Rehabilitering eller nybygg: casestudie av Smaragdbygget på NTNU Gjøvik

Abstract

Det nye campusbygget på Gjøvik stod ferdig til åpning i 2018 og går under navnet «Smaragdbygget». Nybygget er et bygg for fremtiden med en høy energiytelse med nesten nullenergistandard. Det er benyttet mye trevirke i konstruksjon og fasade, i kombinasjon med lavkarbonbetong. Det er i stor grad benyttet lokale og kortreiste materialer med fokus på bærekraft. Denne bacheloroppgaven har som mål å besvare følgende problemstilling: «Hva gir størst miljøgevinst for campusbygg av rehabilitering eller nybygg hvis vi betrakter bygget over en periode på 120 år, hvor hver bygningskropp har en estimert funksjonell levetid på 60 år?» For å svare på problemstillingen skal det gjennomføres en livsløpsanalyse for to ulike scenarioer: nybygg og rehabilitering, ved å utføre en casestudie av Smaragdbygget på campus Gjøvik. Miljøpåvirkningene fra de to scenariene vurderes opp mot hverandre, for å se hvilket scenario som gir den største miljøgevinsten for campusbygg. Livsløpsanalysen følger de norske standardene: ISO 14040, 14044 og 15978. Avgrensning av campusbygget er gjort etter ISO 3451. Systemgrensen er fra «vugge til vugge» og den funksjonelle enheten for bygget er: «multifunksjonell campusbygning, 5 etasjer, 5230 BTA m2, 4980 m2 BRA, nordisk klima, 120 års levetid, etter TEK10». Metoden for analyse i SimaPro heter ILCD 2011 Midpoint+ V1.10. Miljøpåvirkningene som benyttes er global oppvarming (kg CO2-ekv.), ozonnedbrytning i stratosfæren (CFC-11-ekv.), menneskelige giftstoffer (CTUh), svevestøv (kg PM2,5 ekv.), forsuring (H+-ekv.) og eutrofiering (kg P-ekv.). De spesifikke prosjektdataene er hentet ut fra BIM-modeller og sluttrapporter utarbeidet ved oppføring av bygget. Generelle data baserer seg på eksisterende data fra databasen Ecoinvent 3 i SimaPro. Data på strøm- og vannforbruk er innhentet via e-post og gjennom sluttrapporter. Data i tilknytning til avhending og avfallshåndtering er innhentet fra SSB sine statistikker over avfall fra byggeaktivitet. Resultatene viser at rehabilitering har en redusert miljøpåvirkning for samtlige miljøkategorier, og gir dermed størst miljøgevinst i løpet av analysens tidsperspektiv på 120 år. Størst er reduksjonen knyttet til global oppvarming, hvor rehabilitering har 35% lavere påvirkning enn nybygg. Dette kommer i hovedsak av at man i rehabiliteringen blant annet har lokal ombruk av fundamenter, gulv på grunn, bærekonstruksjoner og dekker, og med det halverer mengden betong. Med det oppnår man en mer sirkulær økonomi. Halveringen av mengden betong, gjør at betong er den materialfraksjonen som bidrar mest til at rehabilitering kommer bedre ut av en livsløpsanalyse, sammenlignet med nybygg av Smaragdbygget. Ettersom betong i dagens produksjon og avfallshåndtering har store utslipp knyttet til produksjon og at store deler av betongen deponeres, som i seg selv er meget miljøbelastende. Ved deponering benyttes da heller ikke de potensielle ressursene i betongen, samtidig som nye råmaterialer må utvinnes for produksjon av ny betong. Reduksjonen i kg CO2-ekvivalenter funnet i denne casestudien stemmer godt overens med funnene SINTEF gjorde i FME ZEN (Forskningssenteret for nullutslippsområder i smarte byer), hvor det ble utført livsløpsanalyser av 120 ambisiøse prosjekter. Konklusjonen ble at det er gunstigere for miljøet å rehabilitere enn å bygge nytt.

The new campus building at Gjøvik was completed for opening in 2018 and goes by the name «Emerald Building» (Smaragdbygget)». The new building is for the future with a high energy performance with almost zero-energy standards. For materials there has been used a big amount of wood in the construction and facade, in combination with low-carbon concrete. Local materials have been used to a large extent with focus on sustainability. This bachelor thesis aims to solve the following problem: «What gives the largest environmental benefit for campus building of rehabilitation or new construction if we consider the building over a period of 120 years, where each building body has an estimated functional lifetime of 60 years?» In order to answer the problem, a life cycle analysis will be carried out for different scenarios: new construction and rehabilitation, by doing a case study of the Emerald Building on campus Gjøvik. The environmental impacts from the scenarios are then assessed against each other to see which of the two scenarios that gives the greatest environmental benefit for campus building. The life cycle analysis follows the Norwegian standards: ISO 14040, 14044 and 15978. The delimitation of the campus building is done according to ISO 3451. The system boundary is from «cradle to cradle» and the functional unit is: «multifunctional campus building, 5 floors, 5230 sq.m. gross area, 4980 sq.m. net area, nordic climate, 120 years of life, after TEK10». The method for analysis in SimaPro is called ILCD 2011 Midpoint+ V1.10. The environmental impact categories used are global warming (kg CO2-eq.), ozone depletion potential (CFC-11-eq.), particulate matter (kg PM2.5-eq.), acidification potential (H+ eq.), eutrophication potential (kg P-eq.) and human health cancer potential (CTUh). The specific project data is taken from BIM-models and final reports of the building. General data is based on data from the Ecoinvent 3 database in SimaPro. Data on electricity and water consumption have been obtained through e-mail and final reports. Data related to disposal and waste management is obtained through statistics from SSB on construction activity. The results show that rehabilitation has a reduced environmental impact for all the environmental impact categories, and thus provides the greatest environmental benefit during the time period of 120 years. The greatest reduction is related to global warming, with rehabilitation having a 35% lower impact than a new construction. This is mainly due to the fact that in the rehabilitation, there is local reuse of foundations, floors on the ground, supporting structures and slabs, and by that, halves the amount of concrete. And in this way create a circular economy. Halving the amount of concrete means that concrete is the material fraction that contributes most to rehabilitation coming out on top of a life cycle analysis, compared to a new building. As concrete in today's production and waste management has large emissions associated with production and as large parts of the concrete are going to the landfill, which in itself is very environmentally harmful. When the concrete goes to the landfill, the potential in the concrete is removed, while new raw materials must be extracted for the production of new concrete. The reduction in kg CO2-equivalents found in this case study is in good agreement with the findings SINTEF made in FME ZEN (Research Center for Zero Emission Areas in Smart Cities), where life cycle analyzes of 120 ambitious projects were carried out. The conclusion was that it is more favorable for the environment to rehabilitate than to build a new one.