GHG emissions from building renovation versus new-build: incentives from assessment methods

A variety of life cycle assessment (LCA) calculation methods and rules exist in European countries for building performance evaluation based on new-build. However, the increased focus on the retention and renovation of the existing building stock raises questions about the appropriateness of these the methods and rules when applied to renovation cases. Using a real renovation case, Danish, Finnish and Swedish LCA-based greenhouse gas emissions (GHGe) assessments are assessed for how they position building renovation in relation to demolition and new-build reference values. The influence of these three different methods is examined for future development policies. Results show that upfront emissions for renovation are significantly lower for all approaches. The Swedish approach had the lowest GHG emissions compared with a scenario with demolition and new-build due to the method, which only includes upfront emissions of new materials. The Danish and Finnish renovation cases each performed worse in comparison with the new-build future emissions, specifically from operational energy use. Therefore, method development should consider incentives for upfront and future emissions. Furthermore, methods could account for the existing materials in the building, which are included in the Danish and Finnish approaches. This would provide incentive for renovation and reuse. Policy relevance Future policymaking needs to consider the influence of LCA methods on climate impact assessment of building renovations. The temporal differences occur when renovation is compared with demolition and new-build. Policy needs to take account of these temporal differences for apportioning GHG emissions between upfront and future emissions. A key question is whether existing materials should be included in the assessment as this would incentivise the reuse of these materials. Differences in accounting for the impacts of biogenic carbon in materials yields different results. This is a key issue in carbon accounting and will influence future practice

Livscykelanalysmetodik av byggnader, med fokus på klimatpåverkan från underhålls-och utbytesprocesser

The Swedish government introduced on Monday 3rd of January 2022, a new bill to promote buildings’ sustainability. Assigned by the government, the bill was developed by the Swedish National Board of Housing, Building and Planning (Boverket). When applying the Life Cycle Assessment (LCA) framework, developers must now declare the greenhouse gas emissions resulting from the production and construction processes of their proposed construction, using the Global Warming Potential (GWP) indicator. Boverket is currently planning for the climate declaration’s evolution regarding limit values, building components, and the life cycle stages considered. Use and end-of life stages are facing major challenges as they are prone to high uncertainty, especially due to projections into the future. Currently, no International, European, nor national guidelines or norms agree on calculation methods for maintenance and replacement processes. However, methodological choices related to system boundaries, as well as maintenance and replacement needs and frequencies, significantly affect these calculation results.  This master thesis, focusing on maintenance and replacement processes LCA calculations, is a follow up of KTH research. Mandated by Boverket, it developed a national database for buildings’ components and reference values for production and construction processes. This study uses the same sample of buildings, representative of recent Swedish buildings stock for several functions, such as schools, apartment buildings, and offices. In line with Boverket’s plan, a method of calculation is developed based on literature for the maintenance and replacement processes of buildings’ roofs and façades. The relevance of considering these processes in buildings’ climate declarations is addressed. In addition, this study investigates methodological and practical challenges in a Swedish context. Specifically, it assesses the effect of calculation method on the consideration of replacement components’ environmental impact and service lives. Practical difficulties regarding implementation of these LCA processes are also discussed.  This study concludes on the relevance of considering replacement and maintenance processes in buildings’ climate declarations to avoid misleading conclusions over sustainable buildings designs. The influence of methodological choices is confirmed, and the need for harmonisation for clear definitions and guidelines for maintenance and replacement processes is emphasised. The study also identifies practical data requirements and reflects on the requirement of LCA internalization in the construction sector, from the early steps of buildings’ conception and the inclusion of all stakeholders, especially from industry. Måndagen den 3 januari 2022 framförde regeringen ett nytt lagförslag i syfte att främja byggnaders hållbarhet. Propositionen har i uppdrag av regeringen tagits fram av Boverket. När utvecklarna tillämpar ramverket för livscykelanalys (LCA) måste de nu deklarera de utsläpp av växthusgaser som härrör från produktions- och byggprocesserna för den föreslagna konstruktionen, detta med hjälp av indikatorn global uppvärmningspotential (GWP). Boverket planerar i nuläget för klimatdeklarationens utveckling avseende gränsvärden, byggkomponenter samt de livscykelstadierna som beaktas. Användning- och uttändestadier står inför stora utmaningar eftersom de är benägna att ha hög osäkerhet, särskilt på grund av framtida prognoser. För närvarande är inga internationella, europeiska eller nationella riktlinjer eller normer överens om beräkningsmetoder för underhålls- och ersättningsprocesser. Metodval relaterade till systemgränser, liksom underhåll, utbytesbehov och frekvenser, påverkar dock dessa beräkningsresultat avsevärt.  Studien är en uppföljning av KTH:s forskning, på uppdrag av Boverket, om utvecklingen av en nationell databas för byggnaders komponenter samt referensvärden för produktions- och byggprocesser. Samma urval av byggnader används, representativt för den senaste tidens svenska byggnadsbestånd, för flera funktioner, såsom skolor, flerbostadshus och kontor. I linje med Boverkets plan tas en beräkningsmetod fram för underhålls- och utbytesprocesser av byggnaders tak och fasader, detta baserat på litteraturstudier. Den tar upp relevansen av att beakta dessa processer i byggnadernas klimatdeklarationer. Dessutom undersöker denna studi.e. metodologiska och praktiska utmaningar i ett svenskt sammanhang. Närmare bestämt bedöms beräkningsmetodens effekt på hänsynen till ersättningskomponenters miljöpåverkan och livslängd. De praktiska svårigheterna med genomförandet av dessa LCA- processer diskuteras också.  Denna studi.e. drar slutsatsen om relevansen av att överväga ersättnings- och underhållsprocesser i byggnaders klimatdeklaration för att undvika vilseledande slutsatser om byggnaders hållbara utformning. Metodvalens inverkan bekräftas, och behovet av harmonisering av tydliga definitioner samt riktlinjer för underhålls- och ersättningsprocesser betonas. Studien identifierar också praktiska datakrav och reflekterar över kravet på LCA- internalisering inom byggsektorn från de tidiga stegen i byggnaders utformning och inkludering av alla intressenter, särskilt från industrin.

Livscykelanalysmetodik av byggnader, med fokus på klimatpåverkan från underhålls-och utbytesprocesser

The Swedish government introduced on Monday 3rd of January 2022, a new bill to promote buildings’ sustainability. Assigned by the government, the bill was developed by the Swedish National Board of Housing, Building and Planning (Boverket). When applying the Life Cycle Assessment (LCA) framework, developers must now declare the greenhouse gas emissions resulting from the production and construction processes of their proposed construction, using the Global Warming Potential (GWP) indicator. Boverket is currently planning for the climate declaration’s evolution regarding limit values, building components, and the life cycle stages considered. Use and end-of life stages are facing major challenges as they are prone to high uncertainty, especially due to projections into the future. Currently, no International, European, nor national guidelines or norms agree on calculation methods for maintenance and replacement processes. However, methodological choices related to system boundaries, as well as maintenance and replacement needs and frequencies, significantly affect these calculation results.  This master thesis, focusing on maintenance and replacement processes LCA calculations, is a follow up of KTH research. Mandated by Boverket, it developed a national database for buildings’ components and reference values for production and construction processes. This study uses the same sample of buildings, representative of recent Swedish buildings stock for several functions, such as schools, apartment buildings, and offices. In line with Boverket’s plan, a method of calculation is developed based on literature for the maintenance and replacement processes of buildings’ roofs and façades. The relevance of considering these processes in buildings’ climate declarations is addressed. In addition, this study investigates methodological and practical challenges in a Swedish context. Specifically, it assesses the effect of calculation method on the consideration of replacement components’ environmental impact and service lives. Practical difficulties regarding implementation of these LCA processes are also discussed.  This study concludes on the relevance of considering replacement and maintenance processes in buildings’ climate declarations to avoid misleading conclusions over sustainable buildings designs. The influence of methodological choices is confirmed, and the need for harmonisation for clear definitions and guidelines for maintenance and replacement processes is emphasised. The study also identifies practical data requirements and reflects on the requirement of LCA internalization in the construction sector, from the early steps of buildings’ conception and the inclusion of all stakeholders, especially from industry. Måndagen den 3 januari 2022 framförde regeringen ett nytt lagförslag i syfte att främja byggnaders hållbarhet. Propositionen har i uppdrag av regeringen tagits fram av Boverket. När utvecklarna tillämpar ramverket för livscykelanalys (LCA) måste de nu deklarera de utsläpp av växthusgaser som härrör från produktions- och byggprocesserna för den föreslagna konstruktionen, detta med hjälp av indikatorn global uppvärmningspotential (GWP). Boverket planerar i nuläget för klimatdeklarationens utveckling avseende gränsvärden, byggkomponenter samt de livscykelstadierna som beaktas. Användning- och uttändestadier står inför stora utmaningar eftersom de är benägna att ha hög osäkerhet, särskilt på grund av framtida prognoser. För närvarande är inga internationella, europeiska eller nationella riktlinjer eller normer överens om beräkningsmetoder för underhålls- och ersättningsprocesser. Metodval relaterade till systemgränser, liksom underhåll, utbytesbehov och frekvenser, påverkar dock dessa beräkningsresultat avsevärt.  Studien är en uppföljning av KTH:s forskning, på uppdrag av Boverket, om utvecklingen av en nationell databas för byggnaders komponenter samt referensvärden för produktions- och byggprocesser. Samma urval av byggnader används, representativt för den senaste tidens svenska byggnadsbestånd, för flera funktioner, såsom skolor, flerbostadshus och kontor. I linje med Boverkets plan tas en beräkningsmetod fram för underhålls- och utbytesprocesser av byggnaders tak och fasader, detta baserat på litteraturstudier. Den tar upp relevansen av att beakta dessa processer i byggnadernas klimatdeklarationer. Dessutom undersöker denna studi.e. metodologiska och praktiska utmaningar i ett svenskt sammanhang. Närmare bestämt bedöms beräkningsmetodens effekt på hänsynen till ersättningskomponenters miljöpåverkan och livslängd. De praktiska svårigheterna med genomförandet av dessa LCA- processer diskuteras också.  Denna studi.e. drar slutsatsen om relevansen av att överväga ersättnings- och underhållsprocesser i byggnaders klimatdeklaration för att undvika vilseledande slutsatser om byggnaders hållbara utformning. Metodvalens inverkan bekräftas, och behovet av harmonisering av tydliga definitioner samt riktlinjer för underhålls- och ersättningsprocesser betonas. Studien identifierar också praktiska datakrav och reflekterar över kravet på LCA- internalisering inom byggsektorn från de tidiga stegen i byggnaders utformning och inkludering av alla intressenter, särskilt från industrin.