Posuzování potrubních sítí z hlediska celého životního cyklu (Life Cycle Assessment – LCA) stavby přináší celkové snížení investiční, provozní náročnosti i ekologické zátěži potrubních sítí. Pro posuzování obnovy a výstavby potrubních sítí z hlediska životního cyklu stavby jsou nejdůležitějšími parametry praxí ověřená provozní životnost a spolehlivost. Technicko-provozní atributy materiálů potrubních sítí mají přímý vliv na investiční a zejména provozní náklady včetně dopadu na životní prostředí (Total Cost of Ownership – TCO). Výsledkem uvedených procesů a součástí posuzování shody s požadavky Směrnice evropského parlamentu a Rady 2005/32/ES o stanovení rámce pro určení ekologicky orientovaných konstrukčních požadavků na výrobky je kromě posuzování systémů environmentálního managementu dle ISO 14001 a validace environmentálního prohlášení (EMAS III) – Nařízení Evropského Parlamentu a Rady č. 1221/2009, i posuzování dopadů konkrétních elektrotechnických, strojírenských, a zejména stavebních výrobků na životní prostředí formou posuzování a deklarování tzv. Environmentálního prohlášení o produktu (Environmental Product Declaration – EPD).
Ing. Juraj Barborik
SAINT-GOBAIN PAM CZ s.r.o.
Příspěvek zazněl v rámci odborného programu konference Obnova vodohospodářské infrastruktury 2023, 12.-13. září v Drnovicích u Vyškova.
EPD Enviromentální prohlášení o produktu
Environmentální prohlášení o produktu EPD je soubor měřitelných informací o vlivu produktu nebo služby, na životní prostředí v průběhu celého životního cyklu LCA a zejména dopadu na životní prostředí TCO. Tyto informace se zjišťují metodou analýzy životního cyklu LCA dle norem ISO 14040 až 49 a mohou být ještě doplněny různými dalšími údaji, jež jsou považovány za podstatné podle mezinárodních norem. Celý proces od zpracování EPD, ověření a jeho certifikaci je vymezen mezinárodní normou ISO 14025. Samotné EPD se zpracovává na základě tzv. pravidel produktových kategorií (Product Category Rules – PCR). Jde tedy o podrobný průkaz produktu o jeho vlivu na životní prostředí.
EPD a jeho ověření
Environmentální prohlášení o produktu musí projít ověřením, zda jeho obsah a formát odpovídají dané metodice zpracování dle mezinárodních norem. Potom může být oficiálně zaregistrováno s oprávněním používat logo EPD a uvedeno ve veřejně přístupné databázi na internetu, která je tak zdrojem vědecky ověřených informací o vlivu produktů na životní prostředí, které umožňuje porovnávat jednotlivé výrobky mezi sebou. Dokument EPD s těmito údaji musí být veřejně přístupný (https://www.environdec.com/home) a údaje v něm obsažené musí být ověřitelné.
Obsah EPD
Proces Environmentálního prohlášení o produktu (Environmental Product Declaration – EPD) se skládá ze dvou klíčových dokumentů, a to z podkladové zprávy o výrobku, která obsahuje systematické, výrobní a komplexní shrnutí projektu/výrobku podle LCA/TCO, která není součástí veřejné komunikace a veřejných dokumentů EPD, které poskytují veřejné výsledky LCA/TCO pro odbornou veřejnost, viz prezentace.
Výpočetní software TCO/LCA
Výpočetní software TCO (Total Cost of Ownership) a LCA (Life Cycle Assessment) SAINT-GOBAIN PAM je veřejný nástroj pro výpočet celkových nákladů na vlastnictví potrubní sítě v celém životním cyklu a její environmentální stopy. Nabízí komplexní porovnání jednotlivých potrubních systémů, dle celkové finanční částky, kterou vlastník a provozovatel bude muset vynaložit během celého životního cyklu potrubí a podle vlivu na životní prostředí. Tento nástroj byl vyvinut poradenskou společností v oblasti finančních analýz hodnocení životního cyklu QUANTIS, společně s týmem odborníků v oboru potrubních sítí. Metodika byla přezkoumána poradenskou a auditorskou společností EY France a University of California, Berkeley USA.
Účel a cíl software TCO/LCA
Účelem tohoto nástroje je posouzení potrubních systémů z hlediska celkových nákladů životního cyklu a ekologické stopy. Porovnává systémy z tvárné litiny, polyetylenu, PVC, sklolaminátu a oceli. Slouží k posouzení volby potrubních materiálů a tvorby technických standardů na základě „celkové ceny vlastnictví“ (TCO = celková ekonomická hodnota a náročnost investice v rozsahu celého životního cyklu stavby) a environmentální stopy (LCA = environmentální vlastnosti potrubních systémů). Hodnocení a výpočet se vztahuje na funkční jednotku jako základ pro porovnání různých potrubních systémů: Doprava vody ve vodotěsné trubce po dobu 100 let (dle ISO normy) v dané délkové jednotce „x“ metrů, při daném průtoku a provozním tlaku.
Výpočet a hodnocení TCO/LCA
Hodnocení životního cyklu je založeno na standardu ČSN ISO 15686-5: Budovy a jiné stavby-Plánování životnosti, Část 5: Posuzování nákladů životního cyklu a posouzení environmentální stopy jednotlivých potrubních systémů. Výsledky jsou prezentovány v grafech a tabulkách. Informace softwarové databázi jsou k dispozici pouze zadavateli vstupních informací a v průběhu času musí být zajištěna aktualizace daných parametrů. Hodnocení celkové ceny vlastnictví TCO jako ekonomické hodnoty investice v rozsahu celého životního cyklu stavby se vypočte následovně:
TCO = Investiční náklady + Provozní náklady + Náklady na konci životnosti
Kde: Investiční náklady = pořízení potrubního materiálu + jeho pokládka, …
Provozní náklady = provoz + údržba + čerpání + opravy + úniky + škody …
Náklady na konec životnosti = odstranění + likvidace + příjmy z využití …
Nástroj zohledňuje i parametry, jako jsou finanční podmínky úvěrů, dotace, diskontní sazba, vývoj cen vody a energie apod. Hodnocení životního cyklu LCA je zaměřeno na posouzení environmentální stopy a porovnání environmentálních vlastností potrubních systémů z různých materiálů jako tvárná litina, polyetylen, PVC, sklolaminát a ocel.
Environmentální ukazatele LCA
V nástroji vyhodnocené jsou:
- globální oteplování = uhlíková stopa (vyjádřená v kg CO2eq),
- odběr vody = množství odebrané vody ze zdrojů (vyjádřeno v m3),
- čerpání abiotických zdrojů = množství spotřebovaných fosilních paliv jako ropa, uhlí, zemní plyn apod. (vyjádřeno v MJ).
Funkční jednotka je stejná jako u TCO, hodnocení „od kolébky k hrobu“ je založeno na normách o hodnocení životního cyklu ČSN EN ISO 14040: Environmentální management-Posuzování životního cyklu-Zásady a osnova a ČSN EN ISO 14044: Požadavky a směrnice.
Jak pracuje simulace TCO/LCA-vstupní data projektu
Uživatel softwarového nástroje vyplní „Vstupní data“. Nástroj pro simulaci je předvyplněn některými navrženými výchozími daty a údaji. Uživatel použije „Navržená výchozí data“ nebo si sám zadá „Uživatelské data“ na základě konkrétní situace/studie. V tom případě budou tato „Uživatelská data“ použita pro výpočet. Nástroj umožňuje vyplnit data pro 4 různé technické scénáře srovnání návrhů potrubních materiálů na základě konkrétního případu nebo studie. Vstupní data mají následující strukturu: jmenovitý průměr, délky sítě, provozní tlak, jmenovitý průtok, gravitační zásobní řad nebo doba čerpání u výtlačného řadu, výškový gradient, prostředí uložení (intravilán, extravilán nebo smíšený). Funkční posuzovanou jednotkou je potrubí v provozu po dobu 100 let. Obecné finanční informace se vztahují k provozním a materiálovým cenám, k předpokládanému zvyšování ceny elektřiny, vody apod. Data zohledňují vzdálenost výroby trubky od místa pokládky a způsoby dopravy. Jeden z hlavních parametrů jsou podmínky pokládky a typu uložení, ve vztahu k ceně zemních prací, montáže a kontroly spojů, opravy vnější a vnitřní povrchové ochrany v místě spojů, instalace doplňkové katodické ochrany a ostatních nákladů. Důležité data se vztahují zejména k provozu. Jedná se o provozní poruchovost, průměrné náklady na opravu, lineární index netěsnosti, nárust nákladů na čerpání, provozní náklady katodické ochrany a další. V současné době se dostává do popředí ukazatel nákladů na likvidaci/skládkování nebo naopak zisk z ukončení životnosti potrubí recyklací materiálu potrubí.
Jak pracuje simulace TCO/LCA – výsledná data projektu
Po dokončení stránky „Vstupní data“ nástroj provede výpočet. Výsledkem jsou tabulky a grafy. TCO hodnocení celkové ceny vlastnictví jako ekonomické hodnoty nákladů potrubní sítě v rozsahu celého životního cyklu stavby je závislé na délce provozní životnosti, poruchovosti, nákladů na čerpání a další. LCA posouzení environmentální stopy a porovnání environmentálních vlastností potrubních systémů v rozsahu celého životního cyklu je specifikováno: uhlíkovou stopou, odběrem/spotřebou vody a čerpáním abiotických zdrojů, viz prezentace.
Hodnocení simulace TCO/LCA
Celkové náklady a ekologická stopa životního cyklu potrubních systému z tvárné litiny jsou dle praktických případů a simulace příkladových studií nižší než u jiných potrubních systémů (například plastových nebo ocelových potrubí), což je způsobeno zejména:
- vyšší úrovní provozní spolehlivosti potrubí umožňujícího zajistit správnou funkci potrubního systému během celé životnosti s měnícími se provozními podmínkami,
- delší provozní životností,
- nižší mírou poruchovosti, četností poruch, provozních nákladů a další.
Výpočetní software TCO/LCA je bezplatně k dispozici projektantům, investorům, vlastníkům a provozovatelům s cílem posuzovat technickou, ekonomickou a ekologickou volbu materiálu potrubních sítí, zajistit vhodnou volbu materiálu pro výběrová řízení nebo správnou tvorbu technických standardů simulací celého životního cyklu potrubních sítí. Informace obsažené v softwarové databázi jsou z veřejně dostupných zdrojů. Vložené parametry a výpočty provedené v tomto nástroji jsou provedeny na základě odborných zdrojů s využitím referenčních hodnot. Výstup výsledků tohoto softwaru je podle uživatelských parametrů zadaných uživatelem. Praxe i výpočetní software potvrzují, že významný vliv mají parametry spojené s provozem. Jsou to zejména: provozní životnost, náklady na čerpání, ztráty, opravy a údržbu. Tyto hodnoty musí být posuzovány a zadávány pečlivě.
Proč EPD?
Ve srovnání s alternativními formáty dokladů, jako jsou ekoznačky a vlastní deklarované štítky, které pokrývají pouze jednotlivé aspekty z hlediska životního cyklu, pokrývají dokumenty EPD celou strukturu LCA/TCO produktu a služeb podle mezinárodních norem. Veřejné dokumenty EPD je nutné vzájemně porovnávat s jinými výrobky. EPD produktu se používá podle mezinárodních norem ke sdělování výsledků a posouzení životního cyklu vlivu produktu nebo služby, na životní prostředí v průběhu celého životního cyklu. To se ze současného evropského hlediska považuje za důležitý argument při výběru trubních materiálů.
Přehledná metodika a vývoj aplikace vnitřních a vnějších povrchových ochran
Standardní a ekologické je anorganické vyložení trub z tvárné litiny odstředivě nanášené vyložení cementovou maltou ze síranovzdorného a/nebo vysokopecního cementu. Pro speciální aplikace agresivních a surových vod je k dispozici vyložení umělou hmotou vrstvou polyuretanu.
Vnější povrchová ochrana vrstvou slitiny zinku a hliníku v množství 400 g/m2 s nebo bez dalších kovů s krycí vrstvou je odolná většině půdního prostředí, vyjma kyselých rašelinových půd, půd znečištění odpady, pod hladinou mořské vody, a při výskytu vysokých hodnot bludných proudů ze stejnoměrných zařízení.
V těchto případech je možné použít trubky s vrstvou polyetylénu nebo polyuretanu pro jakoukoliv půdní agresivitu i s výskytem vysokých hodnot bludných proudů. Primární ochranou litinového potrubí vůči bludným proudům je podélný odpor hrdlových/nevodivých spojů a sekundární ochranou je vnější vrstva s plošným odporem.
Jako mechanická ochrana poškození vrstvy žárového zinkování slitinou zinku a hliníku je k dispozici rázově odolná vrstva cementovou maltou pro zásyp vytěženou kamenitou zeminou nebo pro bezvýkopové instalace např. berstlining.
Závěr
Základní norma ISO 14025 Environmentální značky a prohlášení, byla doplněna normou EN 15804 + A2 Udržitelnost staveb – Environmentální prohlášení o produktu, produktovou kategorii stavebních výrobků, která definuje základní postupy tvorby EPD v oblasti stavebních/potrubních výrobků.
Postup zpracování EPD spočívá zejména v dodržování mezinárodních norem a:
- ve zpracování podrobných schémat výroby od získání surovin, výroby, instalace až po likvidaci potrubí,
- v definici jednotkových výrobních, dopravních, instalačních, provozních a likvidačních procesů na všech úrovních životního procesu potrubí,
- v definici deklarované funkční jednotky produktu,
- v definici všech jednotkových procesů, kde je nutno získat relevantní data sledování vstupů a výstupů,
- v aplikaci všech dat podle mezinárodních norem směřujících ke zpracování EPD podle mezinárodních norem.
Dokument EPD obsahuje měřitelné informace o vlivu produktu/trubky na životní prostředí získané na vědeckém základě podle mezinárodních norem – např. přesné materiálové složení produktu, zdroje a spotřeby surovin, energie v jednotlivých fázích jeho životního cyklu a míru emisí přispívajících ke skleníkovému efektu, poškozování ozónové vrstvy, okyselování půdy a vody, eutrofizaci vod a tvorbě fotochemických oxidantů. Získání těchto údajů je založeno právě na metodice posouzení životního cyklu LCA/TCO, a samotné výsledné prohlášení je konečným výstupem obsahujícím informace o produktu s přehledně uspořádanými výsledky pro dokument EPD. EPD lze použít pro všechny výrobky a služby. Neexistují žádná omezení, které produkty podle EPD mohou mít, protože neexistují žádná kritéria environmentální výkonnosti, která musí být splněna. EPD poskytuje srovnatelné informace v rámci stejné skupiny produktů/trubek, které jsou založeny na stejných pravidlech kategorie produktů (PCR). EPD obsahuje ověřené informace, dokument je ověřený třetí nezávislou stranou, dává informacím důvěryhodnost, a je proto velmi vhodný pro zadávání zakázek a výběr trubního materiálu. Celá tato oblast se ve stavebnictví dotýká problematiky souhrnně nazývané „udržitelná výstavba“. V rámci EU bylo v roce 2011 publikováno sdělení Evropské komise (EK) nazvané „Plán pro Evropu účinněji využívající přírodní zdroje“. Pro oblast stavebnictví zde byla identifikována na jedné straně velká spotřeba/čerpání přírodních zdrojů a na druhé straně velký potenciál možných úspor. Soubor nově vytvořených norem řady EN 15000 poskytuje jednotný evropský systém pro posuzování udržitelnosti stavebních materiálů, který je založený na přístupu zohledňujícím jejich životní cyklus a jehož hlavním cílem je umožnit porovnatelnost ekonomických a ekologických výsledků. Posouzení udržitelnosti, provedené podle těchto nových mezinárodních norem, kvantifikuje dopady a aspekty environmentálních, sociálních a ekonomických vlastností staveb/materiálů/trubek pomocí kvantitativních i kvalitativních indikátorů.
V oblasti stavebních produktů význam této problematiky stoupá i v návaznosti na zařazení 7. základního požadavku do CPR (nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011 – CPR), které předpokládá postupnou a trvalou tvorbu EPD = environmentálních prohlášení o produktu, kde základním nástrojem je LCA/TCO.
EPD signalizuje závazek výrobce měřit a snižovat dopady svých produktů/výrobků a služeb na životní prostředí a deklaruje tyto dopady transparentním způsobem. S EPD výrobci uvádějí srovnatelná, objektivní a třetí stranou ověřená data, která ukazují dobré a špatné environmentální vlastnosti jejich produktů a služeb. Realizujme výstavbu tlakových a gravitačních sítí s minimálním dopadem na finanční prostředky a ekologické zatížení.
Literatura:
Směrnice evropského parlamentu a Rady 2005/32/ES
ISO 14001, ISO 14040 až 49, ISO 14025
Nařízení Evropského Parlamentu a Rady č. 1221/2009
ČSN ISO 15686-5: Budovy a jiné stavby-Plánování životnosti, Část 5: Posuzování nákladů životního cyklu a posouzení environmentální stopy
ISO 14025 Environmentální značky a prohlášení,
EN 15804 + A2 Udržitelnost staveb – Environmentální prohlášení o produktu,
QUANTIS, Saint-Gobain PAM: Výpočetní software TCO (Total Cost of Ownership) a LCA (Life Cycle Assessment)
ČSN ISO 15686-5: Budovy a jiné stavby – Plánování životnosti, Část 5: Posuzování nákladů životního cyklu
ČSN EN ISO 14040: Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Zásady a osnova
ČSN EN ISO 14044: Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Požadavky a směrnice
