kopalnych, potencjalny wkład w efekt cieplarniany oraz ilości odpadów stałych są zwykle niewielkie w przypadku produktów z drewna w porównaniu z produktami konkurencyjnymi.
Produkty z drewna, które zostały zainstalowane i są używane we właściwy sposób, mają zazwyczaj korzystny profil środowiskowy w porównaniu z funkcjonalnie równoważnymi produktami z innych materiałów.

Badanie przeprowadzone przez Canadian Wood Council porównało wpływ cyklu życia trzech domów o powierzchni 2400 stóp kwadratowych (220 m ² ) zaprojektowanych głównie z drewna, stali i betonu w ciągu pierwszych 20 lat ich życia. W porównaniu z konstrukcją drewnianą konstrukcje stalowe i betonowe powodowały większe zanieczyszczenie powietrza, produkowały więcej odpadów stałych, zużywały więcej zasobów, wymagały więcej energii, emitowały więcej gazów cieplarnianych i odprowadzały więcej zanieczyszczeń do wody.

Biorąc pod uwagę cały cykl życia, w tym użytkowanie i utylizację, zdecydowana większość badań wskazuje, że produkty z drewna mają niższą emisję gazów cieplarnianych. W nielicznych przypadkach, w których produkty z drewna powodują większe emisje gazów cieplarnianych niż ich niedrewniane odpowiedniki, przyczyną była niewłaściwa utylizacja po użyciu.

Dostępne są narzędzia, które umożliwiają architektom ocenę względnych korzyści środowiskowych materiałów budowlanych . Obejmują one narzędzie ATHENA Impact Estimator for Buildings, które jest w stanie modelować 95% zasobów budowlanych w Ameryce Północnej, oraz ATHENA® EcoCalculator for Assemblies, który zapewnia natychmiastowe wyniki oceny cyklu życia typowych zespołów na podstawie szczegółowych ocen przeprowadzonych wcześniej za pomocą narzędzia Estimator. EcoCalculator jest dostępny bezpłatnie w organizacji non-profit Athena Sustainable Materials Institute w celu zachęcenia do szerszego wykorzystania LCA przez profesjonalistów zajmujących się projektowaniem i budownictwem.

Drewno i zmiany klimatu

Drzewa pochłaniają dwutlenek węgla i magazynują go w biomasie (drewno, liście, korzenie). Kiedy drzewa rozkładają się lub płoną, duża część zmagazynowanego węgla jest uwalniana z powrotem do atmosfery, głównie w postaci dwutlenku węgla, a część węgla pozostaje w szczątkach leśnych i glebie.

Pozyskane drewno jest wykorzystywane do produktów takich jak tarcica konstrukcyjna lub meble, węgiel jest przechowywany przez dziesięciolecia lub dłużej. Typowy dom o powierzchni 2400 stóp kwadratowych (220 m2 ⁾ w Ameryce Północnej zawiera 29 ton metrycznych węgla lub odpowiednik kompensacji emisji gazów cieplarnianych wytwarzanych przez jazdę samochodem osobowym przez pięć lat (około 12 500 litrów benzyny).

Kiedy drewno zastępuje paliwo kopalne do celów energetycznych lub materiał budowlany o większym śladzie gazów cieplarnianych, zmniejsza to emisję gazów cieplarnianych.

Badania pokazują, że produkty z drewna są związane ze znacznie mniejszą emisją gazów cieplarnianych w całym okresie ich użytkowania niż inne główne materiały budowlane. Zastąpienie metra sześciennego bloczków lub cegły drewnem daje znaczną oszczędność 0,75 do jednej tony dwutlenku węgla.

Zwiększenie wykorzystania produktów z drewna w budownictwie i do innych długotrwałych zastosowań, a także wykorzystanie produktów ubocznych drewna i odpadów drzewnych jako zamiennika biomasy dla paliw kopalnych może przyczynić się do stabilizacji gazów cieplarnianych w atmosferze. Zrównoważona gospodarka lasami do produkcji produktów z drewna jest wykonalną i korzystną częścią ogólnej strategii łagodzenia zmiany klimatu.

Securing the Future, strategia rządu Zjednoczonego Królestwa na rzecz zrównoważonego rozwoju, stwierdza: „Praktyki leśne mogą wnieść znaczący wkład poprzez ograniczenie emisji gazów cieplarnianych poprzez zwiększenie ilości dwutlenku węgla usuwanego z atmosfery przez lasy państwowe, poprzez spalanie drewna na opał, oraz poprzez wykorzystanie drewna jako substytutu energochłonnych materiałów, takich jak beton i stal”.

Rola drewna w bilansach węgla

FPInnovations , kanadyjska organizacja badawcza non-profit, przeprowadziła przegląd literatury 66 recenzowanych artykułów naukowych dotyczących wpływu netto na atmosferyczne gazy cieplarniane spowodowane wykorzystaniem produktów drzewnych w perspektywie cyklu życia. Wykazano kilka sposobów, w jakie zastąpienie produktów drzewnych wpływa na bilans gazów cieplarnianych, w tym:

Mniejsze zużycie paliw kopalnych w produkcji;
unikanie emisji dwutlenku węgla z procesów przemysłowych z produkcji cementu, gdy produkty z drewna zastępują produkty na bazie cementu;
Składowanie węgla w produktach drzewnych iw lesie; I
Uniknięcie emisji z paliw kopalnych, gdy biopaliwa drzewne zastępują paliwa kopalne.

Efektywności energetycznej

Ponieważ budynki o wysokiej wydajności zużywają mniej energii operacyjnej, energia potrzebna do wydobycia, przetwarzania, transportu i instalacji materiałów budowlanych może stanowić nawet 30% całkowitego zużycia energii w całym cyklu życia. Badania, takie jak US LCI Database Project, pokazują, że budynki zbudowane głównie z drewna będą miały niższą energię wcieloną niż te zbudowane głównie z cegły, betonu lub stali.

Niedawne studium przypadku Eugene Kruger Building w Quebecu w Kanadzie wykazało, że rozwiązanie całkowicie drewniane zastosowane w tym budynku akademickim o powierzchni 8 000 metrów kwadratowych spowodowało 40% redukcję energii wcielonej w porównaniu z alternatywami ze stali i betonu.

W badaniu z 2002 r. porównano wartości energetyczne produkcji elementów budowlanych (np. ścian, podłóg, dachów) wykonanych głównie z drewna, stali i betonu i stwierdzono, że zużycie energii w budownictwie drewnianym wynosi od 185 do 280 gigadżuli (GJ), a w przypadku betonu od 265 do 521 GJ, a stali od 457 do 649 GJ. Konstrukcje drewniane generalnie zużywają mniej energii niż inne materiały, chociaż górna granica zakresu energii konstrukcji drewnianych pokrywa się z dolną granicą zakresu konstrukcji betonowych.

Pasywna konstrukcja wykorzystuje naturalne procesy – konwekcję, absorpcję, promieniowanie i przewodzenie – w celu zminimalizowania zużycia energii i poprawy komfortu cieplnego. Naukowcy z Europy uznali drewno za odpowiedni materiał do budowy budynków pasywnych ze względu na jego unikalne połączenie właściwości, w tym odporności termicznej, naturalnego wykończenia, integralności strukturalnej oraz lekkości i odporności na warunki atmosferyczne. Projektowanie pasywne zaczyna być włączane do małych budynków w Ameryce Północnej dzięki zastosowaniu strukturalnych paneli drewnianych.

Ze względu na swoją strukturę komórkową i wiele małych pęcherzyków powietrza drewno jest lepszym izolatorem niż stal i beton w większości klimatów – 400 razy lepiej niż stal i 10 razy lepiej niż beton. Stal i beton wymagają więcej izolacji, aby osiągnąć taką samą wydajność cieplną.

W badaniu z 2002 r. przeprowadzonym przez National Association of Home Builders Research Center Inc. porównano długoterminowe zużycie energii w dwóch prawie identycznych domach ustawionych obok siebie, z których jeden zbudowany był z tarcicy o konwencjonalnych wymiarach, a drugi ze stali formowanej na zimno. Okazało się, że dom o konstrukcji stalowej zużywał o 3,9% więcej gazu ziemnego zimą i o 10,7% więcej energii elektrycznej latem.

Zdrowie i dobre samopoczucie

Produkty z litego drewna, zwłaszcza podłogi, są często stosowane w środowiskach, w których wiadomo, że mieszkańcy mają alergie na kurz lub inne cząsteczki.

Samo drewno jest uważane za hipoalergiczne, a jego gładkie powierzchnie zapobiegają gromadzeniu się cząstek typowych dla miękkich wykończeń, takich jak dywan. Stosowanie produktów z drewna może również poprawić jakość powietrza poprzez pochłanianie lub uwalnianie wilgoci w powietrzu do umiarkowanej wilgotności. Badanie przeprowadzone na University of British Columbia i FPInnovations wykazało, że wizualna obecność drewna w pokoju obniża współczulny układ nerwowy (SNS) u mieszkańców, dodatkowo potwierdzając pozytywny związek między drewnem a zdrowiem ludzi. Aktywacja WUN to sposób, w jaki ludzkie ciała przygotowują się do radzenia sobie ze stresem. Zwiększa ciśnienie krwi i tętno, jednocześnie hamując funkcje trawienne, regeneracyjne i naprawcze, aby poradzić sobie z bezpośrednimi zagrożeniami. Chociaż jest to konieczne w krótkim okresie, przedłużone okresy w stanie aktywacji WUN mają negatywny wpływ na zdrowie fizjologiczne i psychiczne organizmu.

Badanie potwierdza wartość drewna jako narzędzia w projektowaniu opartym na dowodach (EBD) – rozwijającej się dziedzinie, która ma na celu promowanie zdrowia i innych pozytywnych wyników, takich jak zwiększona produktywność i dobre samopoczucie, w oparciu o naukowo wiarygodne dowody. Do tej pory EBD koncentrowało się głównie na opiece zdrowotnej, aw szczególności na rekonwalescencji pacjentów.

Zmniejszenie ilości odpadów

Zielone budownictwo ma na celu uniknięcie marnowania energii, wody i materiałów podczas budowy. Profesjonaliści zajmujący się projektowaniem i budownictwem mogą zmniejszyć ilość odpadów budowlanych poprzez optymalizację projektu, na przykład przy użyciu odpowiednich wymiarów elementów szkieletu lub wstępnie wyprodukowanych i opracowanych komponentów.

Przemysł drzewny w podobny sposób ogranicza ilość odpadów, optymalizując pracę tartaków oraz wykorzystując zrębki i trociny do produkcji papieru i wyrobów kompozytowych lub jako paliwo do odnawialnej bioenergii. Północnoamerykańscy producenci drewna zużywają 98 procent każdego ściętego i przywiezionego do tartaku drzewa.

Zamiast burzyć konstrukcje pod koniec ich okresu użytkowania, można je rozebrać w celu odzyskania użytecznych materiałów budowlanych zamiast wyrzucania ich na wysypisko śmieci.

Przy prawidłowym użytkowaniu drewno, beton i stal mogą przetrwać dziesięciolecia lub stulecia. W Ameryce Północnej większość konstrukcji jest wyburzana z powodu sił zewnętrznych, takich jak zmiany stref i rosnąca wartość gruntów. Projektowanie pod kątem elastyczności i możliwości adaptacji zapewnia największą wartość energii zawartej w materiałach budowlanych.

Drewno jest wszechstronne i elastyczne, dzięki czemu jest najłatwiejszym materiałem konstrukcyjnym do renowacji. Drewniane budynki można przeprojektować, aby odpowiadały zmieniającym się potrzebom, niezależnie od tego, czy wiąże się to z dodaniem nowego pokoju, czy przesunięciem okna lub drzwi. Konstrukcje drewniane są zazwyczaj łatwe do dostosowania do nowych zastosowań, ponieważ materiał jest tak lekki i łatwy w obróbce. Niewielu właścicieli domów lub profesjonalnych przebudowy ma umiejętności i sprzęt potrzebne do zmiany konstrukcji stalowych.

Drewniane elementy konstrukcyjne można zazwyczaj odzyskać i ponownie wykorzystać do tego samego lub podobnego celu, z niewielkimi modyfikacjami lub marnotrawstwem, lub ponownie zmielić i przerobić na alternatywne produkty, takie jak ramy okienne i drzwiowe. Aby zmniejszyć ilość drewna trafiającego na składowiska, CO ₂ Neutral Alliance (koalicja rządu, organizacji pozarządowych i przemysłu leśnego) stworzyła stronę internetową dontwastewood.com. Witryna zawiera zasoby dla organów regulacyjnych, gmin, deweloperów, wykonawców, właścicieli/operatorów i osób prywatnych/właścicieli domów poszukujących informacji na temat recyklingu drewna.

Odpowiedzialne zaopatrzenie

Drewno jest odpowiedzialnym wyborem środowiskowym dla budownictwa, o ile pochodzi z lasów zarządzanych w sposób zrównoważony. Nielegalne pozyskiwanie drewna i międzynarodowy handel nielegalnie pozyskiwanym drewnem to poważny problem dla wielu krajów rozwijających się, które produkują drewno. Powoduje szkody w środowisku, kosztuje rządy miliardy dolarów utraconych dochodów, promuje korupcję, podważa rządy prawa i dobre rządy oraz finansuje konflikty zbrojne. Kraje konsumenckie mogą wykorzystać swoją siłę nabywczą, upewniając się, że kupowane przez nie produkty z drewna pochodzą ze znanych i legalnych źródeł.

Wylesianie, czyli trwałe usuwanie lasów w miejscach, w których grunty są przekształcane na inne cele, takie jak rolnictwo lub budownictwo mieszkaniowe, jest również poważnym problemem w krajach rozwijających się i odpowiada za 17% światowej emisji gazów cieplarnianych.

Lasy najbardziej narażone na zniszczenie znajdują się w tropikalnych regionach świata, gdzie tempo wylesiania oszacowano na 32 000 000 akrów (130 000 km ² ) rocznie w latach 1990-2005. Według raportu o stanie lasów na świecie z 2007 r. świat stracił około 3 procent powierzchni lasów w latach 1990-2005; ale w Ameryce Północnej całkowita powierzchnia lasów pozostała praktycznie stała”. Kiedy grunty leśne są przekształcane do innych celów, część wylesiania można zrekompensować zalesianiem — na przykład sadzenie drzew na gruntach, które były pozbawione drzew przez długi czas.

Dobrowolna certyfikacja lasów przez stronę trzecią jest wiarygodnym narzędziem informowania o środowiskowych i społecznych wynikach operacji leśnych. Dzięki certyfikacji leśnej niezależna organizacja opracowuje standardy dobrej gospodarki leśnej, a niezależni audytorzy wydają certyfikaty dla operacji leśnych, które są zgodne z tymi standardami. Certyfikat ten potwierdza, że lasy są dobrze zarządzane – zgodnie z określoną normą – i zapewnia, że certyfikowane produkty z drewna i papieru pochodzą z legalnych i odpowiedzialnych źródeł.

Systemy oceny budynków ekologicznych

Badanie przeprowadzone w 2010 r. przez Light House Sustainable Building Center w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie dotyczyło sposobów, w jakie główne światowe dobrowolne systemy oceny zielonych budynków uwzględniają drewno. Okazało się, że systemy oceny domów jednorodzinnych w Ameryce Północnej były najbardziej obejmujące produkty z drewna, a systemy oceny budynków komercyjnych i budynków poza Ameryką Północną były najmniej obejmujące. Badane systemy obejmowały BREEAM (Wielka Brytania), Built Green (Stany Zjednoczone i Kanada), CASBEE (Japonia), Green Globes (Stany Zjednoczone), Green Star (Australia), LEED (wprowadzony w Stanach Zjednoczonych i używany w krajach takich jak Kanada, Chiny, Indie i Meksyk), Living Building Challenge (Stany Zjednoczone i Kanada), NAHB – National Green Building Program (Stany Zjednoczone) oraz SB Tool (Kanada i Wielka Brytania ).

W większości przypadków systemy oceny oferują kredyty/punkty za wykorzystanie drewna w następujących obszarach: drewno certyfikowane; materiały pochodzące z recyklingu/ponownie wykorzystane/odzyskane; i lokalne pozyskiwanie materiałów. W niektórych przypadkach uznaje się techniki i umiejętności budowlane (takie jak zaawansowane konstrukcje szkieletowe) oraz minimalizację odpadów, a większość wymaga, aby wszystkie kleje do drewna, żywice, produkty inżynieryjne i kompozytowe nie zawierały dodatku mocznika i formaldehydu oraz miały ścisłe limity LZO (lotnych związków organicznych ) . treść.

Kredyt na drewno z certyfikatem LEED

W grudniu 2010 r. US Green Building Council nie uzyskała wystarczającej liczby głosów „tak” od członków, aby zaproponować zmianę polityki certyfikowanego drewna w swoim systemie oceny Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Od samego początku LEED akceptował tylko drewno certyfikowane zgodnie ze standardami Forest Stewardship Council. Dwa największe zewnętrzne standardy certyfikacji lasów w Stanach Zjednoczonych – Forest Stewardship Council (FSC) i Sustainable Forestry Initiative (SFI) – sprzeciwiły się proponowanym punktom odniesienia. FSC zakwestionowało ich rygor, a SFI stwierdziło, że proces był zbyt szczegółowy i złożony.

Wiele organizacji, w tym National Association of State Foresters , Canadian Institute of Forestry i Society of American Foresters, wezwało LEED do uznania wszystkich wiarygodnych programów certyfikacji zachęcających do wykorzystywania drewna jako ekologicznego materiału budowlanego.

W swoim dorocznym przeglądzie produktów leśnych 2008-2009 Europejska Komisja Gospodarcza Narodów Zjednoczonych/Organizacja ds. Wyżywienia i Rolnictwa stwierdziła, że inicjatywy ekologicznego budownictwa (GBI) mogą być błogosławieństwem dla produktów z drewna. „Standardy GBI dające wyłączne uznanie poszczególnym markom certyfikującym lasy mogą pomóc w zwiększeniu popytu na te marki kosztem szerszego uznania zalet drewna dla środowiska”.

W swoim przeglądzie z lat 2009-2010 UNECE/FAO odnotowała rosnącą zbieżność między systemami certyfikacji: „Z biegiem lat wiele kwestii, które wcześniej dzieliły systemy (certyfikacji), znacznie się zmniejszyło. Obecnie największe systemy certyfikacji mają na ogół takie same strukturalne wymagania programowe”.