Life cycle assessment of two building alternatives: wood and concrete

Abstract

Byggesektoren er en betydelig bidragsyter til klimaforandringer ved at de er ansvarlige for 39 % av energirelaterte CO2 utslippene og 36 % av det globale energiforbruket i 2018(Global Alliance for Buildings and Construction, International Energy Agency and the United Nations Environment Programme, 2019). En reduksjon i bygningers miljøp° avirkning gjennom livsløpet vil ha en langsiktig effekt p°a grunn av den lange levetiden til bygninger (Sandberg et al., 2017). Livsløpsvurdering (LCA) har blitt et veletablert verktøy for °a beregne utslippene over levetiden til et produkt eller en prosess, og har vært et viktig verktøy for °a evaluere miljøavtrykket til bygninger. Den totale virkningen beregnes basert p°a alle livssyklusstadier, med tanke p°a alle utslipp i alle stadier. Form° alet med denne studien er °a vurdere og evaluere miljøbelastningen av tre og betong n° ar de brukes som byggematerialer i to leilighetsbygg, hvilke bygningselementer som har størst bidrag til klimaendringer og p° avirkning av materialvalg i slike bygninger. To forskjellige beregningsmetoder er brukt for °a undersøke miljøp° avirkningen av de to bygningene; a) LCA-beregning ved bruk av Arda og generiske data fra Ecoinvent v3.2 og b) konsekvensberegning basert p°a produkt- og materialspesifikke miljødeklarasjoner (EPD). For trebygningen var de totale utslippene beregnet ved °a bruke generiske data 48 % høyere enn beregningen ved bruk av produkt spesifikke EPD-er, selv om utslippsfordelingen mellom materialene i bygningen var lik for de to metodene. EPD-metoden resulterte ogs°a i det laveste utslippsresultat for betongbygningen, men forskjellen mellom metodene er betydelig redusert til 14 %. I likhet med trebygningen, var utslippsfordelingen mellom materialene tilsvarende for begge metodene. Utslippsfordelingen mellom bygningsdelene er ogs°a lik for de to bygningene. Gulv, innvendige vegger og trapper og balkonger er de største bidragsyterne i begge bygningene med begge metodene. Det er flere usikkerheter knyttet til modellen som ble brukt i denne studien. Parametere som antas °a ha høye usikkerheter eller som er store bidragsytere til miljøp° avirkningen, er inkludert i en sensitivitetsanalyse. De beregnede resultatene fra denne analysen har blitt diskutert og videre arbeid innen LCA-felt med bygninger og byggematerialer er foresl ° att.

The building sector is a considerable contributor to climate change being responsible for 39% of energy related CO2 emissions and 36% of global final energy use in 2018 (Global Alliance for Buildings and Construction, International Energy Agency and the United Nations Environment Programme, 2019). Reducing the life cycle environmental impact of buildings today will have a long term effect because of the long lifetime of buildings (Sandberg et al., 2017). Life cycle assessment (LCA) has become a well-established tool for calculating the emissions over the life time of a product or process, and have been an important tool for assessing the environmental footprint of buildings. The total impact is calculated based on all the life cycle stages, considering all emissions in all stages. This work’s objective is to assess and evaluate the environmental impact of wood and concrete when used as construction materials in two apartment buildings, which building elements have the largest contribution to climate change and the influence of material choice in such buildings. Two different calculation methods have been used to investigate the environmental impact of the two buildings; a) LCA calculation using Arda and generic data from Ecoinvent v3.2 and b) impact calculation based on product and material specific environmental product declarations (EPDs). For the wood building the total emissions calculated using the generic data was 48 % higher then the calculation using specific product EPDs even though the emission distribution between the materials in the building was similar for the two methods.The EPD method also resulted in the lowest emission result for the concrete building, but the difference between the methods is significantly reduced to 14 %. As for the wood building the emission distribution between the materials was similar both methods. The emission distribution between the building parts is also similar for the two buildings. Slabs, internal walls, and stairs and balconies are the largest contributors in both buildings with both methods. There are several uncertainties associated with the model used in this study. Parameters which have been assumed to have high uncertainties or are large contributors to the environmental impact have been included in a sensitivity analysis. The calculated results from this analysis have been discussed and further work within the field of LCAs on buildings and construction materials have been suggested.