ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ТЕПЛОЕФЕКТИВНОСТІ ТА ВУГЛЕЦЕВОГО СЛІДУ СУЧАСНИХ ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2026-17-55-64Ключові слова:
енергоефективність, огороджувальні конструкції, втілений вуглець, теплоефективність, будівельні матеріали, LCA, декарбонізація будівництва.Анотація
Сучасний будівельний сектор залишається одним із найбільших споживачів енергетичних ресурсів, а також є вагомим джерелом викидів парникових газів. У зв’язку з посиленням вимог до енергоефективності будівель та необхідністю декарбонізації будівельної галузі особливої актуальності набуває проблема вибору огороджувальних матеріалів, здатних забезпечувати не лише високий рівень теплозахисту, а й мінімальний негативний вплив на довкілля протягом усього життєвого циклу. В умовах сьогодення оцінювання матеріалів уже не може ґрунтуватися виключно на коефіцієнті теплопровідності, оскільки значного поширення набули підходи, пов’язані з аналізом втіленого вуглецю та експлуатаційних викидів будівель.
Метою статті є порівняльне оцінювання теплоефективності та вуглецевого сліду сучасних огороджувальних матеріалів для визначення їх використання в енергоефективному та низьковуглецевому будівництві. У роботі проаналізовано мінеральну вату, пінополістирол, газобетон, керамічні блоки, CLT-конструкції, SIP-панелі та біоосновні матеріали. Дослідження виконано із застосуванням порівняльного аналізу, теплотехнічних розрахунків і методики оцінювання життєвого циклу матеріалів (LCA). Під час дослідження враховано коефіцієнт теплопровідності, термічний опір, довговічність, рівень втіленого вуглецю та вплив матеріалів на скорочення експлуатаційного енергоспоживання будівлі. Нормативною базою дослідження стали положення ДБН В.2.6-31:2021 щодо енергетичної ефективності будівель.
У результаті проведеного аналізу встановлено, що найнижчі значення теплопровідності характерні для полімерних утеплювачів та мінеральної вати, що забезпечує високий рівень теплозахисту за відносно невеликої товщини шару. Зазначені матеріали характеризуються різним рівнем вуглецевого навантаження, пов’язаного з особливостями виробництва та походженням сировини. Визначено, що деревинні матеріали та біокомпозити мають найменший вуглецевий слід завдяки використанню відновлюваної сировини та здатності накопичувати біогенний вуглець. Газобетон і керамічні блоки демонструють стабільні показники довговічності та конструктивної надійності, однак для досягнення сучасних нормативних вимог до теплозахисту потребують поєднання з ефективними теплоізоляційними матеріалами. Найбільш збалансованим рішенням з позиції енергоефективності, довговічності та екологічної ефективності є комбіновані конструктивні системи, поєднання газобетону з мінераловатною теплоізоляцією.
Отримані результати підтверджують, що оцінювання сучасних огороджувальних матеріалів повинно здійснюватися на основі комплексного підходу, який враховує не лише теплотехнічні характеристики, а й вуглецевий слід, довговічність, можливість повторного використання та вплив матеріалу на експлуатаційне енергоспоживання будівлі. Перспективним напрямом розвитку енергоефективного будівництва є впровадження низьковуглецевих і біоосновних матеріалів у поєднанні з оптимізованими конструктивними рішеннями та сучасними підходами до оцінювання життєвого циклу будівельної продукції.
Посилання
[1] F. Pomponi and A. Moncaster, "Embodied carbon mitigation and reduction in the built environment – What does the evidence say?", Journal of Environmental Management, vol. 181, pp. 687–700, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.08.036.
[2] F. Pomponi and C. De Wolf, "Embodied Carbon in Buildings: Measurement, Management, and Mitigation", Springer Nature, 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-72796-7.
[3] A. M. Moncaster, F. N. Rasmussen, T. Malmqvist, A. Houlihan Wiberg, and H. Birgisdottir, "Widening understanding of low embodied impact buildings: Results and recommendations from 80 multi-national quantitative and qualitative case studies", Journal of Cleaner Production, vol. 235, pp. 378–393, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.06.233.
[4] M. Röck, M. R. M. Saade, M. Balouktsi et al., "Embodied GHG emissions of buildings – The hidden challenge for effective climate change mitigation", Applied Energy, vol. 258, 114107, 2020. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.114107.
[5] L. F. Cabeza, L. Rincón, V. Vilariño, G. Pérez, and A. Castell, "Life cycle assessment (LCA) and life cycle energy analysis (LCEA) of buildings and the building sector: A review", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 29, pp. 394–416, 2014. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.037.
[6] F. Asdrubali, F. D’Alessandro, and S. Schiavoni, "A review of unconventional sustainable building insulation materials", Sustainable Materials and Technologies, vol. 4, pp. 1–17, 2015. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2015.05.002.
[7] Ye. Fareniuk and H. Fareniuk, "Metodychni osnovy novoho pokolinnia budivelnykh norm z enerhoefektyvnosti budivel", Nauka ta budivnytstvo, no. 3(33–34), 2023. https://doi.org/10.33644/2313-6679-34-2022-2.
[8] V. Deshko, I. Bilous, and I. Sukhodub, "Evaluation of energy use for heating in residential building under the influence of air exchange modes", Journal of Building Engineering, vol. 42, 103020, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103020.
[9] S. Füchsl, F. Rheude, and H. Röder, "Life cycle assessment (LCA) of thermal insulation materials: A critical review", Cleaner Materials, vol. 5, 100119, 2022. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100119.
[10] N. Llantoy, M. Chàfer, and L. F. Cabeza, "A comparative life cycle assessment (LCA) of different insulation materials for buildings in the continental Mediterranean climate", Energy and Buildings, vol. 225, 110323, 2020. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110323.
[11] N. P. Zade, P. Sarkar, and R. Davis, "Life cycle energy of AAC masonry infilled residential building in India", Energy Efficiency, vol. 17, no. 9, 2024. https://doi.org/10.1007/s12053-024-10188-y.
[12] A. Hamza and I. Kocserha, "Reducing energy consumption and CO₂ emissions in ceramic brick production with diatomaceous earth", Construction and Building Materials, vol. 515, 145650, 2026. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2026.145650.
[13] F. Pierobon, M. Huang, K. Simonen, and I. Ganguly, "Environmental benefits of using hybrid CLT structure in midrise non-residential construction: An LCA based comparative case study in the U.S. Pacific Northwest", Journal of Building Engineering, vol. 26, 100862, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100862.
[14] A. A. Dani, R. Feng, Z. Fang, and K. Roy, "Life Cycle Assessment of a Structural Insulated Panel Modular House in New Zealand", Buildings, vol. 15, no. 1, 146, 2025. https://doi.org/10.3390/buildings15010146.
[15] ISO 14040:2006. Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization, 2006.
[16] EN 15804:2012+A2:2019. Sustainability of construction works – Environmental product declarations – Core rules for the product category of construction products. Brussels, Belgium: European Committee for Standardization, 2019.
[17] DBN V.2.6-31:2021. Teplova izoliatsiia ta enerhoefektyvnist budivel. Kyiv, Ukraine: Ministerstvo rozvytku hromad ta terytorii Ukrainy, 2022.
[18] G. Churkina, A. Organschi, C. P. O. Reyer et al., "Buildings as a global carbon sink", Nature Sustainability, vol. 3, pp. 269–276, 2020. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0462-4.
[19] M. Sandanayake, G. Zhang, and S. Setunge, "Estimation of environmental emissions and impacts of building construction – A decision making tool for contractors", Journal of Building Engineering, vol. 21, pp. 173–185, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.10.023.
[20] M. Kuittinen and T. Häkkinen, "Reduced carbon footprints of buildings: New Finnish standards and assessments", Buildings, vol. 10, no. 10, 182, 2020. https://doi.org/10.3390/buildings10100182.
[21] A. Sharma, A. Saxena, M. Sethi, V. Shree, and Varun, "Life cycle assessment of buildings: A review", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 1, pp. 871–875, 2011. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.008.
[22] F. Pittau, F. Krause, G. Lumia, and G. Habert, "Fast-growing bio-based materials as an opportunity for storing carbon in exterior walls", Building and Environment, vol. 129, pp. 117–129, 2018. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.12.006.
[23] Climate Change 2022. Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2022.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
