Structuri din oțel și impactul Inițiativei privind descarbonizarea industriei asupra carbonului încorporat
Structurile din oțel pot atinge un grad maxim de descarbonizare prin utilizarea unui conținut reciclat de 93% în structurile și procesul de fabricare al oțelului în cuptoare electrice cu arc, care emit 0,68 tone metrice de CO₂. În comparație, cuptoarele înaltă cu funcționare tradițională emit aproximativ 2,3 tone metrice și reprezintă o minoritate în producția de oțel, datorită îmbunătățirilor aduse integrării energiei regenerabile, care optimizează în continuare costurile și emisiile din procesul de fabricare a oțelului.
Evaluări comparative ale ciclului de viață: oțel vs. beton vs. lemn
Evaluările ciclului de viață ale structurilor din oțel pentru construcții, comparate cu modalitățile concurente de construcție, inclusiv lemnul și betonul, au demonstrat că industria oțelului depășește în mod constant lemnul și betonul în ceea ce privește emisiile de carbon de aproximativ 50 de ani. Structurile din oțel, fiind în mod natural mai ușoare și ocupând un volum mai mic decât structurile realizate din materialele concurente, au avantajul reducerii drastice a dimensiunii, adâncimii și costului fundațiilor. În plus, deoarece structurile din oțel sunt prefabricate în uzinele de producție, acest lucru elimină în continuare deșeurile și materialele în exces de pe șantierul de construcții.
Carbonul incorporat și carbonul operațional al oțelului
Structurile din oțel au un carbon incorporat raportat de 320, ceea ce reprezintă o reducere de 8–12 la sută față de emisiile totale de carbon ale structurilor pe un ciclu operațional de 50 de ani.
Deși structurile din oțel au un carbon operațional și un carbon incorporat mai mari decât structurile din lemn, avantajele operaționale pe termen lung ale structurilor din oțel față de cele din lemn – cum ar fi eficiența energetică obținută prin învelișuri de clădire mai performante și structuri integrate pentru panouri solare – contribuie în continuare la descarbonizarea acestor structuri.
Optimizarea cu hidrogen a cuptoarelor electrice cu arc, împreună cu fierul redus direct (DRI), are potențialul de a optimiza descarbonizarea industriei siderurgice. Eliminarea completă a cocsului din acest proces ar putea permite obținerea oțelului fără emisii de carbon până în 2030. În plus, reducerea emisiilor pentru cuptoarele electrice cu arc (EAF) cu peste 40% va fi realizată prin îmbunătățiri bazate pe inteligența artificială și pe rețelele electrice responsive. Adoptarea precoce a acestor practici de către unele companii a dus deja la o reducere a carbonului incorporat cu 11% comparativ cu acum cinci ani.
ECONOMIA CIRCULARĂ A OȚELULUI
Caracteristicile oțelului includ reciclabilitatea de 100% și o reciclabilitate de peste 90% la nivel global la sfârșitul duratei de viață.
Oțelul este cel mai circular material structural produs. Peste 90% din oțelul aflat la sfârșitul duratei sale utile este recuperat la nivel global și este reutilizat în următorul ciclu de producție. Acest ciclu reduce cererea de minereu de fier ca materie primă de bază pentru producție și, totodată, scade emisiile rezultate din extracția și prelucrarea minereului. În ultimii ani, operațiunile cu furnale electrice cu arc (EAF) s-au modificat astfel încât să utilizeze 93% oțel reciclat, plasându-le la cel mai înalt nivel de integritate printre materialele structurale și consacrând oțelul ca lider în construcția circulară. În plus, abordările conceptului de Proiectare pentru Demontare (DfD) în construcțiile din oțel permit obținerea unui grad de recuperare a materialelor de până la 95%.
Metodă de recuperare, Randament al materialului, Impact asupra carbonului
Demontare >95% recuperare, reducere cu 85% față de demolare
Demolarea convențională <40% recuperare, emisii de 3 ori mai mari
Aceste strategii aduc beneficii tangibile: reducerea deșeurilor de construcții cu 70%, scăderea emisiilor de carbon cu 85% (din procesarea materialelor), reutilizarea directă a elementelor structurale de înaltă valoare. Recuperarea oțelului îmbunătățește eficiența transportului datorită raportului său rezistență/ greutate.
Durabilitatea în exploatare posibilă datorită structurii din oțel
Fabricare precisă în afara site-ului și reducerea deșeurilor în construcții cu 90%
Folosind un sistem de modelare 3D și un sistem automatizat de tăiere și sudură, elementele din oțel sunt fabricate în afara șantierului cu o precizie de milimetru. Acest proces de proiectare minimizează comandarea excesivă, erorile de tăiere pe șantier și deșeurile de ambalare, determinând o reducere a deșeurilor de construcții cu 90 % comparativ cu betonul turnat în loc. Prin reducerea cu 40 % a numărului de curse de transport datorită livrărilor just-in-time și optimizării încărcăturii, se reduc, de asemenea, emisiile. Rezultatul acestor procese este o livrare a proiectelor cu 30–50 % mai rapidă, o reducere a aglomerației pe șantier și o deviere de 90 % a deșeurilor de la depozitele de deșeuri, precum și o creștere a siguranței și calității.
Performanță termică și adaptabilitate: Sisteme integrate de construcție și energetice solare
Structura din oțel permite, de asemenea, o construcție mai etanșă și mai precisă. Sistemele integrate de izolare creează, de asemenea, o barieră termică care elimină punțile termice — sistemul de transfer termic — reducându-le cu 15–25% comparativ cu sistemele care nu folosesc oțel. Sistemele de acoperiș și fațadă reduc, de asemenea, necesitatea consolidărilor structurale. Spre deosebire de alte sisteme de construcții, oțelul depășește, de asemenea, în timp standardele energetice, iar modernizările includ, de asemenea, izolare suplimentară.
Durabilitate, longevitate și aliniere cu certificarea clădirilor verzi
Oțelul are o durată lungă de funcționare, depășind 50 de ani cu întreținere, iar acest lucru aduce beneficii reale pentru sustenabilitate, deoarece reduce necesitatea înlocuirii și consumul de resurse. Principalele certificate de construcții verzi, cum ar fi LEED, BREEAM și Living Building Challenge al ILFI, acordă numeroase credite pentru utilizarea materialelor care necesită mai puțină întreținere, au un conținut scăzut de materiale (low-M), oferă performanțe dovedite în medii extreme și au o durată lungă de viață. Durata lungă de viață a oțelului fără coroziune (presupunând o utilizare adecvată) și necesitatea redusă de întreținere sunt în concordanță cu accentul pus de clădire pe durata lungă de viață, adaptabilitatea și reziliența întregii structuri. Ca urmare, utilizarea oțelului adaugă o valoare semnificativă operațiunilor clădirii. Aceasta contribuie la obținerea rezultatelor dorite: siguranța ocupanților, ușurința întreținerii și valoarea clădirii adaugă o valoare mare clădirii.
Întrebări frecvente
Ce este carbonul incorporat?
Carbonul incorporat reprezintă cantitatea de dioxid de carbon eliberată în timpul extragerii din carieră, fabricării și punerii în operă a materialelor utilizate în construcția clădirii.
Cum reduce oțelul carbonul incorporat comparativ cu alternativele?
Oțelul oferă o reducere a carbonului incorporat datorită reciclabilității sale ridicate și utilizării cuptoarelor electrice (EAF) și a altor metode extrem de eficiente care produc mai puțin CO₂.
Poate fi oțelul reciclat fără pierderea performanței?
Una dintre caracteristicile cele mai remarcabile ale oțelului este faptul că poate fi reciclat integral, fără pierderea performanței structurale.
Care sunt avantajele oțelului în construcțiile durabile?
Reducerea încărcărilor, prefabricarea eficientă, ușurința deconstrucției pentru a permite recuperarea materialelor și utilizarea panourilor fotovoltaice contribuie toate la multiplele avantaje ale prefabricării durabile.
Care este durata de viață medie a structurilor din oțel?
Cu întreținere adecvată, structurile din oțel pot dura peste 50 de ani, ceea ce este foarte avantajos pentru utilizarea pe termen lung, deoarece necesită înlocuire mai rar și reduc consumul de materiale/resurse.