Impact of bio-based thermal insulation products on the carbon footprint over the building life cycle

openaccess, Vol. 628 (12) 2024 / poniedziałek, 23 grudnia, 2024

Wpływ biopochodnych wyrobów termoizolacyjnych na ślad węglowy w całym cyklu życia budynku

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2024.12.21

citation/cytuj: Pierzchalski M., Węglarz A., Gilewski P., Płomiński B. Impact of bio-based thermal insulation products on the carbon footprint over the building life cycle. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 192-201. DOI: 10.15199/33.2024.12.21

With the decarbonisation of the building sector, interest in natural insulation products is growing. This paper analyses the lifecycle carbon footprint of a single-family home for insulation made from various bio-based and traditionally used products. The simulations showed that the use of bio-based products for insulation reduces the carbon footprint over the life cycle of the building. Including the D-phase in the simulations always leads to a reduction in total emissions.

W związku z dekarbonizacją sektora budowlanego zwiększa się zainteresowanie naturalnymi wyrobami izolacyjnymi. W artykule przeanalizowano ślad węglowy w całym cyklu życia budynku jednorodzinnego w przypadku zastosowania izolacji z różnych wyrobów biopochodnych i tradycyjnie wykorzystywanych. Przeprowadzone symulacje wykazały, że wyroby biopochodne zmniejszają ślad węglowy w całym cyklu życia budynku. Uwzględnienie fazy D w symulacjach zawsze powoduje zmniejszenie całkowitego poziomu emisji.
carbon footprint; bio-based materials; LCA; WLC; embodied carbon.

ślad węglowy; wyroby biopochodne; LCA; WLC; wbudowane emisje.
  1. Cosentino L, Fernandes J, Mateus R. A Review of Natural Bio-Based Insulation Materials. Energies. 2023; DOI: 10.3390/en16124676.
  2. Savio L, Pennacchio R, Patrucco A, Manni V, Bosia D. Natural Fibre Insulation Materials: Use of Textile and Agri-food Waste in a Circular Economy Perspective. Mater. Circ. Econ. 2022; DOI: 10.1007/s42824-021-00043-1.
  3. Bakatovich A, Gaspar F, Boltrushevich N. Thermal insulation material based on reed and straw fibres bonded with sodium silicate and rosin. Constr. Build. Mater. 2022; DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2022.129055.
  4. Grazieschi G, Asdrubali F, Thomas G. Embodied energy and carbon of building insulating materials: A critical review. Clean. Environ. Syst. 2021; DOI: 10.1016/j. cesys. 2021.100032.
  5. Bakatovich A, Gaspar F. Composite material for thermal insulation based on moss raw material. Construction and Building Materials. 2019, doi: 10.1016/j. conbuildmat. 2019.116699.
  6. Ranefjärd O, Strandberg-de Bruijn PB, Wadsö L. Hygrothermal Properties and Performance of Bio-Based InsulationMaterials Locally Sourced in Sweden. Materials (Basel). 2024; DOI: 10.3390/ma17092021.
  7. Yadav M, and Agarwal M. Biobased building materials for sustainable future: An overview. Mater. Today Proc. 2021; DOI: 10.1016/j.matpr. 2021.01.165.
  8. Jelle BP. Traditional, state-of-the-art and future thermal building insulation materials and solutions – Properties, requirements and possibilities. Energy Build. 2011; DOI: 10.1016/j. enbuild. 2011.05.015.
  9. Hetimy S, Megahed N, Eleinen OA, Elgheznawy D. Exploring the potential of sheep wool as an eco-friendly insulation material: A comprehensive review and analytical ranking. Sustain. Mater. Technol. 2023; p. e00812, 2024, DOI: 10.1016/j.susmat. 2023. e00812.
  10.  Martínez B, Bernat-Maso E, L. Gil L. Applications and Properties of Hemp Stalk-Based Insulating Biomaterials for Buildings: Review, Materials (Basel). 2023; DOI: 10.3390/ma16083245.
  11.  MIWO. Wełna mineralna w twoim domu. [Online]. https://miwo. pl/ochrona- srodowiska/
  12.  Steidl T, Krause P. Wełna w izolacji cieplnej: szklana, skalna, drzewna, a nawet owcza. Inżynier Budownictwa. 2013, [Online]. https://inzynierbudownictwa. pl/welna-w-izolacji-cieplnej-szklana-skalna-drzewna-a-nawet-owcza/.
  13.  Łaźniewska-Piekarczyk B i in. Wełna mineralna perspektywy i bariery ponownego wykorzystania, we: Współczesne problemy ochrony środowiska i energetyki, M. Bogacka and K. Pikoń, Eds., Gliwice: Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów, Politechnika Śląska, 2021, pp. 167–176.
  14.  Fabijańska M, Zaorski R. Ekologiczne aspekty wykorzystania wybranych materiałów stosowanych jako izolacje termiczne – polemika. Celulozowe izolacje termiczne. Izolacje. 2015; 2 [Online]. https://www. izolacje. com. pl/artykul/ sciany-stropy/167852, ekologiczne-aspekty-wykorzystania-wybranych-materialow- stosowanych-jako-izolacje-termiczne-polemika.
  15.  Bourbia S, Kazeoui H, Belarbi R. A review on recent research on bio-based buildingmaterials and their applications. Mater Renew Sustain Energy. 2023; DOI: 10.1007/s40243-023-00234-7.
  16.  Metodyka szacowania śladu węglowego budynków. Izolacje. 2023; 1, [Online] https://www. izolacje.com.pl/artykul/ekologia-w-budownictwie/273038, metodyka-szacowania-sladu-weglowego-budynkow.
dr inż. arch. Michał Pierzchalski, Warsaw University of Technology, Faculty of Architecture
ORCID: 0000-0001-8329-9252
dr hab. inż. Arkadiusz Węglarz, Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering
ORCID: 0000-0002-6356-7712
dr inż. Paweł Gilewski, Warsaw University of Technology, Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering
ORCID: 0000-0002-6533-9203
mgr inż. Bernard Płomiński, The National Energy Conservation Agency (KAPE)

dr inż. arch. Michał Pierzchalski, Warsaw University of Technology, Faculty of Architecture ORCID: 0000-0001-8329-9252

Correspondence address: michal.pierzchalski@pw.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2024.12.21

Article in PDF file

Received: 05.08.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji:05.08.2024 r.
Revised: 27.09.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach:27.09.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano:20.12.2024 r.