Του Chris Wark
|
Οι συζητήσεις πέρι ενέργειας
και πράσινες στέγες συνήθως επικεντρώνεται στις μηνιαίες ή ετήσιες μειώσεις
στους λογαριασμούς, αλλά αυτό είναι μόνο μέρος της εικόνας. Τι γίνεται με την ενέργεια που
απαιτείται για να κατασκευαστεί το φυτεμένο;
Η ενέργεια που συνδέεται με μια κατασκευή πράσινης
στέγης περιλαμβάνει περισσότερα από τη
θερμότητα που πηγαίνει μέσα και έξω από το κτίριο. Μια από τις συγκρίσεις που γίνονται
μεταξύ τις πράσινες στέγες σε σχέση με αντανακλαστικές "cool roofs» ήταν ότι η ενέργεια που συνδέεται με την
κατασκευή, παράδοση και εγκατάσταση - γνωστή ως "ενέργειακό αποτύπωμα» του
συστήματος οροφής - είναι αρχικά υψηλότερο για τις πράσινες στέγες, αλλά τελικά
χαμηλότερο από τις «ψυχρές στέγες» κατά τη διάρκεια ζωής του κτιρίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μιά
δροσερή μεμβράνη στέγης πρέπει να αντικαθίστανται κάθε 20 χρόνια περίπου, ενώ
μια πράσινη στέγη επεκτείνει δραματικά τη διάρκεια ζωής της στέγης,
ενδεχομένως, για τη διάρκεια ζωής του κτιρίου.
Ακριβώς όπως ενσωματωμένη ενέργεια δαπανάται
χωριστά από ένα κτίριο που απολαμβάνει τα οφέλη να καλύπτεται από φυτά, η
ενέργεια που καταναλώνεται στο εν λόγω εργοτάξιο κατασκευής του δώματος συνήθως
παράγεται σε μια εξίσου απομακρυσμένη πηγή. Κοιτάζοντας
την εικόνα των επιπτώσεων μιας πράσινης στέγης για τη χρήση των ενεργειακών
πόρων του πλανήτη μας, η ενσωματωμένη
ενέργεια και η ενέργεια που δαπανάται σε ένα κτίριο είναι δύο από τους πιο
σημαντικούς παράγοντες και αξίζουν κάποια προσοχή. Το παρακάτω είναι μια ανάλυση για να ρίξει φως σχετικά με τις
περιβαλλοντικές επιπτώσεις των πράσινων στεγών πέρα από τις εξοικονομήσεις σε
ένα λογαριασμό υπηρεσιών κοινής ωφελείας.
Η ενσωματωμένη ενέργεια είναι μια έννοια που σημαντική για ους επιστήμονες που έχουν μελετήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων. Δεδομένου ότι η ενέργεια σε όλες τις μορφές της, είχε πάντα κάποιο οικονομικό κόστος και συνδέεται με αυτό, η ιδέα της συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων στην αλυσίδα των δαπανών που απαιτούνται για την παραγωγή και την παράδοση ενός προϊόντος είναι τόσο παλιά όσο και τα οικονομικά.
Η ενσωματωμένη ενέργεια είναι μια έννοια που σημαντική για ους επιστήμονες που έχουν μελετήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων. Δεδομένου ότι η ενέργεια σε όλες τις μορφές της, είχε πάντα κάποιο οικονομικό κόστος και συνδέεται με αυτό, η ιδέα της συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων στην αλυσίδα των δαπανών που απαιτούνται για την παραγωγή και την παράδοση ενός προϊόντος είναι τόσο παλιά όσο και τα οικονομικά.
Πράσινο Ανακύκλωση
(1.bp.blogspot.com) |
Στη σύγχρονη οικονομική και
περιβαλλοντική ανάλυση, η παρακολούθηση κάθε κομμάτιου της ενέργειας από κάθε
δυνατή πηγή που δαπανάται για να δημιουργήσετε μια πράσινη στέγη μπορεί να
είναι εξαιρετικά περίπλοκη. Για
να κυριολεκτήσουμε, η παρακολούθηση όλης
της ενέργειας που παρέχεται, μέσω της
σύγχρονης τεχνολογίας, θα μπορούσε κανείς να επιχειρηθεί κάποια ακραία ανάλυση
και να πάρει εντελώς υποκειμενικά το όλο
θέμα. Αν και ελάχιστα χρήσιμες,
δεν είναι αδύνατο να υπολογίσει απόκρυφα σημεία δεδομένων, όπως η ενέργεια που
καταναλώνεται για τον εμπλουτισμό του ουρανίου που απαιτείται για το κλάσμα της
πυρηνικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παρασκευή του υλικού ημιαγωγών
που χρησιμοποιούνται για τα τσιπ υπολογιστών που ελέγχουν τις στροφή σήματα του
αυτοκινήτου οδηγείται από τον επόπτη διαρροών της στέγης και κάθε συσκευασίας που φτάνει από το εργοστάσιο συναρμολόγησης υλικών. Από την άλλη πλευρά, οι εκθέσεις που
παρέχουν ενσωματωμένη τιμές ενέργειας κατά μέσο όρο για μια ολόκληρη κατηγορία,
όπως "σπίτια" είναι πολύ γενικές για να είναι σε χρήση για ένα συγκεκριμένο έργο.
Η ενσωμάτωση ενέργειας σε ένα πράσινο κτίριο περιλαμβάνει ενέργεια από τη
δημιουργία έως την κατεδάφιση στην ανακύκλωση υλικών για χρήση σε άλλο κτίριο. Ενώ η ενέργεια σχετίζεται μόνο με τη
δημιουργία ενός κτιρίου είναι αρκετά δύσκολο να προσδιοριστεί, με μελέτες που περιλαμβάνουν εκτιμήσεις της
ενέργειας που απαιτείται για την κατεδάφιση του συγκεκριμένου κτιρίου και τη
διάθεση των αποβλήτων, καθώς και της λογιστικής για την ενέργεια που μπορεί να
εξοικονομηθεί με την επαναχρησιμοποίηση ή την ανακύκλωση μέρους του υλικού. Όλη αυτή η εργασία
είναι καθαρά θεωρητική.
Κάπου ανάμεσα σε μια αναζήτηση για την ενέργεια που χρησιμοποιείται από
την εξόρυξη λιθίου στην Αργεντινή και βασίζεται σε γενικευμένες εκτιμήσεις μπορεί βρεθεί ένα πιο ρεαλιστικό πλαίσιο για την εξέταση
της ενσωματωμένης ενέργεια της πράσινης στέγης. Ρεαλιστικά, η μόνη ενέργεια που πρέπει
να ληφθεί υπόψη και είναι άμεσα
αναγνωρίσιμη - η ενέργεια που εμφανίζεται στους λογαριασμούς των επιχειρήσεων που παράγουν, για την παράδοση, και την εγκατάσταση ενός
προϊόντος. Στην πραγματικότητα,
αυτό είναι λίγο περισσότερο από ένα βασικό σύνολο των πληροφοριών που οι αναλυτές ενέργειας του κτιρίου θέτουν
σε μοντέλα τους σε τακτική βάση.
Η
ενέργεια που χρησιμοποιείται στους τομείς της παραγωγής ή την κατασκευή ενός
βιομηχανικού κτιρίου που ονομάζεται ενέργεια
της διαδικασίας και αυτό
είναι επίσης ένα συχνά αναφερόμενο ενσωματωμένη ενέργεια. Αλλά θέλουμε επίσης να περιλαμβάνουν τη μεταφορά ενέργειας , η οποία είναι αρκετά εύκολο να
ποσοτικοποιηθεί, όπως είναι η εγκατάσταση
της ενέργειας που απαιτείται
για το χειρισμό του εξοπλισμού της εγκατάστασης. Ως παράδειγμα, ας ρίξουμε μια
ματιά σε ένα 4-ιντσών εκτεταμένο σύστημα της πράσινης στέγης με sedum, ελαφρύ
μέσο ανάπτυξης φυτών, υπόστρωμα συγκράτησης / στρώμα αποστράγγισης, και ένα
στρώμα στεγανοποίησης που εγκαθίσταται σε ένα μεγάλο κατάστημα. Με ρεαλιστικές τιμές για τους σκοπούς
αυτής της συζήτησης, ένα τετραγωνικό πόδι του συστήματος μας αποτελείται από 12
κιλά διογκωμένης αργίλου με λίγο λίπασμα αναμιγνύεται σε, 6 κιλά από χυτό
πολυπροπυλένιο, 7κιλά φύλλο TPO, και ένα ή δύο φυτά.
Όπως αναλύεται στον
ακόλουθο πίνακα, η συνολική ενέργεια
που απαιτείται για την
παραγωγή των υλικών στεγάνωσης, αποστράγγισης και για το μέσο ανάπτυξης είναι περίπου 36.000
BTUs * , συν ένα αμελητέο (σε σύγκριση με το
υπόλοιπο των υλικών) ποσό για το λίπασμα και τα φυτά. Αυτά είναι αρκετά καλά τεκμηριωμένα
μέσος όρος που θα μπορούσε να είναι ακριβής για ένα πραγματικό έργο. Τώρα, αν το μέσο ανάπτυξης προέρχεται
από, ας πούμε, άλλη πολιτεία, άλλα 3.000 BTUs που απαιτούνται για τη
μεταφορά του στην πόλη κατασκευής, εάν ολόκληρο το ταξίδι γίνεται από το
φορτηγό (900 BTUs αν αποσταλεί με το τρένο) και 500 Btu είναι ένας λογικός
αριθμός θα χρησιμοποιηθεί για να πάρει το υπόλοιπο των υλικών στο εργοτάξιο,
δεδομένου ότι ζυγίζει λιγότερο και είναι συνήθως παράγονται πιο κοντά στην πόλη
όπου θα γίνει η κατασκευή.
Το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να μετακινηθούν μηχανήματα για
την εγκατάσταση θα μπορούσε να είναι άλλα 500 BTUs, στρογγυλοποίημένα από ένα
μεγάλο σύνολο των 40.000 BTUs πηγαίνοντας σε βασική βλάστηση του ένα
τετραγωνικό πόδι του μια μεγάλη επίπεδη στέγη στο Σικάγο. Και πάλι, αυτό είναι ένα αυστηρώς υποθετικό
σχέδιο και αυτές οι ποσότητες ενέργειας μπορεί να είναι διαφορετικές για ένα
πραγματικό σχέδιο.
Έργο ενσωματωμένη ενέργεια από ένα τετραγωνικό
πόδι του
Εκτεταμένες Green Roof στο Σικάγο
Εκτεταμένες Green Roof στο Σικάγο
Στεγανοποίηση /
Προστασία |
Πλαστικό στρώμα αποστράγγισης
|
Μέσο Ανάπτυξης
|
Σύνολο
|
|
Διαδικασία
Ενέργειας
|
13.000 BTUs
|
11.000 BTUs
|
12.000 BTUs
|
36.000 BTUs
|
Μεταφορά Ενέργειας
|
250 BTUs
|
250 BTUs
|
3.000 BTUs
|
3.500 BTUs
|
Ενέργεια Εγκατάσταση
|
500 BTUs
|
|||
Έργο ενέργειας που περικλείεται
|
40.000 BTUs
|
Είναι
τα 40.000 BTUs αρκετή ενέργεια; Ενδιαφέρει
περισσότερο για το πόσα BTUs γλιτώνουμε
με την κατασκευή κάθε χρόνο επενδύοντας 40.000 BTUs στην αρχή. Ένα τετράγωνικό πράσινης στέγης θα
σώσει περίπου 1.000 BTUs ετησίως σε ψυκτική ενέργεια που σημαίνει ότι θα χρειαστούν
περίπου 40 χρόνια για να ανακάμψει η διαδικασία ενσωματωμένη ενέργεια της
πράσινης στέγης.
Συγκριτικά, μια δροσερή στέγη σε αυτό το κτίριο θα εξοικονομήσει περίπου
700 BTUs ανά τετραγωνικό ανά έτος. Αν έχει ένα ενεργειακό κόστος ενσωμάτωσης
14.000 BTUs, τότε θα έχει ανάκαμψη 20 ετών, η οποία είναι, συμπτωματικά,
και η διάρκεια ζωής για μία δροσερή στέγη. Ωστόσο,
μετά την αρχική εγκατάσταση, η ενέργεια
εγκατάστασης κάθε αντικατάστασης είναι σημαντικά υψηλότερη
από την πρώτη.
Αυτό σημαίνει ότι μετά από
40 χρόνια και πριν από το 3ο η δροσερή στέγη που έχει εγκατασταθεί, με τη πράσινη στέγη θα
έχουν ανακτηθεί περίπου 5% περισσότερη ενσωματωμένη ενέργεια από την δροσερή οροφή. Η πράσινη στέγη πλεονέκτεί στην ενέργεια αυξάνεται μετά από τα 40 έτη.
Δεν φαίνεται σημαντική αλλά δεν είναι όλη η εικόνα. Όπως ανέφερα προηγουμένως,… ενέργεια επίσης απαιτείται για την παραγωγή και
μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας και φυσικού αερίου στο κτίριο. Κατά κάποιο τρόπο, αυτό θα μπορούσε να
θεωρηθεί ως άλλος τύπος ενσωματωμένης ενέργεια, αν και μια που είναι πολύ πιο
δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί για ένα δεδομένο κτιρίου, σαν ενσωματωμένη ενέργεια επειδή η ηλεκτρική ενέργεια και το
φυσικό αέριο παραδίδεται μέσω τεράστιων δίκτυων με πολλαπλές πηγές.
Για την ηλεκτρική ενέργεια, η θερμοδυναμική
απόδοση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συν μετάδοση(αποτέλεσμα απωλειών) σε
ένα τυπικό κτίριο στην ανατολική ΗΠΑ είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει μόνο το 1/3 της αρχικής πηγής ενέργειας. Το φυσικό αέριο είναι μια διαφορετική
κατάσταση, αλλά σχεδόν όλες οι οικονομίες από μια πράσινη στέγη ή ψυχρής στέγης
είναι ηλεκτρικό -. Κύρια του ανεμιστήρα
ψύξης και το κόστος της ενέργειας ψυκτικών
μηχανών. Αυτό έχει άμεσο αντίκτυπο στο πώς βλέπουμε τον παγκόσμιο
αντίκτυπο της ενέργειας στην πράσινη στέγη μας. Τα 1.000 BTUs των ετήσιων αποταμιεύσεων
που βλέπουμε σε μεταφράζεται σε 3.000
BTUs εξοικονόμηση για τον πλανήτη από τη στιγμή που χρησιμοποιήυμε μόνο το 1/3 της ενέργειας στην πηγή.
Αν κάνουμε
χρήση των παραπάνω υπολογισμών για ανάκτηση
ενέργειας (επενδύοντας για πράσινη στέγη) το παράδειγμα μας πλέον γίνεται μόνο 13,5
χρόνια. Λάβετε υπόψη ότι οι
αριθμοί αυτοί δεν είναι από ένα πραγματικό έργο και έγιναν για ενδεικτικούς
λόγους μόνο. Πολλές εταιρείες
εξακολουθούν να μην δίνουν πληροφορίες σχετικά με τη χρήση της ενέργειας και
μια σειρά από ουσιαστικές λεπτομέρειες αφήνονται έξω.
Τέλος, εδώ είναι μια
ενδιαφέρουσα σημείωση: Οι Μελέτες που έχουν διεξαχθεί στο παρελθόν για εκτατικού
τύπου φυτεμένα δώματα σε παρόμοιους
τύπους κτιρίων στο Σικάγο έδειξαν έναα μέσο κόστος απόσβεσης των 14 ετών.
Σύμπτωση; Φυσικά και όχι!
Σύμπτωση; Φυσικά και όχι!
Όταν προσπαθείτε να κάνετε λογαριασμό για κάθε κομμάτι της
ενέργειας που περικλείεται σε κάθε πτυχή αυτού του τύπου των έργων, το χρήμα
και η ενέργεια να είναι άρρηκτα συνδεδεμένα. Αυτό
είναι κάτι που πρέπει να έχουμε υπ’ όψιν όταν έχουμε στα σκαριά εγκατάσταση ενός συστήματος πράσινων στεγών.
* BTU είναι μικρή Βρετανική θερμική μονάδα, η οποία είναι, κατά
ειρωνεία της τύχης, λίγο πολύ χρησιμοποιείται μόνο από τις Ηνωμένες Πολιτείες
πια. Ο υπόλοιπος κόσμος
περιγράφει την ενέργεια χρησιμοποιώντας joules ή kilojoules.πηγή:http://www.greenroofs.com/content/Energy-and-Green-Roofs-Beyond-the-Building.htm#.UJvwHW_ZZId
Μετάφραση
Κωνσταντίνος Τάτσης
MscΓεωπόνος
Energy
and Green Roofs: Beyond the Building
Discussions of energy and green roofs are usually focused on the
monthly or annual reductions in one's utility bills, but that is only part of
the picture. What about the energy required to get the green roof components on
the roof in the first place?
In Part 6 of my series Cooler Than Cool Roofs: How Heat Doesn't Move Through a Green Roof I mentioned that the energy associated with a green roof project involves more than the heat going in and out of a building. One of the comparisons I made of green roofs versus reflective "cool roofs" was that the energy associated with the manufacturing, delivery and installation - known as the "embodied energy" of a roofing system - is initially higher for green roofs, but ultimately lower than cool roofs over the life of the building. This is because a cool roof membrane must be replaced every 20 years or so while a green roof dramatically extends the life of a roof, possibly for the life of the building. Just as embodied energy is expended separately from a building that is enjoying the benefits of being covered by thriving plants, the energy being consumed at that building site is typically generated at an equally remote source. Looking at the biggest picture of a green roof’s impact on the use of our planet’s energy resources, embodied energy and utility energy expended on its way to a building are two of the most significant factors and deserve some attention. The following is a little explanation to help shed some light on the environmental impact of green roofs beyond the savings seen in a utility bill.
Embodied energy is a concept that has been around longer than
scientists have been studying the environmental impact of products, including
buildings. Since energy in all its forms has always had some financial cost
associated with it, the idea of including fuel in the chain of costs required to
produce and deliver a product is as old as economics itself.
In modern economic and environmental analysis, tracking every bit
of energy from every conceivable source spent to create a green roof can be
extremely complex. The array of methodologies is such that a Google search of
“embodied energy” is like trying to find the definitive recipe for chili.
Strictly speaking, to track ALL of the energy provided through modern
technology, one could attempt some extreme analysis and get downright subatomic
about the whole thing. While hardly useful, it is not impossible to calculate
an arcane data point like the energy consumed in the enrichment of the uranium
needed for the fraction of nuclear energy used to manufacture the semiconductor
material used for the computer chips that control the turn signals of the car
driven by the green roof drain mat packaging supervisor to get to the assembly
plant. On the other hand, reports that provide embodied energy values averaged
over an entire category, such as "homes," are too general to be of much use for
a single, specific project.
Embodied energy in the world of green building commonly includes
energy from creation to demolition to recycling into another building. This is
known as "cradle-to-cradle" embodied energy. While energy associated with just
the creation of a building is tricky enough to determine, cradle-to-cradle
studies include estimations of the energy needed to demolish the given building
and dispose of the waste, as well as accounting for the energy that can be saved
by reusing or recycling much of the material. Keeping the potential for
material recycling in mind when designing a building is wonderful, but from a
standpoint of accurate energy accounting, it is purely
speculative.
Somewhere in between a search for energy used by lithium mining
accountants in Argentina and relying on generalized cradle-to-cradle estimates
is found a more pragmatic framework for considering the embodied energy of a
green roof. Realistically, the only energy that should be considered is that
which is directly knowable - the energy that shows up in the utility bills of
the businesses producing, delivering, and installing a product. In fact, it is
little more than a basic set of information that building energy analysts enter
into their models on a regular basis.
The energy used in the production or manufacturing areas of an
industrial building is called process energy and this is also a commonly
reported embodied energy. But we also want to include transportation
energy, which is fairly easy to quantify, as is the installation
energy needed to operate installation equipment. For our purposes they can
be added to process energy to comprise what I propose to call project
embodied energy.
As an example, let’s look at a 4-inch extensive green roof system with sedums, lightweight growth medium, incorporated containment/drain layer, and a water-proofing layer being installed on a big-box store in Chicago. In crude but realistic terms for purposes of this discussion, one square foot of our system is made up of 12 pounds of expanded clay with a little bit of compost mixed in, 6 ounces of molded polypropylene, 7 ounces of TPO sheet, and a plant or two.
As detailed in the following table, the total process energy
required to produce the waterproofing, drainage and expanded clay for the growth
medium is about 36,000 BTUs*, plus a negligible (compared to the rest of
the materials) amount for the compost and plants. These are fairly well
documented average numbers that could be refined for a real project.
Now, if the growth medium comes from, say, Arkansas, another 3,000 BTUs are needed to transport it to Chicago if the entire trip is made by truck (900 BTUs if shipped by train) and 500 Btu is a reasonable number to use for getting the rest of the materials to the building site since it weighs less and is commonly produced closer to Chicago.
The amount of energy needed to run machinery for the installation
could be another 500 BTUs, rounding out a grand total of 40,000 BTUs going in to
the basic vegetation of one square foot of a big flat roof in Chicago. Again,
this is a strictly hypothetical project and these energy quantities may be
different for a real project.
Project Embodied Energy of One Square
Foot of an
Extensive Green Roof in Chicago
Are 40,000 BTUs a lot of energy? Sort of. In the grand scheme of
things, we care more about how many BTUs are saved for the building each year by
investing 40,000 BTUs up front. Our one square foot patch of green roof will
save about 1,000 BTUs per year in cooling energy which means that it will take
about 40 years to recover the process embodied energy of the green roof.
By comparison, a cool roof on this building will save about 700 BTUs per square foot per year. If it has a project embodied energy of 14,000 BTUs, then it will have an initial recovery of 20 years, which is, coincidentally, a common warranty time for a cool roof. However, after the initial installation, the installation energy of each replacement is considerably higher than the first.
That means after 40 years and before the 3rd cool roof has been
installed, the green roof will have recovered approximately 5% more project
embodied energy than the cool roof. The green roof energy advantage
increases from then on.
Well now, that doesn't sound so great, but we are not done looking
at the biggest picture. As I mentioned earlier, energy is also required to
produce and transfer electricity and natural gas to the building. In a way, it
could be thought of as another type of embodied energy, albeit one that is much
more difficult to quantify for a given building than project embodied
energy because electricity and gas are delivered through huge networks with
multiple sources. For electricity, thermodynamic efficiencies of producing
electricity plus transmission losses result in a typical building in the eastern
U.S. being able to use about 1/3 of the original source energy. Natural gas is
a different situation, but nearly all of the savings from a green roof or cool
roof is electrical - primarily cooling and fan energy costs.
This has a direct effect on how we look at the global energy impact of our green roof. The 1,000 BTUs of savings we see in the building's utility bill translates into a 3,000 BTUs savings for the planet since we only get to use 1/3 of the source energy. Now the invested energy recovery for our example green roof is only 13.5 years. Keep in mind that these numbers are not from an actual project and are for illustrative purposes only. Many companies are still loathe to release information relating to energy use and a number of trackable details are left out. Finally, here is an interesting note: Studies that I conducted in the past for extensive green roofs on similar types of buildings in Chicago showed an average cost payback of 14 years.
Coincidence? Not really. When you imagine trying to account for
every single bit of energy embodied in every aspect of this type of project,
money and energy become inextricably linked. This is something to keep in mind
when getting quotes for the installation of a green roof
system.
*BTU is short for British Thermal Unit, which is, ironically, pretty much only used by the United States anymore. The rest of the world describes energy using joules or kilojoules.
Chris Wark
WSP Flack + Kurtz
|
Για πληροφορίες Τοπιοδομή 210 6017403
www.topiodomi.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου