روش‌های ارزیابی چرخه عمر مصالح ساختمانی با استفاده از چارچوب ارزیابی دایره‌ای و جایگزین‌های تجدیدپذیر
محورهای موضوعی : انرژی و محیط زیست
محمد بهرامی کیا
1
,
محمد امیر شرافتی
2
*
,
علیرضا والی پور
3
1 - دانشگاه آزاد اسلامی شیراز
2 - گروه عمران دانشگاه ازاد اسلامی شیراز
3 - دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شیراز، گروه عمران، شیراز، ایران
کلید واژه: چرخه عمر مصالح ساختمانی, چارچوب ارزیابی دایره‌ای, جایگزین‌های تجدیدپذیر,
چکیده مقاله :
مقدمه: به‌دلیل افزایش نگرانی‌های زیستمحیطی، کاهش نرخ مصرف انرژی و تاثیرات مخرب محیط‌‌زیستی در صنعت ساخت، به یکی از اولویت‌های طراحی و اجرا در صنعت معماری، مهندسی و ساخت تبدیل شده است. ارزیابی چرخه عمر منابع انرژی‌های تجدیدپذیر یک عامل کلیدی در توسعه پایدار کشورها به شمار می‌رود. انجام ارزیابی چرخه عمر سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر مبتنی بر شرایط محلی این منابع است. بنابراین یک منبع انرژی به علت تغییرات منابع در دسترس، آب و هوا، محیط‌‌زیست، شرایط اقتصادی و اجتماعی، سیاست و غیره نمی‌تواند گزینه توسعه پایدار برای تمام مناطق جغرافیایی باشد. بنابراین ارزیابی چرخه عمر را می‌توان به‌عنوان ابزار تشخیص امکان توسعه پایدار منابع انرژی‌های مختلف و موقعیت‌های مختلف استفاده کرد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق چرخه عمر مصالح ساختمانی با استفاده از چارچوب ارزیابی دایره‌ای و جایگزین‌های تجدیدپذیر بررسی شد. این تحقیق با هدف بررسی فاکتورهای اثرگذار در چرخه عمر ساختمان انجام گردید. با بررسی ادبیات موضوع عوامل تاثیر‌گذار بر چرخه عمر مصالح به چهار دسته عوامل زیستمحیطی، عوامل اقتصادی، عوامل فنی و اجتماعی تقسیم شد. برای بررسی عوامل مد نظر در تحلیل چرخه عمر مصالح از نمونه آماری شامل 100 نفر استفاده و به کمک پرسشنامه این عوامل مورد ارزیابی و سنجش قرار گرفت. به کمک تحلیل آماری نرمال بودن توزیع داده‌ها بررسی شد و به وسیله آزمون t فرضیات تحقیق بررسی شد.
نتایج و بحث: نتایج این تحقیق نشان داد به‌کارگیری مصالح مناسب سبب کاهش مصرف انرژی در ساختمان می‌گردد و جایگزین‌های تجدیدپذیر به میزان قابل توجهی از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند اما نقش اطلاعات استاندارد در خصوص مصالح قابل بازیافت در چرخه عمر آن‌ها به اثبات نرسید. از بین عوامل مورد بررسی، عامل زیستمحیطی با وزن 398/0 از بیش‌ترین اهمیت برخوردار بوده و عوامل اقتصادی، فنی و اجتماعی، به ترتیب با اوزان 264/0، 203/0 و 135/0 در درجه اهمیت‌های بعدی قرار گرفته‌اند.
نتیجه‌گیری: با توجه به اولویت‌های پایداری در ایران، ارائه رویکردی به منظور بهینه‌سازی مصرف آب در مراحل مختلف چرخه عمر ساختمان و بخصوص مرحله عملیاتی برای رسیدن به یک راه‌‌حل پایداری در طراحی ساختمان، کمک بسیاری خواهد کرد. ارزيابی اثرات زيست‌‌‍محیطی و اقتصادی چرخه عمر پروژه و ادغام ارزيابی چرخه عمر با مدل‌سازی اطلاعات ساختمان نیز از دیگر راهکارهایی است که می‌تواند به بهبود چرخه عمر مصالح کمک کند. تدوین سند و استاندارد جامع ارزیابی ساختمان با توجه به ابزارهای بین‌‌المللی ارزیابی ساختمان‌های پایدار، با در نظر گرفتن چرخه عمر و مسائل مربوط به پایداری اقتصادی، زیستمحیطی و اجتماعی در مورد ساختمان‌های مسکونی ایران نیز از دیگر مواردی است که سبب ارتقاء وضعیت چرخه عمر مصالح و بهبود وضعیت زیستمحیطی آن می‌شود.
Introduction: Due to increasing environmental concerns, reducing energy consumption rates and the destructive environmental impacts in the construction industry, it has become one of the design and implementation priorities in the architecture, engineering and construction industries. Life cycle assessment of renewable energy sources is a key factor in the sustainable development of countries. Conducting life cycle assessment of renewable energy systems is based on the local conditions of these sources, therefore, an energy source cannot be a sustainable development option for all geographical areas due to changes in available resources, climate, environment, economic and social conditions, politics, etc. Therefore, life cycle assessment can be used as a tool to identify the possibility of sustainable development of different energy sources and different situations.
Materials and Methods: In this study, the life cycle of building materials was examined using a circular assessment framework and renewable alternatives. This study was conducted with the aim of investigating the factors affecting the life cycle of buildings. By reviewing the literature on the subject, the factors affecting the life cycle of materials were divided into four categories: environmental factors, economic factors, technical factors, and social factors. To investigate the factors considered in the life cycle analysis of materials, a statistical sample of 100 people was used and these factors were evaluated and measured using a questionnaire. The normality of the data distribution was examined using statistical analysis and the research hypotheses were examined using a t-test.
Results and Discussion: The results of this study showed that using appropriate materials reduces energy consumption in buildings and renewable alternatives significantly prevent energy waste, but the role of standard information about recyclable materials in their life cycle was not proven. Among the factors studied, the environmental factor with a weight of 0.398 was the most important, and the economic, technical and social factors were ranked next with weights of 0.264, 0.203 and 0.135, respectively.
Conclusion: Considering the sustainability priorities in Iran, presenting an approach to optimize water consumption in different stages of the building life cycle, especially the operational stage, will be of great help in achieving a sustainable solution in building design. Assessing the environmental and economic impacts of the project life cycle and integrating life cycle assessment with building information modeling are other solutions that can help improve the life cycle of materials. Developing a comprehensive building assessment document and standard, based on international sustainable building assessment tools, taking into account the life cycle and issues related to economic, environmental, and social sustainability in the case of residential buildings in Iran, are also other measures that will improve the life cycle of materials and improve their environmental status
Zhukovskiy, Y. L., Batueva, D. E., Buldysko, A. D., Gil, B., & Starshaia, V. V. (2021). Fossil energy in the framework of sustainable development: analysis of prospects and development of forecast scenarios. Energies, 14(17), 5268.
Bilgili, F., & Bağlıtaş, H. H. (2022). The dynamic analysis of renewable energy’s contribution to the dimensions of sustainable development and energy security. Environmental Science and Pollution Research, 29(50), 75730-75743.
Barbhuiya, S., & Das, B. B. (2023). Life Cycle Assessment of construction materials: Methodologies, applications and future directions for sustainable decision-making. Case Studies in Construction Materials, 19, e02326.
Fathollahi, A., & Coupe, S. J. (2021). Life cycle assessment (LCA) and life cycle costing (LCC) of road drainage systems for sustainability evaluation: Quantifying the contribution of different life cycle phases. Science of the Total Environment, 776, 145937.
Younis, A., & Dodoo, A. (2022). Cross-laminated timber for building construction: A life-cycle-assessment overview. Journal of Building Engineering, 52, 104482.
Idzikowski, A., & Walichnowska, P. (2022). The management of the technological process of a product on the example a shrink film in the aspect life cycle assessment. System Safety: Human-Technical Facility-Environment, 4(1), 1-9.
Krexner, T., Obriejetan, M., Bauer, A., & Kral, I. (2025). Comparative environmental life cycle assessment of urban green spaces and design elements–A case study in Vienna. Landscape and Urban Planning, 259, 105363.
Cays, J., & Cays, J. (2021). life cycle assessment. An Environmental Life Cycle Approach to Design: LCA for Designers and the Design Market, 79-101.
Hunt, R. G., Sellers, J. D., & Franklin, W. E. (1992). Resource and environmental profile analysis: A life cycle environmental assessment for products and procedures. Environmental Impact Assessment Review, 12(3), 245-269.
Finkbeiner, M. (2014). The international standards as the constitution of life cycle assessment: the ISO 14040 series and its offspring. Background and future prospects in life cycle assessment, 85-106.
Verones, F., Bare, J., Bulle, C., Frischknecht, R., Hauschild, M., Hellweg, S., ... & Fantke, P. (2017). LCIA framework and cross-cutting issues guidance within the UNEP-SETAC Life Cycle Initiative. Journal of cleaner production, 161, 957-967.
Fnais, A., Rezgui, Y., Petri, I., Beach, T., Yeung, J., Ghoroghi, A., & Kubicki, S. (2022). The application of life cycle assessment in buildings: challenges, and directions for future research. The International Journal of Life Cycle Assessment, 27(5), 627-654.
Gibon, T., Arvesen, A., & Hertwich, E. G. (2017). Life cycle assessment demonstrates environmental co-benefits and trade-offs of low-carbon electricity supply options. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 1283-1290.
Klöpffer, W. (2012). The critical review of life cycle assessment studies according to ISO 14040 and 14044: origin, purpose and practical performance. The International Journal of Life Cycle Assessment, 17, 1087-1093.
Finkbeiner, M. (2014). The international standards as the constitution of life cycle assessment: the ISO 14040 series and its offspring. Background and future prospects in life cycle assessment, 85-106.