Life cycle energy analysis of a zero-energy house

Abstract

Most zero-energy concepts focus on a reduction of the non-renewable operational energy use in buildings rather than taking the reduction of their life cycle energy use as a starting point. Nevertheless, the life cycle embodied and end-of-life energy will become more important, especially in buildings with low operational energy. Therefore, the life cycle energy use of a Belgian zero-energy reference house is examined by means of life cycle energy assessment. The influence of design decisions and regulations on the building construction type, the building services, and the performance of the building envelope are investigated. In terms of thermal performance of the building, the results show that the life cycle embodied energy in zero-energy houses with passive or standard thermal performance was not substantially different. From a life cycle energy perspective, passive house requirements are not essential criteria for zero-energy houses in Belgium. On the other hand, large life cycle energy savings were obtained through a proficient selection of all building construction materials and services. For the life cycle embodied energy in building constructions, the best timber frame and masonry houses were equally efficient. Wood pellets and photovoltaic panels were decisive factors in the life cycle embodied energy of building services. Les concepts <<zéro-énergie>> sont axés pour la plupart sur une réduction de l'utilisation de l'énergie d'exploitation non renouvelable dans les bâtiments plutôt que de prendre la réduction de leur consommation d'énergie sur le cycle de vie comme point de départ. Néanmoins, l'énergie grise sur le cycle de vie et l'énergie de fin de vie vont gagner en importance, en particulier dans les bâtiments nécessitant une faible énergie d'exploitation. La consommation d'énergie sur le cycle de vie d'une maison belge «zéro énergie» de référence est donc étudiée au moyen d'un bilan énergétique du cycle de vie. Sont étudiés l'influence des décisions de conception et de la réglementation sur le type de construction du bâtiment, les services au bâtiment, et les performances de l'enveloppe du bâtiment. En termes de performance thermique du bâtiment, les résultats montrent que l'énergie grise sur le cycle de vie n'était pas fondamentalement différente dans les maisons «zéro énergie» offrant des performances thermiques passives ou standard. Du point de vue de l'énergie du cycle de vie, les exigences d'une maison passive ne sont pas des critères essentiels pour des maisons «zéro énergie» en Belgique. En revanche, d'importantes économies d'énergie sur le cycle de vie ont été obtenues par un choix opéré avec compétence de tous les matériaux de construction et services au bâtiment. S'agissant de l'énergie grise sur le cycle de vie dans la construction de bâtiments, les meilleures maisons, qu'elles aient été à ossature bois ou en maçonnerie, ont été tout aussi performantes. Les granulés de bois et les panneaux photovoltaïques ont été des facteurs décisifs concernant l'énergie grise sur le cycle de vie des services aux bâtiments. Mots clés: services aux bâtiments, énergie grise, analyse énergétique du cycle de vie, [construction] passive, bâtiments résidentiels, <<zéro-énergie>>