Grön byggnad och trä

Grönt byggande är en teknik som syftar till att skapa strukturer som är miljömässigt ansvarsfulla och resurseffektiva under hela sin livscykel – inklusive lokalisering, design, konstruktion, drift, underhåll, renovering och rivning. En rapport från 2009 från US General Services Administration utvärderade 12 hållbart designade GSA-byggnader och fann att de kostade mindre att driva.

Träprodukter från ansvarsfulla källor är ett bra val för de flesta gröna byggprojekt – både nybyggnation och renoveringar. Trä växer naturligt med energi från solen och är förnybart, hållbart och återvinningsbart. Det är en effektiv isolator och använder mycket mindre energi att producera än betong eller stål. Trä kan också mildra klimatförändringarna eftersom träprodukter fortsätter att lagra kol som absorberas av trädet under dess växtcykel, och eftersom trä ersätter fossilbränsleintensiva material som stål och betong resulterar i "undvika" utsläpp av växthusgaser .

Livscykelanalys

En livscykelbedömning kan hjälpa till att undvika en snäv syn på miljömässiga, sociala och ekonomiska problem genom att bedöma varje påverkan som är förknippad med alla stadier av en process från vagga till grav (dvs. från råmaterial till materialbearbetning, tillverkning, distribution, användning, reparation och underhåll samt kassering eller återvinning).

En omfattande genomgång av vetenskaplig litteratur från Europa, Nordamerika och Australien angående livscykelbedömning av träprodukter drog bland annat slutsatsen;

Förbrukningen av fossila bränslen, de potentiella bidragen till växthuseffekten och mängderna fast avfall tenderar att vara små för träprodukter jämfört med konkurrerande produkter.
Träprodukter som är installerade och används på ett ändamålsenligt sätt tenderar att ha en gynnsam miljöprofil jämfört med funktionellt likvärdiga produkter av andra material.

En studie från Canadian Wood Council jämförde livscykelpåverkan från tre 220 m 2 bostäder på 2 400 kvadratmeter (220 m ² ) designade främst i trä, stål och betong under de första 20 åren av deras livslängd. I förhållande till trädesignen släppte stål- och betongkonstruktionerna ut mer luftföroreningar, producerade mer fast avfall, använde mer resurser, krävde mer energi, släppte ut mer växthusgaser och släppte ut mer vattenföroreningar.

När man tar hänsyn till hela livscykeln, inklusive användning och bortskaffande, tyder den stora majoriteten av studierna på att träprodukter har lägre utsläpp av växthusgaser. I de få fall där träprodukter orsakar större utsläpp av växthusgaser än sina motsvarigheter som inte är av trä, var orsaken olämplig bortskaffande efter användning.

byggmaterialens relativa miljöfördelar . De inkluderar ATHENA Impact Estimator for Buildings, som kan modellera 95 % av byggnadsbeståndet i Nordamerika, och ATHENA® EcoCalculator for Assemblies ger omedelbara livscykelanalysresultat för vanliga sammansättningar baserat på detaljerade bedömningar som tidigare utförts med hjälp av Estimatorn. EcoCalculator är tillgänglig gratis från det ideella Athena Sustainable Materials Institute för att uppmuntra större användning av LCA av design- och byggnadsproffs.

Trä och klimatförändringar

Träd absorberar koldioxid och lagrar den i biomassa (ved, löv, rötter). När träd sönderfaller eller brinner släpps mycket av det lagrade kolet tillbaka till atmosfären, främst som koldioxid, och en del av kolet finns kvar i skogsskräpet och marken.

Skördat trä används till produkter som byggnadsvirke eller möbler, kolet lagras i decennier eller längre. Ett typiskt hus på 220 m ² i Nordamerika innehåller 29 ton kol eller motsvarande kompensation för utsläppen av växthusgaser som produceras av att köra en personbil under fem år (cirka 12 500 liter bensin.)

När trä ersätter ett fossilt bränsle för energi, eller ett byggnadsmaterial med ett större fotavtryck av växthusgaser, sänker detta utsläppen av växthusgaser.

Studier visar att träprodukter är förknippade med mycket mindre utsläpp av växthusgaser under sin livstid än andra större byggmaterial. Att ersätta en kubikmeter block eller tegel med trä resulterar i en betydande besparing på 0,75 till en ton koldioxid.

Att öka användningen av träprodukter i byggandet och för andra långlivade användningar, plus användningen av träbiprodukter och träavfall som biomassaersättning för fossila bränslen, kan bidra till att atmosfären stabiliserar växthusgaserna. En hållbar förvaltning av skogar för produktion av träprodukter är en genomförbar och fördelaktig del av en övergripande strategi för att mildra klimatförändringarna.

Securing the Future, en brittisk regeringsstrategi för hållbar utveckling, konstaterade: "Skogsbruk kan ge ett betydande bidrag genom att minska utsläppen av växthusgaser genom att öka mängden kol som avlägsnas från atmosfären av den nationella skogsgården, genom att elda ved som bränsle, och genom att använda trä som ersättning för energikrävande material som betong och stål.”

Träets roll i kolbalanser

FPInnovations , en kanadensisk ideell forskningsorganisation, genomförde en litteraturgenomgång av 66 vetenskapliga referentgranskade artiklar angående nettopåverkan på atmosfäriska växthusgaser på grund av användning av träprodukter inom ett livscykelperspektiv. Den visade flera sätt på hur träproduktsubstitution påverkar växthusgasbalansen, inklusive:

Mindre fossilbränsleförbrukning i tillverkningen;
Undvikande av koldioxidutsläpp från industriprocesser från cementtillverkning när träprodukter ersätter cementbaserade produkter;
Kollagring i trävaror och i skogen; och
Undvikit utsläpp av fossila bränslen när träbiobränslen ersätter fossila bränslen.

Energieffektivitet

Eftersom högpresterande byggnader använder mindre driftsenergi, kan den inbyggda energi som krävs för att utvinna, bearbeta, transportera och installera byggmaterial utgöra så mycket som 30 % av den totala energiförbrukningen under livscykeln. Studier som det amerikanska LCI Database Project visar att byggnader som huvudsakligen är byggda av trä kommer att ha en lägre inbyggd energi än de som huvudsakligen byggs av tegel, betong eller stål.

En nyligen genomförd fallstudie av Eugene Kruger-byggnaden i Quebec, Kanada fastställde att den helt trälösning som användes för denna 8 000 kvadratmeter stora akademiska byggnad resulterade i en 40 % minskning av inbyggd energi jämfört med stål- och betongalternativ.

En studie från 2002 jämförde produktionsenergivärden för byggnadskomponenter (t.ex. väggar, golv, tak) gjorda huvudsakligen av trä, stål och betong, och fann att träkonstruktion har en energianvändning på mellan 185 och 280 gigajoule (GJ), betong från 265 till 521 GJ och stål från 457 till 649 GJ. Träkonstruktion kommer i allmänhet att använda mindre energi än andra material, även om den höga delen av utbudet av träkonstruktionsenergi överlappar den lägre delen av sortimentet av betongkonstruktion.

Den passiva designen använder naturliga processer – konvektion, absorption, strålning och ledning – för att minimera energiförbrukningen och förbättra den termiska komforten. Forskare i Europa har identifierat trä som ett lämpligt material för utveckling av passiva byggnader på grund av dess unika kombination av egenskaper, inklusive värmebeständighet, naturlig finish, strukturell integritet och lätta och väderbeständiga egenskaper. Passiv design börjar införlivas i små byggnader i Nordamerika genom användning av strukturella träpaneler.

På grund av sin cellstruktur och många små luftfickor är trä en bättre isolator än stål och betong i de flesta klimat – 400 gånger bättre än stål och 10 gånger bättre än betong. Mer isolering behövs för stål och betong för att uppnå samma värmeprestanda.

En studie från 2002 utarbetad av National Association of Home Builders Research Center Inc. jämförde långsiktig energianvändning i två nästan identiska sida vid sida hem, en inramad med konventionellt dimensionellt timmer och den andra inramad med kallformat stål. Den fann att huset med stålstomme använde 3,9 % mer naturgas på vintern och 10,7 % mer el på sommaren.

Hälsa och välbefinnande

Massiva träprodukter, särskilt golv, är ofta specificerade i miljöer där man vet att man är allergisk mot damm eller andra partiklar.

Trä i sig anses vara allergivänligt och dess släta ytor förhindrar uppbyggnad av partiklar som är vanliga i mjuka ytskikt som mattor. Användningen av träprodukter kan också förbättra luftkvaliteten genom att absorbera eller släppa ut fukt i luften till måttlig luftfuktighet. En studie vid University of British Columbia och FPInnovations fann att den visuella närvaron av trä i ett rum sänker av det sympatiska nervsystemet (SNS) hos passagerare, vilket ytterligare etablerar den positiva kopplingen mellan trä och människors hälsa. SNS-aktivering är sättet som människokroppar förbereder sig för att hantera stress. Det ökar blodtrycket och hjärtfrekvensen samtidigt som det hämmar matsmältnings-, återhämtnings- och reparationsfunktioner för att hantera omedelbara hot. Även om det är nödvändigt på kort sikt har långa perioder i ett SNS-aktiverat tillstånd en negativ effekt på kroppens fysiologiska och psykologiska hälsa.

Studien stödjer träs värde som verktyg inom evidensbaserad design (EBD) – ett växande område som strävar efter att främja hälsa och andra positiva resultat såsom ökad produktivitet och välbefinnande baserat på vetenskapligt trovärdiga bevis. Hittills har EBD till stor del fokuserat på sjukvård och i synnerhet patientåterhämtning.

Minska avfall

Grönt byggande strävar efter att undvika slöseri med energi, vatten och material under byggandet. Design- och byggnadsproffs kan minska byggavfallet genom designoptimering, med hjälp av till exempel ramelement i rätt storlek eller förtillverkade och konstruerade komponenter.

Träindustrin minskar avfallet på liknande sätt genom att optimera sågverksdriften och genom att använda flis och sågspån för att producera papper och kompositprodukter, eller som bränsle för förnybar bioenergi. Nordamerikanska träproducenter använder 98 procent av varje träd som skördas och förs till ett bruk.

Istället för att riva strukturer i slutet av sin livslängd kan de dekonstrueras för att återvinna användbara byggmaterial istället för att dumpa dem på soptippen.

När de används på rätt sätt kan trä, betong och stål hålla i årtionden eller århundraden. I Nordamerika rivs de flesta strukturer på grund av yttre krafter som zonindelning och stigande markvärden. Design för flexibilitet och anpassningsförmåga säkerställer det största värdet för den förkroppsligade energin i byggmaterial.

Trä är mångsidigt och flexibelt, vilket gör det till det enklaste byggmaterialet för renoveringar. Träbyggnader kan designas om för att passa förändrade behov, oavsett om det handlar om att lägga till ett nytt rum eller flytta ett fönster eller en dörr. Träkonstruktioner är vanligtvis lätta att anpassa till nya användningsområden eftersom materialet är så lätt och lätt att arbeta med. Få husägare eller professionella remodelers har den skicklighet och utrustning som behövs för att ändra stålramskonstruktioner.

Strukturella träelement kan typiskt återvinnas och återanvändas för samma eller liknande ändamål med endast mindre modifieringar eller slöseri, eller fräsas om och formas till alternativa produkter såsom fönster- och dörrkarmar. För att minska mängden virke som går till deponi skapade CO ₂ Neutral Alliance (en koalition av regeringar, icke-statliga organisationer och skogsindustrin) webbplatsen dontwastewood.com. Webbplatsen innehåller resurser för tillsynsmyndigheter, kommuner, byggherrar, entreprenörer, ägare/operatörer och privatpersoner/husägare som söker information om träåtervinning.

Ansvarsfull inköp

Trä är ett ansvarsfullt miljöval för byggande så länge det kommer från skogar som sköts hållbart. Olaglig avverkning och internationell handel med illegalt avverkat timmer är ett stort problem för många träproducerande länder i utvecklingsvärlden. Det orsakar miljöskador, kostar regeringar miljarder dollar i förlorade intäkter, främjar korruption, undergräver rättsstatsprincipen och gott styre och finansierar väpnade konflikter. Konsumentländer kan använda sin köpkraft genom att se till att trävarorna de köper kommer från kända och lagliga källor.

Skogsavverkning, som är det permanenta avlägsnandet av skogar där marken omvandlas till annan användning som jordbruk eller bostäder, är också ett betydande problem i utvecklingsländer och står globalt för 17 % av världens utsläpp av växthusgaser.

Skogarna som är mest sårbara för förstörelse finns i tropiska områden i världen, där avskogningshastigheten uppskattades till 32 000 000 acres (130 000 km 2 ) ^per år från 1990 till 2005. Enligt State of the World's Forests Report, 2007, "den världen förlorade cirka 3 procent av sin skogsareal från 1990 till 2005; men i Nordamerika förblev den totala skogsarealen praktiskt taget konstant." När skogsmark omvandlas till annan användning kan en del av avskogningen kompenseras av skogsplantering – som plantering av träd på mark som har varit bar av träd under lång tid.

Frivillig skogscertifiering från tredje part är ett trovärdigt verktyg för att kommunicera skogsdriftens miljömässiga och sociala prestanda. Med skogscertifiering utvecklar en oberoende organisation standarder för god skogsförvaltning, och oberoende revisorer utfärdar certifikat till skogsverksamhet som följer dessa standarder. Denna certifiering verifierar att skogar är välskötta – enligt en viss standard – och säkerställer att certifierade trä- och pappersprodukter kommer från lagliga och ansvarsfulla källor.

Betygssystem för gröna byggnader

En studie från 2010 av Light House Sustainable Building Center i British Columbia, Kanada undersökte hur världens stora frivilliga klassificeringssystem för gröna byggnader innehåller trä. Den fann att klassificeringssystem för småhus i Nordamerika var de mest inkluderande av träprodukter och klassificeringssystem för kommersiella byggnader och byggnader utanför Nordamerika var minst inkluderande. De studerade systemen inkluderar BREEAM (Storbritannien), Built Green (USA och Kanada), CASBEE (Japan), Green Globes (USA), Green Star (Australien), LEED (lanserat i USA och används i länder som Kanada, Kina, Indien och Mexiko), Living Building Challenge (USA och Kanada), NAHB – National Green Building Program (USA) och SB Tool (Kanada och Storbritannien).

I de flesta fall ger betygssystemen poäng/poäng för användning av trä inom följande områden: certifierat trä; återvunnet/återanvänt/räddat material; och lokal inköp av material. I vissa fall är byggnadstekniker och färdigheter (som avancerad inramning) och avfallsminimering erkända, och de flesta kräver att alla trälim, hartser, tekniska och kompositprodukter inte innehåller någon tillsatt ureaformaldehyd och har strikta gränser för VOC ( flyktig organisk förening ) innehåll.

LEED-certifierad träkredit

I december 2010 lyckades USA:s Green Building Council inte få tillräckligt många ja-röster från medlemmarna för en föreslagen omskrivning av den certifierade träpolicyn i sitt klassificeringssystem för Leadership in Energy and Environmental Design ( LEED). Sedan starten har LEED endast accepterat trä som är certifierat enligt Forest Stewardship Councils standarder. De två största tredjepartsstandarderna för skogscertifiering i USA – Forest Stewardship Council (FSC) och Sustainable Forestry Initiative (SFI) – motsatte sig de föreslagna riktmärkena. FSC ifrågasatte deras stränghet och SFI hävdade att processen var alltför detaljerad och komplex.

Ett antal organisationer, inklusive National Association of State Foresters , Canadian Institute of Forestry och Society of American Foresters uppmanade LEED att erkänna alla trovärdiga certifieringsprogram för att uppmuntra användningen av trä som ett grönt byggmaterial.

I sin 2008-2009 Forest Products Annual Review, uttalade FN:s ekonomiska kommission för Europa/Food and Agriculture Organization att initiativ för grönt byggande (GBI) kan vara en blandad välsignelse för träprodukter. "GBI-standarder som ger exklusivt erkännande till särskilda skogscertifierade varumärken kan hjälpa till att driva efterfrågan på dessa varumärken på bekostnad av en bredare uppskattning av träets miljöfördelar."

I sin granskning 2009-2010 rapporterade UNECE/FAO växande konvergens mellan certifieringssystem: "Under åren har många av de frågor som tidigare delat upp (certifierings)systemen blivit mycket mindre distinkta. De största certifieringssystemen har nu generellt sett samma sak. strukturella programmatiska krav."