Zachodzące zmiany klimatyczne urosły w ostatnim czasie do rangi najważniejszego tematu na świecie. Wszystko za sprawą diametralnych odchyleń od normy oraz alarmującego poziomu zanieczyszczenia atmosfery. Dyskusja ta przeniosła się również do branży budowlanej. Zaczęto się zastanawiać nad sposobem przeprowadzania inwestycji budowlanych oraz ich wpływem na klimat.
W celu zobrazowania poziomu oddziaływania inwestycji na środowisko używa się współczynnika poziomu emisji gazów cieplarnianych. Najczęściej analizowanym współczynnikiem jest poziom emisji dwutlenku węgla do atmosfery (ślad węglowy), który jest wyrażony za pomocą ilości CO2 na jednostkę pomiarową. Najczęściej jest to m3, kg, tona, osoba.
Za pomocą śladu węglowego możemy zmierzyć wiele aktywności zachodzących w procesie budowlanym. M.in proces produkcji materiałów budowlanych, transport materiału na budowę oraz proces wbudowania materiału (maszyny ciężkie). Suma wszystkich zmiennych daje nam całkowitą wartość emisji gazów cieplarnianych.
Przykładowe wartości współczynnika w innych obszarach gospodarki kształtują się następująco:
– Trasa lotnicza w dwie strony Oslo – Paryż generuje ok. 302 kg CO2/osobe
– Transport samochodem ciężarowym produkuje 40kg CO2 podczas podróży 20km z ładunkiem oraz z powrotem bez (14m3)
– Produkcja, transport oraz montaż bariery energochłonnej 15kg/m emituje ok 35 kg C02 do atmosfery.
W jaki sposób branża budowlana może przyczynić się do zmiejszenia emisji gazów cieplarnianych w inwestycjach?
W tym tekście przedstawię moje osobiste przemyślenia na temat branży infrastrukturalnej.
Optymalizacja trasy
Podczas planowania nowej trasy drogowej bądź kolejowej uwzględniane są czynniki ekonomiczne, środowiskowe, terenowe oraz społeczne. Mówiąc dokładniej chcemy, aby nowa trasa była bezpieczna, spełniała rolę społeczną (np. łączyła miasto A z miastem B), była tania w budowie i utrzymaniu oraz w jak najmniejszym stopniu oddziaływała negatywnie na środowisko.
Pierwszym czynnikiem mającym wpływ na emisję dwutlenku węgla do atmosfery jest liczba obiektów inżynierskich wzdłuż trasy. Konieczność stosowania konstrukcji mostowych, ilość tuneli, rodzaje węzłów drogowych w bezpośredni sposób oddziaływują na zwiększenie ilości materiału. Podążając tym tokiem rozumowania można wysnuć wnioski, iż zmniejszenie ilości materiałów takich jak stal, beton, asfalt, itp. obniża ilość emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Ponadto zmniejszenie ilości prac budowlanych związanych z drążeniem tunelu, czy budową obiektu przekłada się bezpośrednio na bilans dwutlenku węgla.
Kolejnym czynnikiem wpływającym na redukcję dwutlenku węgla jest optymalizacja mas ziemnych. Posiadając ekspertyzę geologiczną można ocenić, w których obszarach możliwe jest ponowne użycie wydobytego materiału, np. z drążenia tunelu, bądź głębokich wykopów. Odpowiedni bilans mas ziemnych oraz użycie materiału z robót ziemnych jest kluczem w zrównoważonym projektowaniu.
Okazuje się, że już na etapie planowania inwestycji jesteśmy w stanie oszacować ślad węglowy podczas całego cyklu życia budowli. Aplikacja Trimble Quantm jest przykładem oprogramowania wspierającym zrównoważone planowanie trasy. Program ten umożliwia zaplanowanie trasy drogowej w oparciu o wiele parametrów. Dzięki swojemu algorytmowi oblicza przebieg trasy oraz podaje kluczowe informacje takie jak koszt, ilość robót ziemnych, ilość konstrukcji oraz przewidywany ślad węglowy podczas budowy oraz eksploatacji.
Optymalizacja obiektów budowlanych
Na wielkość oraz kształt obiektów mostowych wpływa kilka czynników. Są to m.in długość, wysokość, rodzaj przeszkody, rodzaj oraz wielkość obciążenia. Często są to budowle o pięknych architektonicznych kształtach, które w szczególny sposób wypełniają nowo powstały krajobraz.
Do celów projektowych możemy wykorzystać oprogramowanie do modelowania parametrycznego. Wspomniane powyżej zmienne można opisać funkcją geometryczną. Przykładowo korzystając z takiego oprogramowania jesteśmy w stanie w sposób dynamiczny zmienić przekrój mostu, wykonać niezbędną analizę statyczną oraz maksymalnie zoptymalizować, czy też uszczuplić geometrię konstrukcji.
Ponadto mamy także możliwość, rozpatrzenia wielu wariantów pod kątem inżynierskim oraz architektonicznym. W ten sposób możemy zaoszczędzić materiał tj. tony stali zbrojeniowej oraz betonu, a także zminimalizować ilość robót budowalnych.
Możemy więc śmiało powiedzieć, że optymalizując kształt konstrukcji zmniejszamy ilość emisji dwutlenku węgla, który trafia do atmosfery. Brzmi logicznie, prawda?
BIM a redukcja emisji CO2
W obecnych czasach branża AEC ma to szczęście, że na rynku jest wiele rozwiązań podnoszących efektywność pracy. Sprawniejsza praca wpływa na mniejszą ilość błędów oraz szybszy koniec projektu. A szybszy koniec projektu przekłada się na redukcję gazów cieplarnianych.
Kolejną kwestią, jest zużycie papieru. Papier jest obecny w całym cyklu życia projektu. Planujemy inwestycje na papierze. Projektujemy w 3D, ale nadal w większości przypadków kontrolujemy, koordynujemy oraz zatwierdzamy rozwiązania projektowe w oparciu o dokumentację papierową. Bardzo dużo rysunków, raportów, opisów, specyfikacji.
Tak więc na etapie projektowania możemy zredukować ślad węglowy poprzez obniżenie ilości zużywanego papieru.
Produkcja papieru to aż 10 ton CO2 na tonę materiału.
Kontrola, koordynacja oraz zatwierdzanie kolejnych etapów może być przeprowadzona w platformie, która wspiera bez rysunkowe zarządzanie projektami. Taką platformą jest m. in. Trimble Quadri. Trimble Quadri posiada narzędzia wspomagające zarządzanie modelami BIM. Platforma umożliwia dostęp wszystkich interesariuszy do platformy, w której znajduje się model BIM. Widoki 3d, przekroje oraz komunikacja ułatwiają zatwierdzanie rozwiązań projektowych. Kontrolę ułatwia także możliwość dodawania do modelów numeru rewizji oraz statusu.
Tak więc pracując w oparciu o model centralny zmniejszamy zużycie papieru co przekłada się na mniejszą emisję CO2 do atmosfery.
Optymalizacja używanych materiałów
Przy dużych inwestycjach dobór materiału ma ogromne znaczenie. Warto zastanowić się, czy nie istnieje alternatywny materiał o podobnych właściwościach posiadający zmniejszoną wartość wskaźnika emisji CO2. Dodatkowo podczas doboru materiałów budowlanych oprócz ich właściwości fizycznych warto przeanalizować w jaki sposób powstały oraz co się z nimi dzieje od momentu, gdy opuszczą wytwórnię, aż do momentu ich wbudowania.
Wiem, że to brzmi niecodziennie, ale przeanalizujmy prosty przykład materiałów importowanych. Kostka brukowa sprowadzona z Chin, razem z transportem będzie tańsza niż kostka wyprodukowana w Norwegii, jednakże współczynnik emisji dwutlenku węgla będzie 9 razy większy. To właśnie transport materiału wpływa niekorzystnie na bilans dwutlenku węgla. Warto zacząć wybierać produkty rodzimych producentów.
Idąc dalej tym tropem warto zwrócić uwagę, np. czy klasa zastosowanego betonu nie jest zawyżona. Betony o niższych klasach mają niższy współczynnik emisji gazów. Ponadto coraz częściej producenci np. cementu dodają informacje o wartości emisji dwutlenku węgla na opakowaniu. Chcemy wiedzieć z czego jest stworzony materiał oraz świadomie wybierać go.
Przykładami materiałów, które posiadają niski współczynnik emisji gazów są: asfalt niskotemperaturowy, stal pochodząca z recyklingu, beton komórkowy, kruszywo ze szkła (Cellular glass aggregate). Są to tylko niektóre alternatywne produkty, które można znaleźć obecnie na rynku.
Sposób przeprowadzania budowy
Odpowiednia organizacja placu budowy nie tylko wpływa na zwiększenie efektywności pracy, ale również pozwala zmniejszyć emisję gazów.
Przyjrzyjmy się systemowi sterowania maszyn. Użycie tego systemu niesie ze sobą wiele plusów. Przeanalizujmy te zalety, które wpływają na redukcję emisji gazów.
System sterowania maszyn umożliwia monitoring takich wartości jak ilość spalanego paliwa, czy czas postoju na biegu jałowym. Optymalizując te wartości możemy zaoszczędzić pieniądze, ale także zmniejszyć nadmierną emisję gazów. Ponadto dzięki czujnikom w pojazdach, transport materiałów może odbywać się w bardziej wydajny sposób. Unikniemy w ten sposób transportu materiału samochodem, który jest niedoładowany.
Pojazdy napędzane paliwem ekologicznym, czy pojazdy elektryczne na budowie to już nie jest daleko przyszłość. Dostęp tego typu maszyn jest coraz bardziej widoczny, co pokazuje, że zainteresowanie rozwiązaniami sprzyjającym środowisku stale rośnie.
Kontrakty PPP
Ostatnim przykładem, który może korzystnie wpływać na redukcję emisji CO2 do atmosfery jest partnerstwo prywatno-publiczne, czyli forma współpracy sektora publicznego i prywatnego dotycząca realizacji zadań publicznych.
Jeżeli weźmiemy jako przykład inwestycję budowlaną, w której skład wchodzi projekt, budowa, utrzymania oraz zarządzanie to możemy przypuszczać, że obu stronom zależy, aby projekt został wykonany w najlepszy sposób, z wykorzystaniem trwałych elementów.
Warto podkreślić, że w całym cyklu życia inwestycji to faza utrzymania i zarządzania trwa najdłużej. Tak więc odpowiednie podejście do inwestycji może spowodować m.in to, że liczba prac naprawczych spadnie, przez co obniży się emisja dwutlenku węgla.
Podsumowanie
Możesz zaobserwować, że jest bardzo wiele czynników, które mogą wpłynąć na redukcję emisji CO2 podczas inwestycji w branży AEC. Oczywiście technologia BIM bardzo mocno się do tego przyczynia. Na etapie projektowym jesteśmy w stanie zoptymalizować rozwiązania, dobrać materiał oraz zaplanować w jaki sposób będzie prowadzona budowa. Wiadomo, że jeden projekt w skali całego świata nie zrobi różnicy, ale jeżeli zmienimy sposób przeprowadzania projektów w skali państwa to będzie to bardzo widoczna zmiana dla naszej planety.
Daj znać, czy ta tematyka Cię ciekawi i czy chciałbyś/chciałabyś przeczytać więcej na ten temat na naszym blogu.
