Circular economy strategies for reducing carbon emissions in construction: A case study of reused materials in the design and construction of a storage in Granåsen
Abstract
Overgangen fra en lineær til en sirkulær økonomi er avgjørende for å redusere globale klima-gassutslipp. Denne masteroppgaven undersøker potensialet og miljøpåvirkningen av ombruk avbygningskomponenter i den norske bygge- og anleggssektoren. Det har blitt utført en evaluering avmiljøpåvirkningen av ombruk av bygningskomponenter, med spesielt fokus på ombruk av materialeri design og konstruksjon av lagerbygget i Granåsen idrettspark, som ble bygget høsten 2023. Studieninkluderer en grundig litteraturgjennomgang og en detaljert beskrivelse av casestudien, etterfulgt aven livssyklusanalyse (LCA) for å evaluere miljøeffektene av fire ulike bygningsscenarier. Scenario 0gjenspeiler et lagerbygg med bjelker og søyler laget av stål. Scenario 1 gjenspeiler et lagerbygg medbjelker og søyler laget av limtre. Både Scenario 0 og 1 er bygget av kun nytt materiale. Scenario 2gjenspeiler lagerbygget i Granåsen slik det ble bygget, og består av en blanding av ombrukt og nyttmateriale. Scenario 3 gjenspeiler et lagerbygg primært laget av ombrukt materiale. I likhet medScenario 1 er også Scenarioene 2 og 3 laget av bjelker og søyler av limtre.
LCA i denne studien vurderer primært indicatoren "Climate Change (GWP)" i kg CO2 ekv.Resultatene viser at det er en reduksjon på 83% i CO2-utslipp fra A1-A3 når bjelker og søyler avlimtre ble valgt i stedet for stål (sammenligning av Scenarioene 0 og 1). Videre viser resultateneat de totale CO2-utslippene fra Scenarioene 1 og 2 var ganske like, på grunn av lite ombruktematerialer i Scenario 2. I Scenario 3, der en betydelig mengde ombrukte materialer ble brukt,viser resultatene av CO2-utslippene fra produksjonsfasen (A1’-A3’) ble redusert med nesten 75%sammenlignet med Scenario 1, der kun nytt materiale brukes.
Resultatene viser også betydelige forskjeller i CO2-utslipp fra transport av materialene ved brukav lastebiler med forbrenningsmotor sammenlignet med elektriske lastebiler. Til slutt vises det iresultatene at det er andre miljøaspekter enn CO2-utslipp, som for eksempel materialknapphet,som bør vurderes i ombruksprosjekter.
Oppgaven har som mål å gi innsikt i dagens tilstand for ombruk i den norske bygg- og anleggssek-toren. Videre har den som mål å vurdere de miljømessige fordelene ved å inkludere ombruktebygningskomponenter i byggeprosjekter. Resultatene fra forskningen undersøker potensialet for åredusere karbonutslipp gjennom gjenbruk av bygningskomponenter. Funnene fra denne studienbidrar til å utvikle kunnskapen om sirkulære økonomistrategier og kan bli brukt som grunnlag forvidere utvikling.iii Transitioning from a linear economy to a circular economy is crucial to reducing global greenhousegas (GHG) emissions. This Master Thesis investigates the potential and environmental impact ofreusing building components in the Norwegian buildings and construction sector. The environmentalimpact of reusing building components has been evaluated, with a specific focus on the reuse ofmaterials in the design and construction of the storage built in Granåsen Sports Park fall of2023. The study includes a comprehensive literature review and a detailed case study description,followed by a Life Cycle Assessment (LCA) to evaluate the environmental effects of four differentconstruction scenarios. Scenario 0 reflects a storage built with beams and columns made of steel.Scenario 1 reflects a storage built with beams and columns made of glulam. Both Scenarios 0 and1 are built entirely from virgin materials. Scenario 2 reflects the storage built in Granåsen andconsists of a mix of reused and virgin materials. Scenario 3 reflects a storage built primarily fromreused materials. Both Scenarios 2 and 3 are also made with beams and columns made of glulam.
The LCA in this study primarily considers the Climate Change indicator (GWP) in kg CO2 eq. Theresults show that there is a decrease of 83% in CO2 emissions from A1-A3 when glulam beams andcolumns were chosen instead of steel beams and columns (comparing Scenarios 0 and 1). Further,the results show that the total CO2 emissions from Scenarios 1 and 2 were quite similar, due to asmall use of reused materials in Scenario 2. In Scenario 3, when a considerable amount of reusedmaterials are used, the results show that the CO2 emissions from the production phase (A1’-A3’)were reduced by almost 75% compared to Scenario 1, where virgin materials are considered.
The results also show that there are significant differences in CO2 emissions from using combustionengine trucks to transport all the materials, compared to using electric trucks. Lastly, it is presentedin the results that there are other environmental aspects than CO2 emissions, such as materialscarcity, which should be considered in reuse cases.
The thesis aims to provide insights into the current state of reuse in the Norwegian buildingsand construction sector. Further, it aims to assess the environmental benefits of incorporatingreused building components in construction projects. The results from the research examine thepotential for reducing carbon emissions through the reuse of building components. The findingsfrom this study contribute to developing the knowledge of circular economy strategies and providea foundation for further development.