Managing Uncertainty in Environmental and Cost Life Cycle Studies of Building Design

Peter Ylmén

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

220 Nedladdningar (Pure)

Sammanfattning

Byggnadssektorn stod för 39 % av energi- och processrelaterade koldioxidutsläpp år 2018 och globala utsläpp från byggnader ökade med 2 % för det andra året i rad. Därför är det viktigt att ta fram lösningar på byggnadsdesign som minimerar klimatpåverkan från byggnader. Samtidigt som produktionen av bostäder och kommersiella byggnader måste vara kostnadseffektiv för att skapa boende och arbetsplatser till en rimlig kostnad.

På senare tid har flera studier nyligen påvisat att även om energianvändningen för uppvärmningen och drift har stor miljöpåverkan så kan tillverkning, utbyte och avfallshantering av byggnader ha en motsvarande magnitud av byggnaders totala miljöpåverkan. Det är därför viktigt att ta hänsyn till hela livscykeln vid utvärdering av designalternativ för byggnader. Det finns en risk att viktiga utsläpp och kostnadsaspekter förbises om bara en del av livscykeln beaktas vid utvärderingen. Detta kan leda till felaktiga slutsatser och suboptimala lösningar vid design av byggnader.

Tillgängliga och beprövade livscykelverktyg för att utvärdera byggnader och andra produkter är livscykelanalys (LCA) och livscykelkostandsberäkningar (LCC). Till och med för enkla produkter är tillverkningskedjan från råmaterialutvinning, tillverkning, användning och sluthantering komplex och sammanflätade med materialflöden för andra produkter än den studerade. Detta betyder att även om metoderna har långvarig utvecklig så finns det många antaganden och val som behöver göras när miljöpåverkan och kostnader utvärderas för en byggnads livscykel. Genomförande av LCA och LCC kräver därför mycket tid och resurser även för produkter med fasta produktionslinjer.

När en byggnad designas är det lättare att genomföra ändringar i början, då färre besluts har tagits och designfriheten är större. Dock medför det även att det finns mindre data att använda i en livscykelstudie. Eftersom det finns fler frihetsgrader så är det fler val att hantera. När ett designalternativ ska utvärderas är det inte säkert att det är bestämt vilka produkter som ska användas, tillverkare, typ av installationer, användarmönster och monteringsmetoder. Att genomföra LCA och LCC under sådana förutsättningar kommer naturligtvis medföra större osäkerheter i resultaten är för produkter med bestämda system och förutsättningar.

Arbetet som beskrivs i den här avhandlingen består av flera studier där metoder och procedurer har utvecklats för att underlätta att utvärdera designalternativ för byggnader med hjälp av livscykelverktyg. Effekt- och konsekvensutvärderingsmetoden (ECE) beskriver hur tekniska systemgränser kan skapas på ett konsekvent sätt. Den fokuserar på hur sekundära effekter som uppkommer i andra delar av byggnaden än den som utvärderas ska hanteras. I en fallstudie visades att sekundära effekter kan ha betydande påverkan på resultaten. Även besluts- och valproceduren (DCP) utvecklades inom projektet. Den skapar förutsättningar att hantera valalternativ på ett strukturerat sätt när livscykelverktyg används för att ta fram beslutsunderlag. En annan fråga som studerats var hur pålitligt underlag kan skapas för inbyggda material och produkter. En process i vilken entreprenörerna på byggarbetsplatsen rapporterade materialdata i ett formulär utforskades för en kontorsbyggnad. För att demonsterara hur de utvecklade metoderna ska tillämpas utfördes flera fallstudier. Fyra fallstudier utvärderar de enskilda frågorna mer i detalj var för sig och ytterligare en visar hur man kan kombinera metoderna i LCA och LCC genom att optimera isolertjocklek för en byggnad.

Tyngdpunkten i arbetet har varit träffsäkerhet i resultaten snarare än förenklingar för att motverka felaktiga slutsatser kring vilka designalternativ som har låg miljöpåverkan och låga kostnader. Även om en viss förenkling erhålls genom att visa en mer strukturerad och konsekvent process för att hantera systemgränser och osäkerheter via designoptimering. Tillämpning av tillvägagångssättet som beskrivs i detta arbete kommer sannolikt att medföra slutsatser krig design med högre kvalitet samtidigt som det sparar tid och arbete vid genomförandet.
Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Handledare
  • Arfvidsson, Jesper, handledare
  • Mjörnell, Kristina, Biträdande handledare
  • Berlin, Johanna, Biträdande handledare, Extern person
Tilldelningsdatum2020 nov. 3
UtgivningsortLund
Förlag
ISBN (tryckt)978-91-88722-71-3
ISBN (elektroniskt)978-91-88722-70-6
StatusPublished - 2020 nov. 3

Bibliografisk information

Defence details
Date: 2020-11-03
Time: 13:00
Place: Lecture hall V:B, building V, John Ericssons väg 1, Faculty of Engineering LTH, Lund University, Lund.
External reviewer(s)
Name: Ekvall, Tomas
Title: Prof.
Affiliation: Chalmers, Gothenburg.
--

Ämnesklassifikation (UKÄ)

  • Byggproduktion
  • Annan naturresursteknik

Fria nyckelord

  • Building design
  • life cycle
  • LCA
  • LCC
  • uncertainties
  • method

Fingeravtryck

Utforska forskningsämnen för ”Managing Uncertainty in Environmental and Cost Life Cycle Studies of Building Design”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

Citera det här