ارزیابی "پایداری زیست‌محیطی" در ساخت صنعتی (نمونه موردی: روش اجرایی بتن پیش‌ساخته)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، پردیس فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشکده هنر و معماری، دانشگاه کردستانف کردستان، ایران

3 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

بررسی های مختلف حاکی از آن است که مصرف فزاینده منابع اولیه (یعنی مواد و انرژی) به انضمام تولید آلاینده های محیطی (مخصوصا دی اکسید کربن)، زیست- محیط انسان را به مخاطره جدی کشانده است. ارتباط مستقیم چالش های یاد شده با فعالیت های ساختمانی، ضرورت کاربست روش های پایدار در حوزه ساخت را آشکار ساخته است. به عبارت دیگر در انتخاب روش های ساخت، می بایست به معیار پایداری زیست- محیطی آن ها توجه ویژه نمود. در عرصه ساختمانی، استفاده از روش های ساخت صنعتی به دلیل مزایای زیست- محیطی خود به مثابه یک فرضیه خودنمایی می کند. علی رغم اهمیت فوق العاده این مطلب، آزمون کمی چنین فرضیه ای کمتر دغدغه پژوهشگران قبلی بوده است. در این راستا مقاله حاضر به ارزیابی زیست-محیطی یکی از روش های ساخت صنعتی پرداخته تا معین سازد که آیا صنعتی شدن ساخت می تواند به کاهش مشکلات زیست-محیطی کمک نماید. بدین منظور، تحقیق حاضر به ارزیابی کمی منابع اولیه (اعم از انرژی و مصالح مورد نیاز) و آلاینده کربنی انتشار یافته در دو شیوه اجرایی صنعتی (بتن پیش ساخته) و سنتی (بتن درجا) معطوف شده است. در کلامی دقیق تر، تحقیق حاضر براساس سیستم ارزیابی چرخه حیات به سنجش و مقایسه کمی پیامدهای محیطی در مراحل مختلف ساخت یعنی از مرحله استخراج مواد اولیه تا پایان عملیات اجرایی پرداخته است. یافته های تحقیق موید آن است که بهره گیری از سیستم بتنی پیش ساخته در مقایسه با سیستم بتن درجا به کاهش منابع مصرفی و انتشار کمتر آلاینده کربنی در مرحله اجرا منجر می شود اما در مرحله تولید بتن مسلح وضعیت کاملا برعکس است. به عبارت دیگر پایداری زیست- محیطی روش بتن پیش ساخته (در محدوده تحقیق حاضر) تنها در مرحله اجرا تائید شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Environmental Sustainability assessment of Industrial Construction Technologies (Case study: In-Situ and Precast Concrete Construction Methods)

نویسندگان [English]

  • I. Mahmmod Zadeh Kani 1
  • S. Lahour Pour 2
  • J. Godini 3
1 School of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Department of Art and Architecture, University of Kurdistan, Kurdistan, Iran
3 Department of Art and Architecture, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Construction industry has been one of the most energy and material consuming industries in recent years. Environmental assessment of construction methods that includes energy consumption and emission release are important for implementation of improvement option to life cycle of construction. Despite the significant effect of selecting appropriate method on reducing amount of material, energy and emission, the studies often do not consider or incompletely model the environmental impact. The research has studied the energy consumption and carbon emission of two conventional and industrial methods of construction for concrete buildings: in-situ concrete and pre-cast concrete structural methods. This study has figured out how implementing precast concrete structure affects on environmental sustainability of the construction process. In addition the features of construction methods that can help the designer to achieve more sustainability have been assessed. The model developed to use the life cycle assessment (LCA) as a comprehensive sustainability methodology to quantify the environmental impact of several phases of building construction from extraction of raw materials to end of construction phase (cradle to gate). To investigate the environmental impact of each construction method two designed concrete structures with in-situ and precast elements modeled in building information modeling (BIM) and linked to the designed spread sheet.
Extracted results indicated using the high strength concrete for precast concrete structure, just in construction periods, is an effective way that reduces energy consumption of process and decreases carbon dioxide but in manufacturing process precast concrete consumes more energy and emits more carbon to environment. In Recognition of different features of energy consumption, material use and emission release of proposed method of construction, assist the project team in better decision making from environmental impact point of view and enable designers to provide recommendations toward achieving sustainable construction methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sustainability
  • Life Cycle Assessment
  • Energy
  • Construction Method

مراجع

[1] Stefan Giljum et al. SERI (Sustainable Europe Research Institute), Austria and Global 2000 (Friends of the Earth Austria), Overconsumption? Our use of the world’s natural resources, 2009,
[2] UNEP (United Nations Environmental Programme), Waste and Climate Change: Global trends and strategy framework, 2010
[3] European Working Group for Sustainable Construction, "Sustainable construction final report", website: http://www.europa.eu.int/comm/enterprise/construction/index.htm., 2001
[4] Nässén, J. et al., "Direct and indirect energy use and carbon emissions in the production phase of buildings: An input–output analysis.” Energy, vol. 32, no. 9, pp. 1593–1602., 2007
[5] Steele, James, Architecture Today, Phaidon press, 1997
[6] Kim, Jong-Jin, Sustainable Architecture Module: Introduction to Sustainable Design, Published by National Pollution Prevention Center for Higher Education, 1998
[7] Björklund, T. et al., "LCA of building frame structures: Environmental impact over the life cycle of concrete and steel frames." Technical Environmental Planning, Chalmers University of Technology, 1996
[8] Jönsson, Å. et al., "LCA of concrete and steel building frames." The International Journal of Life Cycle Assessment, 3(4), 216–224., 1998
[9] Johnson, T. W. "Comparison of environmental impacts of steel and concrete as building materials using the life cycle assessment method.", Dept. of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, 2006
[10] Guggemos, A., and Horvath, A. "Comparison of environmental effects of steel-and concrete-framed buildings.” Journal of Infrastructure Systems, Volume 11 Issue 2, 2005
[11] Omar, W. et al., "Assessment of the embodied carbon in precast concrete wall panels using a hybrid life cycle assessment approach in Malaysia." Sustainable Cities and Society, 10, pp. 101-111, 2014
[12] Aye, Lu, et al. "Life cycle greenhouse gas emissions and energy analysis of prefabricated reusable building modules. " Energy and Buildings, 47, pp. 159-168., 2012
[13] Nielsen, C. V., "Carbon footprint of concrete building seen in the life cycle perspective.” Proc. Of NRMCA 2008 concrete Technology Forum, Silver Spring, MD, 2008
[14] Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC)." Guidelines for Life-Cycle Assessment: A Code of Practice, Based on a Workshop at Sesimbra.", Portugal, March 31–April 3, 1993
[15] Georgia Institute of Technology, "AIA Guide to Building Life Cycle Assessment in Practice.” Washington DC: American Institute of Architects, 2010
[16] Curran MA, editor. "Environmental life-cycle assessment". New York: McGraw-Hill, 1996
[17] UNEP, "Evaluation of Environmental Impacts in Life Marceau, Medgar L. et al.,"Life Cycle Inventory of Portland Cement Concrete. ", SN3011, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, PCA, 2007
[18] Means, R. S., Building construction cost data, R. S. Means Company, Inc., Kingston, Mass., 2012
[19] Charette, R. P., & Marshall, H. E. UNIFORMAT II elemental classification for building specifications, cost estimating, and cost analysis. US Department of Commerce, Technology Administration, National Institute of Standards and Technology., 1999
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 3
آبان 1396
صفحه 565-576

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار