Ανάλυση Κύκλου Ζωής και Ανάλυση Οικονομικής Βιωσιμότητας ενός καινοτόμου συστήματος ξηράς δόμησης–Σύγκριση με συμβατικές περιπτώσεις.

Βάσιλας, Νικόλαος; Vasilas, Nikolaos

dc.contributor.author	Βάσιλας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Vasilas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2018-02-05T11:36:50Z
dc.date.available	2018-02-05T11:36:50Z
dc.date.issued	2018-02-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46399
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7478
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Διοίκηση Επιχειρήσεων (ΜΒΑ)”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ανάλυση κύκλου ζωής	el
dc.subject	Ανάλυση οικονομικής βιοσιμότητας	el
dc.subject	Περιβαλλοντικές επιπτώσεις	el
dc.subject	Δομικά υλικά	el
dc.subject	Τοιχοποιία	el
dc.subject	Life cycle analysis	en
dc.subject	Life cycle costing	en
dc.subject	Environmental impacts	en
dc.subject	Building materials	en
dc.subject	Panel	en
dc.title	Ανάλυση Κύκλου Ζωής και Ανάλυση Οικονομικής Βιωσιμότητας ενός καινοτόμου συστήματος ξηράς δόμησης–Σύγκριση με συμβατικές περιπτώσεις.	el
dc.title	Life Cycle Analysis and Life Cycle Costing of an innovative lightweight drywall system - Comparison with conventional cases.	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ (ΜΑΝΑΤΖΜΕΝΤ) ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΤΙΣΗ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/ec324f9ae818be9074f890f28382b8152a368b98
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-02-28
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, η αυξανόμενη ανάγκη για εξοικονόμηση υλικών και ενεργειακών πόρων, μαζί με μια αυξανόμενη ανησυχία για τα περιβαλλοντικά ζητήματα και οι αβεβαιότητες σχετικά με την εξέλιξη της οικονομίας, ώθησαν τις αρχές να προβούν σε ριζικές αλλαγές στις περισσότερες βιομηχανίες. Η βιομηχανία των κτιρίων είναι μία από τις σημαντικότερες κινητήριες δυνάμεις της κοινωνικής και οικονομικής ανάπτυξης κάθε χώρας, αλλά ταυτόχρονα το μερίδιό της στην εξάντληση των φυσικών πόρων καθώς και το περιβαλλοντικό αποτύπωμά της είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Τα Ηνωμένα Έθνη με την Ατζέντα 2030 για τη Βιώσιμη Ανάπτυξη έχουν καθορίσει ένα σχέδιο δράσεων που προάγει την βιώσιμη κατανάλωση, παραγωγή και χρήση των φυσικών πόρων του πλανήτη. Κατά συνέπεια η βιώσιμη ανάπτυξη στις τρεις διαστάσεις της Κοινωνική - Οικονομική - Περιβαλλοντική έχει αποτελέσει αντικείμενο ελέγχου μέσω της εφαρμογής των εργαλείων διαχείρισης του κύκλου ζωής (Life Cycle Management Tools). Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και την οικονομική βιωσιμότητα για τρεις εναλλακτικές περιπτώσεις εξωτερικής τοιχοποιίας. Η πρώτη περίπτωση αφορά ένα καινοτόμο προκατασκευασμένο σύστημα ξηράς δόμησης, ενισχυμένο με nano-υλικά και ελαφρύ χαλύβδινο σκελετό. Το συγκεκριμένο σύστημα δόμησης παρουσιάζει βελτιωμένη θερμική συμπεριφορά, και βελτιωμένες επιδόσεις σε σεισμική καταπόνηση και έκθεση σε φωτιά και εξετάζεται στα πλαίσια του ευρωπαϊκού προγράμματος ELISSA. Τα άλλα δύο εξωτερικά συστήματα τοίχου είναι τυπικά είδη εξωτερικής τοιχοποιίας από τούβλα και οπλισμένο σκυρόδεμα που συναντώνται στη Βόρεια / Κεντρική Ευρώπη και τη Νότια Ευρώπη (CONV1 και CONV2 αντίστοιχα). Ο στόχος αυτής της μελέτης είναι να εξετάσει τη βιωσιμότητα του πίνακα Elissa ως προς τους δύο από τους τρεις πυλώνες της Βιώσιμης Ανάπτυξης - τον Περιβαλλοντικό και τον Οικονομικό πυλώνα - και να συγκρίνει τα αποτελέσματα που προκύπτουν με τις υπάρχουσες τυπικές επιλογές που έχει ένας υποψήφιος επενδυτής. Η ανάλυση γίνεται με την εφαρμογή του εργαλείου Ανάλυση Κύκλου Ζωής (LCA), προκειμένου να υπολογίσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και το εργαλείο Ανάλυσης Οικονομικής Βιωσιμότητας (LCC), προκειμένου να εκτιμηθεί η οικονομική βιωσιμότητα της επένδυσης. Τόσο η LCA όσο και η LCC εξετάζουν τα τρία συστήματα δόμησης σε διάστημα 50 χρόνων, διάστημα το οποίο έχει θεωρηθεί ως ο μέσος χρόνος ζωής τους. Ωστόσο, οι δύο μελέτες (LCA και LCC) διαφέρουν ως προς τα όρια του συστήματος που περικλύουν. Η ανάλυση LCA εντείνεται από την αρχική εκσκαφή των πρώτων υλών που χρειάζονται για την παραγωγή των δομικών υλικών μέχρι το τέλος της ζωής του συστήματος ξηράς δόμησης, την αποσυναρμολόγηση και μετέπειτα επεξεργασία των υλικών μετά το πέρας των 50 ετών (cradle-to-grave analysis), χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψη οι επιπτώσεις από την χρήση του συστήματος (Use phase). Αντίθετα η ανάλυση AOB καλύπτει τον πλήρη κύκλο ζωής των αντίστοιχων τοίχων, που σχετίζεται με τις οικονομικές επιπτώσεις που επιφέρουν, εκτός από το στάδιο του τέλους ζωής (End-of-life phase) που είναι δύσκολο να εκτιμηθεί μετά από 50 χρόνια. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης LCA καταδεικνύουν τη σαφή ανωτερότητα της τοιχοποιίας της ELISSA έναντι των δύο συμβατικών περιπτώσεων ως προς τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου γεγονός το οποίο οφείλεται στη χρήση ανακυκλώσιμων υλικών. Τα ίδια αποτελέσματα εμφανίζονται και για τον δείκτη φωτοχημικής οξείδωσης (POPC). Αντιθέτως, φαίνεται ότι η καινοτομία της ELISSA με τη χρήση των VIP πάνελ ως μονωτικό υλικό, τα μεταλλικά καρφιά και οι διογκούμενες βαφές για την πυροπροστασία ευθύνονται για τις υψηλές βαθμολογίες στους δείκτες ευτροφισμού (EP), οξίνισης (AC) και του δείκτη καταστροφής της στοιβάδας του όζοντος (ODP) σε σύγκριση με τις συμβατικές περιπτώσεις. Επίσης, η ελαφριά τεχνολογία παρέχει ένα πλεονέκτημα στις επιβαρύνσεις της μεταφοράς σε σύγκριση με CONV1 και CONV2 πάνελ. Ωστόσο, οι πλάκες VIP και τα στηρίγματα χάλυβα της τοιχοποιίας της ELISSA παράγονται μέσα από ενεργοβόρες διαδικασίες που αυξάνουν τις απαιτήσεις πρωτογενούς ενέργειας του κύκλου ζωής και συνεπώς τον δείκτη ενδογενούς ενέργειας (ΕΕ). Η ανακύκλωση του χάλυβα και VIP στο τέλος της ζωής της τοιχοποιίας βελτιώνει τον δείκτη ΕΕ, αλλά το σύνολο των πρωτογενών ενεργειακών αναγκών, η ELISSA εξακολουθεί να είναι ψηλά. Τα περιβαλλοντικά οφέλη της προκατασκευής εκφράζονται μόνο μέσα από το όφελος της μείωσης των αποβλήτων κατά τη φάση της κατασκευής της τοιχοποιίας. Η τοιχοποιία της ELISSA εξετάστηκε τόσο ως προκατασκευασμένο δομικό στοιχείο όσο και ως δομικό στοιχείο που κατασκευάζεται στο εργοτάξιο. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επιλογή της προκατασκευής και κατ’ επέκταση της μαζικής παραγωγής, βελτιώνει τις περιβαλλοντικές επιδόσεις του τοίχου. Τέλος, η καθαρή παρούσα αξία της τοιχοποιίας της ELISSA στη διάρκεια των 50 χρόνων της ζωής του φαίνεται να είναι μεγαλύτερη από τις δύο συμβατικές περιπτώσεις και αυτό προκύπτει ως απόρροια του υψηλού αρχικού κόστους της κατασκευής. Αναμφίβολα τα λειτουργικά έξοδα για θέρμανση και ψύξη ενός κτιρίου που φέρει την τοιχοποιία ELISSA είναι κατά πολύ χαμηλότερα από τις συμβατικές περιπτώσεις (λόγω της βελτιωμένης θερμικής μόνωσης). Παρ 'όλα αυτά το υψηλό προεξοφλητικό επιτόκιο 7,67% (που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου CAPM) μαζί με την παραδοχή του 2,01% της ετήσιας αύξησης των τιμών ηλεκτρικής ενέργειας καθιστούν την περίπτωση ELISSA τη λιγότερο προτιμητέα περίπτωση όλων. Λόγω της υψηλής αβεβαιότητας των οικονομικών παραγόντων, η ανάλυση LCC θα πρέπει να γίνεται για μια συγκεκριμένη χώρα με πιο λεπτομερή τρόπο.	el
heal.abstract	In recent years, the growing necessity to save material and energy resources, along with an increasing concern over the environmental issues and the uncertainties on the evolution of the economy have impelled the authorities to take radical actions in most industries. Building industry is one of the most significant drivers of social and economic development but at the same time its share to the environmental footprint and resources depletion is also remarkable. The United Nations with the 2030 Agenda for Sustainable Development has defined a plan of actions to build a world in which consumption, production and use of natural resources will be sustainable. Hence the sustainable development in its three dimensions social – economic – environmental has become subject to scrutiny through the implementation of Life Cycle Management tools. The current study presents the environmental impacts and the economic viability of three alternative external wall cases. The first one is a nano-enhanced lightweight steel skeleton/dry wall system with improved thermal, vibration/seismic and fire performance which is called ELISSA panel. The other two external wall systems are common types of external brick wall applied in North/Central Europe and South Europe (CONV1 and CONV2 respectively). The structure of the study encompasses: a) The introduction b) The literature review c) The LCA analysis (according to international standards) d) The LCC analysis It aims to examine the sustainability of the ELISSA panel towards the environmental and economic pillar. For that reason it is compared to the most common alternative cases. The analysis is performed through the implementation of the Life-Cycle Assessment tool (LCA) in order to calculate the environmental impacts and the Life-Cycle Costing analysis tool (LCC) in order to estimate the economic viability. Both LCA and LCC are examined the product systems throughout the 50 years of their service life. However, they differ in their system boundaries. The LCA analysis extended from “cradle to grave” without taking into consideration the operational phase. On the contrary the LCC analysis covers the full life cycle of the respective walls except from the End of Life stage which is difficult to estimate after 50 years from now. The LCA results confirm an unambiguous superiority of ELISSA panel towards the GHG emissions due to the use of recyclable materials. The same results appear for the POPC. On the contrary, it seems that the innovation of ELISSA panel i.e. the use VIP panels as insulation material, the metal studs and the intumescent paints for fire protection are responsible for the high scores at EP, AC and ODP indices comparing to the conventional cases. Also the lightweight technology provides a benefit in the transportation burdens in comparison to CONV1 and CONV2 panels. However, the VIP panels and the steel studs of the ELISSA panel are produced from an energy intensive process which increases the life cycle primary energy requirements. The recycling of steel and VIP’s at the end of life improves the embodied energy index but the total primary energy demands of the ELISSA panel are still high. The environmental benefits of prefabrication are expressed only through the benefit of reducing the construction waste. The ELISSA panel was examined both as a prefabricated building component and as a typical wall constructed on site. The results show that prefabrication improves the environmental performance of the wall. Finally, the net present value of the ELISSA panel throughout the 50 years of its service life seems to be greater than both conventional cases and that is because of the high initial cost of the construction. Undoubtedly the operational expenses for heating and cooling of a building with an ELISSA type envelope are less than the conventional cases (due to the improved thermal insulation). Nonetheless the high discount rate of 7,67% (which was calculated through the CAPM model) together with the assumption of 2.01% of annual increase of electricity prices make the ELISSA case the least preferable case of all. Because of the high uncertainty of the economic factors, the LCC analysis should be performed for a specific country in a more detailed manner.	en
heal.advisorName	Λεώπουλος, Βρασίδας	el
heal.committeeMemberName	Αραβώσης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Πόνης, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	80 σ.	el
heal.numberOfPages	38 p.	en
heal.fullTextAvailability	true