Towards modelling of construction, renovation and demolition activities: Norway's dwelling stock, 1900–2100

Abstract

The activities of construction, renovation and demolition related to the dwelling (housing) stock have a strong impact on both material and energy demands. A deeper understanding of the dynamics driving these activities is a precondition for a more consistent way to address material and energy demands. The method presented herein is based on a dynamic material flow analysis and is applied to the Norwegian dwelling stock. Input data to the model are population and socio-economic lifestyle indicators such as the average number of persons per dwelling and the average size of dwellings; these determine the size of the floor area stock. Parameters such as the lifetime of dwellings and renovation intervals complete the input set. Outputs of the model are the stock and flows of floor area for the period 1900–2100. Analysis of the renovation activity is given particular attention. Several scenarios are considered in order to test the model's sensitivity to input's uncertainties. Results are compared with statistical data, where the latter are available. The main conclusion is that in the coming decades renovation is likely to overtake construction as the major activity in the Norwegian residential sector.

Les activités de construction, de rénovation et démolition relatives au parc de logements ont un fort impact sur la demande de matériaux et d'énergie. Une meilleure compréhension de la dynamique qui anime ces activités est une condition préalable à une méthode plus cohérente de traitement des demandes de matériaux et d'énergie. La méthode présentée ici repose sur une analyse dynamique des flux de matériaux telle qu'elle est appliquée au parc de logements en Norvège. Les données fournies au modèle sont des indicateurs du mode de vie de la population et des indicateurs socio-économiques comme le nombre moyen de personnes par logement et la taille moyenne des logements; ces indicateurs déterminent la superficie des logements. Des paramètres comme la durée de vie des logements et les intervalles de rénovation complètent les données d'entrée. Les résultats du modèle sont le parc de logements et sa superficie pour la période 1900–2100. L'analyse de l'activité de rénovation reçoit une attention particulière. Plusieurs scénarios sont envisagés afin de mettre à l'épreuve la sensibilité du modèle par rapport aux incertitudes des entrées. Les résultats sont comparés aux données statistiques lorsque ces dernières sont disponibles. La conclusion principale réside dans le fait que dans les prochaines décennies, le secteur de rénovation risque de dépasser celui de la construction en tant qu'activité majeure du secteur résidentiel norvégien.

Mots clés: parc de bâtiments, construction, démographie, démolition, prévisions, logement, analyse des flux de matériaux, rénovation, parc résidentiel, Norvège

Keywords:

• building stock
• construction
• demographics
• demolition
• forecasting
• housing
• material flow analysis
• renovation
• residential stock
• Norway

Acknowledgements

The authors would like to thank Dr Glen Peters at the Industrial Ecology Programme, NTNU, for valuable help and discussions about the algorithms, data structuring and programming. Furthermore, they thank Professor Anne Grete Hestnes at the Department of Architectural Design, History and Technology, NTNU, and Dr Bjørn J. Wachenfeldt at the Department of Building and Infrastructure, SINTEF, for valuable discussions and feedback during this work.

Notes

The possible renovation of the initial stock is omitted intentionally. Considering it would have changed the results only for the first century of simulation (1800–1900), as the initial stock is extinguished in such time. Changes in this period are of no interest for forecasting purposes and anyhow have no effect on the development of flows because in the model construction and demolition flows are independent from the renovation flow, which is also independent from its past values.