Embodied Carbon of Technical Installations in a Norwegian Office and Teaching Building An LCA-based study of the Ocean Space Center

Abstract

Klimagassutslipp fra energibruk i bygninger er betydelige, men store forbedringer i energieffektivitet har blitt gjort de siste årene. Som en konsekvens av redusert CO2 utslipp grunnet lavere energibruk, har den relative betydningen av indirekte utslipp økt og skapt økt fokus på redusering av indirekte karbon utslipp fra materialer i byggebransjen. Indirekte klimagass utslipp fra tekniske installasjoner er dårlig dokumentert, men den tilgjengelige dokumentasjonen indikerer at de utgjør en betydelig andel av bygningens totale utslipp.

Hovedmålet med denne oppgaven er å vurdere den indirekte miljøpåvirkningen av tekniske installasjoner gjennom en litteratur studie samt en livssyklusanalyse (LCA) case study av en kontorbygning i Ocean Space Center (OSC). Oppgaven har også som mål å evaluere miljødeklarasjoner (EPD) som et virkemiddel for å redusere klimagassutslipp og forbedre miljøegenskaper. Bygningsinformasjonsmodeller (BIM) og funksjonsbeskrivelser er benyttet til å lage livssyklusinventariet, og LCA beregninger er gjort for både generiske og EPD-data.

Funn fra litteraturstudiet indikerer at den de fleste studier ikke adresserer den materielle delen av tekniske installasjoner tilstrekkelig, og det er behov for bedre oppløsning mht. komponenter, materialsammensetning og dimensjoner. Andelen utslipp som tilskrives materialinnholdet i tekniske installasjoner varierer betydelig mellom studiene. Imidlertid er de vist å ha en mer betydelig påvirkning nyere studiene med mer detaljerte inventarer.

Resultatene viser at de tekniske installasjonene i det vurderte kontorbygget i OSC bidrar til 33-46 % av de totale indirekte utslippene. Ventilasjonssystemet er vist å ha størst innvirkning, der ventilasjonskanaler, VAV-tilluftsenheter og aggregater bidrar til den største andelen. Beregninger gjort med EPD-data gir en reduksjon av utslipp på 41 % sammenlignet med generisk, selv om det er betydelig usikkerhet knyttet til disse resultatene. Bruk av miljøproduktdeklarasjoner i klimagassregnskap viser allikevel at de indirekte utslippene fra tekniske installasjoner blir redusert i stor grad.

Greenhouse gas emissions from energy use during a building's lifetime have been studied in detail, and significant improvements in energy efficiency have been made in recent years. The reduction of CO2 emissions related to energy use of buildings has subsequently increased the relative importance of embodied carbon in building materials, creating a global shift towards embodied carbon reduction in the building sector. The embodied impacts of technical installations are poorly documented, but the documentation available indicates the emissions make up a significant proportion of the buildings' total emissions.

The main goal of this thesis is to assess the embodied environmental impact of technical installations through a literature review and a Life Cycle Assessment (LCA) case study of an office building, the Ocean Space Center. The thesis also aims to evaluate Environmental Product Declarations (EPD) as a tool to reduce greenhouse gas emissions and improve environmental properties. Building Information Models (BIM) and planning documents are used to build the Life Cycle Inventory, and calculations are for both generic and EPD data.

Findings from the literature review indicate that the material part of technical installations is inadequately addressed in most studies, and there is a need for better resolution in terms of components, material composition, and dimension. While there is large variation between studies, the share of emissions attributed to the material content of technical installations is considerably larger in recent studies with more detailed inventories.

The results show that the technical installations in the assessed office building in OSC contribute to 33-46% of total embodied emissions. The ventilation system is shown to have the most significant impact, with ventilation ducts, Variable Air Volume (VAV) supply air units, and air handling units contributing to the largest share. Calculations made with EPD data show impact reductions of 41% compared to generic, though there is considerable uncertainty related to these results. Nevertheless, use of Environmental Product Declarations are found to improve the embodied impacts of technical installations profoundly.