5.4 Jämförelse med andra studier
5.4.1 Materialproduktion
I studierna för Blå Jungfrun och Strandparken användes ett vanligare värmesystem i form av fjärrvärme. För Blå Jungfrun motsvarande produktskedet 49 % av den totala klimatpåverkan för en analysperiod på 50 år. Blå Jungfrun är beläget i Stockholm vilket motsvarar klimatzon 3 enligt FEBY12. I studien som genomförde för blå Jungfrun beräknades klimatpåverkan för byggskedet (modul A1-5) samt energianvändningen under byggnadens driftskede (modul B6). För passivhuset i Malmö (klimatzon 3) utgjorde produktskedet 49 % av den totala klimatpåverkan trots att denna studie inte tog hänsyn till modul A4 och A5.
Vid beräkning av byggskedets klimatpåverkan för en analysperiod på 50 år för Strandparken motsvarande produktskedet 29 % av den totala klimatpåverkan. Strandparken ligger också i klimatzon 3. Detta resultat överensstämmer dock inte med denna studie vilket kan förklaras av att Strandparken inte är ett passivhus utan är konstruerad enligt energiprestandan till 75 kWh/m2 A-temp, år. En analysperiod på 50 år visar att klimatpåverkan för produktskedet av standardhuset i Malmö motsvarade 36 % av den totala klimatpåverkan. Vilket är mer jämförbart med Strandparken då ingen utav konstruktionerna är ett passivhus och att klimatskalet består av mindre mängd material. En förklaring till skillnader i resultat för Strandparken och standardhuset i Malmö kan vara att samtliga delar av Strandparkens livscykel ingick i beräkningarna det vill säga byggskede, driftskedet och slutskedet. I en LCA finns det fler moduler i byggnadens driftsfas och därför är det mer sannolikt att dess klimatpåverkan i förhållande till byggfasen är större.
I studien som utfördes av Kylili, Ilic och Fokaides (2017) analyserades passivhusets byggnadsdelar samt husets totala klimatpåverkan ur ett LCA-perspektiv. Resultatet visade att grunden och väggen var de två byggnadsdelar som har störst påverkan på miljön. Vilket överensstämmer med resultatet i denna studie då grundens klimatpåverkan var störst och blev 49,5 % följt av väggens klimatpåverkan som blev 32,9 %. Som tidigare förklarat beror det på att grunden består av stora delar av cellplast och betong vilka var de byggnadsmaterial som hade störst klimatpåverkan. Dessutom indikerade resultatet av studien för passivhuset i Cypern att användning av isoleringsmaterial i byggnadens väggsystem kan ha en gynnsam effekt på byggnadens energieffektivitet utan att väsentligen tynga dess totala klimatpåverkan. Denna slutsats stämmer överens med denna studie i bemärkelsen att den stora mängden isolering som användes i klimatskalet har en gynnsam effekt på byggnadens energiprestanda. Det stämmer däremot inte överens med slutsatsen att isoleringsmaterialet inte har en övervägande betydelse för byggnadens totala klimatpåverkan. Vilket kan förklaras av att Emrahus använder cellplast som isoleringsmaterial i väggarna och grunden och trots materialets goda isoleringsegenskaper har byggnadsmaterialet det högsta GWP-talet.
Resultatet i denna studie visade att cellplast och betong var de två byggnadsmaterial som hade störst klimatpåverkan och stod för 54 % respektive 26,3 % av materialproduktionen. Studien
som gjordes på Blå Jungfrun där ramverket och ytterväggarna är tillverkad i betong kom fram till att betong representerar 50 % av klimatpåverkan av materialproduktionen. I jämförelse med Strandparken som har en träkonstruktion representerar betongen 40 % av klimatpåverkan för materialproduktionen. Ojämlikheterna i andelen betong beror uteslutande på den stora andelen betong som används vid byggandet. Ytterligare förklaring till resultatet av de olika proportionerna kan vara att produktionen av betong har en större påverkan på klimatet än träprodukter. Detta resultat bekräftas av resultaten från Cypern, där byggnaden består av en träram och armerad betongplatta som indikerade att betong var den största bidragsgivaren till utsläpp av CO₂ ekv. Ett passivhus består till stora delar av isolering och trots detta har isoleringen ingen övervägande betydelse för de tidigare studierna vilket kan förklaras av att de använder ett isoleringsmaterial som har en lägre påverkan på klimatet än isoleringsmaterialet i denna studie. Det kan även förklaras av att andelen betong i konstruktionerna för de tidigare studierna är större än för passivhuset som konstruerat av Emrahus.
5.4.2 Energianvändning
En jämförelse mellan denna studie och tidigare studier gällande den totala klimatpåverkan från driftskedet är väldigt komplex då den energirelaterade arean, A-temp skiljer sig drastiskt. Strandparkens energianvändning i driften bidrog med 1 461 000 kg CO₂ ekv. Vid en jämförelse av exempelvis standardhuset i Malmö som var 114 435 kg CO₂ ekv verkar resultatet väldigt högt. För att möjliggöra en jämförelse har klimatpåverkan per kvadratmeter A-temp räknats ut.
Strandparkens klimatpåverkan från driftskedet under analysperiod på 50 år var 367 kg CO₂ ekv/m2 A-temp vilket efterliknar klimatpåverkan för standardhuset i Malmö som ligger på 346 kg CO₂ ekv/m2 A-temp. Resultaten överensstämmer till stor del, troligtvis på grund av att
de befinner sig i samma klimatzon och att energiprestandan för båda husen inte skiljer sig avsevärt. Däremot har standardhuset i Borlänge och Umeå en större klimatpåverkan än Strandparken. En förklaring till skillnaderna kan vara att de befinner sig norr om Stockholm och har en sämre energiprestanda än Strandparken. Resultatet kan också påverkats av vilken typ av bränslemix som använts för fjärrvärmenätet. Som tidigare nämn ökar miljöpåverkan om bränslemix med stor andel fossilt bränsle används i jämförelse med biobränsle. Ytterligare faktorer som kan påverkat resultatet i de olika studierna är otäthetsfaktorn som i sin tur påverkar energiprestandan.
Studien som gjordes på Blå Jungfrun, som uppfyllde de krav som ställs av FEBY12 har en klimatpåverkan från driftskedet på 301 kg CO₂ ekv/m2 A-temp. Detta är högre än resultatet för
samtliga passivhus i respektive stad i denna studie. Staden med närmast värde på klimatpåverkan är Umeå som bidrar med 273 kg CO₂ ekv/m2 A-temp. Även vid denna
5.5 Övriga aspekter
Energiberäkningar som gjorts på VIP kan göras över hela världen så länge man har en beräkningsmodell det vill säga en konstruktionsritning att utgå ifrån. Däremot kan inte resultaten inte jämföras med andra länders krav på passivhus och standardhus i själva VIP programmet. Detta eftersom i VIP finns det endast FEBY12 och BBRs krav som går att välja. Andra länder i världen har inte samma klimatzon-uppdelning som Sverige har vilket begränsar beräkningar som görs utefter olika zoner.
Resultaten kan generaliseras inom byggsektorn gällande klimatpåverkan från byggskedet för småhus eftersom endast A4 och A5 var exkluderade. Tidigare forskning visade dock att den största delen av byggskede bestod av A1-A3. Å andra sidan är resultaten inte lika generella gällande klimatpåverkan från användningskedet det vill säga B1-B7 eftersom endast B6 beräknades.
Utöver de metodiska skillnaderna som finns mellan småhus och flerfamiljshus finns det andra relevanta aspekter att beakta. Vid produktion av ett småhus används större andel material per kvadratmeter jämfört med ett flerfamiljshus. Ett exempel är att betongbjälklaget i ett flerfamiljshus täcker flera lägenheter och består av mindre andel betong per kvadratmeter. En motsvarande mängd betong i småhus hade krävt en större andel. Detta innebär att småhus kräver större materialåtgång i förhållande till flerbostadshus.
6 Slutsats
Syftet med detta arbete var att jämföra klimatpåverkan mellan ett passivhus och ett standardhus ur ett LCA-perspektiv i tre olika klimatzoner för en analysperiod på 50 år. En aspekt som är viktig att beakta vid granskning av arbetet är att valet av systemgränser har en betydande inverkan på resultatet. Resultatet av denna studie visade att klimatpåverkan för passivhuset var 31,6 % större än standardhuset med avseende på materialåtgången. Skillnaden i materialåtgång var oberoende klimatzon. Resultaten från VIP-Energy visade att energianvändningen för passivhuset var 44-46 % lägre än standardhuset i de olika klimatzonerna.
Denna studie undersökte även efter hur lång tid är det bättre att ha ett passivhus jämfört med ett standardhus med hänsyn till utsläpp av CO₂ ekvivalenter. Resultatet såg olika ut beroende på klimatzon. I Umeå (klimatzon 1) var det bättre att ha ett passivhus efter 12,5 år. För borlänge (klimatzon 2) var det inte förrän 14,6 år. För Malmö (klimatzon 3) tog det längst tid, 19,1 år. Jämför man dessa tre klimatzonerna utifrån utsläpp av CO₂ ekvivalent är det bäst att ha passivhus i Malmö då den har lägst total klimatpåverkan. Vid en jämförelse av snabbast pay- back-tid för respektive klimatzon är passivhuset i Umeå det bästa alternativet.
För en analysperiod för 50 år visade resultatet att standardhusens klimatpåverkan var högre än passivhusen. Tittar vi närmare på detta så är det mest fördelaktig att ha passivhus i Malmö jämfört med de resterande städerna med avseende på total klimatpåverkan. En tydlig slutsats för studien är att driftskedets klimatpåverkan är den faktorn som påverkar förändring av utsläpp av CO₂ ekv över längre tidsperioder vilket beror på att produktskedets klimatpåverkan inte förändras över tid.
En viktig slutsats är att byggandet av ett passivhus sett till en längre tidsperiod är en positiv åtgärd då släpper ut mindre CO₂ ekv än ett standardhus. Vi kan härmed konstatera att passivhustekniken hjälper bostadssektorn att minska sin 40 % förbrukning av Europas totala energianvändning.
6.1 Vidare forskning
I studien jämfördes ett passivhus och ett standardhus med avseende på klimatpåverkan för materialproduktion och driftenergi. Det hade varit intressant att vidareutveckla denna studie genom att inkludera fler moduler i analysen. Ännu en intressant vidareutveckling hade varit att studera hur utsläpp av växthusgaser och energianvändning är fördelade i byggskedet och driftskedet för en längre analysperiod än 50 år.Det hade även varit intressant att undersöka hur resultatet av driftfasen hade varierat genom att utvärdera klimatpåverkan av olika värmesystem exempelvis genom att jämföra värmepump och fjärrvärme. Utifrån tidigare forskning framkommer det att materialproduktionen utgör en stor del av byggprocessen därför hade det varit intressant att jämföra klimatpåverkan av materialproduktionen för flera passivhus med olika materialkombinationer för att se vilken kombination som är miljömässigt fördelaktig.
Referenser
Böcker
Burström, P.G. (2018) Byggnadsmaterial. (3 uppl.) Lund Studentlitteratur.
Hemsidor
Boverket. Utsläpp av växthusgaser från bygg- och fastighetssektorn. (Hämtad 2020-05-08) Boverket. Remiss; Förslag till ändringar i Boverkets byggregler m.m. (Hämtad 2020-05-10) Boverket. Standarder för LCA. (Hämtad 2020-05-10)
Energiföretagen. Fjärrvärmeproduktion. Eva Rydegran. (Hämtad 2020-05-13) Energirådgivningen. Passivhus och lågenergihus. (Hämtad 2020-05-02) Energisnålahus. Passivhus. (Hämtad 2020-06-19)
IVL. Byggsektorns miljöberäkningsverktyg. (Hämtad 2020-05-13).
Naturvårdverket (2019a) Bränslebyte har gett lägre utsläpp av växthusgaser från el och fjärrvärme. (Hämtad 2020-05-13).
Naturvårdsverket. (2019b). Sammanställ totala utsläpp av växthusgaser i koldioxidekvivalenter. (Hämtad 2020-05-13).
Naturvårdsverket (2019c) Beräkna direkta utsläpp från förbränning (Hämtad 2020-05-25) Naturvårdsverket. Växthusgasutsläppens samband med vädret. (Hämtad 2020-05-25) Passivhuscentrum. Vad är passivhus och vilka krav ställs? (Hämtad 2020-05-02) VIP-Energy. VIP-Energy, Manual. (Hämtad 2020-05-13).
Personliga källor
Merei, Khaled. Projektledare, Emrahus. (Personlig kommunikation 2020-04-15)
Rapporter från högskola/universitet
Krakau, O. & Rapp, V., L. (2018). Optimal tjocklek av isoleringsmaterial i en energieffektiv byggnad-Minimering av primärenergi, växthuspotential och kostnad ur ett
Konferens
Peeters, K., Van de Moortel, E., Spirinckx, C., Thoelen, P., Debacker, W., Vanleemput, S., De Troyer, F., Dewulf, W., Norton, A., Schmidt, J., Temmerman, L. & De Lathauwer, D. (2013).Life cycle assessment of ten insulation materials in different types of building walls. LCA Conference Euralille, 4 november, 2013, France.
Vetenskapliga artiklar
Deetman, S., Marinova, S., Van der Voet, E., Van Vuuren, D. P., Edelenbosch, O. & Heijungs, R. (2020). Modelling global material stocks and flows for residential and service sector buildings towards 2050. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, p. 245. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.118658.
Kovacic, I., Reisinger, J. & Honic, M. (2018). Life Cycle Assessment of embodied and operational energy for a passive housing block in Austria. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, 82, pp. 1774–1786. doi: 10.1016/j.rser.2017.07.058.
Kuzman, M. K., Grošelj, P., Ayrilmis, N. & Zbašnik-Senegačnik, M. (2013). Comparison of passive house construction types using analytic hierarchy process. Energy and Buildings, 64, pp. 258–263. doi: 10.1016/j.enbuild.2013.05.020.
Kylili, A., Ilic, M. & Fokaides, P. A. (2017). Whole-building Life Cycle Assessment (LCA) of a passive house of the sub-tropical climatic zone. Resources, Conservation & Recycling, 116, pp. 169–177. doi: 10.1016/j.resconrec.2016.10.010.
Pargana, N. Pinheiro, M. D., Silvestre, J. D., & De Brito, J. (2014) Comparative
environmental life cycle assessment of thermal insulation materials of buildings. Energy & Buildings, 82, pp. 466–481. doi: 10.1016/j.enbuild.2014.05.057.
Persson, J. & Westermark, M. (2011) Phase change material cool storage for a Swedish Passive House. Energy and Buildings, p. 490. doi: 10.1016/j.enbuild.2012.05.012.
Piccardo, C., Dodoo, A., Gustavsson, L., & Tettey, U. Y. A. (2020) Retrofitting with different building materials: Life-cycle primary energy implications. Energy, 192. doi:
10.1016/j.energy.2019.116648.
Soust-Verdaguer, B., Llatas, C. & Garcia-Martinez, A. (2016). Simplification in life cycle assessment of single-family houses: A review of recent developments. BUILDING AND ENVIRONMENT, 103, pp. 215–227. doi: 10.1016/j.buildenv.2016.04.014.
Woubishet, Z. T, & Kassahun, A. A. (2019). Embodied Energy and CO2 Emissions of Widely Used Building Materials: The Ethiopian Context. Buildings, (6), p. 136. doi: 10.3390/buildings9060136.
Rapporter
Erlandsson, M. & Holm, D. (2015). Livslängdsdata samt återvinningsscenarion för mer transparenta och jämförbara livscykelberäkningar för byggnader. Stockholm: IVL Svenska Miljöinstitutet. Rapportnummer B2229, april 2015.
Erlandsson, M., Malmqvist, T., Jelse, K. & Larsson, M. (2018). Livscykelanalysbaserade miljökrav för byggnadsverk - En verktygslåda för att ställa miljökrav. Stockholm: IVL Svenska Miljöinstitutet. Rapport Nr B2253, februari 2018.
Erlandsson, M., Ruud, S., Sandberg, E., Blomsterberg, Å. & Eek, H. (2012). FEBY 12. Kravspecifikation för nollenergihus, passivhus och minienergihus. Sveriges centrum för nollenergihus. Mars 2012.
Larsson, M., Erlandsson, M., Malmqvist, T., Kellner J (2016). Byggandets klimatpåverkan. Livscykelberäkning av klimatpåverkan för ett nyproducerat flerbostadshus med stomme av trä. IVL Svenska Miljöinstutet. Rapport B2260, juni 2016.
Liljenström, B., Malmqvist, T., Erlandsson, M., Fredén, J., Adolfsson, I., Larsson, G. & Brogren, M. (2015). Byggandets klimatpåverkan. Livscykelberäkning av klimatpåverkan och energianvändning för ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong. Stockholm: IVL Svenska Miljöinstitutet, rapportnummer B2217, januari 2015.
Wallenskog, J. (2014) Fjärrvärmecentralen utförande och installation, Tekniska bestämmelser Stockholm: Svensk Fjärrvärme. St isbn 978-91-85775-22-4
Bilagor
Bilaga 1Klimatredovisning: Standardhus - tak Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv Gipsskivor, Brand 12 6999 2645,62 Gipsskivor 12 4116 1118,23 Ytpapp 5 1528 986,25
Kerto takstol Fanérträbalk 5 3013 615,39
Lösull 5 3141,8 596,94
Råspånt 10 5775 317,63
Glespanel 10 775 42,63 Läkt 10 164 9,02 Underlagspapp 5 1,45 0,94 Plastfolier 5 0 26231kg 6546,52 Bilaga 2
Klimatredovisning: Passivhus - tak
Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv
Gipsskivor, Brand 12 6999 2645,62
Kerto takstol Fanérträbalk 5 7482 1528,15
Gipsskivor 12 4116 1118,23 Ytpapp 5 1528 986,25 Råspånt 10 5775 317,63 Masonitskiva Träfiberskivor 10 718 213,87 Glespanel 10 775 42,63 Läkt 10 164 9,02 Underlagspapp 5 1,45 0,94 Plastfolier 5 0 8344,66
Bilaga 3
Klimatredovisning: Standardhus - vägg Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv
Cellplast, expanderad polystyren (EPS) 5 1233 4808,7 Armerad betong 2 13395 2652,21 Gipsskivor, Brand 12 4662 1762,24 Gipsskivor 12 2742,42 745,06 Mineralull 5 249 417,08 Fasadputs 5 0 Plastfolier 5 0
10385,29
Bilaga 4
Klimatredovisning: Passivhus - vägg
Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill,
%
Vikt, kg Klimatpåverkan,
kg CO₂ ekv
Cellplast, expanderad polystyren (EPS) 5 3705 14 449,5
Armerad betong 2 13395 2652,21
Gipsskivor, Brand 12 4662 1762,24
Gipsskivor 12 2742,42 745,06
Mineralull 5 249 417,08
Plastfolier 5 0
20026,09
Bilaga 5
Klimatredovisning: Standardhus - grund Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan,
kg CO₂ ekv
Husbyggnadsbetong 5 87095 12715,87
Cellplast, expanderad polystyren 5 2779,7 10840,83
23556,7
Bilaga 6
Klimatredovisning: Passivhus - grund Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan,
kg CO₂ ekv
Cellplast, expanderad polystyren 5 4447 17343,3
Husbyggnadsbetong 5 87095 12715,87
30059,17
Bilaga 7
Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt,
kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv Ytterdörrar, trä (IVL LCR), ca 24 kg/m2 0 100,8 23,39 Bilaga 8
Klimatredovisning: Standardhus - Fönster Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning, Produktskedet A1-3
Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv
Fönster, två glas, trä-/aluminium, ca 22 kg/m2
0 1342 1113,86
Fönster, tre glas, trä-/aluminium, ca 35 kg/m2
0 2100 2331
Bilaga 9
Klimatredovisning: Passivhus - Fönster Baserat på metodik enligt EN 15804 och EN 15978
Resurssammanställning (exklusive transporter inklusive spill), A1-5.1 Kalkylresurs Spill, % Vikt, kg Klimatpåverkan, kg CO₂ ekv
Fönster, tre glas, trä-/aluminium (IVL LCR), ca 35 kg/m2 0 2100 2331 Bilaga 10 Stad/Hustyp Klimatpåverkan A1-A3, kg CO₂ ekv Klimatpåverkan B6 under 50 år, kg CO₂ ekv Total klimatpåverkan kg CO₂ ekv Umeå/Standard 41 625 166 450 208 075 Borlänge/Standard 41 625 146 435 188 060 Malmö/Standard 41 625 114 435 156 060 Bilaga 11 Stad/Hustyp Klimatpåverkan A1-A3, kg CO₂ ekv Klimatpåverkan B6 under 50 år, kg CO₂ ekv Total klimatpåverkan kg CO₂ ekv
Umeå/Passiv 60 784 90 110 150 894 Borlänge/Passiv 60 784 81 310 142 094 Malmö/Passiv 60 784 64 180 124 964