Bæredygtige systemleverancer ved renovering: Ressourcer. Økologi. Nødvendighed.

Publikation: Bog / Antologi / Afhandling / RapportPh.d.-afhandling

Abstrakt

Resumé
Samfundets øgede opmærksomhed på ressourceforbrug, miljøskader og især klimaforandring har medført at der stilles i stigende grad krav til bæredygtighed indenfor byggeriet. Især renovering af boliger synes at være særlig relevant i dette sammenhæng, da det forholdsvis høje, bygningsrelaterede energi- og ressourceforbrug giver mulighed for besparelse. Nybyggeri som er underlagt lovmæssige krav til energiforbrug udgjorde under 1,4% p.a i relation til den eksisterende bygningsmasse i de sidste 5 år , samtidig med at en voksende antal af ældre bygninger bliver omdannet til boliger . Dette vil betyde at den største del af den i dag eksisterende boligmasse vil stadigvæk være i brug i 2050.

Bæredygtigt byggeri
Lovgivningen har i de sidste år medvirket til at byggebranchen har sæt fokus på bygningernes energibehov, men dette har også haft som konsekvens at ”energieffektivt byggeri” tit bliver opfattet som ”bæredygtigt byggeri”. Bæredygtighed i byggeri rummer dog meget mere og især ressourceproblematikken omkring materialer, deres indvinding, anvendelse og genbrug bliver til vigtige spørgsmål i fremtiden, ikke kun med blik på miljøet, men også med blik på etiske, sociale og ikke til mindst samfundsøkonomiske spørgsmål.
Bæredygtighed i byggeri er desuden yderst svært at definere. Grunden til dette ligger i emnets store kompleksitet og sammenhæng til ”det større billede”, men også i de forskellige opfattelser af hvor fremtidens udfordringer ligger og hvilken betydning og dimension disse kan få , alt efter hvilken del af byggebranchen er berørt. Standarder og certifikater for bærdygtigt byggeri bliver derfor, overordnet set, modtaget positiv i branchen og kan midlertidig skabe større efterspørgsel for bæredygtige bygninger. Set udefra medfører certifikater dog også faren for greenwashing, især når disse certifikater uddeles af private foreninger eller firmaer. Standarder og certifikater tilgodeser dog sjældent at bygninger, over deres performative kvaliteter, også har en kulturbærende funktion, som selvfølgelig er en bæredygtighedsaspekt. Bygningernes arkitektur er yderst vigtigt med blik på samfundets færden og udvikling. Derudover har den arkitektoniske kvalitet og kvaliteten af den håndværksmæssige og byggetekniske udførelse en stor betydning for bygningernes værdisætning og dermed også deres levetid.
Om en bygning kan omtales som ”bæredygtig” vil i sidste ende dog blive opgjort andre steder. Samfundet vil vise en holdning, beboerne vil påvirke bygningen og om vendt, økonomiske systemer kan og vil ændre sig, ligesom de ressourcer vi har til rådighed vil være andre i fremtiden. Bæredygtighed hænger dermed tæt sammen med vores opfattelse og forventninger til fremtiden, dog uden at vi på nogen måder er i stand til at forudse hvad disse ændringer kommer til at betyde for samfundet eller vores bygninger. Fordi fremtiden ikke kan forudses, må et af målene være at bygge med kapacitet – kapacitet for forandring, uden at en bygning i sin helhed bliver draget i tvivl som konsekvens af en ændret brug, ejerskab, kontekst eller ressourcesituation.
Systemleverancer
Kompleksiteten for bæredygtigt byggeri er blevet meget stor og kan forventes at blive større - mange synes derfor at det er blevet vanskelig at navigere i dette område. Mængden af det nødvendige viden for at kunne træffe beslutninger vokser konstant og dette har i stigende grad betydning for arkitekternes arbejde, der mange afgørende beslutninger omkring bygningernes bæredygtighed bliver truffet i de tidelige faser af et byggeprojekt.
Systemleverancer, som tilbyder en integreret løsning på disse udfordringer, kan vise sig at være en mulighed for at integrere den krævede viden, og skabe incitament hos producenterne for at tænke mere holistisk og livscyklus-orienteret. Begge dele anses som en forudsætning for løsninger som fremmer bygningernes bæredygtighed. Systemleverancer er multi-funktionale produkter, produceret under industrielle forhold, som ikke kun omfatter materialer eller komponenter, men også inkluderer serviceydelser i planlægningsfasen, såvel som under systemleverancens hele livscyklus (Mikkelsen et al. 2005). Systemleverancer bygger på løsninger frem for et rent produkt og giver desuden mulighed for at integrere specialviden og kan dermed medvirke til at reducere kompleksiteten i planlægningsprocessen (Vibæk 2011). Udover disse fordele i forhold til normale byggeleverancer rummer systemleverancer også muligheden for at integrere bæredygtighedsaspekter, især igennem potentialet for at styre leverancernes livscyklus langt bedre end hidtil kendt. Især reduktionen af såkaldte ”point-of-sales”, hvor produktet eller ydelser bliver solgt til en ny ejer kan reduceres eller fjernes fuldstændig. Dette synes interessant, siden hver point-of-sale betyder at ansvaret for disse produkter overgår til den nye ejer. Point-of-sales er dermed relevant for bæredygtige leverancer, der disse kræver at ansvaret forbliver hos systemejeren over leverancens hele livscyklus, fra produktion til bortskaffelsen. Denne type produkt kendes fra andre områder under navnet Product-Service-System (PSS). I afhandlingen opstilles derfor hypotesen om at systemleverancer kan udformes som Product-Service-Systems og at dermed skabes forudsætningerne for bæredygtige systemleverancer.

Casestudier
Casestudier om renovering har desuden vist, at der til dels anvendes systemleverancer til renovering i de sidste år, men at disse leverancer sjældent er decideret tænkt og udviklet som systemleverancer. For at anvende systemleverancer til renoveringsformål syner især boligbebyggelser fra montagebyggeriets højtid at have et stort markedspotentiale. Både, fordi disse bygninger har nået et alder hvor gennemgribende renoveringer bliver nødvendig, men også fordi montagebyggeriets høje grad af standardisering og modulært opbyggelse har et stort potentiale for at blive renoveret med industrialiserede metoder.

Life Cycle Thinking
I projektets forløb har det vist sig at især Livcyklustankegangen (Life Cycle Thinking) og den tilknyttede metode livcyklusvurdering (Life cycle Assessment, LCA) er af stor betydning for både, udvikling og definition af bæredygtige systemleverancer, men også for bæredygtigt byggeri i det hele taget. Metoden har desuden en stærk fokus på miljømæssige aspekter, som igen synes at være en vigtigt og rigtigt fokus, på baggrund af den aktuelle ressourcesituation, samt det manglende fokus på de alvorlige miljøproblemer som vi kommer til at møde i løbet af de næste få generationer.
Afhandlingens andet fokuspunkt var derfor især anvendelsen af LCA i sammenhæng med byggeprojekter, med målet om at give indblik i de potentialer som metoden på tidspunktet rummer. Især arkitekter vil kunne få gavn af at anvende LCA, da det igen er de tidelige projektfaser, hvor metoden kan anvendes for at forbedre bygningernes design med hensyn til at reducere miljøpåvirkninger i stor grad. Herunder især materiale-relaterede påvirkninger, som i en energi-fokuseret tilgang normalt undervurderes. LCA-metoden viser sig dog at være forholdsvis komplekst og kræver specialviden, derfor var det oplagt at afprøve forskellige muligheder for at benytte metoden i en række cases, for at se hvilke forudsætninger skal være til stede for at metoden skaber et bedre beslutningsgrundlag for arkitekter. Som led i denne undersøgelse blev et LCA-værktøj (ecoARK) udviklet og afprøvet i forskellige sammenhæng.
Konklusionen for afhandlingen er at systemleverancer har et stort potentiale for at fremme bæredygtigt byggeri, selvom kompleksiteten er konstant stigende og definitionen af bæredygtighedsbegrebet er underlagt konstant forandring. Nødvendigheden af at bygge mere bæredygtigt er desuden bred accepteret, dog mangler der gode eksempler og vejledning til på hvordan dette kan omsættes til konkret handling og ikke til sidste bæredygtige bygninger. Miljøpåvirkninger skal desuden opnå en større vigtighed i de nuværende diskussioner og LCA bør anvendes i lang højere grad, ikke for at kortlægge mulige miljøpåvirkninger, men for at forbedre bygningernes udformning, materialevalg og ikke til sidst arkitektur.
Systemleverancer rummer desuden potentialet for at integrere mange af disse komplekse overvejelser, samtidig med at ejerforholdene skaber et særlig incitament for at tænke livcyklusorienteret og totaløkonomisk. Denne kombination kan medvirke til at skabe en ny type byggeprodukt, som fremmer bygningernes bæredygtighed. Disse bæredygtige systemleverancer skal dog ikke være forbeholdt renoveringsprojekter og nybyggeri bør derfor lære fra de aktuelle renoveringsprojekter for at nye bygninger skabes med en stor kapacitet til fremtidig forandring. Her igen kan anvendelsen af systemleverancer være med til at styre bygningernes livscyklus i fremtiden.


Abstract
Increased focus on our environment, resource management, and climate change has bred an ever-increasing demand for sustainability in construction. Great potential lies in residential renovations to satisfy this demand, due to their relatively high energy and resource consumption. Although growing numbers of older buildings are being converted to residential use , New construction subject to low-energy regulations comprised less than 1.4% per year of the building industry over the past 5 years. The corollary of this data is that a significant majority of currently existing housing stock will still be in use by 2050.
Sustainability in construction
Recent legislation in the construction industry has provided necessary impetus for the construction industry to reduce a building’s energy needs. This has had the unintended consequence that "energy-efficient building" is often perceived as "sustainable building". Sustainability in construction, however, involves much more than simple conservation of material resources. The energy used for resource extraction and waste processing, as well as the end use, maintenance and reuse/recycling are also key factors in the equation. This is an important issue for the future, not only with respect to the environment, but also for society as a whole on social, ethical, and socio-economic levels.
Sustainability in construction remains extremely difficult to define. The reason for this lies in the enormous complexity of the context – the ‘Big Picture’. Various aspects of this ‘Big Picture’ come into focus in vastly different ways, with many points of view, all depending upon the standpoint of the construction discipline in question.
Various standards and certifications for sustainability in construction garner positive reception in the industry, often engendering an albeit temporary demand for sustainable buildings. However, certifications face the danger of misuse as ‘greenwashing’, especially when awarded by private organizations or companies. Standards and certifications of a building’s performance rarely include its cultural impact, also an intrinsic aspect of sustainability. Architecture is an excellent form of documentation, exhibiting society's cultural, ethical, and technological development and priorities of the day. Architectural quality and craftsmanship have a direct relationship to a building’s construction and technical performance, which in turn affect its value and lifespan. That a building may be referred to as "sustainable" may in the end be determined elsewhere, outside of the building, or the construction industry. Societal pressures and user demands affect a building’s character and performance - and vice versa. Economic systems can and will change, just as our current resource stocks may be supplanted by others in the future. Sustainability is closely related to our own perception and expectations for the future -without any assurance that we can predict what these changes will mean for society, or our buildings for that matter. One strategy which addresses the inherent uncertainties of the future is to build with capacity in mind – to embrace capacity as untapped potential for a future (unknown) change. Such capacity by design enables the building to respond positively, actively and robustly to changes in use, ownership, context or scarcity.
Integrated Product Deliveries
The complexity of sustainable construction has and can be expected toincrease - many believe it to be a significant hurdle in entering or understanding the discipline. The amount of knowledge required for sound decision-making grows by the day, and is increasingly important for architects, as many critical decisions about a building’s sustainability are made in the earliest phases of a construction project. Integrated product deliveries, offering integrated solutions as response to these challenges may prove to be the best opportunity to integrate required knowledge and create incentives for producers to think both holistically and life-cycle-oriented. Both of these factors are prerequisites for solutions ensuring a building’s sustainability.
Integrated product deliveries are multi-functional products produced using industrial processes which not only include materials or components, but also its services in early planning stages, and during the system delivery’s entire life cycle (Mikkelsen et al., 2005). Integrated product deliveries are based on solutions rather than products, allowing for integration of specialized knowledge and services to significantly reduce the complexity of the planning process (Vibæk, 2011). As opposed to traditional building systems, advantages of an integrated product delivery may include integration of sustainable strategies, especially the potential for controlling and understanding the solution’s life cycle better than was previously possible or known. In particular, the reduction of the so-called “Points-Of-Sale” locations where the product or service is being sold to a new owner/distributer may be reduced or even eliminated. This is key, as each “Point-Of-Sale” transfers responsibility for the product to a new owner. Point-Of-Sale is relevant to sustainable building supplies as they require that responsibility for the delivery remains with the owner/supplier of the delivery system throughout the life cycle: from production, through installation and use, to disposal, recycling or reuse. This type of product is known in other disciplines under the name Product-Service System (PSS). This thesis presents the hypothesis that system deliveries may be cast as Product-Service Systems, creating the pre-conditions for sustainable integrated product deliveries.
Case Studies
Renovation case studies have evinced partial use of system deliveries in recent years; however these deliveries are seldom conceived or developed as system deliveries proper, as defined by the thesis. Large market potential for application of system deliveries in renovation projects exists in the housing developments from the “golden age” of modular building in the 1960s and 70s. Such buildings have both reached an age where extensive renovations are necessary and high degree of standardization and modular assembly of the buildings lends itself to implementation of refurbishment strategies with industrialized methods.
Life Cycle Thinking. In the course of this project it has been shown that Life Cycle Thinking and the associated Life Cycle Assessment (LCA) methodology is of great importance not only for both the definition and development of sustainable system deliveries, but also for sustainable construction as a whole. The method has a strong focus on environmental issues, which under the current circumstances appears to be relevant, appropriate and timely. This focus is in turn based upon contemporary resource management and addresses the serious environmental challenges faced by coming generations.
Life Cycle Thinking
The secondary aim of this dissertation is to provide insight regarding the untapped potential offered by LCA at this time, within the context of current construction projects. Architects in particular may benefit from the use of LCA from the earliest project phases, where easily implemented changes in the building’s planning and design can have the most effect in terms of reducing environmental impacts. It also avoids a pitfall of energy-focused approaches where materials-related impacts are often underestimated. As the LCA method is fairly complex and requires specialized knowledge, it was decided to test different scenarios, applying the method in a number of diverse cases in order to ascertain the necessary prerequisites for the method to result in a solid basis for decision-making for architects. As part of this study, an LCA tool (ecoARK) was developed and tested in different contexts.

The conclusion of this thesis is that system deliveries have great potential to promote sustainable construction, in spite of the field’s increasing complexity and shifting definitions of the sustainability concept. The need to build sustainably now has wide acceptance, but there remains a lack of guidance and good example showing the translation of such intent into concrete action, not to mention actual sustainable buildings. Environmental impacts must also be brought to the fore in current discussions, in tandem with greater adoption of LCA, not only to mitigate potential environmental impacts, but also to improve building design, material choice, and, in the end, architecture as a whole.
System deliveries include the potential to integrate these many complex considerations, while ownership creates special incentive to think in terms of a holistic economy and life cycle-oriented. Such a combination may contribute to creating a new typology of construction products, promoting sustainable building. These sustainable integrated product deliveries should not be reserved for renovations - new construction can and should learn from contemporary renovation projects. New buildings can and should be created with great capacity for future change. Here again, the use of integrated product deliveries is a large part of managing the future life cycle of today’s buildings.

Noter:
Baseret på tal fra Danmarks Statisktik, tabeller BYGV01 og BYGB33, tidsrum 2007-2012
tal fra Danmarks Statistik (tab. BYGB33) viser at især bygninger opført før 1950 i stigende grad (0,3-0,7%p.a. i 2012) bliver omdannet til boliger. Dette medfører at boligmassen i ældre bygninger er vokset i de sidste 5 år. Der findes dog ikke informationer på til hvilken standard disse bygninger er blevet renoveret.
For eksempel kan en facade blive til en ”indeklima-løsning”, som tager hensyn til komfort på mange måder. Facaden ses dermed ikke længere som et særskilt element af en bygning, men som en integreret bestanddel for at opnå indeklimatisk komfort i en bygning. Dette medfører at selve facaden skal tænkes i kombination med alle andre komponenter som vil virke sammen.
Based on data from Danmarks Statistik, Table BYGB33, which shows the especially buildings erected prior to 1950 are increasingly subject to residential conversion. (At a rate of 0,3-0,7% per annum in 2012). This results in a latent growth of older residential housing stock over the last 5 years. There is currently no data showing the extent or quality of these renovations.
Based on data from Danmarks Statistik, Tables BYGV01 og BYGB33, from 2007-2012
For example, a façade may be an ‘interior-climate-solution’, providing comfort on many levels. As such, the façade is no longer seen as a discrete building element, but part of an integrated whole with the purpose of ensuring an optimal indoor climate. This leads to a façade which is conceived of as working in combination with other elements, all contributing in concert to an intended goal.
OriginalsprogDansk
Udgivelses stedKøbenhavn
ForlagThe Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation
Antal sider385
ISBN (Trykt)978-87-7830-364-6
StatusUdgivet - 24 okt. 2014

Emneord

  • bæredygtighed, genbrug, design for demontering, ressourceforvaltning
  • lifecycle thinking
  • systemleverancer
  • bæredygtig renovering
  • bæredygtig byggeri
  • prefabrication
  • Historie og teori
  • systems thinking
  • case studies

Kunstnerisk udviklingsvirksomhed (KUV)

  • Nej

Projekter

Bæredygtige systemleverancer ved renovering og nybyggeri

Schipull Kauschen, J.

15/05/201006/02/2015

Projekter: ProjektPh.d. projekt

Citationsformater

Schipull Kauschen, J. (2014). Bæredygtige systemleverancer ved renovering: Ressourcer. Økologi. Nødvendighed. The Royal Danish Academy of Fine Arts, Schools of Architecture, Design and Conservation.